CN101358566A - 排气再循环系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种排气再循环系统。该排气再循环系统(10)具有至少一个带壳体(24)的冷却器(12)和至少一个在入口侧(20)上带有可枢转致动的阀件的阀，所述排气再循环系统的特征在于，用于该阀的致动器(14)安装到所述冷却器的壳体(24)上，该致动器经由至少一个杆(30，34)和至少一个诸如联接杆(32)的连接件连接到所述阀，在至少一个杆(30，34)和至少一个诸如联接杆(32)的连接件之间设置球窝接头。

Description

排气再循环系统
技术领域
本发明涉及一种排气再循环系统。
背景技术
在内燃机领域中公知的是，根据运转状态将排气再循环至新鲜空气侧以降低燃料消耗和污染物排放。在这方面，排气还可根据运转状态至少部分地穿过排气冷却器以特定地调节再循环的排气的温度。
从EP 0 916 837 A1公知一种用于排气再循环的装置，其中在排气冷却器的凸缘上安装确定排气的再循环量的阀调节件。
JP 9-88727涉及一种排气冷却器，在该排气冷却器的内部设置可平移运动的阀，该阀的调节件安装在排气冷却器的外罩上。
EP 1 251 263 A2公开了一种根据权利要求1的前序部分所述的排气再循环系统。
发明内容
本发明基于的目的在于提供一种排气再循环系统，该排气再循环系统可以在所有可能的运转条件下实现特别可靠的操作。
以上目的通过权利要求1所述的排气再循环系统实现。
根据本发明，该排气再循环系统具有至少一个带壳体的冷却器以及至少一个在入口侧上可枢转或旋转致动的阀。所述冷却器的壳体例如用于接收供待再循环的排气流动通过的管路以及任选的适当隔绝的旁通管路。在运转期间，在所述壳体中例如存在诸如水的冷却剂，该冷却剂围绕所述管路流动从而冷却通过对应管路被引导的排气。所述旁通管路或者设置在所述冷却器的壳体外部，或者设置在该壳体内，并且被适当地隔绝，因此在这里再循环排气的冷却范围显著变小。特别地，这里所述的排气再循环系统的冷却器可设计为如申请人的EP 1 277 945 A1中所述的那样，其公开是本申请具体关于冷却器的主题。
在入口侧上设置阀提供了这样的优点，即，这里的排气比较热，因此显著降低了可能导致阀粘在其阀座上的沉积物和灰尘积聚的危险。但如果产生这样的问题而可能导致阀在某种程度上粘在其阀座上，那么根据本发明的阀设计为可枢转致动的阀就提供了优点。这应该理解成意味着不仅用于阀的致动器被设计为可枢转，而且阀或阀件本身可在关闭和打开位置之间枢转运动，反之亦然。如下更详细描述的那样，通过简单的方式可确保可靠的操作(具体在可靠打开方面)。特别的是，该阀可以是申请人的合法前任人的EP 1 245 820 A1中所述的阀，其公开通过引证而也成为本申请的主题，具体是关于这里所述的阀的方面。另外，可以利用比较简单的装置按方便的方式布置可枢转致动的阀件，使其在打开状态下对排气流动的影响尽可能小，从而使阀处的流动阻力最小。在这方面，参照申请人的EP 1 544 449 A1，其公开是本申请的主题，具体是关于阀件在打开状态下的屏蔽方面。
即使在入口侧上布置阀提供了上述优点，该区域由于存在的温度而对用于阀的致动器仍然不利。为此，根据本发明，将用于阀的致动器设置在冷却器的壳体上。从而该致动器可以按有利的方式被冷却。具体地说，避免了致动器的过度加热并且实现了较高的操作可靠性。如上所述，冷却器的壳体例如可接收(通常为液体的)冷却剂，该冷却剂用于冷却流经对应管路的排气。从而，冷却器的壳体也被冷却，这样有利地产生了致动器的对应冷却效果。该致动器还可称为调节件并且可例如设计为电动机，特别是DC(直流)电机。
在其它权利要求中描述根据本发明的排气再循环系统的优选改进。
可枢转致动的例如大致圆形的阀的旋转轴的布置常常会带来巨大挑战。具体地说，如果旋转轴延伸“穿过”该阀件从而使阀件的边缘中断，那么常常存在密封性的问题。考虑这点，优选的是该阀件可相对于其旋转轴至少单向偏心设置。换言之，在关闭状态下看，旋转轴可相对于阀件在流动方向或相反方向上偏移，因此阀件的边缘不需要中断并且可以确保可靠的关闭。可选或者附加的是，同样在关闭状态下看，旋转轴可相对于阀件在垂直于流动方向的方向上偏移设置，即偏心设置。
如上所述，因为需要可靠关闭，所以优选的是所述阀件围绕其整个周边封闭阀座，即，阀件的边缘基本不中断。
致动器经由至少一个杆和至少一个诸如联接杆的连接件连接到阀。这提供了很大的设计自由度，同时允许阀有利地布置在“热”侧上，允许致动器布置在冷却的部件上，如上所述。
由于在至少一个杆和至少一个联接杆之间设置球窝接头，设计自由度进一步增加。
如果在阀的至少几乎关闭状态下，联接杆和至少一个杆(优选是致动器的杆)至少基本彼此对齐，那么对于可靠的操作是有利的，特别是在阀略微打开的时候。在所述略微打开的状态下，可能在再循环排气中出现作用于阀件上的压力脉冲。如果联接杆和具体设置在致动器上的杆彼此对齐，那么从排气作用在阀件上的这些力就不能改变阀件的位置，因为这在某种程度上受阻或锁定。原因在于因压力脉冲而作用在联接杆上的力的方向基本延伸穿过致动器的旋转轴，因此不能产生致动器的旋转。在阀件的略微打开状态下基本对齐联接杆和至少一个杆的所述措施已经证明特别有利，特别是在与至少单向偏心设置的阀件结合的时候，该阀件在排气压力方面不完全平衡。其原因在于，消除了不平衡的阀件由于排气脉冲而改变位置的趋势。从而，致动器与阀之间的所述机构可称为自锁定。关于所述机构的该细节和进一步细节，参照申请人的EP 1462 643 A1和EP 1 640 593 A1，其公开是本申请的主题，具体是关于打开和关闭机构以及借此增大打开和/或关闭力的方面。
为了确保可靠的操作和控制或管理阀位置的可能性，当前优选的是致动器具有至少一个位置传感器。
确定再循环排气的量的排气再循环阀例如可如上所述设置。从而，排气再循环阀的致动器优选安装至冷却器的壳体。
为了调整再循环排气的温度，进一步优选的是附加设置(冷却器)旁通阀，使得可更加明确地整体上调节再循环排气的温度。在这方面，考虑到排气再循环系统的紧凑性，如果在一个壳体中结合至少两个阀，例如排气再循环阀和旁通阀，那么是有利的。
已经证明，旁通阀连接到真空致动器或电致动器是有利的。
附图说明
下面参照附图中以实施例的方式示出的实施方式进一步详细说明本发明。附图中：
图1是根据本发明第一实施方式的排气再循环系统的仰视立体图；
图2是根据图1的排气再循环系统的俯视图，其中移除了致动器变速器的盖；
图3是根据本发明的排气再循环系统的第二实施方式的侧视图；以及
图4是根据本发明的排气再循环系统的一部分的剖视图。
具体实施方式
图1所示的排气再循环系统10具有冷却器12、排气再循环阀(图1中未示出)、用于排气再循环阀的致动器14、旁通阀16以及用于旁通阀16的真空致动器18。待再循环的排气通过入口20供应。在所示实施方式的实施例中，所述入口在其端部具有用于与排气再循环管路连接的凸缘22。在所示实施方式中，入口20具有近似90°的弯曲部，在该弯曲部的端部设置有通过致动器14致动的排气再循环阀。排气再循环阀可如上所述设计并且控制排气的再循环量。在流动方向的下游具有旁通阀16，在所示实施方式中，该旁通阀16控制通过对应的隔绝旁通管道(未示出)引导的排气的量，从而实现与那些管路(未示出)仍通过冷却器12引导但未隔绝或仅略微隔绝的情况相比明显较低的冷却效果。
在所示实施方式中，冷却器12具有壳体24，在壳体24中布置有至少一个旁通管道以及待冷却排气流动所经的管路。冷却剂(例如水)在所述管路和管道周围流动，通过适当的入口和出口供应和排出，在图1中用“26”表示入口和出口中的一个。用于排气再循环阀的致动器14布置在冷却器的对应冷却壳体24上，从而受到保护而使其温度不会不利地过高。致动器14例如设计成DC电机，电机轴连接到可在图2中更详细看到的变速器28。变速器的输出通过杆30形成，在所示情况下，杆30经由球窝接头而与联接杆32相连。经由另一球窝接头而连接到布置在排气再循环阀的旋转轴上的杆34。因此，特别是由于杆和联接杆32的使用，可能有利地将致动器14布置在距(热的)入口侧一定净距离的位置处。另外，对于排气再循环阀与其致动器之间的位置关系来说，设计自由度很大，特别是与球窝接头结合的设计自由度。
这还可在图2中看到，图2是移除了变速器的盖的俯视图。从而，可以看到电机轴具有相对较小的小齿轮36，小齿轮36作用在相对较大的小齿轮38上。小齿轮38连接到与扇形齿轮42啮合的另一小齿轮40。所述扇形齿轮42连接到杆30，通过杆30将力传递到联接杆32，并且经由杆34(参照图1)将力传递到排气再循环阀。扇形齿轮42的尺寸大约对应于设置的运动范围。在图2中还可看到，致动器(在所示情况下在扇形齿轮42处)具有位置传感器44。最后，在图2中可看到用于液体冷却剂的其它入口或出口26。在所示实施方式中，还设置有用于将排气再循环系统附接至周围部件的支撑件46。
图3表示另一实施方式，其具体在力从致动器14传递至排气再循环阀(在图3中也未示出)的方面设计有所不同。致动器或其变速器的“输出”同样通过杆30形成，杆30又经由球窝接头而连接到联接杆32。联接杆32与排气再循环阀之间的连接也经由球窝接头和与排气再循环阀的旋转轴相连的杆34形成。然而在所示实施方式中，杆30和联接杆32几乎平行对齐。杆34可位于与杆30和联接杆32相同的平面中，然而在图3的实施方式中，根据图3的图示杆34略微朝向观看者“倾斜”。
在图3中可以看到，优选的措施使得在图3所示的排气再循环阀的关闭或略微打开的状态下，设置在致动器处的联接杆32和杆30彼此基本对齐。因此，可能作用在阀件上的压力脉冲不会改变阀件的位置。其原因在于，所产生的力沿着联接杆32的方向从而沿着杆30的方向延伸，因此很大程度上经过杆30的旋转轴48。由于力基本延伸穿过该轴，所以压力脉冲由于缺少杆臂而不会在杆上施加转矩，从而不存在由于这样的压力脉冲而改变阀件位置的危险。
因此，根据本发明的排气再循环系统在这方面也提供了较高的操作可靠性。
在图4所示的剖视图中，可看到排气再循环阀50处于其打开位置。由于上述原因，旋转轴52相对于阀50在两个方向上偏心。一方面，旋转轴相对于阀50在流动方向A上偏移，使得旋转轴52不会延伸穿过阀50，从而阀50具有不中断的周边并沿其整个周边封闭阀座54。另外，根据图4中的图示，旋转轴52朝底部偏移，这意味着处于打开状态的阀最多位于流动一侧并且仅在有限的程度上影响所述流动。从图4中可以看到，阀座54和阀50在其面对阀座54一侧上的边缘设计成锥形以实现尽可能可靠的密封。
而且，在图4中可看到旁通阀16，旁通阀16在其一端具有旋转轴56，并且设计为一种喇叭阀。在图4所示的位置，旁通阀16关闭通向在冷却器12中冷却的管道的区域。在另一位置，即，在与图4所示的位置相比逆时针旋转约60°的位置，旁通阀关闭旁通管路，使得再循环的排气全部流动穿过冷却器中的四周流动有例如水的管道，从而被冷却。从图4还可看到，旁通阀16和排气再循环阀50结合在公共的整体壳体58中。

Claims (8)

1.一种排气再循环系统(10)，该排气再循环系统具有至少一个带壳体(24)的冷却器(12)、至少一个在入口侧(20)上带有可枢转致动的阀件的阀(50)、安装至所述冷却器的壳体(24)的用于该阀的致动器(14)，该致动器经由至少一个杆(30，34)和至少一个诸如联接杆(32)的连接件连接到所述阀(50)，
所述排气再循环系统的特征在于，
在至少一个杆(30，34)和至少一个诸如联接杆(32)的连接件之间设置球窝接头。
2.根据权利要求1所述的排气再循环系统，其特征在于，所述阀件相对于其旋转轴(52)至少在一个方向上偏心设置。
3.根据权利要求1或2所述的排气再循环系统，其特征在于，所述阀件围绕阀座(54)的整个周边封闭该阀座。
4.根据权利要求2或3所述的排气再循环系统，其特征在于，至少在所述阀(50)的几乎关闭状态下，所述联接杆(32)和至少一个杆(30)，优选是所述致动器(14)的杆(30)至少基本彼此对齐。
5.根据前述权利要求任一项所述的排气再循环系统，其特征在于，所述致动器(14)具有至少一个位置传感器(44)。
6.根据前述权利要求任一项所述的排气再循环系统，其特征在于，排气再循环阀设置为所述阀(50)，该阀的致动器(14)安装在所述冷却器的壳体(24)上。
7.根据前述权利要求任一项所述的排气再循环系统，其特征在于，另外设置冷却器旁通阀(16)，该旁通阀与所述阀(50)结合在公共壳体(58)中。
8.根据权利要求7所述的排气再循环系统，其特征在于，所述旁通阀(16)连接到真空致动器(18)或电致动器。
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