具有提升閥的排放氣體再循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種排放氣體再循環(huán)回路，包括：至少一個閥(100)，包括本體，其限定敞開到第二管(2)的第一管(1)，由此限定交叉部，交叉部形成與第二管(2)成直角的座(7)，還包括閥盤(8)，該閥盤在關(guān)閉位置和打開位置之間與座(7)成直角地在第一管(1)中滑動，在打開位置中，閥盤(8)靠近第一管(1)的面朝座(7)的壁(5)，閥(100)包括將閥盤(8)從其關(guān)閉位置促動到其打開位置的促動器件(12)和將閥盤(8)帶到其關(guān)閉位置的彈性彈簧機(jī)構(gòu)；排放管道(24)，連接至閥(100)的第一管(1)，進(jìn)氣管道(31)，連接至閥(100)的第二管(2)，回路被設(shè)置為，至少當(dāng)閥盤(8)靠近其關(guān)閉位置時，以氣體流趨于將閥盤(8)帶入關(guān)閉位置的方式，限定氣體流從第一管(1)到第二管(2)的流動方向。
【專利說明】具有提升閥的排放氣體再循環(huán)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于調(diào)節(jié)流的閥，其可例如被用在機(jī)動車輛的燃燒發(fā)動機(jī)的排放氣體 再循環(huán)（或EGR，其是英文首字母縮寫）回路中。

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)用于提供高流動速率時，諸如此的閥包括允許排放氣體進(jìn)入閥的第一管和讓氣 體離開閥的第二管。第一管與第二管成直角，且敞開到連接部分，在那里，第二管連接到第 一管，由此限定形成用于閥盤的座的交叉部，該座在第二管的連接部分中沿與座成直角的 方向在關(guān)閉位置和寬的打開位置之間滑動，在關(guān)閉位置中，閥盤壓靠座，在寬的打開位置 中，閥盤遠(yuǎn)離座。閥盤通過促動器移動，使其在其關(guān)閉位置和其打開位置之間，以便調(diào)節(jié)閥 盤相對于其座的分離，且由此調(diào)節(jié)用于排放氣體的通道橫截面；寬的打開位置允許排放氣 體通過閥的最大流動速率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種經(jīng)濟(jì)的閥，其允許改善的可透過性，同時具有相對緊湊 的結(jié)構(gòu)。
[0004] 本體限定敞開到第二管的第一管，由此限定交叉部，交叉部形成與第二管成直角 的座，還包括閥盤，該閥盤在關(guān)閉位置和打開位置之間與座成直角地在第一管中滑動，在打 開位置中，閥盤靠近第一管的面朝座的壁，閥包括將閥盤促動到其打開位置的促動器件和 將閥盤帶到其關(guān)閉位置的彈性彈簧機(jī)構(gòu)。促動閥被設(shè)置為，以氣體流趨于將閥盤帶入關(guān)閉 位置的方式，至少當(dāng)閥盤靠近其關(guān)閉位置時，限定氣體流從第一管到第二管的流動方向。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明，跨過閥的氣體流傾向于將閥盤保持在關(guān)閉位置，且有助于彈性彈簧 機(jī)構(gòu)的動作。這使得減小彈簧機(jī)構(gòu)的尺寸，以及促動閥盤的器件的尺寸。在閥盤被帶入打 開位置時，或在閥盤被保持在打開位置時，促動閥盤的這樣的器件的動作可由此被減小。此 夕卜，閥盤、第一管和第二管的設(shè)置使得氣體流在閥的入口和出口之間具有最短路徑，通過限 制閥盤在那里帶來的麻煩而改善其可透過性。
[0006] 發(fā)明人吃驚地意識到，在這樣的閥中，抵抗氣體流設(shè)置開口不導(dǎo)致通常的紊流和 壓降（與流必須旁通閥盤到達(dá)出口有關(guān)）。
[0007] 在這樣的閥中，閥盤可包括具有斜度的環(huán)形邊緣，這樣的邊緣用于撐靠具有互補(bǔ) 形狀的座的邊緣。
[0008] 本發(fā)明還提供一種排放氣體再循環(huán)回路，包括至少一個如上限定的閥，第一管連 接到排氣管道，第二管連接至進(jìn)氣歧管。
[0009] 本發(fā)明還提供一種用于使熱機(jī)的排放氣體再循環(huán)的方法，由于：至少一個閥，包括 本體，所述本體限定敞開到第二管的第一管，由此限定交叉部，交叉部形成與第二管成直角 的座，還包括閥盤，該閥盤在關(guān)閉位置和打開位置之間與座成直角地在第一管中滑動，在打 開位置中，閥盤靠近第一管的面朝座的壁，閥包括將閥盤促動到其打開位置的促動器件和 將閥盤帶到其關(guān)閉位置的彈性彈簧機(jī)構(gòu)。
[0010] 在該方法中：
[0011]-第一管連接至排氣管道，在適當(dāng)?shù)那闆r下經(jīng)由熱交換器，和 [0012] 第二管直接或間接連接至進(jìn)氣管道。
[0013] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)勢將從以下本發(fā)明的非限制性特定實施例的描述變得顯 而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 將參考附圖，其中：
[0015] 圖1是圖2的縱向截面I-Ι的根據(jù)本發(fā)明的閥的示意圖；
[0016] 圖2是閥的示意圖，顯示了從圖1的截面II-II下方觀察的第二管的內(nèi)部輪廓和 座的輪廓；
[0017] 圖3以隱藏細(xì)節(jié)顯示閥的內(nèi)部輪廓的透視圖，
[0018] 圖4是設(shè)置有排放氣體再循環(huán)回路的熱機(jī)的示意圖，其包括根據(jù)本發(fā)明的閥。

【具體實施方式】
[0019] 參考附圖，以100大體示出的閥包括意圖連接至氣體入口管道的第一管1和相對 于管1成直角延伸的第二管2,且第二管2意圖連接至氣體排放管道。
[0020] 管1具有連接部分3,其連接至管2。連接部分3包括兩個平坦壁4、5,它們彼此面 對且通過端壁6連接。管2經(jīng)由平坦壁4敞開到連接部分3,由此限定形成用于閥盤8的座 7的交叉部。閥盤8容納在連接部分中，且固定到促動桿9,該促動桿可滑動地容納在形成 在平坦壁5中的孔10中。孔10與座7成直角地面朝座7延伸且敞開到連接部分3中。促 動桿9 一方面連接到促動器12,另一端連接到彈性彈簧機(jī)構(gòu)，所有這些元件固定到管1的外 側(cè)。
[0021] 閥盤8面朝座7具有偏離表面13,偏離表面13由具有彎曲母線的回轉(zhuǎn)表面形成， 該母線在該情況下具有圓弧的形狀。偏離表面13由此具有曲線輪廓，其具有面朝座7且遠(yuǎn) 離座7變寬直到閥盤8的周邊邊緣15的窄基部14。在周邊邊緣15處，母線切向于垂直于 滑動方向的平面延伸，以便與該平面重合?；?4通過在與促動器12相對的端部處的促 動桿9的平坦端部形成，該端部穿過閥盤8且在基部14處焊接到其。閥盤8在與座7相對 的側(cè)部上具有平坦的后部面16,凸起11從其中心突出且延伸。
[0022] 連接部分3的端壁6部分地圍繞閥盤8,其平行于閥盤8滑動的方向，且在連接區(qū) 域17中與管1的其余部分相遇。端壁6與周邊邊緣15以一距離分開，該距離的目的相對 于閥操作的方式解釋，這將在說明書其余部分中給出。
[0023] 促動器12由此沿與座7成直角的方向控制閥盤8從閥盤8壓靠座7的全關(guān)閉位 置到如圖1所示的打開位置的滑動，或到閥盤8的最大提升位置的滑動，在該位置中，閥盤8 與座7分開，周邊邊緣15與和其對齊的座7限定用于氣體的理論最大通道橫截面，這在圖 3中以細(xì)鏈條線示出，且標(biāo)記為22。
[0024] 相反，彈性彈簧機(jī)構(gòu)使得閥盤8從打開位置滑動到關(guān)閉位置，氣體流有助于彈性 彈簧機(jī)構(gòu)的動作，至少在閥盤靠近其關(guān)閉位置定位時。但是彈性彈簧機(jī)構(gòu)的尺寸使得在沒 有氣體流時將閥盤保持在關(guān)閉位置。
[0025] 在寬的打開位置中，促動器12控制為使得閥盤8靠近壁5。這使得可以防止任何 氣體在閥盤8之后流動，且導(dǎo)致紊流，紊流可擾動閥盤上游的氣體流動。在該位置中，在此 與靠近閥座相比，閥盤更靠近壁5?？粘鲇糜跉怏w在閥盤和其座之間流動的空間因此大于閥 盤和壁5之間空出的空間。這則有助于氣體在閥盤和其座之間通過。更具體地，在寬打開 位置中，閥盤8的凸起11撐靠壁5,以使得窄空間13在壁5和閥盤8之間空出。由于凸起 11擱靠在壁5上，閥盤8關(guān)閉孔10且防止氣體攜帶的任何顆粒和塵埃進(jìn)入孔11且不利地 影響桿9滑動的容易度。閥盤8和壁5之間空出的空間13使得可以避免任何抽吸效果，該 抽吸效果可抵抗閥盤8從其寬的敞開位置到其完全打開位置的返回。閥盤8在小表面面積 上撐靠壁5限制了在大表面面積上撐靠可導(dǎo)致的桿9和閥盤8之間的連接的應(yīng)力（如果桿 9和閥盤8沒有精確垂直或如果壁5或后部面16具有平坦度缺陷的話）。
[0026] 偏離表面13的目的是以與管2成直角地偏轉(zhuǎn)源于其的氣體流。當(dāng)該流從第一管行 進(jìn)到第二管時，氣體流通過偏離表面的引導(dǎo)限制了氣體流中的紊流的發(fā)生，且改善通過閥 的流動速率。偏離表面13作為具有彎曲母線的回轉(zhuǎn)表面的形狀使得閥盤更容易制造。使 母線成形為圓弧組合了制造的簡易性與有效性。
[0027] 連接部分3的端壁6以一距離與周邊邊緣15分開，從而對于寬的打開位置，端壁 6與閥盤8的周邊邊緣15和座7限定通道18,其橫截面從端壁6的中軸線19朝向連接區(qū) 域17增加。更具體地，端壁6設(shè)計為使得，對于限定在端壁6上的任何任意點和中軸線19 之間的任何角扇形Θ，在該點附近局部地限定在端壁6、周邊邊緣15和座7之間的通道橫 截面20至少等于有效通道橫截面21，有效通道橫截面21在所關(guān)注的角扇形中在周邊邊緣 15和座7之間局部地限定為與座7對齊。有效通道橫截面21等于局部地限定在所關(guān)注的 角扇形中的理論最大通道橫截面22的大約一半。
[0028] 通道橫截面20至少等于有效通道橫截面21，其通過一系數(shù)k調(diào)整，該系數(shù)k大于 1且取決于所關(guān)注的角扇形θ。
[0029] 在該情況下，系數(shù)k等于π除以弧度為單位的角θ (π/θ)。由此，對于Θ = π/4,橫截面20等于橫截面21的四倍。對于接近零的Θ角值，端壁6是直的且在中軸線 19處與閥盤8分開有距離d，從而即便對于小的Θ值，橫截面20也大于橫截面21。依賴于 Θ的系數(shù)使得可以考慮隨著Θ增加而增加的排放氣體的局部流動速率。
[0030] 通過這樣的設(shè)置，閥不需要并入尺寸過大的彈性彈簧機(jī)構(gòu)，其能夠使用具有緊湊 結(jié)構(gòu)的彈簧機(jī)構(gòu)和促動器。
[0031] 此外，閥的設(shè)置使得氣體流可以具有閥的出口和入口之間的最短路徑，由此改善 其可透過性。參考圖4,這樣的閥100常常用在熱機(jī)排放氣體再循環(huán)（EGR)回路中，第一管 1連接至排放管道24,在適當(dāng)?shù)那闆r下經(jīng)由熱交換器28,第二管2直接或間接地連接至進(jìn)氣 管道31。
[0032] 由此，來自熱機(jī)的燃燒腔室26的一些排放氣體朝向用于冷卻氣體的熱交換器28 偏轉(zhuǎn)。一旦它們被冷卻，氣體朝向閥100移動，由于連接至促動器12的E⑶25,閥調(diào)節(jié)要被 注射到進(jìn)氣管道31中的氣體的量。來自進(jìn)氣管道31的清潔氣體和來自閥100的再循環(huán)氣 體被混合，且該混合物隨后注射到燃燒腔室26中，使得新的促動循環(huán)被執(zhí)行。
[0033] 當(dāng)然，本發(fā)明不限于所述實施例，而是涵蓋落入權(quán)利要求所限定的本發(fā)明范圍的 實施例的任何替換形式。
[0034] 用于將閥盤阻擋在打開位置中的止擋器件可由從平坦壁5突出的凸起形成。
[0035] 總體上，對于在中軸線19的任一側(cè)大約為0至2 π /3之間變化的Θ，橫截面20可 等于橫截面21的k倍，其中1〈Κπ/θ。但是，其他尺寸是可行的。
[0036] 第一管的形狀、閥盤的偏離表面和其在打開位置定位的方式的組合是用于最大化 通過閥的流動速率的優(yōu)化方案，但可以不同方式根據(jù)權(quán)利要求所限定的本發(fā)明設(shè)置。最后， 并入如圖4所示的排放氣體再循環(huán)回路的熱機(jī)可并入附加部件，諸如定位在燃燒腔室上游 的壓縮機(jī)、定位在燃燒腔室下游的催化轉(zhuǎn)化器或改善發(fā)動機(jī)操作的任何其他裝置。
[0037] 在渦輪增壓發(fā)動機(jī)中，排放氣體再循環(huán)回路可連接至渦輪上游或下游的排放管道 和壓縮機(jī)上游或下游的進(jìn)氣管道。
【權(quán)利要求】
1. 一種排放氣體再循環(huán)回路，包括： -至少一個閥（100)，包括本體，所述本體限定敞開到第二管（2)的第一管（1)，由此限 定交叉部，所述交叉部形成與第二管（2)成直角的座（7)，還包括閥盤（8)，該閥盤在關(guān)閉位 置和打開位置之間與座（7)成直角地在第一管（1)中滑動，在打開位置中，閥盤（8)靠近第 一管（1)的面朝座（7)的壁（5)，閥（100)包括將閥盤（8)從其關(guān)閉位置促動到其打開位置 的促動器件（12)和將閥盤（8)帶到其關(guān)閉位置的彈性彈簧機(jī)構(gòu)， -排放管道，連接至閥（100)的第一管（1)， -進(jìn)氣管道，連接至閥（100)的第二管（2)， 回路被設(shè)置為，至少當(dāng)閥盤（8)靠近其關(guān)閉位置時，以氣體流趨于將閥盤（8)帶入關(guān)閉 位置的方式，限定氣體流從第一管（1)到第二管（2)的流動方向。
2. 如權(quán)利要求1所述的排放氣體再循環(huán)回路，其中，閥（100)的閥盤⑶包括具有斜度 的環(huán)形邊緣（15)，這樣的邊緣用于撐靠具有互補(bǔ)形狀的座（7)的邊緣。
3. -種用于使得熱機(jī)的排放氣體再循環(huán)的方法，由于： -至少一個閥（100)，包括本體，所述本體限定敞開到第二管（2)的第一管（1)，由此限 定交叉部，所述交叉部形成與第二管（2)成直角的座（7)，還包括閥盤（8)，該閥盤在關(guān)閉位 置和打開位置之間與座（7)成直角地在第一管（1)中滑動，在打開位置中，閥盤（8)靠近第 一管（1)的面朝座（7)的壁（5)，閥（100)包括將閥盤（8)從其關(guān)閉位置促動到其打開位置 的促動器件（12)和將閥盤（8)帶到其關(guān)閉位置的彈性彈簧機(jī)構(gòu)， 在該方法中： -閥（100)的第一管（1)連接至排氣管道，在適當(dāng)?shù)那闆r下經(jīng)由熱交換器（28)，和 -第二管（2)直接或間接連接至進(jìn)氣管道（31)。
【文檔編號】F16K1/38GK104067039SQ201280061872
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月15日
【發(fā)明者】G.里多菲, A.杜托特 申請人:法雷奧電機(jī)控制系統(tǒng)公司