CN102762830A - 用于内燃机的阀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的阀装置，其包括：驱动单元(6)；可移动的阀单元(8)；具有流体入口通道(22)和流体出口通道(24)的流动壳体(4)；与所述流体入口通道流体连通的压力探测室(58)；以及布置在所述压力探测室中的压力传感器(60)。不过，由于压力传感器的这种布置，压力传感器在脉冲和冷凝液形成时具有不期望的灵敏性。因此建议，压力传感器(60)集成在所述驱动壳体(2)中并且具有压力探测面(72)，该压力探测面布置在一个其法线垂直于所述压力探测室(58)中的流体的流动方向的平面内。

Description

用于内燃机的阀装置
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的阀装置，其包括：驱动单元；布置在驱动单元中的驱动壳体；可由驱动单元移动的阀单元，该阀单元至少由阀杆和阀封闭体组成；具有流体入口通道和流体出口通道的流动壳体，该流体入口通道和流体出口通道的连接横截面能够通过阀封闭体调节；与流体入口通道流体连通的压力探测室；以及布置在压力探测室中的压力传感器。
背景技术
例如从二次空气输送装置的区域中已知这种阀装置用于调节引入排气管中的二次空气量，由此，可以减少由于不可燃烧的碳氢化合物的氧化在内燃机废气中产生的有害物质的排放。该阀具有通常电磁操控的阀以及止回阀，通过该阀调节空气量，借助该止回阀防止废气由于废气脉冲朝二次进气泵相反的方向流动。为了得知二次进气泵的故障或控制额外空气的输送，已知在导向阀装置的通道中设置压力传感器。但该压力传感器需要额外的电连接装置和额外的结构空间。
为了解决该技术问题，在德国专利文献DE102005 011 884A1中公开一种用于附加空气输送系统，其中，在催化器的上游的二次进气泵将附加空气导入排气管中，以便加速催化器的加热和激活。在此，在二次进气泵与排气管之间设置阀装置，该阀装置具有流体入口通道和与排气管连接的流体出口通道，其中，从流体入口通道流向流体出口通道的空气量与阀的位置有关。为了减小结构空间，压力传感器在该结构设计中布置在阀的电磁铁的上方。其中设有压力传感器的压力探测室与流体入口通道的连接通过沿电磁铁的线圈的狭窄缝隙实现。但存在的横截面在此很小，以便测量结果延迟才反映事实。此外，由于较小的横截面产生压力损失，因此，导致整体上不精确的测量。
为了短时间内获得尽可能精确的测量结果，在德国专利文献DE 10 2007000 900 A1中建议，在流体入口通道上设置与压力测量室连接的开口，在该压力测量室中设有压力传感器。空气在该装置中流向压力传感器上，亦即，压力探测面直接与通道对置。由此可以实现非常精确的压力测量，其中，即使在流体入口出现所谓的冲击波或振动波，也能保持压力探测的精确性。但这种装置的缺点是，尤其是流体入口再次要求很大的结构空间，因为附加的压力探测室分别配有对应的压力传感器。还严重限制了这种阀在与不同结构空间匹配的方面，尤其在插头位置匹配的方面的可变性。为了控制该阀，短暂的压力脉冲导致调节有误。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是，创造一种阀装置，该阀装置提供足够精确的测量结果，但该阀装置不会受短暂出现的压力脉冲和废气流中的冷凝液的影响，同时需要尽可能小的结构空间。就电连接而言存在尽可能大的灵活性。
该技术问题如下地解决，即，压力传感器集成在驱动壳体中并且具有压力探测面，该压力探测面布置在一个其法线垂直于压力探测室中的流体流动方向的平面内。这样设计的阀装置的优点是，布置压力传感器几乎不需要附加的结构空间，其中，至压力探测室的流动路径可以选择为这样短，使得存在精确的测量结果。但避免朝压力探测面方向的压力冲击使测量结果失真。用于在阀的周长上安设带有压力传感器的压力探测室的位置可以在很大程度上自由选择，从而使所属的插头的位置也可以与已有的连接装置和已有的结构空间相适配。由于传感器面和空气流之间后续的平行性避免冷凝液沉淀到压力传感器上。
优选压力探测室沿压力传感器的压力探测面的法线方向从压力探测面延伸出至少4mm。因此，沿压力探测面的方向作用的压力峰值减弱以便将由此引起的错误测量减至最小。
当压力传感器的压力探测面在周长上由防溅壁包围时，获得对存在的冷凝液很大程度的不灵敏性。
通过使驱动壳体具有垂直于阀的运动方向布置的、用于固定流体壳体的法兰面，实现了特别简单的匹配和在驱动单元故障时的更换。
优选压力探测室通过连接通道与流体入口通道流体连通，该连接通道在扩展设计中垂直于驱动壳体的法兰面布置。因此，建立一种到流体入口通道最短的连接。该结构由于连接通道可以集成到驱动壳体中，可简单并且廉价地制造。保持一个到流体入口通道的距离以便平衡压力峰值。
在另一个扩展设计中，压力探测室和连接通道具有至少15mm3的总容积。短期的压力波动可以这样平衡，使得它不会被压力传感器记录为系统实际的压力变化。
在本发明的一种特别有利的结构方案中，在驱动壳体中喷射冲压栅，压力传感器和驱动单元的电磁铁通过该冲压栅与插头电连接。因此，节省了附加的导线。通过在塑料内部的固定位置防止电接触的分离。冲压栅也可以直接包含插头中的连接针脚(Anschlusspin)。
优选压力探测室通过固定在驱动壳体上的盖板封闭。因此，在整个驱动单元未拆卸的情况下可以检查压力传感器的功能并且该压力传感器可以必要时更换。此外，简化了装配。
因此，创造一种阀装置，该阀装置仅具有一个很小的结构空间，测量精度高但不延时。沿流动方向指向的压力峰值不使测量结果失真。在很大程度上避免冷凝液聚集在压力探测面上。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且下列描述。
图1是按本发明的阀装置剖切的侧视图，
图2是图1的阀装置部分剖切并且透视的三维视图。
具体实施方式
附图中示出的按本发明的阀装置例如用作内燃机的二次进气阀。该二次进气阀由驱动壳体2和流体壳体4组成，它们分别可以设计成由多部件组成的并且通过一个公共的法兰面5相互固定。
驱动壳体2具有电磁驱动单元6，可借助该电磁驱动单元6轴向移动。阀单元8由两部件式的阀杆构成，在阀杆远离驱动单元6的一端上固定有第一阀封闭体12。该阀封闭体12设计成空心体，在该空心体中设有一弹簧14，其第一轴向端部抵靠阀封闭体12的封闭侧，其相反的轴向端部抵靠止回板16，该止回板受到弹簧14沿阀座板18的方向的力的加载，该阀座板18用作止回板16的支承面。阀座板18附加地用作在闭合状态下完全包围止回板16的周长的阀封闭体12的支承面。相应地，阀座板18具有用作连接横截面20的开口，流体入口通道22可以通过该开口与流体出口通道24连接，该流体出口通道24设置在流体壳体4中。
电磁驱动单元6由卷绕在线圈支架28上的线圈26、固定在线圈支架28中的铁心30、止回板32以及磁轭34组成。该装置与多部件式的衔铁36共同作用，该衔铁36又借助弹簧38支承在阀杆10上并且可滑动地支承在滑动套筒54中。该多部件式的衔铁36由第一衔铁元件40和第二衔铁元件44和不可磁化的第一连接机构46组成，该第一衔铁元件40借助第二弹簧42支承在驱动壳体2上与阀封闭体相反的一端并且沿阀封闭体12的方向预紧，该第二衔铁元件44的轴向尺寸明显小于第一衔铁元件40的轴向尺寸，该第一连接机构40通过弹簧38相对于第二衔铁元件44加载。阀杆10本身通过第三弹簧48及第二连接机构50沿衔铁36的方向预紧并且在其中滑动地导引。
此外，驱动壳体2具有与电子控制单元连接的插头52。为此，使用冲压栅56，通过该冲压栅56也可以控制线圈26。
在驱动壳体2中，按本发明设置压力探测室58，在该压力探测室中设有压力传感器60，该压力传感器60同样可以通过冲压栅56与插头52连接。压力探测室58通过在本实施例中由管道64限定的连接通道62与流体入口通道22流体连通。从附图中可知，流体壳体4除了未详细示出的通向流体入口通道22的开口外，具有在其法兰面5上的环绕的槽66，该槽66允许流体壳体4与驱动壳体2可变地布置并且允许压力探测室58相对流体入口通道22可变地布置。为此，槽66与阀的中轴线间隔与管道64相等的距离并且管道64或连接通道62同样突伸出至法兰面5。在管道64或连接通道62的径向外部和径向内部分别设有一个密封圈67。
压力探测室58布置在垂直于法兰面5布置的连接通道62的延长部中并且由盖板68封闭。压力传感器60布置在印制电路板70上，该印制电路板70包括电子控制单元54。压力传感器60具有压力探测面72，该压力探测面72由防溅壁74在周长上包围并且其法线按本发明垂直于由连接通道62的轴线确定的流体流动方向76布置在压力探测室58中。管道64具有约4mm的直径。该直径应当至少为2mm。压力探测面72沿法线的方向到下一个壁的距离为约5mm并且应当至少为4mm。由压力探测室58和连接通道62构成的压力补偿室的总容积应当至少为15mm3，以便补偿压力峰值。
通过这种布置可以确保，流入压力探测室58中的流体不直接作用到压力传感器60上。该压力传感器60不能承受沿流动方向作用的压力脉冲，而仅能承受在该压力探测室58中作用的压力变化。附加地通过防溅壁74保护压力传感器60不受流入的冷凝液影响。
按本发明的阀装置现在如下面这样作用：
若ECU探测到太小的催化器温度，则接通二次进气泵，并且控制二次进气阀。通过输送流体，首先第二衔铁元件44与第一连接机构46克服弹簧38运动，其中，产生很大的加速度，通过这个加速度使阀封闭体12与阀座板18即使存在粘贴也分离。进一步的打开过程通过也沿阀封闭体12方向移动的第一衔铁元件40完成。存在于流体入口通道22中的二次空气的压力使止回板克服弹簧14的弹簧力打开，以便释放连接横截面20并且二次空气可以流向流体出口通道24并且从该处流入后续的排气管中。止回板16防止在出现废气脉冲时废气从排气管朝二次进气泵的方向流回。
通过连接通道62，在压力传感器60上总是作用有存在于流体入口通道22中的二次空气的压力并且允许与定向的压力冲击无关地对二次进气的监控。此外，可能的是，二次进气泵可能的故障可以通过压力传感器60得知并且将该故障继续传递给连接的ECU。
以这种方式，可以保证二次进气阀可靠的控制和检验(OBD)，该二次进气阀对由于定向的压力冲击或积累的冷凝液造成的干扰不灵敏。
显然，可以考虑二次进气阀结构上的变化，只要不背离独立权利要求的保护范围即可。

Claims (9)

1.一种用于内燃机的阀装置，该阀装置包括
驱动单元，
布置在所述驱动单元中的驱动壳体，
可由驱动单元移动的阀单元，该阀单元至少由阀杆和阀封闭体组成，
具有流体入口通道和流体出口通道的流动壳体，该流体入口通道和流体出口通道的连接横截面能够通过所述阀封闭体调节，
与所述流体入口通道流体连通的压力探测室，以及
布置在所述压力探测室中的压力传感器，
其特征在于，
所述压力传感器(60)集成在所述驱动壳体(2)中并且具有压力探测面(72)，该压力探测面布置在一个其法线垂直于所述压力探测室(58)中的流体的流动方向的平面内。
2.按权利要求1所述的用于内燃机的阀装置，其特征在于，所述压力探测室(58)沿所述压力传感器(60)的压力探测面(72)的法线方向从所述压力探测面(72)延伸出至少4mm。
3.按权利要求1或2所述的用于内燃机的阀装置，其特征在于，所述压力传感器(60)的所述压力探测面(72)在周长上由防溅壁(74)包围。
4.按前述权利要求之一所述的用于内燃机的阀装置，其特征在于，所述驱动壳体具有用于固定所述流体壳体(4)的法兰面(5)，该法兰面(5)垂直于所述阀单元(8)的运动方向布置。
5.按前述权利要求之一所述的用于内燃机的阀装置，其特征在于，所述压力探测室(58)通过连接通道(62)与所述流体入口通道(22)流体连通。
6.按权利要求4或5所述的用于内燃机的阀装置，其特征在于，所述连接通道(62)垂直于所述驱动壳体(2)的所述法兰面(5)布置。
7.按权利要求5或6所述的用于内燃机的阀装置，其特征在于，所述压力探测室(58)和所述连接通道(62)具有至少15mm3的总容积。
8.按前述权利要求之一所述的用于内燃机的阀装置，其特征在于，在所述驱动壳体(2)中喷射冲压栅(56)，所述压力传感器(60)和所述驱动单元(6)的线圈(26)通过该冲压栅(56)与插头(52)电连接。
9.按前述权利要求之一所述的用于内燃机的阀装置，其特征在于，所述压力探测室(58)通过固定在所述驱动壳体(2)上的盖板(68)封闭。
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