專利名稱：旋轉(zhuǎn)式egr閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種EGR閥，尤其適合于汽、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上使用。
背景技術(shù)：
EGR技術(shù)介紹:EGR技術(shù)，即廢氣再循環(huán)技術(shù)(Exhaust Gas Recycle)是針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有害氣體(NOx)設(shè)置的排氣凈化裝置。它將發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)一部分燃燒后的廢氣經(jīng)過二次循環(huán)進(jìn)入進(jìn)氣管與新鮮空氣混合后再次進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃燒，以減緩燃燒室內(nèi)燃?xì)獾娜紵^程，適當(dāng)?shù)乜刂迫紵郎囟?，從而達(dá)到降低NOx排放的目的。EGR閥就是控制廢氣二次進(jìn)氣量的關(guān)鍵元件，因?yàn)閺U氣二次進(jìn)氣量需要即時(shí)精確控制:發(fā)動(dòng)機(jī)ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷(節(jié)氣門開度)、溫度、進(jìn)氣流量、排氣溫度等參數(shù)并計(jì)算，輸出EGR閥所需控制信號(hào)PWM (高頻脈沖)，進(jìn)而控制閥門的開度，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)部份流量廢氣并經(jīng)EGR閥進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)，與混合氣混合后進(jìn)入氣缸參與燃燒。這部分廢氣進(jìn)入氣缸參與混合氣的燃燒，降低了燃燒時(shí)氣缸中的溫度。因NOx是在高溫富氧的條件下生成的，故抑制了 NOx的生成，從而降低了整機(jī)排氣中的NOx的含量。但是，過度的廢氣參與再循環(huán)，將會(huì)影響混合氣的著火、性能，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速、低速、小負(fù)荷及冷機(jī)時(shí)，再循環(huán)的廢氣會(huì)明顯地影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。所以，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速、低速、小負(fù)荷及冷機(jī)時(shí)，ECU控制廢氣不參與再循環(huán)，避免發(fā)動(dòng)機(jī)性能受到影響；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)超過一定的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷及達(dá)到一定的溫度時(shí)，E⑶控制少部分廢氣參與再循環(huán)，而且，參與再循環(huán)的廢氣量根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度及廢氣溫度的不同而不同，以達(dá)到廢氣中的NOx最低。在上述過程中，EGR閥作為一個(gè)關(guān)鍵的執(zhí)行元件，發(fā)揮了巨大的作用?，F(xiàn)階段的閥EGR大致分為翻板式和提升式，其中提升式EGR閥，以其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，易控制的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)占領(lǐng)了絕大部分市場。提升式EGR閥是依靠閥桿組件的軸向運(yùn)動(dòng)的行程來控制著閥門的開度，由于其設(shè)計(jì)的根本原因，使用中存在著以下不足:1.由于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中有大量的碳，那么閥體內(nèi)容易出現(xiàn)積碳現(xiàn)象，尤其是閥桿和導(dǎo)向套之間，積碳到一定程度，閥桿就會(huì)由于摩擦力的增大而導(dǎo)致無法動(dòng)作，進(jìn)而使整個(gè)閥報(bào)廢。同時(shí)閥門采用提升方式，在工作過程中，在密封面容易積碳，造成泄漏，影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。即產(chǎn)品壽命使用較短。2.位置傳感器隨閥門上下運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)部份存在磨損現(xiàn)象，影響輸出精度。3.閥門開啟和氣體流量的關(guān)系非線性，不利于流量的精確控制。4.閥口進(jìn)氣為圓周進(jìn)氣方式，氣阻大，使閥體出口排氣壓力偏低，達(dá)不到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣壓力。5.閥內(nèi)的積碳，沒有自清潔的部件。6、在整個(gè)閥的裝置中，由于排氣溫度高且含有雜質(zhì)，所以流道必須和操控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)隔離和隔熱，現(xiàn)階段的翻轉(zhuǎn)式EGR閥和提升式EGR閥只用了一個(gè)導(dǎo)向套密封，密封效果差，泄漏的氣體往往會(huì)導(dǎo)致操控系統(tǒng)失靈。同時(shí)，軸向運(yùn)動(dòng)方式對(duì)密封件的磨損大，影響產(chǎn)品壽命O
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種響應(yīng)迅速，控制精度高，隔熱效果好的旋轉(zhuǎn)式EGR閥以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)之不足。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:旋轉(zhuǎn)式EGR閥，包括閥體，閥體上有進(jìn)氣口和排氣口，其特征是:電機(jī)和從動(dòng)齒輪之間設(shè)置有傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，閥桿安裝在從動(dòng)齒輪內(nèi)；閥體內(nèi)有閥口，閥口由閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)控制；在閥桿和閥體之間設(shè)置有回位彈簧。所述的旋轉(zhuǎn)式EGR閥，其特征是:閥口包括閥瓣和閥座，閥座下表面和閥瓣上表面貼合，閥座和閥瓣上有開口。所述的旋轉(zhuǎn)式EGR閥，其特征是:閥座和閥瓣上的開口呈扇形，閥座下表面或閥瓣上表面上有刮條。所述的旋轉(zhuǎn)式EGR閥，其特征是:從動(dòng)齒輪為不完全齒輪，從動(dòng)齒輪上有設(shè)置有擋塊；在閥體上設(shè)置有限位塊。所述的旋轉(zhuǎn)式EGR閥，其特征是:閥桿外設(shè)置有軸承，軸承外環(huán)上安裝有彈簧座，在閥體和彈簧座之間設(shè)置有預(yù)緊彈簧。所述的旋轉(zhuǎn)式EGR閥，其特征是:閥桿外有導(dǎo)向套，閥桿外套有密封環(huán)。所述的旋轉(zhuǎn)式EGR閥，其特征是:密封環(huán)數(shù)量為兩個(gè)，且安裝在導(dǎo)向套內(nèi)。所述的旋轉(zhuǎn)式EGR閥，其特征是:閥體上設(shè)置有非接觸式位置傳感器，以獲得閥桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角度數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型的有益效果在于:首先是顛覆性的在行業(yè)內(nèi)采用了閥門軸向旋轉(zhuǎn)流量控制的結(jié)構(gòu)，有效的克服了以往同類產(chǎn)品積碳導(dǎo)致閥桿卡死的現(xiàn)象，有效地提高了產(chǎn)品的使用壽命，另外，本實(shí)用新型還具有響應(yīng)迅速，控制精度高，隔熱效果好，動(dòng)作可靠的優(yōu)點(diǎn)。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)三維視圖。圖4是圖3的另外一個(gè)角度的三維視圖。圖5是圖3的另外一個(gè)角度的三維視圖。圖6是密封結(jié)構(gòu)及預(yù)緊彈簧結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是圖6的局部放大圖。圖8是密封環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是閥瓣和閥座配合結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例:在圖中，I為下閥體，2為閥瓣，3為閥座，4為閥桿，5為隔熱墊，6為下密封環(huán)，7為導(dǎo)向套，8為上密封環(huán),9為軸承，10為彈簧座，11為回位彈簧，12為預(yù)緊彈簧，13為上閥體，14為傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，15為非接觸式位置傳感器。本實(shí)用新型的動(dòng)作過程為:假設(shè)初始狀態(tài):閥門處于全閉狀態(tài)。閥瓣2上的扇形開口 21和閥座3上的扇形開口 22在垂直投影面上沒有絲毫重疊。電機(jī)16上軸的齒輪17轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)14轉(zhuǎn)動(dòng),傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)14上通過齒輪18、19的減速作用后將轉(zhuǎn)矩傳遞給不完全齒輪20，由于不完全齒輪安裝在閥桿4上，所以閥桿4會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)其下端安裝的閥瓣2轉(zhuǎn)動(dòng)，而閥座3保持不動(dòng)，這樣，閥瓣2上的扇形開口 21和閥座3上的扇形開口 22在垂直投影面上會(huì)開始部分重疊，排氣就會(huì)從進(jìn)氣口23經(jīng)過這個(gè)重疊面排出至出氣口 24。實(shí)質(zhì)上，閥瓣2和閥座3就形成了閥口。同時(shí)，將動(dòng)件閥瓣2設(shè)置在下方，也是使氣流流向有利于貼合緊密。隨著閥桿4的轉(zhuǎn)動(dòng)角度增大，閥口也隨之增大。最大的開度為閥桿4旋轉(zhuǎn)90°時(shí)，為了便于流量的可控性，在不完全齒輪上20上設(shè)置有擋塊24，同時(shí)在上閥體13上設(shè)置有兩個(gè)限位塊25與之配合；限位塊25控制了閥桿4的轉(zhuǎn)動(dòng)角度為90度。在閥桿4和上閥體13之間安裝有回位彈簧11，回位彈簧11為扭轉(zhuǎn)彈簧，目的是為閥桿4提供復(fù)位扭轉(zhuǎn)力矩:當(dāng)閥桿4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回位彈簧11會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，并產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，當(dāng)閥桿4的扭矩和回位彈簧11的復(fù)位扭矩相同時(shí)，就會(huì)保持在這個(gè)開度，當(dāng)閥桿4的力矩繼續(xù)增大時(shí)，開度會(huì)隨之增大，直至最大開度。如果閥桿4的力矩減小時(shí)，在回位彈簧11的復(fù)位扭矩的作用下，開度會(huì)隨之減小，直至完全關(guān)閉?？梢钥闯觯鲜鲩_度的變化實(shí)質(zhì)上取決于閥桿4的轉(zhuǎn)矩，即受電機(jī)16的動(dòng)作控制，而電機(jī)是受ECU控制的，在ECU綜合處理全部數(shù)據(jù)過程中，非接觸式位置傳動(dòng)器15始終可靠的傳遞著閥桿4轉(zhuǎn)動(dòng)角度(開度)的及時(shí)信息數(shù)據(jù)。閥瓣2和閥座3之間應(yīng)該始終貼合緊密，才能避免泄漏，為此，我們初步設(shè)想在上閥體13和閥桿4之間設(shè)置有預(yù)緊彈簧12，預(yù)緊彈簧12對(duì)閥桿14有提升的作用，這樣就會(huì)使閥瓣2收到向上的力，達(dá)到了貼合緊密的作用。另外，上閥體13靜止不動(dòng)，閥桿4會(huì)有轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作，在動(dòng)件和不動(dòng)件之間安裝預(yù)緊彈簧12，會(huì)影響預(yù)緊效果，所以，我們?cè)陂y桿4上套了軸承9，軸承9外圈上安裝彈簧座10，在彈簧座10和上閥體13之間再安裝預(yù)緊彈簧12，這樣就完美的解決了問題:不管閥桿4如何轉(zhuǎn)動(dòng)，彈簧座10始終保持不動(dòng)。閥瓣2上的扇形開口 21和閥座3上的扇形開口 22的設(shè)計(jì)也很科學(xué):我們通過計(jì)算，當(dāng)相互配合的開口 21和開口 22設(shè)計(jì)成扇形后，實(shí)現(xiàn)了開度和流量變化接近于線性，使閥的流量調(diào)節(jié)控制精度接近于線性。同時(shí)相對(duì)于提升式和翻板式的進(jìn)氣方式，降低了進(jìn)氣的氣阻，提高了出口排氣壓力。在本實(shí)用新型中，閥座3下表面(貼合面)設(shè)置有刮條23，閥瓣2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，刮條23對(duì)閥瓣2上表面(貼合面)上淤積的積碳有刮削的作用，具有了自潔功能。在實(shí)際工作過程中，以往產(chǎn)品:一部分排氣會(huì)沿著閥桿4與隔熱墊5、閥桿4與導(dǎo)向套7之間間隙進(jìn)入到操控系統(tǒng)，使操控系統(tǒng)受熱變形或者積碳淤積，從而導(dǎo)致整個(gè)閥報(bào)廢，我們?cè)趯?dǎo)向套7內(nèi)設(shè)置有上密封環(huán)8和下密封環(huán)6，上密封環(huán)8和下密封環(huán)6的唇口緊緊貼合著閥桿，有效地減小排氣泄漏量，延長了產(chǎn)品使用壽命。導(dǎo)向套7為一級(jí)密封，上密封環(huán)8和下密封環(huán)6為二級(jí)密封。當(dāng)然，根據(jù)需要，密封環(huán)還可以增加數(shù)量。
權(quán)利要求1、旋轉(zhuǎn)式EGR閥，包括閥體，閥體上有進(jìn)氣口和排氣口，其特征是:電機(jī)和從動(dòng)齒輪之間設(shè)置有傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，閥桿安裝在從動(dòng)齒輪內(nèi)；閥體內(nèi)有閥口，閥口由閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)控制；在閥桿和閥體之間設(shè)置有回位彈簧。
2、如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式EGR閥，其特征是:閥口包括閥瓣和閥座，閥座下表面和閥瓣上表面貼合，閥座和閥瓣上有開口。
3、如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)式EGR閥，其特征是:閥座和閥瓣上的開口呈扇形，閥座下表面或閥瓣上表面上有刮條。
4、如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式EGR閥，其特征是:從動(dòng)齒輪為不完全齒輪，從動(dòng)齒輪上有設(shè)置有擋塊；在閥體上設(shè)置有限位塊。
5、如權(quán)利要求2或3所述的旋轉(zhuǎn)式EGR閥，其特征是:閥桿外設(shè)置有軸承，軸承外環(huán)上安裝有彈簧座，在閥體和彈簧座之間設(shè)置有預(yù)緊彈簧。
6、如權(quán)利要求1或3所述的旋轉(zhuǎn)式EGR閥，其特征是:閥桿外有導(dǎo)向套，閥桿外套有密封環(huán)。
7、如權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)式EGR閥，其特征是:密封環(huán)數(shù)量為兩個(gè)，且安裝在導(dǎo)向套內(nèi)。
8、如權(quán)利要求1或3所述的旋轉(zhuǎn)式EGR閥，其特征是:閥體上設(shè)置有非接觸式位置傳感器，以獲得閥桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角度數(shù)據(jù)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種旋轉(zhuǎn)式EGR閥，包括閥體，閥體上有進(jìn)氣口和排氣口，其特征是電機(jī)和從動(dòng)齒輪之間設(shè)置有傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，閥桿安裝在從動(dòng)齒輪內(nèi)；閥體內(nèi)有閥口，閥口由閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)控制；在閥桿和閥體之間設(shè)置有回位彈簧。本實(shí)用新型的有益效果在于首先是顛覆性的在行業(yè)內(nèi)采用了閥門軸向旋轉(zhuǎn)流量控制的結(jié)構(gòu)，有效的克服了以往同類產(chǎn)品積碳導(dǎo)致閥桿卡死的現(xiàn)象，有效地提高了產(chǎn)品的使用壽命，另外，本實(shí)用新型還具有響應(yīng)迅速，控制精度高，隔熱效果好，動(dòng)作可靠的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F02M25/07GK202970959SQ20122069204
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者李澤平, 梁宗龍, 呂捷, 趙貽富 申請(qǐng)人:宜賓天瑞達(dá)汽車零部件有限公司