一种电动EGR阀及其装配方法与流程

本发明涉及发动机废气再循环系统控制装置技术领域，具体涉及一种电动EGR阀及其装配方法。

背景技术：

随着汽车保有量的不断增长，汽车尾气所造成的大气污染日趋严重，大气环境污染70%以上是由汽车尾气排放造成的。目前美国和欧盟都相继出台非常严格的环保法规，对发动机废气排放标准提出越来越高的要求。随着排放标准的不断升级，柴油发动机尾气后处理领域取得了显著的进步。欧美发达国家早在上世纪的70 年代开始对柴油发动机的废气处理进行电子控制，并根据排放标准要求和行业实践逐渐形成了电控燃油喷射系统、发动机废气再循环（EGR）技术、选择性催化还原（SCR）技术、废气净化装置等不同的废气排放处理方法。

其中，发动机废气再循环（EGR）技术是目前公认的减少轻型柴油车氮氧化物排放的有效方法之一，EGR阀作为发动机废气再循环系统（EGR系统）中起到调节再循环废气流量的执行元件的作用，具体作用是将少量的废气引入气缸内，降低气缸内的温度来减少有害气体的排放。有害气体的产生条件是高温，高压和高氧三者条件越高排放的有害气体越多。高压和高氧的两个条件可以控制。但是高温就难以控制，利用废气进入气缸来降低缸内温度是最好的选择。随着排放法规的越来越越严苛，EGR在发动机上的作用也越来越明显。本发明主要是设计开发出一款用于国六道路、非道路上的电动EGR阀。

技术实现要素：

本发明的目的是为解决现有技术问题，而提供一种电动EGR阀。

为达到上述目的，

本发明采用的第一个技术方案是： 一种电动EGR阀，包括机构运动装置、带动所述的机构运动装置运动的动力减速增矩装置；

所述的机构运动装置包括阀座、设置在所述的阀座上的阀芯、与所述的阀芯固定连接且能够带动所述的阀芯运动从而开启或关闭所述的EGR阀的中心杆、与所述的中心杆固定连接的滑块、套设在所述的中心杆上且能够在所述的EGR阀断电时使得所述的中心杆与所述的阀芯回位的弹性组件；

所述的动力减速增矩装置包括电机组件、可拆卸地设置在所述的电机组件上的过渡齿轮、与所述的电机组件可拆卸连接的传感器组件、与所述的传感器组件可拆卸连接的减速壳体、与所述的减速壳体可拆卸连接且与所述的过渡齿轮啮合的被动齿轮总成、与所述的被动齿轮总成固定连接的偏心轮、与所述的偏心轮固定连接且能够沿着所述的滑块轨道做旋转和直线运动的轴承组件。

具体地，所述的机构运动装置还包括设置在所述的阀座内的刮积炭套、套设在所述的中心杆上且一端与所述的刮积炭套相接触的导向套、设置在所述的导向套的远离所述的刮积炭套的一端部与所述的中心杆上用于密封的第一密封件。

优选地，所述的刮积炭套为不锈钢材料，用于所述的EGR阀运动过程中刮除吸附在所述的中心杆上的发动机废气积炭。

优选地，所述的导向套的材料为2565铜基粉末冶金环保材料，在无需注润滑油的情况下有自润滑的作用。

优选地，所述的第一密封件为唇型密封圈。

优选地，所述的偏心轮的材料为不锈钢基粉末冶金，此材料具有高的焊接性和很高的强度。

本发明中，起到阀门作用的所述的中心杆和所述的阀芯以压配完再压铆方式配合，所述的中心杆与所述的导向套间的运动间隙过大会导致发动机废气通过这一间隙窜到动力部分里污染了所述的电机，导致所述的电机卡死从而使所述的EGR阀失效，过小导致运动不畅，有卡死风险。

为保证所述的EGR阀运动过程中的传动稳定性，优选地，所述的导向套与所述的中心杆之间的运动间隙为0.05-0.11mm。

具体地，本发明中，所述的弹性组件为弹簧，同时该弹簧为压缩弹簧，用于所述的EGR阀断电时，将所述的中心杆与所述的阀芯回位。

具体地，所述的机构运动装置还包括设置在所述的阀座上的阀座凹槽、一端部与所述的弹性组件的一端部相抵设且另一端部抵设在所述的滑块上的弹性组件座，所述的弹性组件的另一端部抵设在所述的阀座凹槽上。

具体地，所述的机构运动装置还包括设置在所述的阀座上且用于密封所述的阀座与所述的阀芯的第二密封件。

本发明中，所述的阀座为压铸铝材，优选的，所述的第二密封件为不锈钢密封件，这种不锈钢密封件解决了压铸铝很多缺陷，如强度、硬度、高低温稳定性，同时具有很强的耐腐蚀性。

具体地，所述的电机组件包括电机、与所述的电机可拆卸连接且与所述的过渡齿轮啮合的电机齿轮；所述的传感器组件包括传感器、磁钢、与所述的传感器可拆卸连接且与所述的电机组件可拆卸连接的传感器壳体。

优选地，所述的电机组件还包括设置在所述的电机外侧且与所述的传感器壳体可拆卸连接的电机壳体、设置在所述的电机壳体与所述的电机上且用于保持所述的电机运行时稳定的保持架、设置在所述的电机上的电机后盖、设置在所述的保持架与所述的电机后盖之间的密封圈。

更进一步优选地，所述的保持架为PTFE材料，这种材料带有一定柔韧性且具有一定强度，能保证所述的电机在运行过程中保持稳定。

更进一步优选地，所述的电机后盖的材料为SPCC，SPCC材料收口后自身的弹性和韧性能保证所述的电机稳定运行。

更进一步优选地，所述的动力减速增矩装置还包括设置在所述的传感器壳体与所述的电机壳体之间的、设置在减速壳体与所述的传感器壳体之间的第三密封件。

再进一步优选地，所述的第三密封件为O型密封圈，所述的O型密封圈能够防止发动机仓的污染物污染到所述的EGR阀内。

具体地，所述的轴承组件包括与所述的偏心轮固定连接的轴承鞘、 与所述的轴承鞘固定连接的轴承，所述的过渡齿轮有三个。

优选地，所述的过渡齿轮的材料为EPS耐磨材料，能够保证所述的EGR阀的寿命。

具体地，所述的EGR阀还包括防尘盖。

具体地，所述的动力减速增矩装置还包括设置在所述的减速壳体上的第四密封件。

优选地，所述的第四密封件为O型密封圈，所述的O型密封圈能够防止发动机仓的污染物污染到所述的EGR阀内。

本发明采用的第二个技术方案是：一种如上所述的EGR阀的装配方法， 所述的机构运动装置还包括设置在所述的阀座内的刮积炭套、套设在所述的中心杆上且一端与所述的刮积炭套相接触的导向套、设置在所述的导向套的远离所述的刮积炭套的一端部与所述的中心杆上用于密封的第一密封件、设置在所述的阀座上的阀座凹槽、一端部与所述的弹性组件的一端部相抵设且另一端部抵设在所述的滑块上的弹性组件座、设置在所述的阀座上且用于密封所述的阀座与所述的阀芯的第二密封件，所述的弹性组件的另一端部抵设在所述的阀座凹槽上，所述的导向套与所述的中心杆之间的运动间隙为0.05-0.11mm；

所述的传感器组件包括传感器、磁钢、与所述的传感器可拆卸连接且与所述的电机组件可拆卸连接的传感器壳体；

所述的电机组件包括电机、与所述的电机可拆卸连接且与所述的过渡齿轮啮合的电机齿轮、包括设置在所述的电机外侧且与所述的传感器壳体可拆卸连接的电机壳体、设置在所述的电机壳体与所述的电机上且用于保持所述的电机运行时稳定的保持架、设置在所述的电机上的电机后盖、设置在所述的保持架与所述的电机后盖之间的密封圈；

所述的轴承组件包括与所述的偏心轮固定连接的轴承鞘、 与所述的轴承鞘固定连接的轴承，所述的过渡齿轮有三个；

所述的动力减速增矩装置还包括设置在所述的传感器壳体与所述的电机壳体之间的、设置在减速壳体与所述的传感器壳体之间的第三密封件；设置在所述的减速壳体上的第四密封件。

所述的EGR阀还包括防尘盖。

所述的EGR阀的装配方法包含如下步骤：

第一步，将所述的刮积炭套压制在所述的阀座上，然后在所述的刮积炭套一端上压制所述的导向套，再在所述的导向套的另一端压制所述的第一密封件；

第二步，将所述的中心杆的一端部压铆所述的阀芯；

第三步，将经过压铆的所述的中心杆装到所述的阀座上，同时将所述的弹性组件的一端部抵设在所述的阀座凹槽内，弹性组件座的一端部与所述的弹性组件的另一端部相抵设、弹性组件座的另一端与所述的滑块的一端相抵设，且将所述的滑块的这一端部与所述的中心杆的一端部进行焊接；

第四步，将所述的电机齿轮装入所述的电机，再将所装好的所述的电机装入所述的电机壳体，再装上所述的保持架和所述的密封圈，装上所述的电机后盖，再对所述的电机后盖进行收口；

第五步，在所述的电机壳体上安装三个所述的过渡齿轮，再在所述的传感器壳体两端分别装上两个所述的第三密封件，然后再与所述的电机壳体相连接；

第六步，将所述的偏心轮装入所述的轴承鞘并进行焊接；

第七步，将所述的被动齿轮总成装在所述的减速壳体上，并将所述的被动齿轮总成与所述的偏心轮进行焊接，将所述的轴承鞘压入所述的轴承，将所述的减速壳体上装上所述的传感器壳体，同时将所述的第四密封件装入所述的减速壳体；

第八步，将所述的第三步与所述的第七步进行装配并且固定；

第九步，对装配好的所述的EGR阀进行两点式编程，在初始位置给所述的传感器壳体输入电压1V；阀通电开启到6mm处给所述的传感器壳体输入电压4.5V；

第十步，对所述的EGR阀进行性能测试，包括所述的传感器壳体的初始位电压、全开位置电压和开关响应时间。

具体地，所述的EGR阀还包括防尘盖，所述的第八步中将所述的第三步与所述的第七步进行装配并且固定，并装上防尘盖再进行固定。

本发明的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其他技术方案。例如上述特征与本申请中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案等。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明一种电动EGR阀，结构简单、成本低廉、体积较小、重量较轻、响应速度快、能够在不同复杂发动机工况下工作。

附图说明

附图1为本发明EGR阀关闭的第一剖视图；

附图2为附图1的局部放大图；

附图3为本发明EGR阀关闭的第二剖视图；

附图4为本发明EGR阀打开的剖视图；

其中：1、阀座； 2、刮积炭套；3、导向套；4、第一密封件；5、中心杆；6、阀芯；7、弹性组件；8、弹性组件座；9、滑块； 10、电机；11、电机壳体；12、保持架；13、密封圈；14、电机后盖； 15、过渡齿轮；16、传感器壳体；18、偏心轮；19、轴承销；20、轴承；21、被动齿轮总成；22、减速壳体；231、第三密封件；232、第四密封件；24、第一螺钉；25、防尘盖； 26、第二螺钉；27、第二密封件；28、阀座凹槽； 29、电机齿轮； 30、传感器；31、磁钢。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明并不限于以下实施例。

一种电动EGR阀，包括机构运动装置、带动机构运动装置运动的动力减速增矩装置、防尘盖25。

如附图1所示，机构运动装置包括阀座1、设置在阀座1上的阀芯6、与阀芯6固定连接且能够带动阀芯6运动从而开启或关闭EGR阀的中心杆5、与中心杆5固定连接的滑块9、套设在中心杆5上且能够在EGR阀断电时使得中心杆5与阀芯6回位的弹性组件7、设置在阀座1内的刮积炭套2、套设在中心杆5上且一端与刮积炭套2相接触的导向套3、设置在导向套3的远离刮积炭套2的一端部与中心杆5上用于密封的第一密封件4、设置在阀座1上的阀座凹槽28、一端部与弹性组件7的一端部相抵设且另一端部抵设在滑块9上的弹性组件座8、设置在阀座1上且用于密封阀座1与阀芯6的第二密封件27，弹性组件7的另一端部抵设在阀座凹槽28上。

本实施例中，弹性组件7为弹簧，同时该弹簧为压缩弹簧，弹性组件座8为弹簧座，用于EGR阀断电时，将中心杆5与阀芯6回位；同时为了保证弹簧在EGR阀运动过程中不至于扭曲变形，弹簧套设在中心杆5上且一端抵设在阀座凹槽28上、另一端抵设在弹簧座上。

本实施例中，刮积炭套2为不锈钢材料，用于EGR阀运动过程中刮除吸附在中心杆5上的发动机废气积炭；导向套3的材料为2565铜基粉末冶金环保材料，在无需注润滑油的情况下有自润滑的作用；第一密封件4为唇型密封圈。为了保证EGR阀运动顺畅和EGR阀的密封性，需要进行二次加工导向套3及阀座1密封处尺寸；偏心轮18的材料为不锈钢基粉末冶金，此材料具有高的焊接性和很高的强度。

本实施例中，起到阀门作用的中心杆5和阀芯6以压配完再压铆方式配合，中心杆5与导向套3间的运动间隙过大会导致发动机废气通过这一间隙窜到动力部分里污染了电机10，导致电机10卡死从而使EGR阀失效，过小导致运动不畅，有卡死风险。因此，为了保证EGR阀运动过程中的传动稳定性，导向套3与中心杆5之间的运动间隙为0.05-0.11mm。

本实施例中，阀座1为压铸铝材，优选的，第二密封件27为不锈钢密封件，这种不锈钢密封件解决了压铸铝很多缺陷，如强度、硬度、高低温稳定性，同时具有很强的耐腐蚀性。

如附图3所示，动力减速增矩装置包括电机组件、可拆卸地设置在电机组件上的过渡齿轮15、与电机组件可拆卸连接的传感器组件、与传感器组件可拆卸连接的减速壳体22、与减速壳体22可拆卸连接且与过渡齿轮15啮合的被动齿轮总成21、与被动齿轮总成21固定连接的偏心轮18、与偏心轮18固定连接且能够沿着滑块9轨道做旋转和直线运动的轴承组件。

如附图3所示，电机组件包括电机10、与电机10可拆卸连接且与过渡齿轮15啮合的电机齿轮29、设置在电机10外侧且与传感器壳体16可拆卸连接的电机壳体11、设置在电机壳体11与电机10上且用于保持电机10运行时稳定的保持架12、设置在电机10上的电机后盖14、设置在保持架12与电机后盖14之间的密封圈13。

本实施例中，保持架12为PTFE材料，这种材料带有一定柔韧性且具有一定强度，能保证电机10在运行过程中保持稳定；电机后盖14的材料为SPCC，SPCC材料收口后自身的弹性和韧性能保证电机10稳定运行；过渡齿轮15的材料为EPS耐磨材料，能够保证EGR阀的寿命。

轴承组件包括与偏心轮18固定连接的轴承鞘19、 与轴承鞘19固定连接的轴承20，过渡齿轮15有三个。

如附图3所示，传感器组件包括传感器30、磁钢31、与传感器30可拆卸连接且与电机组件可拆卸连接的传感器壳体16。

为了能够防止发动机仓的污染物污染到EGR阀内，动力减速增矩装置还包括设置在传感器壳体16与电机壳体11之间的、设置在减速壳体22与传感器壳体16之间的第三密封件231，设置在减速壳体22上的第四密封件232。第三密封件231与第四密封件232均为O型密封圈。

本发明的第二个技术方案是：一种EGR阀的装配方法： 包含如下步骤：

第一步，将刮积炭套2压制在阀座1上，然后在刮积炭套2一端上压制导向套3，再在导向套3的另一端压制第一密封件4；

第二步，将中心杆5的一端部压铆阀芯6；

第三步，将经过压铆的中心杆5装到阀座1上，同时将弹性组件7的一端部抵设在阀座凹槽28内，弹性组件座8的一端部与弹性组件7的另一端部相抵设、弹性组件座8的另一端与滑块9的一端相抵设，且将滑块9的这一端部与中心杆5的一端部进行焊接；

第四步，将电机齿轮29装入电机10，再将所装好的电机10装入电机壳体11，再装上保持架12和密封圈13，装上电机后盖14，再对电机后盖14进行收口；

第五步，在电机壳体11上安装三个过渡齿轮15，再在传感器壳体16两端分别装上两个第三密封件231，然后再与电机壳体11相连接；

第六步，将偏心轮18装入轴承鞘19并进行焊接；

第七步，将被动齿轮总成21装在减速壳体22上，并将被动齿轮总成21与偏心轮18进行焊接，将轴承鞘19压入轴承20，将减速壳体22上装上传感器壳体16，同时将第四密封件232装入减速壳体22；

第八步，将第三步与第七步进行装配并且固定；

第九步，对装配好的EGR阀进行两点式编程，在初始位置给传感器壳体16输入电压1V；阀通电开启到6mm处给传感器壳体16输入电压4.5V；

第十步，对EGR阀进行性能测试，包括传感器壳体16的初始位电压、全开位置电压和开关响应时间。

第八步中将第三步与第七步进行装配并且固定，并装上防尘盖25再进行固定。

本发明中，第八步中，第三步与第七步进行装配并且利用四个第一螺钉24固定，并装上防尘盖25再用第二螺钉26进行固定。

本实施例的电机10为直线电机。

本发明的工作过程如下所述：

发动机把传感器30，包括转速传感器、水温传感器、油门位置传感器及其它传感器信号发送到ECU控制单元，ECU再根据发动机各工况给EGR阀输入电压并控制EGR阀的开度，ECU通过传感器壳体16的插头给EGR阀直线电机通电后，直线电机高速旋转，带动三个过渡齿轮15及被动齿轮总减速增矩后通过偏心轮18把电机10的旋转运动转化为中心杆5的直线运动，中心杆5带动阀芯6开启。ECU根据发动机工况调节阀芯6的开度，从而控制废气从发动机排气歧管引入进气管的量。当需要关闭阀芯6时，ECU给EGR阀断电，EGR阀的阀芯6在弹簧的作用下回位关闭EGR阀。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。