非道路发动机用egr阀的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种非道路发动机用EGR阀，包括阀座，阀座内设置有控制阀座内废气腔进气口开启与闭合的阀杆和阀芯，阀杆的顶端设置有弹簧，阀杆伸出阀座的顶端设置有空腔体，空腔体的空腔中部通过周边固定在腔壁上的膜片分割为上腔室和下腔室；弹簧设置在下腔室内并与膜片垂直设置，下腔室的腔壁上设置有通气孔；上腔室的腔壁上设置有气压源接口，气压源接口通过高压气管连接发动机的进气总管。本发明应用在非道路用增压柴油机上后省去了ECU和各类传感器以及线束，仅需要增压后的空气压力作为驱动力，即可控制EGR阀开度大小；具有结构简单、成本低廉、性能稳定、实用性高的特点。
【专利说明】非道路发动机用EGR阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机尾气排放再循环系统中的一种EGR阀，特别是一种应用于非道路发动机的EGR阀。
【背景技术】
[0002]在发动机废气再循环系统(EGR系统)中EGR阀主要用于调节控制再循环废气的流量，EGR阀通过控制开度大小来调节废气流量，使废气与新鲜空气按一定比例混合后返回汽缸进行再循环，以降低汽缸内燃烧温度以及燃烧速度，进一步从而减少NOx的排放量。道路用发动机在日常使用时是经常工作在瞬态工况中的，所以道路用发动机的排放法规对稳态和瞬态工况都有非常严格要求，对EGR系统的控制要求相对也就较严格。因此传统的道路用EGR阀通常需要通过电机或者真空源驱动，并通过各类传感器采集信息(例如转速、进气压力、油门等)后，通过ECU来控制阀的开启与关闭，不仅结构复杂、成本较高，而且性能也较为不稳定。
[0003]随着非道路国三法规的推行，各个非道路主机厂家都在紧锣密鼓的将原有产品进行升级或者开发新的国三柴油机，EGR系统的改进都是必不可少的项目之一。由于非道路发动机在日常使用的时候大部分的要求都是在稳定工况上，所以三阶段非道路用发动机的法规对EGR系统的控制要求也就相对没那么高，仅对稳态工况进行了要求。因此开发一种应用于非道路发动机使用的简易式EGR阀便有了可行空间。
【发明内容】
[0004]本发明需要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低廉、性能稳定的应用于非道路发动机的EGR阀。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
[0006]非道路发动机用EGR阀，包括阀座，阀座内设置有控制阀座内废气腔进气口开启与闭合的阀杆和阀芯，所述阀杆的顶端设置有用于复位阀杆与阀芯的弹簧，阀杆伸出阀座的顶端设置有定位弹簧的空腔体，其特征在于:所述空腔体的空腔中部通过周边固定在腔壁上的膜片分割为上腔室和下腔室；所述弹簧设置在下腔室内并与膜片垂直设置，下腔室的腔壁上设置有通气孔；所述上腔室的腔壁上设置有气压源接口，气压源接口通过高压气管连接发动机的进气总管。
[0007]本发明的改进在于:所述空腔体的上方设置有用于检测阀芯位置的升程传感器。
[0008]本发明的进一步改进在于:所述膜片为橡胶皮膜。
[0009]由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
[0010]本发明应用在非道路用增压柴油机上后省去了 ECU和各类传感器以及线束，仅需要增压后的空气压力作为驱动力，当增压压力逐渐增大到EGR阀开启的条件时，EGR阀自动开启，然后根据发动机进气压力的变化自行控制EGR阀开度大小。具有结构简单、成本低廉、性能稳定、实用性高的特点，因此在非道路国三阶段将会得到广泛的应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明的结构示意图。
[0012]其中:1.升程传感器，2.气压源接口，31.上腔室，32.下腔室，4.膜片，5.弹簧，6.阀杆，7.阀芯，8.阀座，9.废气腔。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
[0014]非道路发动机用EGR阀，其结构如图1所示。包括升程传感器1、空腔体、弹簧5、阀杆6、阀芯7以及阀座8。阀杆6和阀芯7用于控制阀座内废气腔9进气口的开启与闭合；弹簧5设置阀杆的顶端，用于复位阀杆与阀芯；空腔体位于阀座的上方，阀杆6伸出阀座顶端后伸入空腔内。
[0015]空腔的中部通过周边固定在空腔腔壁上的膜片4分割为上腔室31和下腔室32，上腔室31的腔壁上设置有气压源接口 2，气压源接口通过高压气管连接发动机的进气总管；下腔室32与阀座的废气腔连通。本发明中膜片4采用橡胶皮膜，以保证上腔室的密封。
[0016]弹簧5设置在下腔室内并与膜片垂直设置，下腔室的腔壁上设置有通气孔，以确保阀在工作时保持内外压力一致。
[0017]升程传感器I设置在空腔体的上方，用于检测阀芯位置，即用于在实验过程中实时监测EGR阀的打开位置。
[0018]本发明的工作原理如下所述:
当发动机转速或者扭矩增大时，进气总管的增压压力逐渐变大，发动机尾气中的NOx恰好就是在高转速或者大扭矩时产生的，而此时随着增压压力的变大本发明所述的EGR阀也逐渐开至最大，随着EGR阀的开启越来越多的废气被输入到发动机气缸参加燃烧，由于废气中大部分惰性气体的导入，从而降低了气缸内燃烧火焰传播的速度降低了燃烧温度和燃烧最高爆发压力，从而起到降低NOx的目的。
[0019]中间部分的起反向作用力的弹簧是需要根据不同机型的需要进行匹配的，它能使EGR阀再不需要开启时将阀保持常闭，一旦达到设计时需求开启的压力，弹簧则会渐渐被压缩阀芯则会慢慢被打开。弹簧的选择方法如下:
将所要标定的发动机安装到发动机台架上，测试出发动机各个排放工况点的增压后的进气压力，选取这些稳态工况点中的最小进气压力作为EGR阀完全打开的临界值，根据该临界值压力(即压强)再把膜片4的面积带入公式(压力=压强*面积)计算得出作用于膜片4上的压力大小。然后根据作用于膜片上的压力值去选择弹簧，即可初步设计出该发动机所对应需求的EGR阀。
[0020]设置在顶部的升程传感器是在发动机标定过程中用来时刻监测EGR阀是否到达设计所需求位置的，若发动机标定完毕则该传感器也可以取消从而进一步减低成本。
[0021]本发明制作完成后，再将其安装到发动机上进行试验，通过EGR阀上部的升程传感器监测EGR阀在每个试验工况下的开度是否都满足需求。如若开度能够满足要求，但感觉EGR率还略低，可以将阀芯6加长后再试验，若EGR率略大则可将阀芯6缩短。
【权利要求】
1.非道路发动机用EGR阀，包括阀座(8)，阀座(8)内设置有控制阀座内废气腔(9)进气口开启与闭合的阀杆(6)和阀芯(7)，所述阀杆的顶端设置有用于复位阀杆与阀芯的弹簧(5)，阀杆(6)伸出阀座的顶端设置有定位弹簧的空腔体，其特征在于:所述空腔体的空腔中部通过周边固定在腔壁上的膜片(4)分割为上腔室(31)和下腔室(32);所述弹簧设置在下腔室内并与膜片垂直设置，下腔室的腔壁上设置有通气孔；所述上腔室(31)的腔壁上设置有气压源接口(2)，气压源接口通过高压气管连接发动机的进气总管。
2.根据权利要求1所述的非道路发动机用EGR阀，其特征在于:所述空腔体的上方设置有用于检测阀芯位置的升程传感器(I)。
3.根据权利要求1所述的非道路发动机用EGR阀，其特征在于:所述膜片(4)为橡胶皮膜。
【文档编号】F02M25/07GK104373254SQ201410673303
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】于政 申请人:无锡隆盛科技股份有限公司