流體循環(huán)閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于調(diào)節(jié)環(huán)路中的EGR氣體流的閥(1)，該環(huán)路允許離開車輛內(nèi)燃機(jī)的一部分排氣被抽取，其具有界定內(nèi)部管(2)的本體且包括瓣片(3、30)，該瓣片樞轉(zhuǎn)安裝在軸(4)上，該軸將所述瓣片(3)分為第一部分(5)和第二部分(6)，所述瓣片(3)能夠在允許氣體通入到管(2)中的打開位置和防止所述通過的關(guān)閉位置之間樞轉(zhuǎn)，第一部分(5)和第二部分(6)的至少一個鄰接抵靠支承元件(7)。瓣片的第一部分(5)包括加厚區(qū)域(9)，以便，對于所述瓣片(3)的小于臨界值的開度角，減小所述第一部分(5)和支承元件(7)之間的氣體通過截面。
【專利說明】流體循環(huán)閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及流體循環(huán)閥。這種類型的閥可例如裝備用于將氣體供應(yīng)給車輛內(nèi)燃機(jī)的回路，以調(diào)節(jié)在用于抽取離開發(fā)動機(jī)的一些排氣的環(huán)路中的EGR(排氣再循環(huán))氣體流，以使它們在所述發(fā)動機(jī)的上游側(cè)重新注入。這種類型的閥的操作原理依賴于瓣片從允許流體通過的完全打開位置到防止其通過的關(guān)閉位置的受控旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的主題是一種改進(jìn)的流體循環(huán)閥。

【背景技術(shù)】
[0002]由此，流體循環(huán)閥包括瓣片，所述瓣片安裝為在軸上樞轉(zhuǎn)，該軸將瓣片分為第一部分和第二部分。應(yīng)指出，瓣片的第一和第一部分之間的界限不是必須物理上實體化。當(dāng)該瓣片處于關(guān)閉位置中時，所述瓣片的第一部分和第二部分典型地每個與閥的密封件接觸，所述密封件則用作用于定位所述瓣片的鄰接部。
[0003]參考圖1，其是顯示了氣體的質(zhì)量流速(表示為千克每小時)作為閥的瓣片的開度角(表示為百分比開度)的函數(shù)的圖，該類型的閥通常遇到的問題是，對于瓣片的小開度角，隨著瓣片角開度繼續(xù)，氣體流速首先太快升高，然后停滯一段時間，之后再次規(guī)則地增加。實際上，顯示了作為瓣片的開度角的函數(shù)的通過閥的氣體的質(zhì)量流速的曲線100首先顯示出非常陡峭的第一區(qū)域101，其對應(yīng)于在大約0°至5°的角范圍上的流速的突然增力口，第一區(qū)域之后是第二區(qū)域102，其類似于平臺且對應(yīng)于大約5°至10°的角度范圍，所述曲線100結(jié)束于第三區(qū)域103，第三區(qū)域103大體為線性的，表示所述流速作為瓣片開度的函數(shù)在超過大約10°的角范圍上的基本成比例增加。在圖中的另外兩個曲線105、106顯示了作為所述閥的瓣片的開度角的函數(shù)的通過其他類型閥的氣體的質(zhì)量流速在所述瓣片的可能角開度的整個范圍上的線性變化。這兩個曲線顯示了氣體流速的變化，期望地是在根據(jù)本發(fā)明的閥中觀察到其。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的流體循環(huán)閥具有樞轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器瓣片，所述瓣片經(jīng)歷結(jié)構(gòu)改變，以便對于所述瓣片的小開度角限制氣體流速。通過所述閥的氣體的流速因此在開度角的整個可行范圍上是線性的，由此消除在非常小的開度角觀察到的該流速的突然增加以及在該突然增加之后的該流速的停滯階段。根據(jù)本發(fā)明的閥由此確保氣體流速的逐漸增加，平滑地且沒有突然的波動，且因此提供了比裝備有傳統(tǒng)瓣片的閥更好的氣體流速控制。
[0005]本發(fā)明在于流體循環(huán)閥，其具有界定內(nèi)部管的本體且包括瓣片，該瓣片安裝為在軸上樞轉(zhuǎn)，該軸將所述瓣片分為第一部分和第二部分，所述瓣片適于在允許流體通過的打開位置和防止所述通過的關(guān)閉位置之間樞轉(zhuǎn)，所述流體特別是管中的氣體，第一和第二部分中的至少一個鄰接抵靠支承元件。瓣片的第一部分包括加厚區(qū)域，以便對于所述瓣片的小于臨界值的開度角，減小所述第一部分和支承元件之間的氣體流動截面。這樣的較厚區(qū)域的目的是，一旦瓣片樞轉(zhuǎn)以打開它，便減小氣體流動截面，以便減慢所述瓣片打開的第一時段中的氣體流動速率的增大，且因此消除在所述流動速率的突然增加時介入的停滯階段。在所述閥中的氣體流動速率的增大因此是規(guī)律的，而與瓣片從其關(guān)閉位置逐漸樞轉(zhuǎn)對應(yīng)的閥打開階段中沒有斜率改變。
[0006]閥可以是用于在環(huán)路中調(diào)節(jié)EGR氣體的流動速率的閥，該環(huán)路允許離開車輛內(nèi)燃機(jī)的一些排氣的抽取。
[0007]閥可以是布置在內(nèi)燃機(jī)的入口回路中、內(nèi)燃機(jī)的排氣回路中或允許排氣被重新注入到內(nèi)燃機(jī)的入口中的排氣再循環(huán)環(huán)路中的閥。該再循環(huán)環(huán)路是“低壓”環(huán)路或“高壓”環(huán)路。
[0008]閥特別是所謂的“雙口”閥。
[0009]替換地，閥特別是所謂的“三口”閥。閥則可以布置在再循環(huán)環(huán)路的入口處，即，在再循環(huán)環(huán)路從排氣回路起始的位置處。替換地，所謂的“三口”閥可布置在再循環(huán)環(huán)路的出口處，即，在入口回路中的、排氣被重新注入到入口中的位置處。
[0010]支承元件可以由閥的密封件構(gòu)成。
[0011]當(dāng)瓣片處于關(guān)閉位置時，密封件可在瓣片的第一和第二部分的周邊處密封閥。加厚區(qū)域則構(gòu)造在瓣片的第一部分上，考慮密封件在閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的位置。
[0012]當(dāng)該瓣片處于關(guān)閉位置中時，所述瓣片的第一部分和第二部分可每個與閥的密封件接觸，所述密封件則用作用于定位所述瓣片的鄰接部。
[0013]當(dāng)該瓣片在關(guān)閉位置時，瓣片的第一部分的第一表面可與閥的密封件接觸，瓣片的第二部分的第二表面可與閥的密封件接觸，第一和第二表面是瓣片的相反表面。
[0014]瓣片的第一和第二表面可與密封件接觸，同時沿相同的平面。
[0015]瓣片的第一部分可包括支撐部件，在其頂部上是加厚區(qū)域，加厚區(qū)域?qū)昶牡诙糠诌B接至支撐部件。
[0016]沿瓣片的旋轉(zhuǎn)軸線測量的支撐部件的寬度可大于沿瓣片的旋轉(zhuǎn)軸線測量的加厚區(qū)域的寬度。
[0017]加厚區(qū)域的輪廓可被平行于瓣片的旋轉(zhuǎn)軸線的后壁和沿垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向延伸的兩個平行側(cè)壁界定，所述三個壁垂直于支撐部件的表面平面。
[0018]加厚區(qū)域可具有任何形狀，且其主要功能是增加瓣片的第一部分沿至少一個方向的尺寸。
[0019]加厚區(qū)域可包括固定至瓣片的第一部分的增加部件，或制造有所述第一部分，以便與其為單件。
[0020]大體來說，瓣片的小開度角對應(yīng)于所述瓣片的開度的前幾干度(first fewdegrees)。
[0021]有利地，臨界值小于10°。瓣片的行為通常對于小于10°的開度角的氣體流動速率是關(guān)鍵的。在從O至10°的角度該范圍上，氣體流動速率的快速增加可被觀察到，在其之后是所述流動速率的停滯階段。
[0022]加厚區(qū)域優(yōu)選地延伸瓣片的第一部分的整個寬度，所述第一部分的寬度平行于瓣片的旋轉(zhuǎn)軸線。對于該構(gòu)造，加厚區(qū)域在瓣片的第一部分上占據(jù)展開位置，且可因此通過與閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的密封件協(xié)作而完全實現(xiàn)其流動速率調(diào)節(jié)器的作用。
[0023]瓣片的第一部分有利地是薄的部分，加厚區(qū)域有助于增加所述第一部分的厚度。
[0024]加厚區(qū)域優(yōu)選地被構(gòu)造為在小于10°的開度角范圍上提供恒定的氣體流動截面。以該方式，加厚區(qū)域的幾何布局設(shè)計為，考慮密封件的位置和形狀，與所述密封件一起限定恒定截面的通過，其目的是確保在小于10°的開度角范圍上的恒定的氣體流動速率。
[0025]有利地，恒定的流動截面通過加厚區(qū)域的平面壁實現(xiàn)。換句話說，該平面壁可在瓣片的旋轉(zhuǎn)時移動，保持與其表面平面平行且保持距所述密封件一恒定距離。由于該壁，在瓣片的小開度角范圍上的氣體流動速率保持恒定。
[0026]瓣片的第一部分優(yōu)選地大體平坦，允許獲得恒定氣體流動速率的加厚區(qū)域的平面壁大體垂直于所述第一部分的平面。這是加厚區(qū)域的結(jié)構(gòu)特征，其允許在瓣片的小開度角范圍上獲得小且恒定的氣體流動截面。
[0027]瓣片的兩個部分有利地彼此延續(xù)，且剛性地連接至彼此。換句話說，瓣片的兩個部分同時樞轉(zhuǎn)，以打開或關(guān)閉閥。
[0028]構(gòu)成距旋轉(zhuǎn)軸線最大距離的邊緣的瓣片的第一部分的后邊緣優(yōu)選地與閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一區(qū)域一起形成第二氣體通道。以此方式，通過閥的氣體流動速率以兩個方式調(diào)節(jié):一方面，由于對于瓣片的小開度角限制氣體流的加厚區(qū)域，在另一方面，由于相對于閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的瓣片的第一部分的位置，其為已經(jīng)在加厚區(qū)域和密封件之間通過的氣體提供第二通道。
[0029]閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的前述區(qū)域有利地是鑄造部件，瓣片的小開度角的氣體流動速率首先通過加厚區(qū)域被調(diào)節(jié)，加厚區(qū)域與密封件一起減小氣體流動截面，然后通過瓣片的第一部分的后邊緣被調(diào)節(jié)，后邊緣與所述鑄造部分一起限定貫穿瓣片的打開行程的具有恒定截面的第二通道。
[0030]支承構(gòu)件可突出到閥的內(nèi)部管中。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的閥具有以下優(yōu)點:提供貫穿閥的打開范圍的氣體流動速率的良好控制，特別是提供在瓣片的減小的開度角范圍上的氣體流動速率的線性和規(guī)則增大。根據(jù)本發(fā)明的閥具有以下優(yōu)點:由于氣體流動速率的該改善控制，提供比現(xiàn)有調(diào)節(jié)器閥更好的性能，同時保持恒定的總體尺寸且容易制造。它們具有相對低成本的優(yōu)勢，因為閥通過添加普遍使用且成本較低的材料而被改變。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]根據(jù)本發(fā)明的閥的優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述參考附圖以下給出，在附圖中:
[0033]已經(jīng)描述的圖1是顯示了通過現(xiàn)有技術(shù)調(diào)節(jié)器閥的氣體的質(zhì)量流速的圖，其是閥的瓣片的開度角的函數(shù)，
[0034]圖2是現(xiàn)有技術(shù)閥的瓣片的透視圖，
[0035]圖3是根據(jù)本發(fā)明的閥的瓣片的透視圖，
[0036]圖4是根據(jù)本發(fā)明的流體循環(huán)閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖，瓣片略微打開。

【具體實施方式】
[0037]機(jī)動車輛內(nèi)燃機(jī)的氣體回路包括上游部分，其為所述發(fā)動機(jī)供應(yīng)氣體，特別地冷卻空氣在其中循環(huán)，還包括下游排氣部分，燃燒氣體在其中循環(huán)以被從車輛排出。這樣的氣體回路通常包括至少一個EGR (排氣再循環(huán))環(huán)路，環(huán)路將下游排氣部分連接到上游供應(yīng)部分，以允許排氣與進(jìn)入的冷卻空氣混合。因為這些EGR環(huán)路必須不能總是在發(fā)動機(jī)的所有操作階段都打開，所以每個都裝備有EGR閥，用于調(diào)節(jié)在相關(guān)環(huán)路中循環(huán)的排氣流。
[0038]參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的EGR閥I包括氣體循環(huán)管2和瓣片3，該瓣片安裝為在軸4上樞轉(zhuǎn)且適于在防止排氣通過的關(guān)閉位置和允許該通過的打開位置之間移動。瓣片3安裝在軸4上，以使得所述軸4將所述瓣片3分為第一部分5和第二部分6。所述部分5、6是平且薄的，且彼此延續(xù)。它們優(yōu)選地構(gòu)成單個部件。這兩個部分5、6可具有完全相同的寬度，所述寬度則構(gòu)成它們沿軸4的尺寸，同時第一部分5具有的長度小于第二部分6的長度，它們的長度表示它們沿與所述軸4垂直的軸線的尺寸。第一部分5和第二部分6相對于彼此成180°，且剛性地連接到彼此，從而它們繞軸4同時樞轉(zhuǎn)。當(dāng)瓣片3處于關(guān)閉位置時，第一部分5撐靠密封件7的第一部分，且第二部分6可撐靠第二密封部分8。替換地，十分之幾毫米的間隙可設(shè)置在第二部分6和第二密封部分8之間，從而系統(tǒng)保持均衡。密封件7、8安裝在閥I中。兩個密封部分7、8可彼此延續(xù)，沿相同的平面，且當(dāng)瓣片3處于完全關(guān)閉位置時，第一部分5撐靠第一密封部分7的一個面，同時第二部分6撐靠第二密封部分8的相反面(或具有與上述變體相關(guān)的間隙)。閥I中的瓣片3的設(shè)置使得，瓣片的第一部分5控制氣體的進(jìn)入，且所述瓣片3的第二部分6控制所述氣體的離開。
[0039]參考圖2，現(xiàn)有技術(shù)閥的瓣片30包括矩形的第二部分6，其具有恒定的厚度。該瓣片30的第一部分50包括具有恒定厚度的大體矩形的支撐部件70，其頂部上是具有帶輪廓厚度的大體矩形的連接部件40，所述連接部件40將瓣片30的第二部分6連接至支撐部件70。實際上，與支撐部件70接觸的該連接部件40理想地延伸瓣片30的第二部分6，在它們連結(jié)平面20處具有相同的厚度，該連接部件40的厚度沿垂直于該平面20的方向遠(yuǎn)離所述連結(jié)平面20逐漸減小。應(yīng)指出，連結(jié)平面20平行于瓣片30的軸80。支撐部件70的尺寸大于與其接觸的連接部件40的尺寸，從而瓣片30的第一部分50的U形周邊部分的厚度對應(yīng)于該支撐部件70的厚度。瓣片30的第二部分6和連接部件40優(yōu)選地構(gòu)成單個部件。該類型的瓣片30產(chǎn)生圖1圖示中的輪廓101，其對應(yīng)于開度角小于5°的氣體流速的突然增加102，然后是對于5°至10°的開度角的該流速的停滯階段103。
[0040]參考圖3，根據(jù)本發(fā)明的閥I的瓣片3與上述現(xiàn)有技術(shù)閥的瓣片30不同在于它們的第一部分5、50的水平處。實際上，連接部件是加厚區(qū)域9，加厚區(qū)域9延伸瓣片3的第二部分6，與第一部分5的支撐部件70接觸，且不再具有帶輪廓厚度，而具有恒定厚度。該加厚區(qū)域9的新恒定厚度對應(yīng)于瓣片的第二部分6的厚度。以此方式，具有恒定厚度的加厚區(qū)域9和瓣片3的第二部分6可構(gòu)成具有矩形平行六面體形狀的單個部件。換句話說，以更普遍的方式，根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)器閥I的瓣片3的第一部分5相對于現(xiàn)有技術(shù)閥的瓣片30的第一部分50抬高。瓣片3、30的所有其他結(jié)構(gòu)特征保持不變。重要的是，加厚區(qū)域9的輪廓被平行于軸4的后壁10和沿垂直于所述軸4的方向延伸的兩個平行側(cè)壁11界定，所述三個壁10、11垂直于支撐部件70的表面平面12。
[0041]當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)器閥I的瓣片3處于完全關(guān)閉位置時，所述瓣片3的第二部分6與第二密封部分8接觸，所述瓣片3的第一部分5的支撐部件70的表面12與第一密封部分7接觸。參考圖4，其顯示出瓣片3處于與小于10°的旋轉(zhuǎn)角相對應(yīng)的略微打開位置，瓣片3的第一部分5的加厚區(qū)域9產(chǎn)生小的氣流流動截面Jl，其在與0°至大約10°的旋轉(zhuǎn)相對應(yīng)的瓣片3的行程上恒定。該恒定流動截面Jl通過該加厚區(qū)域9的后壁10可行，其在該小旋轉(zhuǎn)期間，沿平行于其表面平面的平面移動，由此保持距第一密封部分7的恒定距離。旋轉(zhuǎn)超過10°，該通道的截面逐漸增加，以確保在至完全打開位置的瓣片3的其余行程上的線性氣體流速。瓣片3的第一部分5的支撐部件70的后邊緣13——其是平行于瓣片3的軸4的邊緣并在距所述軸4最大的距離處構(gòu)成所述部件70的邊緣13——與根據(jù)本發(fā)明的閥I的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的鑄壁14 一起產(chǎn)生第二氣體通道J2，該第二通道J2貫穿閥的打開行程保持大體恒定的截面。以此方式，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的閥I的瓣片3從其完全關(guān)閉位置打開時，通過所述閥I的氣體的質(zhì)量流速被調(diào)節(jié)，首先是由于形成在第一密封部分7和瓣片3的第一部分5的加厚區(qū)域9之間的窄的第一通道J1，其次是由于形成在閥I的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的鑄壁14和瓣片3的所述第一部分5的支撐部件70之間的第二通道J2。根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)器閥I的瓣片3允許氣體的質(zhì)量流速被實現(xiàn)為所述瓣片3在其關(guān)閉位置和其打開位置之間的整個打開行程上為線性的。
[0042]可制造變體實施例，而沒有偏離本發(fā)明的范圍。特別地，在此提出的密封件或密封部分7、8是支承元件的一個例子，加厚區(qū)域9可與其協(xié)作。另外的部件，諸如鑄造部件或附連支撐件，可實現(xiàn)相同功能。
【權(quán)利要求】
1.一種閥(1)，用于調(diào)節(jié)環(huán)路中的EGR氣體流，該環(huán)路允許離開車輛內(nèi)燃機(jī)的一些排氣的抽取，該閥⑴具有界定內(nèi)部管⑵的本體且包括瓣片(3、30)，該瓣片安裝為在軸(4、80)上樞轉(zhuǎn)，該軸將所述瓣片(3、30)分為第一部分(5、50)和第二部分￠)，所述瓣片(3、30)能夠在允許管(2)中的氣體通過的打開位置和防止所述通過的關(guān)閉位置之間樞轉(zhuǎn)，第一部分(5、50)和第二部分(6)鄰接抵靠支承元件(7、8)，瓣片的第一部分(5)包括加厚區(qū)域(9)，以便對于所述瓣片(3)的小于臨界值的開度角減小所述第一部分(5)和支承元件(7)之間的氣體流動截面。
2.如權(quán)利要求1所述的閥⑴，臨界值小于10°。
3.如權(quán)利要求1或2中的任一項所述的閥，支承元件是閥的密封件(7、8)，當(dāng)閥處于關(guān)閉位置時，密封件在瓣片的第一部分(5、50)和第二部分￠)的周邊處密封閥。
4.如權(quán)利要求3所述的閥，當(dāng)瓣片(3)在關(guān)閉位置時，瓣片的第一部分(5)的第一表面與閥的密封件(7、8)接觸，閥的第二部分(6)的第二表面與閥的密封件(7、8)接觸，第一和第二表面是瓣片的相反表面。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項所述的閥(I)，加厚區(qū)域(9)延伸瓣片(3)的第一部分(5)的整個寬度，所述第一部分(5)的寬度平行于瓣片(3)的軸(4)。
6.如權(quán)利要求5所述的閥(I)，閥的第一部分包括支撐部件(70)，在其頂部上是加厚區(qū)域(9)，該加厚區(qū)域(9)將瓣片的第二部分(6)連接至支撐部件(70)。
7.如權(quán)利要求6所述的閥(1)，沿瓣片(3)的旋轉(zhuǎn)軸線測量的支撐部件的寬度大于沿瓣片(3)的旋轉(zhuǎn)軸線測量的加厚區(qū)域(9)的寬度。
8.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的閥(I)，加厚區(qū)域(9)被構(gòu)造為在小于10°的開度角范圍上產(chǎn)生恒定的氣體流動截面(Jl)。
9.如權(quán)利要求8所述的閥(1)，恒定的流動截面(Jl)通過加厚區(qū)域(9)的平面壁(10)產(chǎn)生。
10.如權(quán)利要求9所述的閥(1)，瓣片(3)的第一部分(5)大體平坦，允許產(chǎn)生恒定的氣體流動截面(Jl)的加厚區(qū)域(9)的平面壁(10)大體垂直于所述第一部分(5)的平面(12)。
11.如權(quán)利要求1至10中的任一項所述的閥(1)，瓣片(3)的兩個部分(5、6)彼此延續(xù)，且剛性地連接至彼此。
12.如權(quán)利要求1至11中的任一項所述的閥(I)，構(gòu)成距軸(4)最大距離的邊緣的瓣片⑶的第一部分(5)的后邊緣(13)與閥⑴的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的壁(14) 一起產(chǎn)生用于氣體的第二通道(J2)。
13.如權(quán)利要求12所述的閥(1)，閥⑴的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的壁(14)是鑄造壁，瓣片(3)的小開度角的氣體流動速率首先通過加厚區(qū)域(9)被調(diào)節(jié)，該加厚區(qū)域(9)與第一密封部分(7,8) 一起減小氣體流動截面(Jl)，然后通過瓣片(3)的第一部分(5)的后邊緣(13)被調(diào)節(jié)，該后邊緣(13)與所述鑄造壁(14) 一起產(chǎn)生貫穿瓣片(3)的打開行程的恒定的第二流動截面(J2)。
14.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的閥(1)，支承元件突出到閥(I)的內(nèi)部管(2)中。
【文檔編號】F16K1/52GK104169623SQ201380014257
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月28日
【發(fā)明者】G.霍德堡, S.勒魯 申請人:法雷奧電機(jī)控制系統(tǒng)公司