CN104169623A - 流体循环阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于调节环路中的EGR气体流的阀(1)，该环路允许离开车辆内燃机的一部分排气被抽取，其具有界定内部管(2)的本体且包括瓣片(3、30)，该瓣片枢转安装在轴(4)上，该轴将所述瓣片(3)分为第一部分(5)和第二部分(6)，所述瓣片(3)能够在允许气体通入到管(2)中的打开位置和防止所述通过的关闭位置之间枢转，第一部分(5)和第二部分(6)的至少一个邻接抵靠支承元件(7)。瓣片的第一部分(5)包括加厚区域(9)，以便，对于所述瓣片(3)的小于临界值的开度角，减小所述第一部分(5)和支承元件(7)之间的气体通过截面。

Description

流体循环阀
技术领域
本发明涉及流体循环阀。这种类型的阀可例如装备用于将气体供应给车辆内燃机的回路，以调节在用于抽取离开发动机的一些排气的环路中的EGR(排气再循环)气体流，以使它们在所述发动机的上游侧重新注入。这种类型的阀的操作原理依赖于瓣片从允许流体通过的完全打开位置到防止其通过的关闭位置的受控旋转。本发明的主题是一种改进的流体循环阀。
背景技术
由此，流体循环阀包括瓣片，所述瓣片安装为在轴上枢转，该轴将瓣片分为第一部分和第二部分。应指出，瓣片的第一和第一部分之间的界限不是必须物理上实体化。当该瓣片处于关闭位置中时，所述瓣片的第一部分和第二部分典型地每个与阀的密封件接触，所述密封件则用作用于定位所述瓣片的邻接部。
参考图1，其是显示了气体的质量流速(表示为千克每小时)作为阀的瓣片的开度角(表示为百分比开度)的函数的图，该类型的阀通常遇到的问题是，对于瓣片的小开度角，随着瓣片角开度继续，气体流速首先太快升高，然后停滞一段时间，之后再次规则地增加。实际上，显示了作为瓣片的开度角的函数的通过阀的气体的质量流速的曲线100首先显示出非常陡峭的第一区域101，其对应于在大约0°至5°的角范围上的流速的突然增加，第一区域之后是第二区域102，其类似于平台且对应于大约5°至10°的角度范围，所述曲线100结束于第三区域103，第三区域103大体为线性的，表示所述流速作为瓣片开度的函数在超过大约10°的角范围上的基本成比例增加。在图中的另外两个曲线105、106显示了作为所述阀的瓣片的开度角的函数的通过其他类型阀的气体的质量流速在所述瓣片的可能角开度的整个范围上的线性变化。这两个曲线显示了气体流速的变化，期望地是在根据本发明的阀中观察到其。
发明内容
根据本发明的流体循环阀具有枢转调节器瓣片，所述瓣片经历结构改变，以便对于所述瓣片的小开度角限制气体流速。通过所述阀的气体的流速因此在开度角的整个可行范围上是线性的，由此消除在非常小的开度角观察到的该流速的突然增加以及在该突然增加之后的该流速的停滞阶段。根据本发明的阀由此确保气体流速的逐渐增加，平滑地且没有突然的波动，且因此提供了比装备有传统瓣片的阀更好的气体流速控制。
本发明在于流体循环阀，其具有界定内部管的本体且包括瓣片，该瓣片安装为在轴上枢转，该轴将所述瓣片分为第一部分和第二部分，所述瓣片适于在允许流体通过的打开位置和防止所述通过的关闭位置之间枢转，所述流体特别是管中的气体，第一和第二部分中的至少一个邻接抵靠支承元件。瓣片的第一部分包括加厚区域，以便对于所述瓣片的小于临界值的开度角，减小所述第一部分和支承元件之间的气体流动截面。这样的较厚区域的目的是，一旦瓣片枢转以打开它，便减小气体流动截面，以便减慢所述瓣片打开的第一时段中的气体流动速率的增大，且因此消除在所述流动速率的突然增加时介入的停滞阶段。在所述阀中的气体流动速率的增大因此是规律的，而与瓣片从其关闭位置逐渐枢转对应的阀打开阶段中没有斜率改变。
阀可以是用于在环路中调节EGR气体的流动速率的阀，该环路允许离开车辆内燃机的一些排气的抽取。
阀可以是布置在内燃机的入口回路中、内燃机的排气回路中或允许排气被重新注入到内燃机的入口中的排气再循环环路中的阀。该再循环环路是“低压”环路或“高压”环路。
阀特别是所谓的“双口”阀。
替换地，阀特别是所谓的“三口”阀。阀则可以布置在再循环环路的入口处，即，在再循环环路从排气回路起始的位置处。替换地，所谓的“三口”阀可布置在再循环环路的出口处，即，在入口回路中的、排气被重新注入到入口中的位置处。
支承元件可以由阀的密封件构成。
当瓣片处于关闭位置时，密封件可在瓣片的第一和第二部分的周边处密封阀。加厚区域则构造在瓣片的第一部分上，考虑密封件在阀的内部结构中的位置。
当该瓣片处于关闭位置中时，所述瓣片的第一部分和第二部分可每个与阀的密封件接触，所述密封件则用作用于定位所述瓣片的邻接部。
当该瓣片在关闭位置时，瓣片的第一部分的第一表面可与阀的密封件接触，瓣片的第二部分的第二表面可与阀的密封件接触，第一和第二表面是瓣片的相反表面。
瓣片的第一和第二表面可与密封件接触，同时沿相同的平面。
瓣片的第一部分可包括支撑部件，在其顶部上是加厚区域，加厚区域将瓣片的第二部分连接至支撑部件。
沿瓣片的旋转轴线测量的支撑部件的宽度可大于沿瓣片的旋转轴线测量的加厚区域的宽度。
加厚区域的轮廓可被平行于瓣片的旋转轴线的后壁和沿垂直于所述旋转轴线的方向延伸的两个平行侧壁界定，所述三个壁垂直于支撑部件的表面平面。
加厚区域可具有任何形状，且其主要功能是增加瓣片的第一部分沿至少一个方向的尺寸。
加厚区域可包括固定至瓣片的第一部分的增加部件，或制造有所述第一部分，以便与其为单件。
大体来说，瓣片的小开度角对应于所述瓣片的开度的前几干度(first fewdegrees)。
有利地，临界值小于10°。瓣片的行为通常对于小于10°的开度角的气体流动速率是关键的。在从0至10°的角度该范围上，气体流动速率的快速增加可被观察到，在其之后是所述流动速率的停滞阶段。
加厚区域优选地延伸瓣片的第一部分的整个宽度，所述第一部分的宽度平行于瓣片的旋转轴线。对于该构造，加厚区域在瓣片的第一部分上占据展开位置，且可因此通过与阀的内部结构的密封件协作而完全实现其流动速率调节器的作用。
瓣片的第一部分有利地是薄的部分，加厚区域有助于增加所述第一部分的厚度。
加厚区域优选地被构造为在小于10°的开度角范围上提供恒定的气体流动截面。以该方式，加厚区域的几何布局设计为，考虑密封件的位置和形状，与所述密封件一起限定恒定截面的通过，其目的是确保在小于10°的开度角范围上的恒定的气体流动速率。
有利地，恒定的流动截面通过加厚区域的平面壁实现。换句话说，该平面壁可在瓣片的旋转时移动，保持与其表面平面平行且保持距所述密封件一恒定距离。由于该壁，在瓣片的小开度角范围上的气体流动速率保持恒定。
瓣片的第一部分优选地大体平坦，允许获得恒定气体流动速率的加厚区域的平面壁大体垂直于所述第一部分的平面。这是加厚区域的结构特征，其允许在瓣片的小开度角范围上获得小且恒定的气体流动截面。
瓣片的两个部分有利地彼此延续，且刚性地连接至彼此。换句话说，瓣片的两个部分同时枢转，以打开或关闭阀。
构成距旋转轴线最大距离的边缘的瓣片的第一部分的后边缘优选地与阀的内部结构的一区域一起形成第二气体通道。以此方式，通过阀的气体流动速率以两个方式调节：一方面，由于对于瓣片的小开度角限制气体流的加厚区域，在另一方面，由于相对于阀的内部结构的瓣片的第一部分的位置，其为已经在加厚区域和密封件之间通过的气体提供第二通道。
阀的内部结构的前述区域有利地是铸造部件，瓣片的小开度角的气体流动速率首先通过加厚区域被调节，加厚区域与密封件一起减小气体流动截面，然后通过瓣片的第一部分的后边缘被调节，后边缘与所述铸造部分一起限定贯穿瓣片的打开行程的具有恒定截面的第二通道。
支承构件可突出到阀的内部管中。
根据本发明的阀具有以下优点：提供贯穿阀的打开范围的气体流动速率的良好控制，特别是提供在瓣片的减小的开度角范围上的气体流动速率的线性和规则增大。根据本发明的阀具有以下优点：由于气体流动速率的该改善控制，提供比现有调节器阀更好的性能，同时保持恒定的总体尺寸且容易制造。它们具有相对低成本的优势，因为阀通过添加普遍使用且成本较低的材料而被改变。
附图说明
根据本发明的阀的优选实施例的详细描述参考附图以下给出，在附图中：
已经描述的图1是显示了通过现有技术调节器阀的气体的质量流速的图，其是阀的瓣片的开度角的函数，
图2是现有技术阀的瓣片的透视图，
图3是根据本发明的阀的瓣片的透视图，
图4是根据本发明的流体循环阀的内部结构的示意图，瓣片略微打开。
具体实施方式
机动车辆内燃机的气体回路包括上游部分，其为所述发动机供应气体，特别地冷却空气在其中循环，还包括下游排气部分，燃烧气体在其中循环以被从车辆排出。这样的气体回路通常包括至少一个EGR(排气再循环)环路，环路将下游排气部分连接到上游供应部分，以允许排气与进入的冷却空气混合。因为这些EGR环路必须不能总是在发动机的所有操作阶段都打开，所以每个都装备有EGR阀，用于调节在相关环路中循环的排气流。
参考图4，根据本发明的EGR阀1包括气体循环管2和瓣片3，该瓣片安装为在轴4上枢转且适于在防止排气通过的关闭位置和允许该通过的打开位置之间移动。瓣片3安装在轴4上，以使得所述轴4将所述瓣片3分为第一部分5和第二部分6。所述部分5、6是平且薄的，且彼此延续。它们优选地构成单个部件。这两个部分5、6可具有完全相同的宽度，所述宽度则构成它们沿轴4的尺寸，同时第一部分5具有的长度小于第二部分6的长度，它们的长度表示它们沿与所述轴4垂直的轴线的尺寸。第一部分5和第二部分6相对于彼此成180°，且刚性地连接到彼此，从而它们绕轴4同时枢转。当瓣片3处于关闭位置时，第一部分5撑靠密封件7的第一部分，且第二部分6可撑靠第二密封部分8。替换地，十分之几毫米的间隙可设置在第二部分6和第二密封部分8之间，从而系统保持均衡。密封件7、8安装在阀1中。两个密封部分7、8可彼此延续，沿相同的平面，且当瓣片3处于完全关闭位置时，第一部分5撑靠第一密封部分7的一个面，同时第二部分6撑靠第二密封部分8的相反面(或具有与上述变体相关的间隙)。阀1中的瓣片3的设置使得，瓣片的第一部分5控制气体的进入，且所述瓣片3的第二部分6控制所述气体的离开。
参考图2，现有技术阀的瓣片30包括矩形的第二部分6，其具有恒定的厚度。该瓣片30的第一部分50包括具有恒定厚度的大体矩形的支撑部件70，其顶部上是具有带轮廓厚度的大体矩形的连接部件40，所述连接部件40将瓣片30的第二部分6连接至支撑部件70。实际上，与支撑部件70接触的该连接部件40理想地延伸瓣片30的第二部分6，在它们连结平面20处具有相同的厚度，该连接部件40的厚度沿垂直于该平面20的方向远离所述连结平面20逐渐减小。应指出，连结平面20平行于瓣片30的轴80。支撑部件70的尺寸大于与其接触的连接部件40的尺寸，从而瓣片30的第一部分50的U形周边部分的厚度对应于该支撑部件70的厚度。瓣片30的第二部分6和连接部件40优选地构成单个部件。该类型的瓣片30产生图1图示中的轮廓101，其对应于开度角小于5°的气体流速的突然增加102，然后是对于5°至10°的开度角的该流速的停滞阶段103。
参考图3，根据本发明的阀1的瓣片3与上述现有技术阀的瓣片30不同在于它们的第一部分5、50的水平处。实际上，连接部件是加厚区域9，加厚区域9延伸瓣片3的第二部分6，与第一部分5的支撑部件70接触，且不再具有带轮廓厚度，而具有恒定厚度。该加厚区域9的新恒定厚度对应于瓣片的第二部分6的厚度。以此方式，具有恒定厚度的加厚区域9和瓣片3的第二部分6可构成具有矩形平行六面体形状的单个部件。换句话说，以更普遍的方式，根据本发明的调节器阀1的瓣片3的第一部分5相对于现有技术阀的瓣片30的第一部分50抬高。瓣片3、30的所有其他结构特征保持不变。重要的是，加厚区域9的轮廓被平行于轴4的后壁10和沿垂直于所述轴4的方向延伸的两个平行侧壁11界定，所述三个壁10、11垂直于支撑部件70的表面平面12。
当根据本发明的调节器阀1的瓣片3处于完全关闭位置时，所述瓣片3的第二部分6与第二密封部分8接触，所述瓣片3的第一部分5的支撑部件70的表面12与第一密封部分7接触。参考图4，其显示出瓣片3处于与小于10°的旋转角相对应的略微打开位置，瓣片3的第一部分5的加厚区域9产生小的气流流动截面J1，其在与0°至大约10°的旋转相对应的瓣片3的行程上恒定。该恒定流动截面J1通过该加厚区域9的后壁10可行，其在该小旋转期间，沿平行于其表面平面的平面移动，由此保持距第一密封部分7的恒定距离。旋转超过10°，该通道的截面逐渐增加，以确保在至完全打开位置的瓣片3的其余行程上的线性气体流速。瓣片3的第一部分5的支撑部件70的后边缘13——其是平行于瓣片3的轴4的边缘并在距所述轴4最大的距离处构成所述部件70的边缘13——与根据本发明的阀1的内部结构的铸壁14一起产生第二气体通道J2，该第二通道J2贯穿阀的打开行程保持大体恒定的截面。以此方式，当根据本发明的阀1的瓣片3从其完全关闭位置打开时，通过所述阀1的气体的质量流速被调节，首先是由于形成在第一密封部分7和瓣片3的第一部分5的加厚区域9之间的窄的第一通道J1，其次是由于形成在阀1的内部结构的铸壁14和瓣片3的所述第一部分5的支撑部件70之间的第二通道J2。根据本发明的调节器阀1的瓣片3允许气体的质量流速被实现为所述瓣片3在其关闭位置和其打开位置之间的整个打开行程上为线性的。
可制造变体实施例，而没有偏离本发明的范围。特别地，在此提出的密封件或密封部分7、8是支承元件的一个例子，加厚区域9可与其协作。另外的部件，诸如铸造部件或附连支撑件，可实现相同功能。

Claims (14)

1.一种阀(1)，用于调节环路中的EGR气体流，该环路允许离开车辆内燃机的一些排气的抽取，该阀(1)具有界定内部管(2)的本体且包括瓣片(3、30)，该瓣片安装为在轴(4、80)上枢转，该轴将所述瓣片(3、30)分为第一部分(5、50)和第二部分(6)，所述瓣片(3、30)能够在允许管(2)中的气体通过的打开位置和防止所述通过的关闭位置之间枢转，第一部分(5、50)和第二部分(6)邻接抵靠支承元件(7、8)，瓣片的第一部分(5)包括加厚区域(9)，以便对于所述瓣片(3)的小于临界值的开度角减小所述第一部分(5)和支承元件(7)之间的气体流动截面。
2.如权利要求1所述的阀(1)，临界值小于10°。
3.如权利要求1或2中的任一项所述的阀，支承元件是阀的密封件(7、8)，当阀处于关闭位置时，密封件在瓣片的第一部分(5、50)和第二部分(6)的周边处密封阀。
4.如权利要求3所述的阀，当瓣片(3)在关闭位置时，瓣片的第一部分(5)的第一表面与阀的密封件(7、8)接触，阀的第二部分(6)的第二表面与阀的密封件(7、8)接触，第一和第二表面是瓣片的相反表面。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的阀(1)，加厚区域(9)延伸瓣片(3)的第一部分(5)的整个宽度，所述第一部分(5)的宽度平行于瓣片(3)的轴(4)。
6.如权利要求5所述的阀(1)，阀的第一部分包括支撑部件(70)，在其顶部上是加厚区域(9)，该加厚区域(9)将瓣片的第二部分(6)连接至支撑部件(70)。
7.如权利要求6所述的阀(1)，沿瓣片(3)的旋转轴线测量的支撑部件的宽度大于沿瓣片(3)的旋转轴线测量的加厚区域(9)的宽度。
8.如前述权利要求中的任一项所述的阀(1)，加厚区域(9)被构造为在小于10°的开度角范围上产生恒定的气体流动截面(J1)。
9.如权利要求8所述的阀(1)，恒定的流动截面(J1)通过加厚区域(9)的平面壁(10)产生。
10.如权利要求9所述的阀(1)，瓣片(3)的第一部分(5)大体平坦，允许产生恒定的气体流动截面(J1)的加厚区域(9)的平面壁(10)大体垂直于所述第一部分(5)的平面(12)。
11.如权利要求1至10中的任一项所述的阀(1)，瓣片(3)的两个部分(5、6)彼此延续，且刚性地连接至彼此。
12.如权利要求1至11中的任一项所述的阀(1)，构成距轴(4)最大距离的边缘的瓣片(3)的第一部分(5)的后边缘(13)与阀(1)的内部结构的壁(14)一起产生用于气体的第二通道(J2)。
13.如权利要求12所述的阀(1)，阀(1)的内部结构的壁(14)是铸造壁，瓣片(3)的小开度角的气体流动速率首先通过加厚区域(9)被调节，该加厚区域(9)与第一密封部分(7、8)一起减小气体流动截面(J1)，然后通过瓣片(3)的第一部分(5)的后边缘(13)被调节，该后边缘(13)与所述铸造壁(14)一起产生贯穿瓣片(3)的打开行程的恒定的第二流动截面(J2)。
14.如前述权利要求中的任一项所述的阀(1)，支承元件突出到阀(1)的内部管(2)中。
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