雙曲面結(jié)構(gòu)旁通閥的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種雙曲面結(jié)構(gòu)旁通閥，其包括T型銷釘、雙曲面搖臂及帶有曲面的閥片；所述雙曲面搖臂及帶有曲面的閥片通過(guò)T型銷釘連接成一體。所述T型銷釘由上部球面銷釘頭和下部圓柱桿連接構(gòu)成。所述雙曲面搖臂上分別設(shè)置有曲面、球面。所述閥片上分別設(shè)置有球面和平面結(jié)構(gòu)，其中，球面與雙曲面搖臂的球面組成球面運(yùn)動(dòng)副。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、合理；將運(yùn)行過(guò)程中的作用力進(jìn)行合理優(yōu)化，能減少零部件之間的運(yùn)動(dòng)磨損；增大了轉(zhuǎn)動(dòng)中的接觸面積，避免單點(diǎn)接觸造成的嚴(yán)重磨損；沖擊作用力進(jìn)行了有效的分布，減少了開啟關(guān)閉中的剪切磨損；增大了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的接觸面積，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐磨性，提高了使用壽命。
【專利說(shuō)明】雙曲面結(jié)構(gòu)旁通閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種雙曲面結(jié)構(gòu)旁通閥，用于發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器的廢氣旁通閥，尤其是氣體機(jī)的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，排放標(biāo)準(zhǔn)的推行，社會(huì)環(huán)保意識(shí)的提高，以及新能源的開發(fā)，天然氣一族得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。這就要求增壓器的渦輪殼具有足夠的通流能力，并能在低速段有著為壓輪提供足夠的能量以達(dá)到足夠的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力要求。因此，渦輪殼上的旁通閥在面對(duì)如此需求的時(shí)候，就有著舉足輕重的貢獻(xiàn)。
[0003]氣體機(jī)應(yīng)用增壓器對(duì)旁通量的要求要遠(yuǎn)大于柴油機(jī)旁通量的要求，這就要求旁通閥有更大的通流能力，即有更大的空間結(jié)構(gòu)；與此同時(shí)，旁通閥的運(yùn)動(dòng)幅度增加，旁通閥結(jié)構(gòu)的沖擊慣量增大，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)副的磨損更為劇烈；此外，氣體機(jī)應(yīng)用的旁通閥運(yùn)動(dòng)頻率要遠(yuǎn)高于柴油機(jī)應(yīng)用，在相同的設(shè)計(jì)壽命周期內(nèi)，使得增壓器的服務(wù)時(shí)間大大降低。
[0004]通常的旁通閥設(shè)計(jì)，如圖5所示，其中橢圓所標(biāo)識(shí)的區(qū)域，都是現(xiàn)有設(shè)計(jì)中磨損嚴(yán)重的位置，其主要由軸、徑向串動(dòng)，繞軸旋轉(zhuǎn)，以及運(yùn)動(dòng)中不平衡力作用導(dǎo)致，具體如下:
[0005]由于自身內(nèi)部軸向和徑向的間隙較大，使得該結(jié)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)中易竄動(dòng)，導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)需要較大的運(yùn)動(dòng)空間和自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中很難控制閥片的位姿；通常的旁通閥設(shè)計(jì)，在大沖擊慣量，高頻次運(yùn)動(dòng)的環(huán)境下，由于竄動(dòng)和旋轉(zhuǎn)的作用，容易產(chǎn)生表面剪切及局部應(yīng)力過(guò)大，導(dǎo)致自身零部件之間的劇烈磨損，進(jìn)而致使各向間隙增加，竄動(dòng)量劇增，旁通閥運(yùn)動(dòng)狀態(tài)更為惡劣，如此惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致閥片蓋不嚴(yán)，漏氣，功能失效，旁通閥脫落，發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)力等表征。因此，普通的旁通閥設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足氣體機(jī)一族的應(yīng)用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種雙曲面結(jié)構(gòu)旁通閥，能減少接觸點(diǎn)剪切力分布，減少零部件之間的運(yùn)動(dòng)磨損；能減少開啟關(guān)閉中的剪切磨損；增大了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的接觸面積，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐磨性，并可提高使用壽命。
[0007]按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，一種雙曲面結(jié)構(gòu)旁通閥包括T型銷釘、雙曲面搖臂及帶有曲面的閥片；所述雙曲面搖臂及帶有曲面的閥片通過(guò)T型銷釘連接成一體。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述T型銷釘由上部球面銷釘頭和下部圓柱桿連接構(gòu)成。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述雙曲面搖臂上分別設(shè)置有曲面、球面，其中，曲面與上部球面銷釘頭實(shí)現(xiàn)曲面配合運(yùn)動(dòng)副，球面與閥片曲面實(shí)現(xiàn)球面配合運(yùn)動(dòng)副。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述雙曲面搖臂中間設(shè)有中間孔，所述中間孔與下部圓柱桿間隙配合。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述閥片上分別設(shè)置有球面和平面結(jié)構(gòu)，其中，球面與雙曲面搖臂的球面組成球面運(yùn)動(dòng)副。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述雙曲面搖臂上曲面與球面之間的間隙小于銷釘曲面與閥片曲面之間的間隙。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述T型銷釘?shù)闹行呐c雙曲面搖臂中心對(duì)齊重
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[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上部球面銷釘頭與曲面所形成的曲面配合與球面與球面所形成的球面配合之間以背對(duì)背的布置方式實(shí)現(xiàn)曲面配合組合。
[0015]本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于:本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、合理；該旁通閥通過(guò)力學(xué)原理，將運(yùn)行過(guò)程中的作用力進(jìn)行合理優(yōu)化，能減少零部件之間的運(yùn)動(dòng)磨損；增大了轉(zhuǎn)動(dòng)中的接觸面積，避免單點(diǎn)接觸造成的嚴(yán)重磨損；沖擊作用力進(jìn)行了有效的分布，減少了開啟關(guān)閉中的剪切磨損；增大了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的接觸面積，即將磨損均布到整個(gè)接觸面上；增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐磨性，提高了使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型旁通閥結(jié)構(gòu)剖面視圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型T型銷釘結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型雙曲面搖臂結(jié)構(gòu)剖面視圖。
[0019]圖4為本實(shí)用新型閥片結(jié)構(gòu)剖面視圖。
[0020]圖5為已有技術(shù)中通常的旁通閥示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面本實(shí)用新型將結(jié)合附圖中的實(shí)施例作進(jìn)一步描述:
[0022]如圖1-圖4所示，包括:T型銷釘1、雙曲面搖臂2、以及帶有曲面的閥片3。
[0023]本實(shí)用新型一種雙曲面結(jié)構(gòu)旁通閥包括T型銷釘1、雙曲面搖臂2及帶有曲面的閥片3 ;所述雙曲面搖臂2及帶有曲面的閥片3通過(guò)T型銷釘I連接成一體。
[0024]所述T型銷釘由上部球面銷釘頭I 一 I和下部圓柱桿I 一 2連接構(gòu)成。其中上部球面銷釘頭1-1作為主要受力特征，通過(guò)球面的設(shè)計(jì)有效的改善接觸面的受力分布，分解了接觸點(diǎn)的磨損；所述圓柱桿1-2部分在整個(gè)旁通閥結(jié)構(gòu)中起到連接作用，保證合適的連接強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)空間。
[0025]所述雙曲面搖臂2上分別設(shè)置有曲面2 - 1，球面2 - 2，所述雙曲面搖臂2中間設(shè)有中間孔2 — 3，其中，曲面2 — I與上部球面銷釘頭I 一 I實(shí)現(xiàn)曲面配合運(yùn)動(dòng)副，球面2 - 2與閥片曲面3 -1實(shí)現(xiàn)球面配合運(yùn)動(dòng)副。所述中間孔2 - 3與下部圓柱桿I 一 2采用間隙配合，保證部件的靈活運(yùn)動(dòng)。
[0026]所述閥片3上分別設(shè)置有閥片曲面3 -1和平面結(jié)構(gòu)3 - 2，其中，閥片曲面3 —I與雙曲面搖臂2的球面2 - 2組成球面運(yùn)動(dòng)副，改善運(yùn)動(dòng)中的受力分布；平面結(jié)構(gòu)3 - 2則最終實(shí)現(xiàn)部件的密封與旁通功能。
[0027]所述上部球面銷釘頭I 一 I與曲面2 — I所形成的曲面配合與球面2 — 2與閥片曲面3 — I所形成的球面配合之間以背對(duì)背的布置方式實(shí)現(xiàn)曲面配合組合。
[0028]本實(shí)用新型采用背對(duì)背的雙曲面運(yùn)動(dòng)副設(shè)計(jì)，有效的改善接觸點(diǎn)的受力分布，改善受力方向與運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系，從而減少接觸點(diǎn)的剪切力，降低磨損的產(chǎn)生。
[0029]本實(shí)用新型采用背對(duì)背的雙曲面設(shè)計(jì)，雙曲面搖臂2上雙曲面之間的間隙要小于上部球面銷釘頭I 一 I與閥片曲面3 -1之間的間隙，采用類似于楔型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，避免了下部圓柱桿I 一 2與中間孔2 — 3因徑向運(yùn)動(dòng)而造成的磨損。
[0030]本實(shí)用新型中曲面設(shè)計(jì)有著向心的作用，即該部件在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由于受力不平衡的作用，始終驅(qū)使T型銷釘I的中心與雙曲面搖臂2中心對(duì)齊重合，達(dá)到平衡狀態(tài)，保證部件結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定。
[0031]該旁通閥結(jié)構(gòu)無(wú)論是在開啟還是關(guān)閉過(guò)程中，始終能夠以正向力的方式來(lái)抵抗零部件之間的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)這樣的方式減少接觸點(diǎn)剪切力分布，從而減少零部件之間的運(yùn)動(dòng)磨損；閥片在開啟的狀態(tài)中，由于氣流的作用，使得閥片圍繞銷釘做周向轉(zhuǎn)動(dòng)，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)增大了轉(zhuǎn)動(dòng)中的接觸面積，避免單點(diǎn)接觸造成的嚴(yán)重磨損；通過(guò)楔形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免銷釘桿與搖臂孔的磨損?？刂齐p曲面搖臂與銷釘之間的徑向相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而避免銷釘與搖臂孔之間的磨損；利用曲面的向心作用，即向著平衡狀態(tài)運(yùn)動(dòng)的特性，提高部件運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。
[0032]該旁通閥的設(shè)計(jì)，將沖擊作用力進(jìn)行了有效的分布，減少了開啟關(guān)閉中的剪切磨損；增大了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的接觸面積，即將磨損均布到整個(gè)接觸面上。該旁通閥設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)中兩大作用力方式進(jìn)行優(yōu)化，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐磨性，提高了使用壽命。
【權(quán)利要求】
1.一種雙曲面結(jié)構(gòu)旁通閥，其特征是:包括T型銷釘(I)、雙曲面搖臂(2)及帶有曲面的閥片(3);所述雙曲面搖臂(2)及帶有曲面的閥片(3)通過(guò)T型銷釘(I)連接成一體。
2.如權(quán)利要求1所述的一種雙曲面結(jié)構(gòu)旁通閥，其特征是:所述T型銷釘(I)由上部球面銷釘頭(1-1)和下部圓柱桿(1- 2)連接構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種雙曲面結(jié)構(gòu)旁通閥，其特征是:所述雙曲面搖臂(2)上分別設(shè)置有曲面(2 -1)、球面(2 - 2)，其中，曲面(2 -1)與上部球面銷釘頭(1-1)實(shí)現(xiàn)曲面配合運(yùn)動(dòng)副，球面(2 — 2)與閥片曲面(3 — I)實(shí)現(xiàn)球面配合運(yùn)動(dòng)副。
4.如權(quán)利要求1所述的一種雙曲面結(jié)構(gòu)旁通閥，其特征是:所述雙曲面搖臂(2)中間設(shè)有中間孔(2 - 3)，所述中間孔(2 - 3)與下部圓柱桿(1- 2)間隙配合。
5.如權(quán)利要求1所述的一種雙曲面結(jié)構(gòu)旁通閥，其特征是:所述閥片(3)上分別設(shè)置有閥片曲面(3 -1)和平面結(jié)構(gòu)(3 - 2)，其中，閥片曲面(3 -1)與雙曲面搖臂(2)的球面(2 - 2)組成球面運(yùn)動(dòng)副。
6.如權(quán)利要求1所述的一種雙曲面結(jié)構(gòu)旁通閥，其特征是:所述雙曲面搖臂(2)上曲面(2 — I)與球面(2 — 2)之間的間隙小于上部球面銷釘頭(1-1)與閥片曲面(3 — I)之間的間隙。
7.如權(quán)利要求1所述的一種雙曲面結(jié)構(gòu)旁通閥，其特征是:所述T型銷釘(I)的中心與雙曲面搖臂(2)中心重合。
8.如權(quán)利要求3所述的一種雙曲面結(jié)構(gòu)旁通閥，其特征是:所述上部球面銷釘頭(1-1)與曲面(2 -1)所形成的曲面配合與球面(2 - 2)與閥片曲面(3 -1)所形成的球面配合之間以背對(duì)背的布置方式實(shí)現(xiàn)曲面配合組合。
【文檔編號(hào)】F16K51/00GK203756322SQ201320646611
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】陳志秋, 陳偉 申請(qǐng)人:無(wú)錫康明斯渦輪增壓技術(shù)有限公司