一種渦輪增壓器的廢氣旁通閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓系統(tǒng)，具體為一種用于渦輪增壓器的廢氣旁通閥。
【背景技術(shù)】
[0002]增壓器廢氣旁通閥的基本功能，是調(diào)節(jié)增壓器渦輪機(jī)的旁通廢氣流量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)增壓器乃至發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)空氣質(zhì)量流量及進(jìn)排氣壓力的控制和調(diào)節(jié)，保障發(fā)動(dòng)機(jī)安全穩(wěn)定工作；由于廢氣是發(fā)動(dòng)機(jī)的做功工質(zhì)，因此廢氣旁通閥在調(diào)節(jié)廢氣的同時(shí)，還包括調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣壓力以保持盡可能好的燃油經(jīng)濟(jì)性，避免廢氣作用在零部件上產(chǎn)生令人不適的異響噪聲。
[0003]參見(jiàn)圖1，目前的廢氣渦輪增壓內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，包含發(fā)動(dòng)機(jī)本體1，壓氣機(jī)2、廢氣旁通閥3、渦輪機(jī)4、催化器5。其中，渦輪機(jī)4連接發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)，吸收高溫廢氣能量，推動(dòng)同軸連接的壓氣機(jī)2旋轉(zhuǎn)并壓縮新鮮空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)本體I。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)特定的目標(biāo)工作負(fù)荷，通過(guò)廢氣旁通閥3調(diào)節(jié)通過(guò)渦輪機(jī)4的廢氣流量，以調(diào)節(jié)渦輪機(jī)4的工作功率，進(jìn)而調(diào)節(jié)壓氣機(jī)2的工作功率，從而調(diào)節(jié)壓縮空氣增壓壓力及質(zhì)量流量，最終實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)調(diào)節(jié)，支持發(fā)動(dòng)機(jī)工作負(fù)荷調(diào)節(jié)，輸出所需扭矩動(dòng)力。
[0004]參見(jiàn)圖2，現(xiàn)有的廢氣旁通閥3，包括正壓壓力執(zhí)行器33、執(zhí)行器基座34、執(zhí)行器推桿33a、搖臂35、蓋板閥閥蓋32、旁通流道31。在缺省狀態(tài)下，通入正壓壓力執(zhí)行器33的控制壓力為大氣壓，蓋板閥閥蓋32在其預(yù)緊壓力作用下關(guān)閉旁通閥流道，因此閥門(mén)的缺省狀態(tài)為常關(guān)。當(dāng)需要調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)工作負(fù)荷時(shí)，輸入正壓壓力執(zhí)行器33的控制壓力升高，推動(dòng)執(zhí)行器推桿33a，進(jìn)而推動(dòng)搖臂35，轉(zhuǎn)動(dòng)蓋板閥閥蓋32，打開(kāi)廢氣旁通流道31，減少通過(guò)渦輪機(jī)4的廢氣流量，調(diào)節(jié)渦輪負(fù)荷，進(jìn)而調(diào)節(jié)與渦輪機(jī)同軸連接的壓氣機(jī)負(fù)荷，進(jìn)而調(diào)節(jié)壓氣機(jī)2的壓縮空氣流量，從而輔助實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能。
[0005]現(xiàn)有廢氣旁通閥存在以下的問(wèn)題:
1、發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)，廢氣旁通閥3的缺省狀態(tài)為關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣不能經(jīng)由廢氣旁通閥3流道排出，只能經(jīng)由渦輪機(jī)4流入下游的催化器，由于渦輪機(jī)4會(huì)吸收廢氣熱量，進(jìn)入催化器5的廢氣溫度會(huì)被渦輪機(jī)4冷卻，催化器5內(nèi)的介質(zhì)不能快速升溫至工作溫度而發(fā)揮催化作用，因此發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)排放污染物較多；
2、發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷工作時(shí)，正壓壓力執(zhí)行器33控制壓力也相應(yīng)較低，不足以推開(kāi)蓋板閥閥蓋32，廢氣不能經(jīng)由旁通閥流道31排出，只能通過(guò)渦輪機(jī)流道流向催化器5，因此發(fā)動(dòng)機(jī)本體與增壓器渦輪機(jī)4之間的氣道氣壓較高，不利于發(fā)動(dòng)機(jī)順利排出廢氣，因此發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)額外消耗一部分做功能力用于排氣，惡化燃油經(jīng)濟(jì)性；
3、在發(fā)動(dòng)機(jī)需要調(diào)節(jié)空氣流量時(shí)，搖臂35與蓋板閥閥蓋32在執(zhí)行器33驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)角度，打開(kāi)廢氣旁通閥流道31。但是廢氣旁通流道有效的通流面積與蓋板閥打開(kāi)的角度不成線(xiàn)性相關(guān)。同時(shí)，廢氣脈沖作用在蓋板閥的閥面上，會(huì)額外增大或減小閥蓋行程。由于上述兩個(gè)原因，旁通閥對(duì)空氣流量控制不夠穩(wěn)定；
4、發(fā)動(dòng)機(jī)高負(fù)荷工作時(shí)，廢氣氣壓較高，由于蓋板閥閥蓋32的行程方向與其廢氣氣壓作用方向相同，閥蓋受廢氣推動(dòng)，容易導(dǎo)致其對(duì)廢氣旁通閥通道31關(guān)閉不嚴(yán)，降低發(fā)動(dòng)機(jī)性能。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)本體I間斷排氣導(dǎo)致廢氣壓力動(dòng)態(tài)波動(dòng)，蓋板閥閥蓋32受其作用容易產(chǎn)生抖動(dòng)，形成異響噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種渦輪增壓器的廢氣旁通閥，加速冷啟動(dòng)催化器預(yù)熱時(shí)間，降低發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷下排氣背壓，提高發(fā)動(dòng)機(jī)各負(fù)荷工作情況下的控制精度，增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)高負(fù)荷下廢氣旁通閥的密封性，減少?gòu)U氣旁通閥異響噪聲。
[0007]本發(fā)明所述的渦輪增壓器的廢氣旁通閥，所述廢氣旁通閥具有將所述渦輪機(jī)的進(jìn)氣口和出氣口相連通的旁通流道和將所述旁通流道開(kāi)口部開(kāi)啟或關(guān)閉的閥芯，所述閥芯包括閥桿部分和連接在閥桿部分上的閥板部分，所述閥桿部分可軸向移動(dòng)，以帶動(dòng)閥板部分沿旁通流道開(kāi)口部端面平移，使閥板部分將所述開(kāi)口部端面開(kāi)啟或封閉。
[0008]進(jìn)一步的，所述閥芯的閥桿部分由驅(qū)動(dòng)器帶動(dòng)軸向運(yùn)動(dòng)。
[0009]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)器同閥芯構(gòu)成一常開(kāi)式閥，即驅(qū)動(dòng)器在無(wú)外部激勵(lì)的缺省狀態(tài)時(shí)，所述閥板部分保持使所述旁通流通開(kāi)啟的狀態(tài)。
[0010]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)器包括回位彈簧以及由膜片分割的壓力腔和活塞腔，外部控制壓力輸入所述壓力腔內(nèi)，所述活塞腔內(nèi)的推桿與所述閥芯的閥桿部分連接，所述回位彈簧套設(shè)在推桿上，其具有使所述閥板部分保持相對(duì)旁通流道開(kāi)啟的趨勢(shì)。
[0011]進(jìn)一步的，在所述旁通流道開(kāi)口部外側(cè)設(shè)置有導(dǎo)向板，該導(dǎo)向板中部具有與開(kāi)口部正對(duì)的過(guò)氣孔，所述導(dǎo)向板與開(kāi)口部端面間形成供所述閥板部分沿其內(nèi)滑動(dòng)的導(dǎo)向槽。
[0012]相比于現(xiàn)有的廢氣旁通閥采用轉(zhuǎn)動(dòng)式閥芯而言，本發(fā)明所述廢氣旁通閥采用徑向平移的常開(kāi)式閥芯，具有如下的優(yōu)點(diǎn):
1、旁通閥缺省狀態(tài)為開(kāi)啟，發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣可以繞開(kāi)渦輪機(jī)，經(jīng)由廢氣旁通閥的流道流入下游的催化器，這會(huì)減少渦輪機(jī)吸收的廢氣熱量，使進(jìn)入催化器的廢氣溫度更高，處于冷態(tài)的催化器的催化介質(zhì)預(yù)熱時(shí)間可以縮短，催化器可以更快達(dá)到工作溫度，因此可以減少排放污染物。
[0013]2、發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷工作時(shí)，由于旁通閥可以選擇完全開(kāi)啟，增大了發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流通面積，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)順利排出廢氣，因此相比于現(xiàn)有技術(shù)中在此發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)下無(wú)法開(kāi)啟旁通閥的設(shè)計(jì)，本發(fā)明使得發(fā)動(dòng)機(jī)為排氣所耗做功要少，燃油經(jīng)濟(jì)性更好。
[0014]3、在發(fā)動(dòng)機(jī)需要調(diào)節(jié)空氣流量時(shí)，閥芯在導(dǎo)向槽內(nèi)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，閥芯打開(kāi)的有效通流面積與其行程線(xiàn)性相關(guān)，因此流量控制更接近線(xiàn)性，控制精度與準(zhǔn)確性明顯提升。同時(shí)，作用在閥板部分上的廢氣脈沖，其作用力與閥芯的運(yùn)動(dòng)方