高温阀轴密封的制作方法
【专利说明】高温阀轴密封
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年8月28日申请的美国临时申请N0.61/870,998的权益。
技术领域
[0003]本发明总体上涉及的领域包括在内燃机换气系统中调节流体流的阀，与阀一起使用的密封件，及其制造并使用方法。
【背景技术】
[0004]机动车内燃机通常配备有换气系统。阀通常位于整个换气系统中以调节换气系统部件之间的流体流。
【发明内容】
[0005]—个示例性变型例可以是包括以下部件的产品:位于由阀的固定主体形成的腔体内，并且位于阀的移动杆周围的轴套，其中所述轴套促进杆的移动；以及位于腔体内、杆周围，以及轴套内侧的密封构件，其中所述密封构件基本上阻止杆的外径表面与密封构件的相对内径表面之间的流体流，形成第一密封。
[0006]另一个示例性变型例可以是包括以下部件的产品:发动机换气系统阀，其包括:形成腔体的主体;设置在所述主体内的构件，其中所述构件打开和关闭在所述主体内形成的端口以允许和阻止流体流过该端口；以及连接至所述构件并延伸穿过所述腔体的杆，其中所述杆移动以使所述构件打开和关闭所述端口 ；位于腔体内及杆周围的轴套，其中该轴套促进杆的移动;位于腔体内、杆周围，以及轴套内侧的第一密封构件，其中所述密封构件基本上阻止杆的外径表面与密封构件的相对内径表面之间的流体流，形成第一密封。位于腔体内、杆周围，以及轴套内侧的第二密封构件，其中所述第二密封构件基本上阻止杆的外径表面与第二密封构件的相对内径表面之间的流体流，形成第二密封；以及位于腔体内、杆周围，以及轴套内侧的偏压构件，其中所述偏压构件使密封构件的轴向表面抵靠轴套及阀体的相对轴向表面以基本上阻止相对轴向表面之间的流体流，形成第三及第四密封。
[0007]另一个示例性变型例可以是包括以下步骤的方法:提供发动机换气系统阀，其包括:形成腔体的主体;设置在所述主体内的构件，其中所述构件打开和关闭在所述主体内形成的端口以允许和阻止流体流通过该端口；以及杆，其连接至所述构件并延伸穿过所述腔体，其中所述杆移动以使所述构件打开和关闭所述端口；提供位于所述腔体内及所述杆周围的轴套;在轴套内侧、杆的外径表面周围形成第一径向密封;在轴套内侧、杆的外径表面周围形成第二径向密封;在轴套内侧形成第一轴向密封；以及在轴套内侧形成第二轴向密封；
[0008]在本发明范围内的其它示例性变型例将通过下文提供的详细描述变得显而易见。应理解，详细说明及具体实施例虽然公开了在本发明保护范围内的变型例，但旨在仅用于阐述目的而并非限制本发明的保护范围。
【附图说明】
[0009]通过详细说明及附图将更彻底地了解在本发明保护范围内的变型例的选择示例，其中:
[0010]图1是示出内燃机换气系统的多个示例性变型例的示意图。
[0011]图2是示出发动机换气系统阀的示例性变型例的透视图。
[0012]图3是示出轴套及密封组件的多个示例性变型例的剖视图。
[0013]图4是示出轴套及密封组件的其它示例性变型例的剖视图。
【具体实施方式】
[0014]变型例的以下说明本质上仅是说明性的，并不旨在以任何方式限制本发明保护范围、其应用，或用途。
[0015]附图示出组件10的多个示例性变型例及应用，该组件10可与发动机换气系统阀12一起使用并可最小化或一起阻止主体与阀杆之间的流体流泄漏，同时有效地促进其间移动。组件10可阻挡或重定向其它相对直接的潜在的流体流泄漏路径。并且，组件10可适用于相对增加的操作温度并可构造并布置以适应在使用及不使用发动机换气系统阀12期间基于温度波动发生的热膨胀及收缩。
[0016]在所述的变型例及应用中，组件10具有大致环形及圆柱形的部件，该部件相对于形状限定各种方向。例如，径向指大体上沿着形状的虚拟半径的方向，轴向指大体上平行于形状的虚拟中心轴线的方向，以及周向指大体上沿着形状的虚拟圆周的方向。
[0017]参见图1，发动机换气系统阀12可用在发动机16的发动机换气系统14中的各个位置。发动机16可以是内燃机，包括但不限于汽油、柴油或替代性燃料发动机。发动机16可以燃烧燃料并以废气的形式将流体排出至发动机换气系统14。发动机16可以是不同类型的，具有不同布置和不同数目的气缸，包括但不限于直列、V型、V-6、V-8、旋转式和自然吸气式。气缸体18可以限定多个活塞孔。进气歧管20可以设置在发动机16的进气侧以引导并供应空气和/或空气燃料混合物至发动机。排气歧管22可以设置在发动机16的排气侧以引导流体流(例如，从发动机呼出的废气和物质)至发动机换气系统14。
[0018]发动机换气系统14可用于管理输送到发动机16和从发动机排出的流体流，并减少废气排放并提高发动机的整体效率。发动机换气系统14可以具有各种布置和各种发动机换气系统部件。图1的示例布置只是为了显示发动机换气系统14各部件之间的流体流动关系的一些可能性，而不一定指示部件之间直接或间接的连接或通道。其它布置可以存在并且可以取决于如下一些因素，包括发动机16的结构、类型和所需性能。图1所示的示例可包括发动机排气再循环(EGR)组件24和涡轮增压器26。
[0019]EGR组件24可用于再循环和引导从发动机16排出到发动机进气侧的测定量的废气。根据不同的变型例和情况，再循环的废气可以与进入的空气和/或空气燃料混合物相混合，并且可以降低或升高发动机16中发生的燃烧温度。EGR组件24可以具有各种构造、布置，以及部件。图1所示的示例性变型例可以包括EGR通道28(其连通了排气和进气侧之间的流体流)、EGR冷却器30，以及EGR阀，例如发动机换气系统阀12或其它阀。EGR冷却器30可以是热交换器，冷却从其流过的废气。EGR阀可以调节从排气通道32到进气通道34的废气流。EGR组件24的示例可以是高压EGR组件。在其它变型例中，低压EGR组件也可包括在内。
[0020]涡轮增压器26可以由发动机16排出的废气驱动并且可以迫使额外量的空气或空气燃料混合物进入发动机，以提高发动机的性能。涡轮增压器26可以有各种类型，包括固定几何形状的涡轮增压器、可变几何形状的涡轮增压器、1级涡轮增压器布置、2级涡轮增压器布置，或其它类型。涡轮增压器26可包括涡轮36，该涡轮直接由废气流驱动，反过来又经由共用的轴组件40驱动压缩机38。压缩机38加压最终进入发动机16的空气。
[0021]涡轮增压器14还可以包括使涡轮36周围的废气转向的旁通通道41或废气门。旁通阀，例如阀12或其它阀，可以定位在旁通通道41内以调节流过旁通通道的流体流。在一些变型例中，另一旁通通道42(以虚线示出)可以包括在内以今压缩机38周围的吸入空气转向。旁通阀，例如阀12或其它阀，可以定位在旁通通道42内以调节流过旁通通道的流体流。
[0022]在其它变型例中，发动机换气系统14可以具有与示出和描述相比更多、更少和/或不同的部件。例如，一个或多个充气冷却器44可以定位在部件之间，可以包括节流阀，可以包括废气后处理装置，例如柴油机微粒过滤器(DPF)或催化转化器，并可以提供另一个涡轮增压器，构成双级涡轮增压布置。
[0023]发动机换气系统阀12可以在上面讨论的各种位置上用于发动机换气系统14，并且可以定位在发动机换气系统中的其它地方。发动机换气系统阀12可以控制和调节流体流，以允许(开放)流体流通过或阻止(关闭)流体流通过。阀12可具有各种构造、配置和部件。示于图2的阀12的示例性变型例可包括阀体或壳体46、杆或轴48，以及阀构件或板50。
[0024]阀体46可构成壳体，流体流可以通过该壳体在发动机换气系统阀12中行进。阀体46可以是一体式结构或可以由随后放在一起的单个的件组成。阀体46可以由下列材料组成，包括但不限于，球墨铸铁、高硅铸铁、钢合金(如不锈钢)、陶瓷，或高温聚合物，例如热固性或热塑性高温聚合物。阀体46可具有端口 52，并且可以具有毂54。在使用时，流体流可穿过端口 52行进，而毂54可以支撑并促进杆48的移动。
[0025]参见图2和3，腔体56可以定位在阀体46中的毂54或其它位置，可以接收杆48，并且可以接收组件10的至少一些部件。一般来讲，腔体56可以构造并布置以部分用于组件10的适合性，并因此可以根据组件的构造和布置具有不同的构造和布置。
[0026]在图3的示例性实施例中，腔体56可具有带不同直径部分或不同下沉部分的大致呈圆柱形的形状。第一部分58的第一直径的尺寸可以设置成直接周向环绕杆48。第二部分60的第二直径的尺寸可以设置成直接周向环绕组件10的某个部件或某些部件。第三部分66可以具有第三直径。腔体56的其它部分的