专利名称：用于内燃机的废气再循环阀装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于内燃机的EGR阀装置。
背景技术：
涡轮增压柴油机系统一般包括具有进气歧管和排气歧管的柴油机，外部空气导管用来把环境新鲜空气送到通向进气歧管的进气系统，用来把废气从排气歧管排到环境的排气系统，和涡轮增压器，其包括位于进气系统用来压缩流入其中的空气流的压缩机和位于排气系统、用来驱动所述压缩机的涡轮。涡轮增压柴油机系统还包括中间冷却器，也叫中冷器，位于进气系统，在压缩机的下游，用来在空气流到达进气歧管之前对其进行冷却，和氧化型催化转化器(DOC)，位于排气系统，在涡轮的下游，用来降低所排废气中的剩余碳氢化合物和一氧化碳。涡轮增压柴油机系统还装有柴油微粒过滤器(DPF)，其位于排气中DOC的下游，用来收集并去除所排废气中的柴油微粒(烟尘)。为了减少污染排放，大部分涡轮增压柴油机系统一般都包括废气再循环(EGR)系统，用来将所排废气中的一部分从排气歧管有选择地送回到进气歧管。为了减少燃烧过程中氮氧化物(NOx)的产生，所排废气混合新进的空气被立即送进发动机气缸里。普通的EGR系统包括一个高压EGR导管，也被称为短路线EGR，其用来可流动地连接排气歧管和进气歧管，EGR冷却器，其用来冷却在其混合新进空气前的所排废气，阀装置， 其用来控制通过EGR导管的所排废气流量率，和以为基础的电子控制单元(ECU)，其确定用于再循环的所需废气量，并相应地控制上述的阀装置。为了进一步减少氮氧化物的排放，改进的EGR系统还包括一个附加的低压 EGR(LPE)导管，也被称为长路线EGR，其可流动地连接在DPF下游的排气系统和在压缩机上游的进气系统，附加的EGR冷却器，其位于附加的EGR导管上，和附加的阀装置，其用来控制通过附加EGR导管的所排废气流量率。这些阀装置，特别是三通阀，控制着来自环境空气和循环流入发动机系统的所排废气的空气流。尽管低压EGR导管系统具有像上述说明的一些优势，但它们也增加了发动机结构的复杂度，并且导致了一定数量的技术难题。这些技术难题在小型柴油发动机中特别关键，例如，空间制约不可避免地出现在这样的系统中。同样地，必须考虑的是，三通长路线EGR阀过滤进入到发动机系统和压缩机中环境空气的空气过滤器和长路线EGR冷却器之间的连接点，然而其中压缩机和长路线EGR冷却器被紧紧地固定在发动机上。已知的三通EGR阀配置可以包括空气管，这个空气管具有连接到空气过滤器出口的进口和连接到三通EGR阀的出口，三通EGR阀依次连接到压缩机的进口。
这个已知的配置增加了强烈震动的难题，强烈震动是由在三通长路线EGR阀和压缩机之间的紧密连接和压缩机的下游组件引起的。这些震动或许会由于高连接压力导致压缩机破裂和流体的泄漏。
发明内容
本发明的首要目的是提供一种用于内燃机的长回路EGR阀装置，其允许在车辆底盘和连接到发动机的压缩机之间的这个区域产生减震作用，这样有效地减少震动。本发明实施例的另一目的是提供一种用于内燃机的长回路EGR阀装置，能够容易地适合不同发动机的应用。另外的目的是通过合理和低成本的解决方案实现这些目标。这些和其他的目的通过用于内燃机的长路线EGR阀装置和具有本发明主要方面所述特征的发动机是可以实现的。本发明的其他方面描述优选的和/或特别是有利的方面。本次公开的实施例提供了一种用于内燃机的EGR阀装置，此阀装置包括具有进口和出口的导管，其中导管的一部分被配置有开口段，该开口段为阀外壳限定座部，阀外壳具有通向导管的通道和用来开通和关闭这个通道的阀瓣，和配置为封闭导管的开口段的接合部分。此实施例具有空气导管，其可被配置成不同的形状以适应不同的空气量需要和不同的发动机空间需要的优点，同时，它还提供一座部用于接收长路线EGR阀。本发明的另一个优选实施例中，阀外壳的接合部分包括第一挡板和相对的第二挡板，其配置为导管的开口段的一部分。这个实施例具有阀外壳有助于确定空气导管密封部分的优点。在EGR阀装置另外的一个优选实施例中，EGR阀外壳提供促动器来促动阀瓣。在EGR阀装置另一优选实施例中，EGR阀外壳还提供连接促动器到阀瓣以促动其的一组齿轮。这个实施例具有以下优点，其单一的标准外壳可被设计为用于具有不同的形状和长度的导管，从而连接所有阀促动部件到导管。在另一个实施例中，位置传感器被用来测量阀瓣的位置。有利地，这个实施例可用于通过发动机的E⑶控制EGR阀的流速。在另外的一个实施例中，阀外壳包括连接到导管的第二法兰的第一法兰。这个实施例有利于实现阀装置的简易装配。在另一个实施例中，导管装备有用于空气质量流(MAF)传感器的座部。这个实施例有利于实现MAF传感器组件到阀装置的更好的整合。在本发明的另一个实施例中，导管至少有一部分是塑性材料制成的。这个实施例的一个优点是空气导管的塑性材料在发动机组件和车辆底盘之间提供了一个减震效果。另外，塑性材料的使用降低了阀的重量。本发明还提供了一种用于内燃机的进气线路，内燃机包括长路线的EGR导管，该 EGR导管由涉及到前述任一所述的EGR阀装置，空气过滤器和压缩机组成，其中空气过滤器和压缩机分别被连接到导管的进口和出口。
这个实施例具有空气导管可以被独立于EGR阀配置的优点。
多个实施例通过举例的方式现将参照附图被描述，其中图1示出了涡轮增压内燃机，其具有根据本发明一实施例的长路线EGR阀装置；图2是根据本发明一实施例的长路线EGR阀装置的第一视图；图3是根据图2中D-D线EGR阀装置的剖面图；图4是根据本发明的一实施例的EGR阀装置的示出其内部构造的第二视图；图5是根据本发明的一实施例的EGR阀装置的第三视图；图6是根据图5中的G-G线EGR阀装置的剖面图；图7是根据图5中的P-P线EGR阀装置的剖面图；图8是本发明EGR阀装置中导管的一种实施例的轴侧视图；图9是本发明EGR阀装置中阀外壳的一种实施例的轴侧视图。附图标记1发动机2外部空气导管3排气管4涡轮增压器5进气管10进气歧管11排气歧管20中冷器21 阀23空气过滤器30D0C31柴油微粒过滤器32排气管的第一结合点33排气管的第二结合点40压缩机41 涡轮50短路线EGR导管51短路线EGR冷却器52短路线EGR阀60长路线EGR导管61长路线EGR冷却器70长路线EGR阀装置71长路线EGR阀瓣72长路线EGR阀组件的外壳73用于长路线EGR阀的DC电机
74 阀轴75塑料空气导管76 一组齿轮77导管的开口段78长路线EGR阀79非接触位置传感器80连接到空气过滤器的阀导管进口81连接到低压EGR回路的外壳进口82连接到压缩机的阀导管出口87外壳的接合部分88接合部分的第一挡板89接合部分的第二挡板90ECU9IEGR阀的通道92阀的第一法兰93导管的第二法兰99MAF传感器的座部
具体实施例方式
参照附图，优选实施例现将被描述。内燃机1装有进气歧管10，排气歧管11，环境空气管道2，其用于从环境输送新鲜空气通过一个进气管5到达进气歧管10，排气管3，用来从排气歧管11把废气排放到环境， 和涡轮增压器4，其包括压缩机40位于进气管5，用来压缩流入其中的空气流，和涡轮41，位于排气管3用来驱动压缩机40。内燃机1还装有一个中间冷却器20，也叫中冷器(CAC)，位于进气管5中，在压缩机40的下游，用来在空气流到达进气歧管10之前对其进行冷却，和位于进气管5的阀21， 在CAC20和进气歧管10之间。内燃机1还装有柴油氧化催化器(DOC) 30位于排气管3中，在涡轮41的下游，用来降低所排废气中的剩余碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)，和柴油微粒过滤器(DPF)31位于排气管3上，在D0C30的下游，用来收集并去除所排废气中的柴油微粒(烟尘)。为了减少氮氧化物(NOx)的排放，涡轮增压柴油机1包括排气再循环(EGR)系统， 用来把所排废气送回到进气歧管10。EGR系统包括第一短路线或者高压EGR导管50，用来可流动地直接连接排气歧管 11和进气歧管10，第一 EGR冷却器51位于第一 EGR导管50中，用来冷却流入其中的废气， 和第一电控阀52位于第一 EGR导管50，用来控制通过第一 EGR导管50的废气的流速。EGR系统还包括第二长路线或者低压EGR导管60，其可流动地连接排气管3的第一结合点32和进气管5的第二结合点33，和第二 EGR冷却器61，位于第二 EGR导管60中， 用来冷却流入其中的废气。排气管3的第一结合点32位于DPF 31的下游，而进气管5的第二结合点33位于空气过滤器23的下游且在压缩机40的上游。通过长路线EGR导管60的废气流速由电控三通阀78确定，该阀位于进气管5的第二结合点33处，并且装有阀瓣71来控制流量。三通阀78是长路线EGR阀装置70的一部分，长路线EGR阀装置包括导管75，该导管75具有进口 80，其连接到空气过滤器的出口以接收来自环境的过滤过的空气，和连接到压缩机40的进口的出口 82。导管75还为空气质量流(MAF)传感器提供座部99。导管75还配置开口段77，其为容置阀78的EGR阀外壳72提供了座部。结合那个特征，EGR阀外壳72装有接合部分87，其设置为封闭导管75的开口段 77。此外，EGR阀外壳72的接合部分87包括第一挡板88和相对的第二挡板89，它们组成为导管75开口段的一部分。根据这个实施例，当被设置于EGR阀外壳上时，EGR阀外壳72有助于限定空气导管75的密闭部分。为了提供阀装置70的简易的固定方式，阀外壳72包括第一法兰92，其被连接到导管75的第二法兰93。外壳72还容纳DC电机73和一组作用于阀轴74上的齿轮76，用于操作阀78的阀瓣71。外壳72还配置具有进口 81，其连接到低压EGR导管60，并且从它接收废气。导管75和阀78的外壳72的结合配置成长路线EGR阀装置70。发动机系统的电子控制单元(ECU)90控制着阀瓣71的位置，以调节来自长路线 EGR导管60的空气和气体的压力和流量，所述空气和气体还首先进入到阀外壳72的进口 81然后到达阀瓣71。非接触位置传感器79能够检测阀瓣轴74的旋转。导管75可以由任意塑性材料做成，其适于承受正常地存在这样导管中的气体温度并能够在车辆底盘和连接到电机的压缩机之间的区域产生减震效果，这样有效地降低震动。此外，塑料导管75可以是模制成不同形状以适应不同的空气量需求。塑性材料的使用降低了阀装置的总重。根据所描述的实施例，所述的三通EGR阀78，DC电机73和作用于阀瓣74上的齿轮76对于不同的发动机应用是常见的，并且当EGR阀外壳安装在导管75上时密封其开口段。三通EGR阀装置78以一个单独的组件形式代替普遍用于低压EGR系统的EGR阀和节流阀。另外，在三通EGR阀外壳中，空气和气体将在压缩机的紧上游被混合。因为阀外壳72的位置在导管75的下面，它能够容易地连接到长路线EGR冷却器水回路以防止DC电机73过热。虽然至少一个典型的实施例已经在前面提到的简要和详细描述中被介绍，应该认识到的是，还存在许多变化的形式。还应该认识到的是，这个典型的实施例或者其他典型实施例仅仅是例子，没有以任何方式用来限制其范围，适用性或者结构。更确切地说，前面提到的简要和详细描述提供给本领域技术人员执行至少一个典型的实施例，能够理解的是，在不脱离上述权利要求和法定范围的基础上，各种各样的变化可以由在一个典型的实施例中描述的功能和元件的配置来实现。
权利要求
1.一种用于内燃机(1)的EGR阀装置(70)，该阀装置(70)包括具有进口(80)和出口 (82)的导管(75)，其中导管(75)的一部分配置有开口段(77)，该开口段限定用于阀外壳 (72)的座部；阀外壳(72)，其具有通向导管(75)的通道(91)和用于开通和关闭通道(91) 的阀瓣(71)；和接合部分(87)，其被配置为封闭导管(75)的开口段(77)。
2.如权利要求1所述的EGR阀装置(70)，其中阀外壳(72)的接合部分(87)包括第一挡板(88)和相对的第二挡板(89)，其组成导管(7 开口段的一部分。
3.如权利要求1所述的EGR阀装置(70)，其中EGR阀外壳(72)提容纳促动器(73)，其用于促动阀瓣(71)。
4.如权利要求3所述的EGR阀装置(70)，其中EGR阀外壳(72)还容纳连接促动器(73) 至阀瓣(71)的一组齿轮(76)用于促动该阀瓣。
5.如权利要求3所述的EGR阀装置(70)，其中位置传感器(79)被提供用来测量阀瓣 (71)的位置。
6.如权利要求1所述的EGR阀装置(70)，其中阀外壳(72)包括第一法兰(92)，其连接到导管(75)的第二法兰(93)。
7.如权利要求1所述的长路线EGR阀装置(70)，其中导管(75)配置有用于空气质量流(MAF)传感器的座部(99)。
8.如权利要求1所述的长路线EGR阀装置(70)，其中导管(75)至少部分是由塑性材料制成的。
9.一种用于内燃机的进气线路，该内燃机包括长路线的EGR导管，该EGR导管设置由前述任一权利要求所述的EGR阀装置、空气过滤器03)和压缩机(40)，其中空气过滤器03) 和压缩机(40)分别被连接到导管(75)的进口 (80)和出口(82)。
全文摘要
本发明的一实施例提供了一种用于内燃机(1)的EGR阀装置(70)，阀装置(70)包括具有进口(80)和出口(82)的导管(75)，其中导管(75)的一部分配置有开口段(77)以限定阀外壳(72)的座部，阀外壳(72)具有通向导管(75)的通道(91)和用来开通和关闭通道(91)的阀瓣(71)，和接合部分(87)，配置为封闭导管(75)的开口段(77)。
文档编号F02M25/07GK102562367SQ201110422468
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月12日 优先权日2010年10月12日
发明者D·兰彭 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司