CN101573527B - 排出气体再循环阀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种EGR阀装置，该EGR阀装置(1)包括：排出气体通过其内部的阀套(2)、收纳在阀套(2)内的作为阀体的提升阀(3)及驱动提升阀(3)进行开闭的液压伺服驱动装置(4)。该液压伺服驱动装置(4)由三通式伺服阀(图2)或四通式伺服阀构成。

Description

排出气体再循环阀装置
技术领域
本发明涉及一种EGR(Exhaust Gas Recirculation，排出气体再循环)阀装置，特别是涉及使EGR阀动作的执行机构的改进。
背景技术
目前，作为降低柴油发动机的排出气体中含有的氮氧化物(NOx)的对策，公知有EGR。在EGR中，由发动机产生的排出气体的一部分，从排气管经由EGR配管返回到进气管。此时，在EGR配管上或者排气管与EGR配管之间的分支部分设置EGR阀装置。通过根据发动机的运行状态控制构成该EGR阀装置的阀体的开闭，在适当的时刻使适宜量的排出气体返回到进气管中。
这种EGR阀装置的阀体在阀簧的作用下向关闭侧被施力，并且，其基端侧与液压活塞连接。因而，在打开阀体时，在抵抗阀簧的作用力、排出气体的压力或排出气体的流体动力的液压力的作用下，使液压活塞移动，提升阀体(例如专利文件1)。另外，通过保持与所述的阀簧的作用力、排出气体的压力、排出气体的流体动力平衡的液压力，来维持阀体的开度。
专利文件1：国际公开号第05/095834号小册子
然而，在现有的EGR阀装置中，由于采用作为阀体推力的液压力与阀体侧的反作用力(阀簧的作用力、排出气体的压力及排出气体的流体动力)相平衡的结构，因此，当因排出气体的脉动而导致排出气体的压力、流体动力频繁变动时，则不能使液压力瞬时适应该变化，阀体产生振动而难以将开度维持为恒定状态。特别是，在减小阀体的提升量而维持较小开度的情况下，因振动而发生的开度变化即排出气体的流量变化显著，不能忽视。
另外，近年来，在严格限制排出气体的状况下，期待进一步提高EGR率，为了使更多的排出气体再循环而趋于增大阀体。另一方面，也要求降低发动机在低负载范围、低转速范围内的氮氧化物，希望在阀体维持在小开度的状态下对排出气体进行流量控制。然而，如果增大阀体，则存在如下问题，即由于阀体更容易受到排出气体的压力变动、流体动力变动的影响，因此，越来越难以使阀体维持在小开度，从而不能精密地控制流量。
发明内容
本发明的目的是提供一种在阀体维持在小开度的状态下能够精密地控制排气流量的EGR阀装置。
本发明的EGR阀装置，其特征在于，包括：在内部通过排出气体的阀套，收纳在阀套内的阀体，以及驱动阀体进行开闭的液压伺服驱动装置。
在本发明中，由于利用液压伺服驱动装置驱动阀体，因此，在欲使阀体维持在开度缩小的状态下时，能够以不受因排出气体的脉动而变动的排气压力、流体动力的影响的较大液压力来维持阀体，能够精密地控制排出气体的流量。
在本发明的EGR阀装置中，优选所述液压伺服驱动装置包括壳体、滑动自如地收纳在所述壳体内的伺服活塞、以及收纳在所述伺服活塞的中心孔内并在先导压力的作用下滑动的先导滑阀；只在所述壳体内的所述伺服活塞的一端侧设有压力油(已施加了压力的状态下的工作油)流入的液压室；在所述伺服活塞中设有：使来自外部的压力油流入到所述中心孔内的压力口、连通所述中心孔和所述液压室的活塞口、以及使所述液压室的压力油向外部流出的回流口；在所述先导滑阀上设有切换所述各口的连通方式的切换机构；所述阀体与所述伺服活塞的移动联动而被驱动进行开闭。
在本发明的EGR阀装置中，优选所述伺服活塞具有大直径部和小直径部，在该大直径部和小直径部上作用有所述压力口内的液压，并且所述伺服活塞因所述大直径部和小直径部的受压面积之差而向所述一端侧移动。
在本发明中，作为液压伺服驱动装置，由于采用三通式伺服阀的结构，因此，能够缩小壳体等而实现液压伺服驱动装置的小型化。
在本发明中，由于伺服活塞因受压面积之差而向一侧移动，因此，例如在使伺服活塞移动以关闭阀体的情况下，能够不需要弹簧那样的施力机构，从而能够实现小型化。
在本发明的EGR阀装置中，优选所述液压伺服驱动装置包括：壳体、滑动自如地收纳在所述壳体内的伺服活塞、以及收纳在所述伺服活塞的中心孔内并在先导压力的作用下滑动的先导滑阀；在所述壳体内的所述伺服活塞的一端侧和另一端侧上，分别设有压力油流入的第一液压室和第二液压室；在所述伺服活塞中分别设有：使来自外部的压力油流入到所述中心孔内的压力口、连通所述中心孔和所述第一液压室的第一活塞口、连通所述中心孔和所述第二液压室的第二活塞口、以及使所述液压室的压力油向外部流出的回流口；在所述先导滑阀上设有切换所述各口的连通方式的切换机构；所述阀体与所述伺服活塞的移动联动而被驱动进行开闭。
在本发明中，作为液压伺服驱动装置，由于采用四通式伺服阀的结构，因此，在使伺服活塞向打开阀体的方向移动的情况以及在使伺服活塞向关闭阀体的方向移动的情况下，都始终能够以大的液压力抵抗阀体，能够不受排出气体的排气脉动的影响地驱动阀体进行开闭。
在本发明的EGR阀装置中，优选所述阀体为提升阀或者蝶形阀。
在本发明的EGR阀装置中，优选所述阀体为蝶形阀，在所述阀套中设有冷却介质流入的流入部。
在本发明的EGR阀装置中，优选所述冷却介质是在所述液压伺服装置中使用的油。
在本发明中，由于采用较普遍的提升阀或蝶形阀构成阀体，因此结构不复杂，组装性也良好。
在本发明中将阀体作为蝶形阀的情况下，通过在阀套内的驱动轴附近设置冷却介质用的流入部，能够有效地冷却驱动轴周围，能够可靠地提高安装在驱动轴和阀套之间的O形环等的耐久性，并且能够良好地维持密封性。
在本发明中，由于作为冷却介质采用在液压伺服驱动装置中使用的油，因此，不仅不需要准备用于冷却驱动轴周围的专用冷却介质，而且不需要使所述专用冷却介质在EGR阀装置与外部之间流入流出的结构，从而能够实现EGR阀装置整体的紧凑化。
在本发明的EGR阀装置中，优选该EGR阀装置以15％以上的EGR率被使用。
在本发明中，能够达到比现有的EGR阀装置更大的EGR率，并且，能够可靠地减少氮氧化物的排出量。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的EGR阀的整体立体图，该图表示关闭阀体的状态；
图2是所述第一实施方式的EGR阀装置的剖面图，即图1的II-II线向视图；
图3是表示所述第一实施方式的阀体被打开的状态的图；
图4是表示本发明第二实施方式的剖面图；
图5是表示本发明第三实施方式的剖面图；
图6是表示本发明第四实施方式的剖面图；
图7是表示本发明第五实施方式的剖面图；
图8表示所述第五实施方式的主要部分的立体图；
图9是表示本发明第六实施方式的剖面图。
附图标记说明
1  EGR阀装置
2  阀套
3  作为阀体的提升阀
4  液压伺服驱动装置
14  壳体
16  伺服活塞
17  中心孔
18  先导滑阀
20  液压室
29  压力口
31  活塞口
33  作为切换机构的第一滑阀台肩
34  作为切换机构的第二滑阀台肩
38，61  回流口
48  大直径部
49  小直径部
51  作为阀体的蝶形阀
53  驱动轴
62  第一液压室
63  第二液压室
66  第一活塞口
67  第二活塞口
72  流入部
具体实施方式
〔第一实施方式〕
下面，基于附图说明本发明的第一实施方式。
图1是表示本实施方式的EGR阀装置1的外观立体图，该图表示关闭作为阀体的提升阀3的状态的图；图2是EGR阀装置1的剖面图，即图1的II-II线向视图。从后述的第二实施方式开始，对于与以下说明的第一实施方式相同的结构部件赋予相同的附图标记，并省略或简化其说明。
在图1中，EGR阀装置1是构成EGR系统的装置，该EGR系统搭载在未图示的、带有可变涡轮增压器的柴油发动机上。更详细地讲，EGR系统构成为包括：连通排气歧管和进气管的EGR配管、安装在该EGR配管中途的EGR冷却器、安装在EGR冷却器的下游侧即EGR配管出口侧的EGR阀装置1、以及进行EGR阀装置1的开度控制的控制器。
来自柴油发动机的大部分排出气体通过包含排气歧管的排气管被送到可变涡轮增压器，然后被排出，但是，在排气歧管中，一部分排出气体进入EGR配管并由EGR冷却器冷却后，由EGR阀装置1调整其流量而回到进气管侧。回到进气管的排出气体，与通过二次冷却器的供给气体(由可变涡轮增压机增压的吸入气体)混合，通过进气歧管后被送到发动机的各气缸中。另外，通过根据发动机的运转状况由控制器控制EGR阀装置1的阀开度，来进行回流的排出气体的流量调整。
具体地讲，EGR阀装置1包括在其内部流过排出气体的阀套2。另外，EGR阀装置1包括配置在阀套2内的圆形提升阀3、以及固定在阀套2上并驱动提升阀3进行开闭的液压伺服驱动装置4。本实施方式的EGR阀装置1以比现有装置更大的EGR率，即15％以上的EGR率被使用。因此，作为提升阀3，也采用比现有EGR阀装置中的提升阀更大的提升阀。现有的EGR阀装置所达到的EGR率一般为大致10％～13％，而以本实施方式的EGR阀装置1，能够实现超越现有水平的EGR率。在此，通过下式定义EGR率：
EGR率＝(再循环气体量)/(气缸排出气体量)
在阀套2上设有用螺栓等固定在EGR配管上的入口凸缘5。通过打开提升阀3而从入口凸缘5进入的排出气体(参照图1中的白色箭头)经过阀套2内部，并从图2所示的出口孔6向EGR配管的下游侧流出(参照图1中的黑色箭头)。在阀套2内，圆形阀座7设置在入口凸缘5的内侧。通过使提升阀3抵接在阀座7上而关闭入口凸缘5。
在阀套2中还设有隔壁部9，该隔壁部9被提升阀3的阀杆8贯通。以隔壁部9为界，在入口凸缘5的相反侧设有油室10，在面向油室10的隔壁部9上设有支承座11。在支承座11上抵接有阀簧12的一端。在提升阀3的阀杆8的端部上通过楔入作用安装有承受部件13，阀簧12的另一端抵接在承受部件13上。即，利用夹持于支承座11和承受部件13之间的阀簧12，提升阀3自身向被关闭的方向即图中的右侧被施力。
下面，关于液压伺服驱动装置4进行详细说明。
液压伺服驱动装置4具有壳体14，该壳体14经由O形环99安装在所述阀套2上，并且剖面为L形。在壳体14内部设有沿着提升阀3的开闭方向贯通的缸室15。缸室15的轴中心和提升阀3的轴中心在一条直线上。
在壳体14的缸室15内配置有沿着贯通方向滑动的伺服活塞16。在伺服活塞16中设有沿着滑动方向贯通其内部的中心孔17，在中心孔17内滑动自如地配置有先导滑阀18。缸室15被挤压在位于其中部的台阶部分上的分隔部件19分隔为左右两室，在其中的一室中配置有伺服活塞16，并且形成液压室20，而另一室成为先导液压室21。先导滑阀18贯通分隔部件19，其基端侧位于先导液压室21内，前端侧位于伺服活塞16的中心孔17内。
首先，在先导滑阀18的基端部分上螺纹连接有保持部件22。另外，在所述分隔部件19上设有支承座23。在保持部件22和支承座23之间夹持有弹簧24。通过该弹簧24，先导滑阀18被向离开提升阀3的方向施力。进而，在先导滑阀18的基端上螺纹连接有检测该先导滑阀18位置的行程传感器25的可动部件25A。行程传感器25的本体部分构成为具有与可动部件25A对应的磁体，该本体部分固定在堵塞壳体14的一端侧的封闭部件26上。
另外，分隔部件19构成为被封闭部件26推压。在分隔部件19的外周及封闭部件26的外周上分别安装有O形环100，101，用于将该两个部件与缸室15的内周面之间密封。利用O形环100抑制压力油在液压室20和先导液压室21之间的移动，而且，利用O形环101防止压力油从先导液压室21向外部泄露。
在先导液压室21上连通有设于壳体14内的先导通路27。如果压力油经过该先导通路27供给到先导液压室21，则在该液压的作用下，先导滑阀18向提升阀3侧移动。相反，如果通过先导通路27从先导液压室21放出压力油，则先导滑阀18因弹簧24的作用力而返回。压力油的流入/流出由比例控制阀28切换，关于其结构将在后面叙述。
另一方面，在伺服活塞16中，在其滑动方向的大致中央处，沿着径向对置而开设有将内部的中心孔17和外部连通的一对压力口29。压力口29的外侧朝向宽幅的浅槽30开口，该浅槽30在伺服活塞16的外周沿着周向连续形成。另外，在伺服活塞16的一端侧，开设有将中心孔17和液压室20连通的一对活塞口31。
在此，在壳体14上设有与缸室15连通的泵通路32。浅槽30的宽度尺寸、泵通路32与缸室15之间的连通位置设定为，即使伺服活塞16位于滑动行程中的任意位置，泵通路32也在浅槽30中开口。因而，通过泵通路32供给的压力油始终流入到压力口29中。与此相对，在位于中心孔17内的先导滑阀18的外周上，从提升阀3侧依次设有作为切换机构的第一滑阀台肩33和第二滑阀台肩34。
如果流入到压力口29的压力油经由先导滑阀18的第一、第二滑阀台肩33，34之间的槽部分流入到活塞口31，则压力油从活塞口31流入到液压室20，使得液压室20扩张，从而伺服活塞16向提升阀3侧移动。此时，由于阀杆8的端部抵接在螺纹连接于伺服活塞16的密封部件35上，因此，提升阀3以与伺服活塞16的移动量相对应的提升量被打开。在这种结构中，从提升阀3侧受到的施加于伺服活塞16上的反作用力(阀簧12的作用力、排出气体的压力及流体动力)完全不传递到先导滑阀18上。
通过从液压室20放出压力油来实现伺服活塞16的返回。即，在先导滑阀18内设有回流通路36，而且，在第二滑阀台肩34的外侧，回流通路36和先导滑阀18的外部相互连通。在伺服活塞16的一端侧，中心孔17的开口部分成为回流口38。通过经由回流口38使液压室20和回流通路36连通，压力油流经回流通路36，经过密封部件35的流出路39向油室10流出。油室10内的压力油从设于壳体14上的排放口40排放。
由此，由于在液压室20中没有作用压力，因此，通过阀簧12的作用力伺服活塞16与提升阀3一同返回。即，在本实施方式中，伺服驱动的三通式伺服阀的结构包括伺服活塞16及先导滑阀18，由该三通式伺服阀开闭提升阀3。关于提升阀3、伺服活塞16及先导滑阀18的动作，将在后面参照图3进行叙述。
设于壳体14中的先导通路27和泵通路32设置为，通过壳体14上一体设置的控制阀安装部41延伸至先导液压室21和缸室15。控制阀安装部41是安装有比例控制阀28的部分，通过在壳体14上设置控制阀安装部41，比例控制阀28和液压伺服驱动装置4被设置为一体。但是，比例控制阀28也可以与液压伺服驱动装置4分开设置，设置在独立的位置上。
在控制阀安装部41中，泵通路32的基端与泵口42(图2中以剖面示出其一部分)连通。流入到泵口42的来自未图示的升压泵的压力油通过泵通路32，供给到设于缸室15内的伺服活塞16上的压力口29中。另一方面，从泵口42流入的一部分压力油流入到比例控制阀28的滑阀收纳部43，通过比例控制阀28的切换操作流入到先导通路27。即，先导通路27的基端与滑阀收纳部43连通。
在滑阀收纳部43内移动自如地收纳有构成比例控制阀28的滑阀44。滑阀44的移动根据来自控制器的控制信号而进行。在滑阀44上设有第一、第二滑阀台肩45，46，在第一、第二滑阀台肩45，46之间的槽部分流入压力油。根据该滑阀44的位置，切换为流入的压力油滞留在槽部分的情况和流入到先导通路27的情况。在图2中示出压力油滞留在槽部分的状态，在该状态下，滑阀收纳部43与壳体14内的排放通路47连通，先导液压室21中的压力油从先导通路27向排放通路47流出，并且通过油室10从排放口40被排放。
如前所述，图2所示的状态是先导液压室21的压力油被排放掉的状态，先导滑阀18因弹簧24的作用力而位于图中的最右侧。另外，在该状态下，伺服活塞16移动到与分隔部件19抵接的位置，液压室20的大部分压力油被排放，液压室20处于最大限度缩小的状态。因而，液压力不作用于提升阀3，提升阀3在阀簧12的作用下被关闭。
在具有如上所述结构的EGR阀装置1中，作为用于驱动液压伺服驱动装置4的压力油采用发动机油。发动机油的一部分通过升压泵从油盘向泵口42供给。从排放口40排放出的发动机油通过回流用的油路回到油盘中。升压泵等安装在发动机本体上。因升压泵的故障等而在与液压伺服驱动装置4连接的配管内没有压力油时，由于阀簧12的作用力，提升阀3维持在关闭侧(优选为全关闭)。
接着，以液压伺服驱动装置4的动作为中心，说明其在EGR阀装置1中的动作。
在从图2的状态以规定的提升量打开提升阀3的情况下，将对应于该提升量的控制信号向比例控制阀28输出。如图3所示，在比例控制阀28中，滑阀44根据该控制信号向排放通路47侧移动，第一、第二滑阀台肩45，46之间的槽部分与先导通路27连通，流入到该槽部分中的压力油(从泵通路32被部分分流的压力油)作为先导压力油流经先导通路27，并流入到先导液压室21中。由此，先导滑阀18向提升阀3侧移动。
随着该先导滑阀18的移动，经由设于先导滑阀18的第一、第二滑阀台肩33，34之间的槽部分，伺服活塞16的压力口29和活塞口31连通，被供给到压力口29的压力油经由活塞口31流入到液压室20。因而，由于液压室20因流入的压力油而扩张，因此，伺服活塞16抵抗阀簧12的作用力及作用于提升阀3的排出气体的压力、流体动力，打开该提升阀3。
此时，如果伺服活塞16要超过先导滑阀18，由于压力口29被第一滑阀台肩33封闭，因此不会进一步使压力油供给到液压室20中，伺服活塞16停止而不会超过先导滑阀18。其结果，伺服活塞16随着先导滑阀18的移动而移动，而且，因先导滑阀18的停止而同样停止。
由于伺服活塞16不会超过先导滑阀18而移动，因此，即使在将提升阀3维持在不使提升阀3全开的、中间的提升量的情况下，也能够使大的液压力作用在伺服活塞16上。实际上，供给到压力口29的压力油的液压力，比阀簧12的作用力、排出气体的压力及流体动力的合力更大。
因此，即使因排出气体的脉动而导致排出气体的压力和流体动力变动，伺服活塞16也不会因该变动而晃动，并且，即使使比现有结构大的提升阀3维持在小的提升位置，在提升阀3上也不会发生振动，能够精密地进行排出气体的流量控制。因而，这种液压伺服驱动装置4不仅驱动提升阀3全闭或全开，而且，即使在维持任意的开度，特别是在维持通过减小提升量而缩小开度的状态的情况下，也能够适宜地采用。
而且，由于本实施方式的液压伺服驱动装置4的结构为，从提升阀3侧受到的施加于伺服活塞16的反作用力不会传递给先导滑阀18，因此能够精确地控制先导滑阀18的位置，并且，使伺服活塞16移动准确的行程，能够准确地进行提升阀3的开度控制。另外，先导滑阀18的位置由控制器根据来自行程传感器25的检测信号来监视，并作为控制信号反馈给比例控制阀28。
另一方面，在关闭提升阀3时，通过截止反馈给比例控制阀28的控制信号，使滑阀44返回，使先导通路27与排放通路47连通。由此，由于在先导液压室21中没有作用压力，因此，在弹簧24的作用下，先导滑阀18返回，先导液压室21内的压力油被排放。
如果先导滑阀18向返回方向移动，由于先导滑阀18的回流通路36和伺服活塞16的回流口38相互连通，因此，液压室20内的压力油通过回流通路36和油室10而被排放。由此，由于在液压室20中没有作用液压，因此，提升阀3在弹簧12与排出气体的作用下向关闭侧移动，使伺服活塞16返回。
此时也同样，如果伺服活塞16要超过先导滑阀18，由于压力口29和活塞口31相互连通而压力油流入到液压室20，因此，伺服活塞16欲向与返回方向的相反的一侧(打开提升阀3的一侧)移动，伺服活塞16仍不能够超过先导滑阀18。如前所述，伺服活塞16也不能超过先导滑阀18而向相反侧移动。因而，伺服活塞16在返回时，也是随着先导滑阀18的移动而返回，并且由于先导滑阀18的停止而同样停止。
进而，当先导滑阀18移动到图中的最右侧的位置，伺服活塞16与分隔部件19抵接，并且液压室20和回流通路36之间的连通被切断，提升阀3关闭。然后，转到接下来的向打开侧的动作。在伺服活塞16抵接于分隔部件19的状态下，由于需要完全关闭提升阀3，因此，优选在阀杆8和伺服活塞16侧的密封部件35之间留有少许的间隙。
〔第二实施方式〕
图4示出本发明的第二实施方式。本实施方式在伺服活塞16的形状以及不采用阀簧等方面与所述第一实施方式有很大的不同。
本实施方式的伺服活塞16，以压力口29为分界，液压室20侧成为大直径部48，提升阀3侧成为小直径部49。因而，缸室15中，大直径部48进行滑动的部分与小直径部49进行滑动的部分，缸室15的内径尺寸各不相同。在这种结构中，与小直径部49相比，大直径部48的流入到压力口29的压力油的受压面积更大。
因而，在排放液压室20内的压力油而使伺服活塞16返回到液压室20侧时(向关闭提升阀3的方向移动时)，伺服活塞16因在压力口29的受压面积之差而返回，无需利用阀簧使伺服活塞16返回。
如上所述，由于能够不需要阀簧，因此提升阀3的阀杆8的端部构成为嵌合在密封部件35的嵌合槽50中，并且，与伺服活塞16的移动联动而开闭提升阀3。
〔第三实施方式〕
图5示出本发明的第三实施方式。本实施方式的一大特征在于作为阀体采用蝶形阀51。蝶形阀51转动自如地收纳在设于EGR配管中途的阀套52的排气通路内。蝶形阀51的驱动轴53向阀套52的外部突出而设置。在驱动轴53的端部安装有沿着与其轴线正交的方向延伸的臂54，臂54与蝶形阀51一体转动。
在臂54的一端侧设有连接销55，在该一端侧与另一端侧之间夹持着臂54和驱动轴53的安装部分，在连接销55上转动自如地连接有连杆56的一端侧。连杆56的另一端侧转动自如地连接在设于伺服活塞16侧的密封部件35上的连接销57上。另外，在臂54的另一端侧安装有弹簧58的一端，该弹簧58向使伺服活塞16向液压室20侧返回的方向，即关闭蝶形阀51的方向施力。弹簧58的另一端安装在配管、发动机本体等任意的固定部件上。
在伺服活塞16中的密封部件35一侧向外部露出，密封部件35经由O形环102螺纹连接在伺服活塞16上，从而密封中心孔17。另外，壳体14的同一侧的端部经由油封103由封闭部件59封闭。在壳体14中设有先导端口60以及与缸室15连通的排放口40。在先导端口60上连接来自比例控制阀的先导配管，该比例控制阀设于从壳体14离开的位置上。排放口40经由设于伺服活塞16上的其他回流口61与中心孔17连通，使从中心孔17返回的压力油返回到油箱中。这种壳体14也经由托架等安装在发动机本体等适宜的固定部件上。
根据本实施方式，伺服活塞16的移动通过由连杆56和臂54构成的连杆机构传递到蝶形阀51，进行蝶形阀51的开闭。此时，通过从泵口42导入到压力口29的泵压，来进行伺服活塞16朝向打开蝶形阀51侧的移动，而朝向关闭侧的移动主要依靠弹簧58的作用力来进行。
〔第四实施方式〕
在图6中示出的第四实施方式中，作为伺服活塞16采用具有大直径部48和小直径部49的活塞。因此，利用大直径部48和小直径部49的受压面积之差，伺服活塞16进行朝向返回侧的移动，在本实施方式中不采用所述第三实施方式中采用的弹簧。其他结构与所述第三实施方式大致相同，例如作为阀体采用蝶形阀51。
〔第五实施方式〕
图7示出本发明的第五实施方式。在本实施方式中，以采用伺服驱动的四通式伺服阀构成EGR阀装置1为特征。在该EGR阀装置1中，伺服活塞16及先导滑阀18的形状为对应于四通式的形状，并且，在缸室15内，在伺服活塞16的两侧分别形成有第一液压室62(图7中示出最大限度地缩小的状态)和第二液压室63。作为阀体，采用具有驱动轴53的蝶形阀51。
在四通式的情况下，同样在伺服活塞16中设有回流口61，该回流口61连通中心孔17与壳体14的排放口40而使中心孔17内的压力油返回到油箱中。该回流口61的外侧经由缸室15侧的浅槽65与排放口40连通。在伺服活塞16的行程内回流口61和排放口40依然始终连通。
如图7中的虚线所示，在伺服活塞16中还设有连通中心孔17和图中右侧的第一液压室62的第一活塞口66以及连通中心孔17和左侧的第二液压室63的第二活塞口67。此时，第一活塞口66的中心孔17侧的开口部分位于比压力口29更靠左侧的位置，第二活塞口67的中心孔17侧的开口部分位于比压力口29更靠右侧的位置。第一、第二活塞口66，67在分别不与压力口29和回流口61连通的位置彼此错开而设置。
伺服活塞16的端部经由密封部件35抵接在封闭壳体14的缸室15的封闭部件59上，抵接的位置成为伺服活塞16的最大行程位置。在此，封闭部件59经由O形环104安装在壳体14上。在第二液压室63内，在封闭部件59和密封部件35之间配置有弹簧68，辅助伺服活塞16向返回侧移动。即使在因升压泵的故障等而导致与液压伺服驱动装置4连接的配管内没有压力油的情况下，蝶形阀51依靠弹簧68的作用力也维持在关闭侧(优选为全闭)。
先导滑阀18依然在大致中央部分具有第一、第二滑阀台肩33，34。在先导滑阀18内部设有一端开口的回流通路36，第一滑阀台肩33外侧的槽部分和回流通路36相互连通，第二滑阀台肩34外侧的槽部分和回流通路36同样相互连通。进而，通过回流通路36的一端开口，该回流通路36、回流口61、排放口40相互连通。
即使在这种液压伺服驱动装置4中，如果先导滑阀18相对伺服活塞16移动，则伺服活塞16也随之移动。此时，由于先导滑阀18只在伺服活塞16内沿着轴向滑动，因此，来自蝶形阀51侧的反作用力完全不作用于先导滑阀18上。
下面具体说明液压伺服驱动装置4的动作。在图7中，压力油未供给到先导液压室21中，先导滑阀18和伺服活塞16均位于返回侧的顶端。因而，在该状态下，伺服活塞16的端部抵接在分隔部件19上。在该位置上，先导滑阀18的第一滑阀台肩33比伺服活塞16的第一活塞口66更偏向右侧。因此，第一液压室62通过回流通路36与回流口61连通，第一液压室62内的压力油全部被排放。
另一方面，第二滑阀台肩34相对于第二活塞口67也向右侧偏离，压力口29和第二活塞口67连通。因此，压力油通过压力口29和第二活塞口67供给到第二液压室63。
如果在该状态下，向先导液压室21内供给压力油而使压力上升至规定的先导压力，则先导滑阀18移动到先导压力和弹簧24的作用力相平衡的位置。此时，由于第一滑阀台肩33向第一活塞口66的左侧偏离，因此，第一活塞口66和压力口29相互连通，压力油被供给到第一液压室62。
与此同时，由于第二滑阀台肩34也向第二活塞口67的左侧偏离，因此，第二活塞口67和回流通路36连通，第二液压室63内的压力油被排放，因此伺服活塞16跟着先导滑阀18移动。该伺服活塞16的移动在由第一、第二滑阀台肩33，34关闭第一、第二活塞口66，67的时刻终止，伺服活塞16在与先导滑阀18的停止位置相应的位置同样停止。伺服活塞16不会超过先导滑阀18而移动。
另外，供给到先导液压室21的压力油的一部分，通过形成在分隔部件19的筒部19A和保持部件22之间的少许间隙、或者形成在筒部19A和先导滑阀18的右端侧外周部分之间的少许间隙，流入到在其左侧被分隔的区域，即由伺服活塞16的中心孔17内周、先导滑阀18的外周及筒部19A的前端分隔出的区域。
接着，在使伺服活塞16返回的情况下可以释放先导压力，由此，第一活塞口66再次与回流通路36连通，第一液压室62内的压力油被排放，伺服活塞16向返回侧移动。该移动依然在由第一、第二滑阀台肩33，34关闭第一、第二活塞口66，67的时刻终止，伺服活塞16在与先导滑阀18的停止位置相应的位置同样停止，从而不会超过先导滑阀18而返回。
其中，在完全不施加先导压力的状态下，如图7所示，由于伺服活塞16最终移动到与分隔部件19抵接的位置，因此，第一、第二滑阀台肩33，34以及第一、第二活塞口66，67之间的位置关系如前所述一样。
另外，在本实施方式中，液压伺服驱动装置4的壳体14固定在阀套52上。在壳体14中，在与伺服活塞16的槽部64的移动范围对应的位置设有开口部69，从阀套52突出的驱动轴53位于开口部69。如图8所示，臂54设在驱动轴53的端部。
在臂54上设有向槽部64侧突出的连接销70，在该连接销70上嵌有滑块71，滑块71滑动自如地嵌合在槽部64中。在这种结构中，当伺服活塞16移动时，与之相伴滑块71移动，并且沿着槽部64滑动。通过该滑块71的移动和连接销70的转动，容许臂54的圆弧运动，并且，能够使驱动轴53转动，能够使蝶形阀51开闭。
另外，在与壳体14抵接的阀套52的侧面上，与开口部69对应并且以包围驱动轴53的方式设有成为环状深槽的流入部72。流入部72和伺服活塞16的回流口61经由浅槽65及开口部69连通。因此，从回流口61流出的压力油暂时通过浅槽65滞留在开口部69、流入部72内，除了冷却除驱动轴53周围之外，还冷却滑块71在槽部64内的滑动部分、连接销70和滑块71之间的连接部分。
此时，在壳体14和阀套52之间以覆盖流入部72周围的方式安装有O形环105，在驱动轴53和该插通孔73内周面之间也安装有O形环，从而防止压力油向外部泄露，或者向排出气体中泄露。
另外，在本实施方式中，为了有效地冷却驱动轴53周围，在各壳体14，52中设有将流入到压力口29的压力油的一部分引入到流入部72内的引入通路75，76。在阀套52侧的引入通路76内设有节流部77(絞り)，构成为引入的压力油向形成插通孔73的部分喷射。通过冷却驱动轴53周围，能够使O形环106维持在耐热温度以下，能够良好地维持插入有驱动轴53的部分的密封性。图中的附图标记107是在各壳体14，52之间用于防止压力油从引入通路75，76泄露的O形环。
虽然省略图示及说明，但是，这种喷射机构也设置在所述的第一、第二实施方式的EGR阀装置1中，通过压力油向油室10喷出，冷却阀杆8自身的滑动部分、插入有阀杆8的引导部分。
〔第六实施方式〕
在图9中，作为本发明的第六实施方式，示出提升阀3与采用四通式伺服阀的液压伺服驱动装置4的组合。在本实施方式中，阀套2固定在中间壳体74上，在该中间壳体74上固定有液压伺服驱动装置4的壳体14。在伺服活塞16的槽部64中固定有臂80，由设于臂80的前端的抵压部81抵压提升阀3。
另外，在与抵压部81相反的一侧螺纹连接有行程传感器25的可动部件25A，构成为不经由先导滑阀18而是利用位于同一轴线上的行程传感器25能够直接检测提升阀3的提升量。另外，也可以使阀杆8嵌合并保持在臂80的前端，在这种情况下，由于与臂80的前端连接的提升阀3移动，因此能够省略阀簧12。
虽然在以上的记载中公开了用于实施本发明的最佳的结构、方法等，但是本发明并不局限于此。即，本发明主要对特定的实施方式采用特定的图示进行了说明，但是，在不脱离本发明的技术思想及目的范围的情况下，本领域技术人员在形状、数量及其他的详细结构方面，对以上所述的实施方式能够进行各种各种的变形。
因而，在上述中公开的对于形状、数量等限定的记载只是为了容易理解本发明的示例，并不限定本发明，因此，以去除所述形状、数量等的部分限定或全部限定的部件名称所进行的记载，也包含在本发明中。
例如，在所述第六实施方式中，采用由行程传感器25能够直接检测提升阀3的提升量的结构，但是，在作为阀体采用蝶形阀的情况下，也可以利用角度传感器等直接检测其驱动轴。
另外，在所述各实施方式中，采用由行程传感器25能够检测提升阀3的提升量的结构，但是，在本发明的EGR阀装置中也可以不设置行程传感器。即使是这种结构，也能够根据控制器的控制信号调整提升阀3的提升量，能够控制在维持阀体的小开度的状态下的排出气体流量。
虽然将所述各实施方式的EGR阀装置1作为进行流量控制的装置进行了说明，该流量控制是指通过将所述各实施方式的EGR阀装置1设置在EGR配管的出口侧，使排出气体的一部分返回到进气管侧时的流量控制，但是，在EGR配管上设置绕过EGR冷却器的旁通通路等情况下，作为本发明的EGR阀装置，也可以用于在使排气通过该旁通通路的情况以及使排气通过EGR冷却器的情况之间进行切换。
工业实用性
本发明的EGR阀装置能够用于在维持阀体的小开度的状态下进行的对于排气流量的精密的控制。

Claims (16)

1.一种EGR阀装置，其特征在于，包括：
在内部通过排出气体的阀套、
收纳在阀套内的阀体、以及
驱动阀体进行开闭的液压伺服驱动装置；
所述液压伺服驱动装置包括壳体、滑动自如地收纳在所述壳体内的伺服活塞、以及收纳在所述伺服活塞的中心孔内并在先导压力的作用下滑动的先导滑阀；
该液压伺服驱动装置的构造为从阀体侧受到的施加于所述伺服活塞的反作用力不会传递给所述先导滑阀，
所述阀体与所述伺服活塞的移动联动而被驱动进行开闭。
2.如权利要求1所述的EGR阀装置，其特征在于，
只在所述壳体内的所述伺服活塞的一端侧设有压力油流入的液压室；
在所述伺服活塞中设有使来自外部的压力油流入到所述中心孔内的压力口、连通所述中心孔和所述液压室的活塞口、以及使所述液压室的压力油向外部流出的回流口；
在所述先导滑阀上设有切换所述各口的连通方式的切换机构。
3.如权利要求2所述的EGR阀装置，其特征在于，所述伺服活塞具有大直径部和小直径部，在该大直径部和小直径部上作用有所述压力口内的液压，并且，所述伺服活塞因所述大直径部和小直径部的受压面积之差而向所述一端侧移动。
4.如权利要求1所述的EGR阀装置，其特征在于，
在所述壳体内的所述伺服活塞的一端侧和另一端侧上，分别设有压力油流入的第一液压室和第二液压室；
在所述伺服活塞中分别设有：使来自外部的压力油流入到所述中心孔内的压力口、连通所述中心孔和所述第一液压室的第一活塞口、连通所述中心孔和所述第二液压室的第二活塞口、以及使所述液压室的压力油向外部流出的回流口；
在所述先导滑阀上设有切换所述各口的连通方式的切换机构。
5.如权利要求1至4中任一项所述的EGR阀装置，其特征在于，在使所述先导滑阀反抗所述先导压力而滑动的方向上对所述先导滑阀施力的弹簧，配置在所述先导滑阀和所述壳体之间。
6.如权利要求1至4中任一项所述的EGR阀装置，其特征在于，所述阀体为提升阀或者蝶形阀。
7.如权利要求6所述的EGR阀装置，其特征在于，所述阀体为蝶形阀，在所述阀套中设有冷却介质流入的流入部。
8.如权利要求7所述的EGR阀装置，其特征在于，所述冷却介质是在所述液压伺服装置中使用的油。
9.如权利要求1至4中任一项所述的EGR阀装置，其特征在于，该EGR阀装置以15％以上的EGR率被使用。
10.如权利要求5所述的EGR阀装置，其特征在于，该EGR阀装置以15％以上的EGR率被使用。
11.如权利要求6所述的EGR阀装置，其特征在于，该EGR阀装置以15％以上的EGR率被使用。
12.如权利要求7或8所述的EGR阀装置，其特征在于，该EGR阀装置以15％以上的EGR率被使用。
13.如权利要求5所述的EGR阀装置，其特征在于，所述阀体为提升阀或者蝶形阀。
14.如权利要求13所述的EGR阀装置，其特征在于，所述阀体为蝶形阀，所述阀套中设置有冷却介质流入的流入部。
15.如权利要求14所述的EGR阀装置，其特征在于，所述冷却介质是在所述液压伺服装置中使用的油。
16.如权利要求13至15中任一项所述的EGR阀装置，其特征在于，该EGR阀装置以15％以上的EGR率被使用。
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