CN105074189B - 用于内燃机的废气阀装置 - Google Patents

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Abstract

已知一种用于内燃机的废气阀装置，具有致动器(12)、致动器壳体(10)和与致动器壳体(10)相连接的阀壳体(28)、废气入口(22)和废气出口(24)、配备运动传递机构(16)和调节体(18)的阀(15)，通过调节体能够调节在废气入口(22)和废气出口(24)之间的流通横截面，和配备冷却剂输入管(42)和冷却剂输出管(44)的冷却剂通道(46)。但是，通常这种废气阀装置不具有对致动器足够的热保护，并且装配昂贵。因此建议，冷却剂通道(46)在致动器壳体(10)和阀壳体(28)内延伸，其中，冷却剂输入管(42)和冷却剂输出管(44)布置在致动器壳体(10)上。

Description

用于内燃机的废气阀装置
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的废气阀装置，具有致动器、致动器壳体和与致动器壳体相连接的阀壳体、废气入口和废气出口、配备运动传递机构和调节体的阀和配备冷却剂输入管和冷却剂输出管的冷却剂通道，通过调节体能够调节在废气入口和废气出口之间的流通横截面。
背景技术
在废气领域中使用的阀和尤其废气回收阀用于降低废气排放。在此，为了降低废气损害环境的成分，尤其是氮氧化物，与内燃机的相应运行状态相匹配的废气量被导回到内燃机的气缸中。废气回收阀通常由当今大多数电动的致动器构成，致动器主要通过传动器与阀门杆有效连接，阀门杆通过导引轴套在阀的壳体中导引并且在其与致动器相反的端部上具有至少一个调节体，该调节体与在废气入口和废气出口之间相应的阀座相协调。多数的废气回收阀在此设计为，使得阀门杆以及传动器和致动器在阀关闭的状态下布置在含有新鲜空间的区域内，并且通过调节体与废气侧相隔离。在阀被打开时、即调节体被升起时，从阀座沿进气管的方向流出热废气，因而存在热废气与传动器壳体的连接。由此，提高了对致动器的热负荷，因此在已知的废气阀装置中，被流过的壳体与致动器借助冷却剂通道形成热隔离，通过冷却剂通道导走来自废气的热量。
这样的阀例如由DE 103 44 218 A1已知。在此所描述的阀具有可通过致动器操作的、具有阀盘的阀门杆，该阀盘控制流通横截面。径向地环绕阀门杆在流动壳体中设有冷却剂通道，该冷却剂通道朝向致动器壳体开口并且通过致动器壳体的设置而被封闭。连接管被压入相应的流动壳体的容纳部。
此外，在JP 07-233762 A中公开一种可通过步进发动机操作的废气回收阀，其中，电动机被致动器壳体中的冷却剂通道围绕。在此用于供应冷却剂的连接管也被拧入或压入相应成形的孔中。
在这种已知的废气回收阀中，通常存在致动器的散热，但是并没有限制热量传入致动器壳体或者只通过冷却剂通道形成热隔离，因而曾经在致动器中的热量不能够被充分地导走。此外，需要较高的装配成本，因为内燃机的冷却剂回路的连接必须通过单独待装配的连接管来进行，因为这种设计在已知的铸造壳体中并不能实现。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是，避免致动器的过高的热负荷，其中，保证致动器的热屏蔽和热量从致动器壳体可靠的导出，而无需过高的装配成本。
所述技术问题按照本发明通过一种用于内燃机的废气阀装置解决，所述废气阀装置具有致动器；致动器壳体，在所述致动器壳体内布置有致动器；具有传动器壳体件的阀壳体，所述致动器壳体与所述传动器壳体件相连接，其中，所述阀壳体具有传动器壳体件和流动壳体件，所述传动器壳体件容纳传动器，并且在所述流动壳体件内设有废气入口、废气出口和阀座；配备运动传递机构和调节体的阀，通过所述调节体能够调节在所述废气入口和所述废气出口之间的流通横截面；和配备冷却剂输入管和冷却剂输出管的冷却剂通道。在此规定，所述冷却剂通道在所述致动器壳体和阀壳体内延伸，其中，所述冷却剂输入管和冷却剂输出管布置在所述致动器壳体上。由此，通过冷却剂通道在致动器壳体和阀壳体内延伸，其中，冷却剂输入管和冷却剂输出管布置在致动器壳体上，保证了一方面在热量到达致动器之前就已经导出了来自废气的热量，另一方面还能够将热量直接地从致动器壳体中导出。为此，不再需要额外的连接管。在致动器壳体中的冷却剂通道件与阀壳体中的冷却剂通道件存在直接的流体连通，由此不再需要额外的待装配的管路。
冷却剂输入管和冷却剂输出管优选与致动器壳体一体式构成。因此，省去了连接管的装配，该连接管在已知的实施例中被拧入或者压入并且通常额外地必须首先被密封材料涂层。
在另外的实施例中，具有冷却剂输入管和冷却剂输出管的致动器壳体是塑料压铸件。通过良好的热隔绝以及散热，致动器壳体能够由塑料成本低廉地制造。
阀壳体有利地具有流动壳体件和传动器壳体件，在该流动壳体件内设有废气入口和废气出口，在该传动器壳体件中设有连接在致动器上的传动器。通过传动器的使用保证了对废气阀非常精准的调节。壳体的划分能够实现良好的密封和对不同的受热负荷以及易污染的构件的相互隔离。
在本发明的改进方案中，致动器壳体固定在传动器壳体件上，因而避免了致动器壳体与受到最大热负荷的流动壳体的直接接触。
冷却剂通道有利地从致动器壳体伸入传动器壳体件中并且从传动器壳体件延伸至致动器壳体。因此，热量不仅从传动器中而且从致动器中导出。在这种冷却剂通道的相应布置中，对热最敏感的致动器壳体通过传动器壳体中的冷却剂通道屏蔽，并且尽管如此能够导出到达致动器壳体中或者在此形成的热量。这会导致致动器的较高的使用寿命，可靠地避免了过热。
通过传动器壳体件和流动壳体件设计为一体式的铸件，实现了特别简单的装配和制造。通过铸件的设计，可形成阀壳体较高的热承受力。
阀壳体优选具有法兰面，致动器壳体以其法兰面在密封件处于中间位置的情况下固定在阀壳体的法兰面上。这种设计简化了装配，并且产生了对外封闭的、密封的内部空间，因而避免了脏物从外部进入。
如果密封件径向包围在法兰面上的致动器和传动器空间，径向包围在法兰面之一上的冷却剂通道，则这种设计是特别有利的。在这种实施例中能够省去用于冷却剂通道从壳体件过渡到其它部件的附加的密封件。这种设计会简化装配并且降低制造成本。
如果密封件布置在致动器壳体的法兰面上的轴向凹槽内，则这种密封件的装配是特别简单的。
在本发明的有利的备选设计方案中，与致动器壳体一体式地设有两个管件，这两个管件会延长致动器壳体中的冷却剂通道，并且伸入传动器壳体件内的冷却剂通道中。因此，致动器壳体当固定在其位置中之前被预先固定在传动机构壳体上，其中，保证了冷却剂通道在致动器壳体中和在传动器壳体中的准确定位。
在本发明的另外的改进方案中，两个管件分别被密封圈包围，密封圈分别布置在构造于传动器壳体件的冷却剂通道中的径向凹槽内。因此，以简单的方式形成了冷却剂通道的可靠的密封。
特别优选的是，致动器设计为电动机，因为这保证了较高的调节精确性。
因此，提供一种废气阀装置，其中，致动器与抑制的实施例相比明显更好地免受过高的热负荷，并因此也能够在较大的温度范围内使用电致动器，而不会受到过热负荷。相应地，致动器壳体能够由塑料制成。这样的阀装置的安装是特别简单的。
附图说明
在附图中示出并且下面描述了根据本发明的废气阀装置的实施例。
图1示出根据本发明的第一废气阀装置的侧视立体图。
图2示出剖切由图1所示的废气阀装置的放大的侧剖视图。
图3示出根据本发明的第二废气阀装置的侧剖视图。
图4示出图3所示的废气阀装置的致动器壳体的立体图。
具体实施方式
在附图中所示的根据本发明的废气阀装置具有布置在致动器壳体10中的、电动机形式的致动器12，该致动器12驱动在图3中局部可见的传动器14。这种传动器14与阀15保持有效连接，阀15具有阀门杆形式的运动传递机构16和阀盘形式的调节体18。电动机12的旋转运动通过传动器14例如通过偏心-滑槽连接装置以已知的方式转换为阀门杆16的直线运动。在阀门杆16的与传动器14相反的端部上固定有阀盘18，该阀盘18与阀座20共同作用，阀座20包围在废气入口22和废气出口24之间的流通横截面，因而根据阀盘18的位置能够使得不同量的废气从废气入口22通过流通横截面到达废气出口24。
废气入口22和废气出口24以及阀座20设在阀壳体28的用作流动壳体件26的部段内。在本实施方式中，制造为一体式轻金属压铸件的阀壳体28还具有容纳传动器14的传动器壳体件30。阀门杆16从传动器壳体件30突伸入流动壳体件26中。
传动器壳体件30具有法兰面32，该法兰面32贴靠在制动器壳体10的法兰面34上，并且通过该法兰面致动器壳体10借助螺栓36固定在传动器壳体件30上。在致动器壳体10和传动器壳体件30的内部相应地构成致动器和传动器空间38，该致动器和传动器空间对外封闭。
为了驱动和控制致动器12，在两个所示的变型方案中在致动器壳体10上安设有插接壳体件40，该插接壳体件40为了装配首先在插接密封件41处于中间位置的情况下从内部移入致动器壳体10内的相应孔43中。该插接壳体件在第一变型方案中固定在致动器壳体10的与流动壳体件26相反的端部上，而在根据图3和4的第二变型方案中，布置在电动机12的侧向。根据用于废气阀装置的装入空间，插接壳体件40可以相应地可变化地定位。
根据本发明，设计为塑料压铸件的致动器壳体10具有两个连接管，这两个连接管设计为冷却剂输入管42和冷却剂输出管44。这些连接管与致动器壳体10一体式构成，并且沿致动器壳体10的与传动器壳体件30相反的方向延伸，并且布置在朝向流动壳体26的区域内、在制动器12的两侧。冷却剂输入管42和冷却剂输出管44通过冷却剂通道46相互流体连通，冷却剂通道部分地在致动器壳体10中和部分地在传动器壳体件30中延伸。
冷却剂通道46在此首先在冷却剂输入管42的延长部中通过致动器壳体10伸入传动器壳体件30中的再次直线延长第一通道部段48的第二通道部段50。在远离致动器壳体10指向的区域内，冷却剂通道46进行垂直地偏转，通入第三通道部段52中。该第三通道部段52基本上沿传动器壳体件30的宽度延伸，并且设计为孔，该孔在钻头的伸入端部上被栓塞55封闭。第三通道部段52在其另一端部上再次90°偏转，随后接有遮盖的第四通道部段，该第四通道部段与第二通道部段50平行地延伸，但是构造在传动器壳体件30的相对置的一侧上。这个第四通道部段再次直线地通入第五通道部段53中，该第五通道部段53相应地平行于第一通道部段48构造在致动器壳体10中并且其端部通过冷却剂输出管44构成。相应地，直接在流体壳体件26上方，在致动器壳体10和传动器壳体件30内构成在三面延伸的冷却剂通道46，该三面延伸的冷却剂通道46相应地在三个侧面上包围运动传递机构16。冷却剂通道的这种定位可以保证，致动器12与热的流动壳体热隔离，因而在热量到达致动器之前能够通过冷却剂导走热量。同时通过第一和第五冷却剂通道部段48、53布置在致动器壳体10中，还能够输出由电动机12产生的热量。
两个冷却剂连接管42、44的一体式设计明显减少了不必要的装配步骤，因为不必再额外地构造、压入或螺栓连接连接管。
为了能够在冷却剂循环上形成这种简单的连接以及能够密封这种连接，在根据图1和2的实施例中，从致动器壳体10的法兰面34朝传动器壳体件30的方向延伸的管件54设计为在致动器壳体10上的第一冷却剂通道部段48的延长部。第一冷却剂通道部段伸入冷却剂通道46的构造在传动器壳体件30内的第二通道部段50中，其中，第二通道部段50的内径在该区域中基本上与管件54的外径相同。在第二通道部段50内设有环形的径向凹槽56，在该径向凹槽内设有密封圈58，该密封圈58径向包围管件54。相应地，在致动器壳体10内的第一冷却剂通道部段48和传动器壳体件30内的第二冷却剂通道部段50之间存在密封的连接。以相同的方式制造和密封在第四和第五通道部段之间的连接。
在图3和4所示的实施例变型方案中，冷却剂通道46的延伸基本相同，但是密封装置的形成是不同的。在此省去了管件54，因而形成基本上平坦的法兰面34。该法兰面只具有轴向凹槽60，在该凹槽60内设有密封件62。轴向凹槽60和密封件62成型为，使得一方面电动机12借助其控制板以及由电动机驱动的、与随后的传动器14啮合的小齿轮(Ritzel)被法兰面34的区域中的密封件62径向包围，并且另一方面第一和第五通道部段48、53朝向传动器壳体件的两个端部被密封件62包围，因而也在此形成用仅一个密封件62对冷却剂通道46密封和对传动器和致动器空间38的密封。当然，包围冷却剂通道端部的区域也能够通过单独的密封件密封。
用于连接致动器壳体10与传动器壳体件30的螺栓36与两个冷却剂通道部段48、53一样也位于密封件62的径向外部，因而同样害怕通过螺栓连接装置造成的不密封性。
在两个实施例中，相应地确保了通过冷却剂通道从致动器壳体以及传动器壳体中极好的散热。通过冷却剂通道的定位，附加地形成致动器壳体与流动壳体件的热隔绝。尤其用于在冷却剂循环中建立连接的装配成本与其它实施例相比是非常低的，因为连接管与致动器壳体一起能够在一个步骤中制造完成。
很明显，本发明的保护范围并不局限于所述的实施例。所以，能够改变尤其是冷却剂通道的位置和定位。例如，还可以考虑具有完全封闭的冷却剂通道的循环的实施例。根据本发明的实施例同样适用于具有作为调节体的阀门的废气阀装置。当然，在说明书的保护范围内对于本领域技术人员来说也可以想到其它结构上的改变方案。

Claims (13)

1.一种用于内燃机的废气阀装置，具有
致动器(12)、
致动器壳体(10)，在所述致动器壳体(10)内布置有致动器(12)、
具有传动器壳体件(30)的阀壳体(28)，所述致动器壳体(10)与所述传动器壳体件(30)相连接，其中，所述阀壳体(28)具有传动器壳体件(30)和流动壳体件(26)，所述传动器壳体件(30)容纳传动器(14)，并且在所述流动壳体件(26)内设有废气入口(22)、废气出口(24)和阀座(20)、
配备运动传递机构(16)和调节体(18)的阀(15)，通过所述调节体能够调节在所述废气入口(22)和所述废气出口(24)之间的流通横截面，和
配备冷却剂输入管(42)和冷却剂输出管(44)的冷却剂通道(46)，
其特征在于，
所述冷却剂通道(46)在所述致动器壳体(10)和阀壳体(28)内延伸，其中，所述冷却剂输入管(42)和冷却剂输出管(44)布置在所述致动器壳体(10)上。
2.根据权利要求1所述的用于内燃机的废气阀装置，
其特征在于，
所述冷却剂输入管(42)和所述冷却剂输出管(44)与所述致动器壳体(10)一体式构成。
3.根据权利要求2所述的用于内燃机的废气阀装置，
其特征在于，
具有所述冷却剂输入管(42)和所述冷却剂输出管(44)的致动器壳体(10)是塑料压铸件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于内燃机的废气阀装置，
其特征在于，
所述阀壳体(28)具有流动壳体件(26)和传动器壳体件(30)，在所述流动壳体件内设有所述废气入口(22)和所述废气出口(24)，在所述传动器壳体件中设有连接在所述致动器(12)上的传动器(14)。
5.根据权利要求4所述的用于内燃机的废气阀装置，
其特征在于，
所述致动器壳体(10)固定在所述传动器壳体件(30)上。
6.根据权利要求4所述的用于内燃机的废气阀装置，
其特征在于，
所述冷却剂通道(46)从所述致动器壳体(10)伸入所述传动器壳体件(30)中并且从所述传动器壳体件(30)延伸至致动器壳体(10)。
7.根据权利要求4所述的用于内燃机的废气阀装置，
其特征在于，
所述传动器壳体件(30)和所述流动壳体件(26)设计为一体式的铸件。
8.根据权利要求1所述的用于内燃机的废气阀装置，
其特征在于，
所述阀壳体(28)具有法兰面(32)并且所述致动器壳体(10)具有法兰面(34)，其中，所述致动器壳体(10)以致动器壳体的法兰面(34)在密封件(62)处于中间位置的情况下固定在所述阀壳体的法兰面(32)上。
9.根据权利要求8所述的用于内燃机的废气阀装置，
其特征在于，
所述密封件(62)径向包围在所述阀壳体的法兰面(32)和致动器壳体的法兰面(34)上的致动器和传动器空间(38)、并且所述密封件(62)径向包围在所述阀壳体的法兰面(32)和致动器壳体的法兰面(34)之一上的冷却剂通道(46)。
10.根据权利要求9所述的用于内燃机的废气阀装置，
其特征在于，
所述密封件(62)布置在所述致动器壳体(10)的法兰面(34)上的轴向凹槽(60)内。
11.根据权利要求5所述的用于内燃机的废气阀装置，
其特征在于，
与所述致动器壳体(10)一体式地设有两个管件(54)，所述两个管件(54)延长所述致动器壳体(10)中的冷却剂通道(46)，并且伸入所述传动器壳体件(30)内的冷却剂通道(46)中。
12.根据权利要求11所述的用于内燃机的废气阀装置，
其特征在于，
所述两个管件(54)分别被密封圈(58)包围，所述密封圈分别布置在构造在传动器壳体件(30)的冷却剂通道(46)中的径向凹槽(56)内。
13.根据权利要求1所述的用于内燃机的废气阀装置，
其特征在于，
所述致动器(12)是电动机。
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