CN101405500A - 双构件低压egr模块 - Google Patents

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Abstract

一种发动机(10，100，200，34)组件，包括发动机(36)、至少一个排气再循环阀、至少一个节流阀(54)，以及可操作地连接到该EGR阀(56)和该节流阀(54)上的致动器(12，112，212)。该致动器(12，112，212)能够可操作地连接到预定数量的EGR阀(56)和预定数量的节流阀(54)的任何预定组合上。该致动器(12，112，212)可以是机械致动器、气动致动器、液压致动器或电动致动器。

Description

双构件低压EGR模块
相关申请的交叉引用
本申请要求2006年3月22日提交的美国临时申请号60/784568的权益。
发明领域
本发明涉及一种具有致动器的发动机组件，该致动器连接到EGR阀和节流阀上。
发明背景
根据联邦法规和州法规，当前的机动车辆在运行过程中可释放的排放量要受到限制。减少机动车辆所释放的排放量的方法之一是在车辆的排气系统中包括排气再循环(EGR)阀。该EGR阀使得来自发动机排气歧管的至少一部分气流改道，以便该气流连同新鲜空气一起再循环到发动机的进气歧管之中。再循环到发动机的进气歧管之中的气流降低了发动机工作期间的燃烧温度，这减少了由于燃烧而产生的排放量。
发动机组件通常包括由致动器控制的至少一个EGR阀和其它类型的阀。但是，将阀增添到发动机组件上以及增添用以控制这些阀的致动器增加了为制造该发动机组件所需要装配的材料和零件的数量。
因此，希望能开发一种组件，其中的多个阀可以由单个的致动器来控制。这种致动器数量的减少将容许减少为制造发动机组件而需要生产和组装的零件数量。
发明概述
本发明涉及一种发动机组件，其包括发动机、至少一个排气再循环阀、至少一个节流阀，以及可操作地连接到该EGR阀和该节流阀上的致动器。该致动器可以可操作地连接到预定数量的EGR阀和预定数量的节流阀的任何预定组合上。该致动器可以是机械致动器、气动致动器、液压致动器或电动致动器。
本发明进一步适用的领域将在以下所提供的详细说明中变得清楚。应理解的是，在说明本发明的优选实施例的同时，该详细说明及具体的实例仅仅是为了阐明的目的而无意限制本发明的范围。
附图简要说明
从详细说明和附图中将能更全面地理解本发明，在附图中：
图1是根据本发明第一实施例的可操作地连接到阀上的致动器的示意图；
图2是根据本发明第二实施例的可操作地连接到阀上的致动器的示意图；
图3是根据本发明第三实施例的可操作地连接到阀上的致动器的示意图；以及
图4是根据本发明的发动机组件的示意性平面图。
优选实施例的详细说明
优选实施例的以下说明本质上仅是示例性的，而绝非意欲限制本发明、其应用或用途。
参见图1至图4，阀组件总体上用10来示出。阀组件10具有总体上由12所指示的致动器、第一阀14和第二阀16。致动器12通过联接件可操作地连接到第一阀14和第二阀16上，以便致动器12改变第一阀14和第二阀16两者的位置。但是，要认识到的是，任何预定数量的阀14，16都可以可操作地连接到致动器12上以使得该致动器12可以同时控制这些阀。
在以下披露的所有实施例中，由于以下更加详细说明的原因，优选的是在第二阀16相对于第二通道20改变之前，第一阀14相对于第一通道18大体打开。当第一阀14关闭时，第二阀16保持关闭。图1至图4中由实线和虚线所示的阀14，16的位置示出了在阀14，16之间的打开和关闭的关系。
继续参看图1，第一实施例示出了可操作地连接到第一阀14和第二阀16上的机械致动器12。在优选的实施例中，致动器12为具有联接件13的电动机11，其中，该联接件13为连接到阀14，16上的波顿拉索(cable)或者推拉拉索。无论何种类型的固定的机械联接件都可使用。随着致动器12的致动，改变了第一阀14相对于第一通道18的位置，且当第一阀14处于预定位置时，致动器12将使得第二阀16运动。因而，致动器12和第二阀16作为失动装置，使得第二阀16直到第一阀14处于预定位置时才会被致动。在本发明另一个备选实施例中，电动机直接联接到阀14，16中的一个阀上并且用直接传动齿轮或齿轮系来传动，此外该电动机还联接到未通过联接件而直接联接到该电动机上的另一个阀上。
参见图2，总体上以100示出了阀组件的第二实施例。阀组件100具有总体上以112指示的致动器。在优选的实施例中，致动器112为连接到联接件113上的电动机111，其中，该联接件113为气动的且可操作地连接到第一阀14和第二阀16上。气动联接件113使得位于第一阀14处的该联接件113中的空气压力降低。空气压力的降低导致第一阀14相对于第一通道18移动到预定位置。一旦第一阀14位于该预定位置，则位于联接件113和第二连接器126之间的连接器点上的阀124打开。因此，阀124在第一通道18中达到预定压力后打开。一旦阀124打开，则第二连接器126中的压力就会降低，这导致第二阀16运动。
参看图3，总体上以200示出了阀组件的第三实施例。阀组件200有具有致动器212，其为可操作地连接到液压联接件213上的电动机211。尽管所说明的是电动机，但使用其它类型的电动致动器而不一定是电动机也在本发明的范围之内。例如，电动致动器可以是用于液压或气动的阀如伺服阀或其它类型的电动致动阀。电动机211使得液压流体通过液压联接件213流到第一连接器222，以改变第一阀14相对于第一通道18的位置。当液压致动器212致动时，液压联接件212中的压力上升而第二连接器226中的压力也上升。在优选的实施例中，第一阀14以第一连接器222处的第一预定压力来致动而第二阀16以第二连接器226处的第二预定压力来致动，其中，该第二压力高于该第一压力。因此，第一阀14先于第二阀16被致动。备选的是，可以用一个阀控制通向第一连接器222和第二连接器226两者的流动。
参看图4，运行时阀组件10，100，200，300在总体上以34示出的发动机组件中使用。发动机组件34具有包括排气歧管38和进气歧管40的发动机36。涡轮可操作地连接到排气歧管38上，以便气流或者排气流过该涡轮42。经过涡轮42的气流使得该涡轮42转动，然后经过柴油机颗粒过滤器(DPF)48。于是该气流经过排气管道50或EGR通路52。经过排气管道50的气流排出发动机组件34。经过EGR通路52的气流经过EGR阀54。在优选的实施例中，EGR阀54为低压EGR阀。节流阀55用来控制流过排气管道50和EGR通路52的气流量。
经过EGR通路52的气流然后经过EGR冷却器62并且与来自入口58的新鲜空气相混合。气流与新鲜空气的组合物经过压缩机60，该压缩机60可操作地连接到涡轮42。这样，当气流经过并转动涡轮42时，该涡轮42使得压缩机60转动并压缩气流和新鲜空气的混合物。
参看图1至图4，使用预定数量的阀定位传感器(未示出)来确定阀14，16的位置。阀定位传感器可操作地连接到控制单元(未示出)上，该控制单元用来致动致动器12，112，212，312并改变阀14，16的位置。在优选的实施例中，该控制单元为发动机控制单元(ECU)或者为连接到该ECU上的控制单元。然而，该控制单元可以是致动器12，112，212，312的一部分以便它能确定如何移动阀14，16。
在优选的实施例中，致动器12，112，212，312用来控制排气节流阀54和EGR阀56。因此，在图1至图4中，EGR阀56由第一阀14表示而排气节流阀54由第二阀16表示。
在优选的实施例中，EGR阀56在节流阀54改变或关闭之前被大体打开。当EGR阀56大体打开时，增加了在关闭节流阀54时经过该EGR阀56的流量。因此，优选的是在改变节流阀54之前大体打开EGR阀56，因为增加气流的反压力是不合需要的，如果EGR阀56未大体打开，这会增加经过EGR通路52的气流流量。然而，只要EGR阀56和节流阀54是联合致动的，即使致动器12，112，212，312以不同的方式致动该EGR阀56和节流阀54也还在本发明的范围内。
在优选的实施例中，EGR阀56和节流阀54在发动机组件34中彼此相对地接近，以便减小用以致动该EGR阀56和节流阀54的致动器12，112，212，312的尺寸。EGR阀56与节流阀54之间的距离越短，就允许用越少的材料来制造该EGR阀56和节流阀54之间的连接器。然而，应认识到的是由于致动器12，112，212，312的设计，在该EGR阀56和节流阀54之间可以安排任何预定的距离。
在以相同的方式来控制多个阀的发动机组件中，这种连接的类型可以使用不同的方式。例如，若发动机组件具有围绕冷却器的旁路，则EGR阀和旁路阀可以可操作地连接到致动器上。这些连接的类型在同一个发明人Volker Joergl于2006年3月22日所提交的名为“集成的充气和EGR阀”的专利申请中更加详细地说明，并因此通过引用并入本申请中。
本发明的说明本质上仅仅是示范性的，因此，不偏离本发明宗旨的变型也在本发明范围之内。这些变型不认为是对本发明范围和精神的偏离。

Claims (23)

1.一种发动机组件，包括：
发动机；
至少一个可操作地连接到所述发动机上的排气再循环阀；
至少一个可操作地连接到所述发动机上的节流阀；和
致动器，所述致动器可操作地连接到所述至少一个排气再循环阀和所述至少一个节流阀的预定组合上。
2.根据权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述排气再循环阀处于第一壳体中并且所述节流阀处于第二壳体中。
3.根据权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述致动器在改变所述节流阀的位置之前大体打开所述排气再循环阀。
4.根据权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述致动器包括连接到拉索上的电动机，所述拉索从所述电动机延伸到所述至少一个排气再循环阀并且延伸到所述至少一个节流阀。
5.根据权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述致动器使用直接传动齿轮而连接到所述至少一个排气再循环阀或所述至少一个节流阀的所述预定组合中的一个阀上，并且所述至少一个排气再循环阀和所述至少一个节流阀的所述预定组合中的另一个阀由处于所述一个阀与所述另一个阀之间的联接件来致动。
6.根据权利要求5所述的发动机组件，其特征在于，所述直接传动齿轮为一系列的两个或多个齿轮。
7.根据权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述致动器包括选自下组中的一种：电动机、气动阀和液压阀；并且
其中，所述致动器通过延伸到所述排气再循环阀的第一连接器和从所述第一连接器延伸到所述节流阀的第二连接器而连接到气动联接件上。
8.根据权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述致动器包括选自下组中的一种：电动机、气动阀和液压阀；并且
其中，所述致动器通过延伸到所述排气再循环阀的第一连接器和从所述第一连接器延伸到所述节流阀的第二连接器而连接到液压联接件上。
9.根据权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述发动机组件还包括至少一个阀定位传感器，所述传感器可操作地连接到所述排气再循环阀和所述节流阀中的至少一个上。
10.根据权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述发动机组件还包括可操作地连接到所述致动器上的控制单元
11.根据权利要求10所述的发动机组件，其特征在于，所述控制器单元直接地连接到所述致动器上，以便所述控制单元确定所述致动器的位置并控制所述致动器的运动。
12.根据权利要求10所述的发动机组件，其特征在于，所述控制单元集成在发动机控制单元中，并且当所述致动器接收来自所述发动机控制单元的信号时，所述致动器改变位置。
13.一种发动机组件，包括：
发动机，其中，所述发动机具有进气歧管和排气歧管；
可操作地连接到所述进气歧管和所述排气歧管上的至少一个排气再循环阀，其中，所述至少一个排气再循环阀处于第一壳体中；
可操作地连接到所述排气歧管上的至少一个节流阀，其中，所述至少一个节流阀处于第二壳体中；和
可操作地连接到所述至少一个排气再循环阀和所述至少一个节流阀的预定组合上的致动器，其中，所述致动器在改变所述节流阀的位置之前以预定的关系来打开所述排气再循环阀。
14.根据权利要求13所述的发动机组件，其特征在于，所述致动器包括连接到拉索上的电动机，所述拉索从所述电动机延伸到所述排气再循环阀并且延伸到所述节流阀。
15.根据权利要求13所述的发动机组件，其特征在于，所述致动器使用直接传动齿轮而连接到所述至少一个排气再循环阀或所述至少一个节流阀的所述预定组合中的一个阀上，并且所述至少一个排气再循环阀和所述至少一个节流阀的所述预定组合中的另一个阀由位于所述一个阀与所述另一个阀之间的联接件来致动。
16.根据权利要求15所述的发动机组件，其特征在于，所述直接传动齿轮为一系列的两个或多个齿轮。
17.根据权利要求13所述的发动机组件，其特征在于，所述致动器包括选自下组中的一种：电动机、气动阀和液压阀；并且
其中，所述致动器通过延伸到所述排气再循环阀的第一连接器和从所述第一连接器延伸到所述节流阀的第二连接器而连接到气动联接件上。
18.根据权利要求13所述的发动机组件，其特征在于，所述致动器包括选自下组中的一种：电动机、气动阀和液压阀；并且
其中，所述致动器通过延伸到所述排气再循环阀的第一连接器和从所述第一连接器延伸到所述节流阀的第二连接器而连接到液压联接件上。
19.根据权利要求13所述的发动机组件，其特征在于，所述至少一个节流阀连接到处于第二壳体中的所述进气歧管上。
20.根据权利要求13所述的发动机组件，其特征在于，所述发动机组件还包括至少一个阀定位传感器，所述传感器可操作地连接到所述排气再循环阀和所述节流阀中的至少一个上。
21.根据权利要求13所述的发动机组件，其特征在于，所述发动机组件还包括可操作地连接到所述致动器上的控制单元。
22.一种发动机组件，包括：
发动机，其中，所述发动机具有进气歧管和排气歧管；
可操作地连接到所述进气歧管和所述排气歧管上的至少一个排气再循环阀，其中，所述至少一个排气再循环阀处于第一壳体中；
可操作地连接到所述排气歧管上的至少一个节流阀，其中，所述至少一个节流阀处于第二壳体中；
可操作地连接到所述至少一个排气再循环阀和所述至少一个节流阀的预定组合上的致动器，其中，所述致动器在改变所述节流阀的位置之前以预定的关系来打开所述排气再循环阀；
可操作地连接到所述致动器上的控制单元；和
至少一个阀定位传感器，所述传感器可操作地连接到所述排气再循环阀和所述节流阀中的至少一个上。
23.根据权利要求22所述的发动机组件，其特征在于，所述致动器还包括联接件，所述联接件为选自机械联接件、气动联接件或液压联接件中的一种。
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