CN102425674A - 一种直通道倾斜式电动egr阀 - Google Patents

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许法亮
杨细元
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Abstract

一种直通道倾斜式电动EGR阀，属于发动机尾气排放控制装置技术领域。所述的阀杆组件（2）装在阀体（1）内，阀杆组件（2）一端与阀瓣（7）连接，另一端与电机及其齿轮机构（5），所述的橡胶密封环（4）的内孔装在阀杆组件（2）的中段上，且外圆与阀体（1）内孔相接触，所述的阀体（1）的进气通道与出气通道直线贯通，阀杆组件（2）的轴线与进、出气通道的轴线倾斜，倾斜角为40°～50°。本发明结构简单，加工方便，且制作成本较低的一种直通道倾斜式电动EGR阀。它的零部件少，密封性好，无积碳则对密封无影响及损伤气缸，寿命长，可满足汽车环保的需要。

Description

一种直通道倾斜式电动EGR阀
技术领域
本发明涉及一种汽车发动机尾气排放废气再循环系统的电动EGR阀，具体来说涉及一种直通道倾斜式电动EGR阀，属于发动机尾气排放控制装置技术领域。
背景技术
当今，对汽车的环保要求，很重要的一点是控制发动机尾气排放物，尤其发动机尾气排放物中的氮氧化物。由于氮氧化物在大气中，碰到强烈的紫外线时，会生成光化学烟雾，这种光化学烟雾，轻者会造成眼睛疼痛、呼吸困难，严重的造成呼吸器官的疾病，甚至癌症。因此，针对氮氧化物，现有汽车从排气管中导出一些已经燃烧过的废气到进气管中，参与再循环，废气与新鲜空气混合，使之在发动机中燃烧时，降低含氧浓度，使燃烧温度降低，达到减少氮氧化物的生成数量，减轻氮氧化物危害。但是，过度的废气参与再循环，会影响燃烧性能，从而影响发动机的动力性。为平衡上述问题，现有汽车在导出废气的管道上，安装了EGR阀。汽车上的电脑根据发动机的转速、负荷、温度、进气流量、排气流量,控制EGR阀的开度，解决既可减少氮氧化物的生成数量，又不影响发动机的动力性。
现有的EGR阀，其进气通道与出气通道呈90°转角，阀芯组件加盖在出气通道上，阀芯组件的运动方向与出气通道的轴线方向相同，采取这种90°转角的气道方案的EGR阀，通常为单阀芯组件形式，也少有双阀芯组件形式。一种为单阀芯组件形式的EGR阀，如中国专利公告号：CN 102094731 A，公告日：2011年6月15日，发明名称：《一种电动EGR阀》，现有这种单阀形式EGR阀，包括阀体，阀体内设置有电机，电机的一端连接有减速箱，减速箱内伸出有动力输出轴，阀体的阀门口设置有阀芯。另外，至于双阀芯组件形式的EGR阀，看上去进气口与出气口同向，有些类似直通气道，但是仔细分析，实质上只是两个90°转角气道的叠加。
现有技术存在三点不足：
1.由于脉冲废气流动90°转角气道的过程中，会碰撞气道壁和阀瓣背面，导致气体能量损失，废气流动速度显著下降，废气中所带的各种杂质堆积下来；
2.长期使用后，堆积下来的杂质在油、气的作用下，形成凝结物，在阀内蓄积成（泥态或焦态）积碳，且逐渐在阀瓣背面沉积加重，将加重阀体提升负担，影响电机正常运转，降低使用寿命；
3.由于在导出废气的管道上，没有安装过滤器，使得在阀内蓄积成积碳不仅会侵蚀阀瓣上的橡胶套密封环，影响EGR阀的密封效果，而且积碳形成的硬质点，进入发动机后，对气缸造成损坏。
发明内容
本发明的目的是克服现有EGR阀的气道呈90°转角，容易在阀内蓄积成积碳，不仅影响EGR阀的密封效果，还会导致对气缸造成损坏。提供一种结构简单，加工方便，且制作成本较低的一种直通道倾斜式电动EGR阀。它的零部件少，密封性好，寿命长，可满足汽车环保的需要。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种直通道倾斜式电动EGR阀，包括阀体、阀杆组件、橡胶密封环、电机及其齿轮机构、阀瓣，所述的阀杆组件装在阀体内，阀杆组件一端与阀瓣连接，另一端与电机及其齿轮机构，所述的橡胶密封环的内孔装在阀杆组件的中段上，且外圆与阀体内孔相接触，所述的阀体的进气通道与出气通道直线贯通，阀杆组件的轴线与进、出气通道的轴线倾斜，倾斜角度α为40°～50°。 
所述的阀杆组件和阀体之间，紧靠橡胶密封环，朝着阀瓣一边，装有金属密封环。
所述的金属密封环的硬度为HRC40～50。
所述的阀杆组件的轴线与进、出气通道的轴线最佳倾斜角度α为45°。
所述的阀体上的进气通道与出气通道直径相同。
所述的阀体内的直通道内密封台阶面高h为1～5mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：由于进气通道与出气通道直线贯通，且阀杆组件的轴线与进、出气通道的轴线呈倾斜状态，脉冲废气流动不会碰撞气道壁和阀瓣背面，气体能量损失不大，气流动速度也不会显著下降，因此：1、废气中所带的各种杂质不会堆积下来，形成凝结物；2、阀内不会蓄积成（泥态或焦态）积碳；3、无积碳则对密封无影响及损伤气缸。4、增加了金属密封环，两道环密封可靠性更好，延长电机使用寿命；5、EGR阀的寿命可提高15%以上。
附图说明
图1是发明的结构剖面示意图。
图2是现有技术的结构剖面示意图。 
图中：阀体1，阀杆组件2，金属密封环 3，橡胶密封环4，电机及其齿轮机构5，阀瓣7，现有技术阀体11，倾斜角度α，直通道内密封台阶面高h。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步的描述，但并非对其保护范围的限制。
参见图1，一种直通道倾斜式电动EGR阀，包括阀体1、阀杆组件2、橡胶密封环4、电机及其齿轮机构5、阀瓣7，所述的阀杆组件2装在阀体1内，阀杆组件2一端与阀瓣7连接，另一端与电机及其齿轮机构5，所述的橡胶密封环4的内孔装在阀杆组件2的中段上，且外圆与阀体1内孔相接触，所述的阀体1的进气通道与出气通道直线贯通，阀杆组件2的轴线与进、出气通道的轴线倾斜，倾斜角度α为40°～50°。 
所述的阀杆组件2和阀体1之间，紧靠橡胶密封环4，朝着阀瓣7一边，装有金属密封环 3。
所述的金属密封环 3的硬度为HRC40～50。
所述的阀杆组件2的轴线与进、出气通道的轴线最佳倾斜角度α为45°。
所述的阀体1上的进气通道与出气通道直径相同。
所述的阀体1内的直通道内密封台阶面高h为1～5mm。
阀体1上的进气通道口和出气通道口外侧均有安装法兰，可连接EGR气管通道，EGR阀的开启，由电机及其齿轮机构5驱动，并带动阀杆组件2、阀瓣7上升，当EGR阀的开启到最大状态，即阀瓣7上升到气道边缘（最大高度）后，进气道通和出气通道完全一致，即形成最大流量，确保了所需废气供给；当EGR阀关闭，由电机及其齿轮机构5中的回位弹簧驱动，自动将出气通道密封。
阀杆组件2的轴线与进、出气通道的轴线倾斜角度α若小于40°，则会增加EGR阀的体积；若大于50°，则会影响进气通道与出气通道直径的大小，直径太小会影响气体的流量。在实施例中，最佳倾斜角度α为45°。
阀杆组件2的轴线与进、出气通道的轴线最佳倾斜角度α为45°后，阀瓣7也处于倾斜状态，积碳不会沉积在阀瓣7背面，而是会逐渐向气道内滑落，不会形成积碳，因此不会影响EGR阀的正常工作，同时也利于清理。 
由于有了金属密封环 3和橡胶密封环4，形成两道密封保护，第一道为金属密封环3起到刮去阀杆组件2杆的表面积碳，并隔绝部分热量和废气积碳；第二道为橡胶密封环4，起到隔绝废气，保护电机及其齿轮机构5内的润滑不受影响。
金属密封环 3的外圆固定在阀体1的倾斜的孔中，其內圆与阀杆组件2滑动配合，因金属密封环 3要刮去阀杆组件2杆的表面积碳，起到刮刀作用，因此金属密封环 3要经过热处理，硬度为HRC40～50。
在直通孔中，阀体1上的进气通道与出气通道直径完全相同，使得在废气通过时，不会产生速度变化，产生沉积物。
阀体1内与阀瓣7接触的密封面，其表面的加工要求要高于通道内其它表面要求，为减少加工量，因此把阀体1内的密封表面做成台阶。台阶太高会阻碍气流。当然，这个密封阀体1内的直通道内密封台阶面高h是一个变化值，在图1所示的二轴线平面内最大值，为1～5mm。当直通孔与斜孔相交开始，直通道内密封台阶面高h逐渐减小至密封台阶面伸入斜孔中。
参见图2，现有技术阀体11的进气通道与出气通道呈90°转角，其余的阀杆组件2，橡胶密封环4，电机及其齿轮机构5，阀瓣7，本发明与之相同。
本发明的电机及其齿轮机构5与现有技术相同，本文不作赘述。同样本发明适用于电动EGR阀，对机械式的EGR阀同样适用，原理相同，本文也不作赘述。

Claims (6)

1.一种直通道倾斜式电动EGR阀，包括阀体（1）、阀杆组件（2）、橡胶密封环（4）、电机及其齿轮机构（5）、阀瓣（7），所述的阀杆组件（2）装在阀体（1）内，阀杆组件（2）一端与阀瓣（7）连接，另一端与电机及其齿轮机构（5），所述的橡胶密封环（4）的内孔装在阀杆组件（2）的中段上，且外圆与阀体（1）内孔相接触，其特征在于：所述的阀体（1）的进气通道与出气通道直线贯通，阀杆组件（2）的轴线与进、出气通道的轴线倾斜，倾斜角度α为40°～50°。
2.根据权利要求1所述的一种直通道倾斜式电动EGR阀，其特征在于：所述的阀杆组件（2）和阀体（1）之间，紧靠橡胶密封环（4），朝着阀瓣（7）一边，装有金属密封环（3）。
3.根据权利要求2所述的一种直通道倾斜式电动EGR阀，其特征在于：所述的金属密封环 （3）的硬度为HRC40～50。
4.根据权利要求1所述的一种直通道倾斜式电动EGR阀，其特征在于：所述的阀杆组件（2）的轴线与进、出气通道的轴线最佳倾斜角度α为45°。
5.根据权利要求1所述的一种直通道倾斜式电动EGR阀，其特征在于：所述的阀体（1）上的进气通道与出气通道直径相同。
6.根据权利要求1所述的一种直通道倾斜式电动EGR阀，其特征在于：所述的阀体（1）内的直通道内密封台阶面高h为1～5mm。
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