CN107429603A - 废气旁通阀及涡轮增压器 - Google Patents

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Abstract

一种废气旁通阀，用于开闭将涡轮增压器的废气涡轮旁通的旁通通路，具有：阀芯(14)，其设于旁通通路；开闭杆(16)，其具有供阀芯的阀杆穿过的通孔(26)，通过使阀芯移动来开闭旁通通路；垫片(18)，其具有比开闭杆的通孔更靠阀杆的前端侧且穿过阀杆的通孔(28)，并且固定于阀杆；垫片具有沿着杆的外形弯曲的弯形部(32)。

Description

废气旁通阀及涡轮增压器
技术领域
本公开涉及废气旁通阀及涡轮增压器。
背景技术
在涡轮增压器中，有时为了抑制增压压力的过度上升而设置废气旁通阀。废气旁通阀通过开闭将涡轮增压器的废气涡轮旁通的旁通通路，调节排放气体向废气涡轮的流入量。
在这样的废气旁通阀中，有的通过利用开闭杆使阀芯移动来开闭旁通通路，该情况下，例如，开闭杆与阀芯通过将阀芯的阀杆穿过开闭杆的通孔并在阀杆的前端设置防脱部(例如铆接部和垫片等)连结起来。在这种废气旁通阀中，在发动机的振动和排气脉动的影响下，阀芯会绕阀杆的轴线转动而与开闭杆的通孔或阀座滑动摩擦，因此与阀芯接触的部分容易出现磨损。
在专利文献1记载的废气旁通阀中，为了限制上述阀芯绕阀杆轴线的转动，在开闭杆(操作用杆)的通孔中设置具有防转面的槽，在槽内嵌合具有与防转面抵接的侧面的防转垫片，并将该垫片固定于阀杆。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开平7-19065号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1记载的废气旁通阀中，为了限制阀芯绕阀杆轴线的转动，必须在开闭杆上设置具有防转面的槽，因此开闭杆的结构复杂，导致废气旁通阀的制造成本增加。
本发明是鉴于上述现有的技术问题而做出的，其目的在于提供一种能够限制阀芯绕阀杆轴线的转动并且能够简化开闭杆结构的废气旁通阀及具有它的涡轮增压器。
用于解决技术问题的手段
(1)本发明的至少一实施方式的废气旁通阀如下：一种废气旁通阀，用于开闭将涡轮增压器的废气涡轮旁通的旁通通路，其中，具有：阀芯，其设于所述旁通通路；开闭杆，其具有供所述阀芯的阀杆穿过的第一通孔，通过使所述阀芯移动来开闭所述旁通通路；垫片，其具有比所述第一通孔更靠所述阀杆的前端侧且供所述阀杆穿过的第二通孔，并且固定于所述阀杆；所述垫片具有沿着所述开闭杆的外形弯曲的弯形部。
根据上述(1)记载的废气旁通阀，即使发动机的振动或排气脉动导致的振动传递到阀芯，也能够通过使固定于阀芯的垫片的弯形部卡在开闭杆上来限制阀芯的转动。因此，能够抑制与阀芯接触的部分的磨损的进行，实现废气旁通阀的长寿命化。另外，由于不需要在开闭杆上形成专利文献1记载的那种具有防转面的槽，因此能够简化开闭杆的结构。另外，垫片一般能够通过拉制加工进行整形，因此与例如通过精密铸造在阀芯上形成卡在开闭杆上的突起的情况相比，能够抑制制造成本的增加同时提高产品的可靠性。注意，上述(1)中的“弯形部”既可以是“弯曲部(平滑弯曲的部分)”，也可以是“折曲部(弯折的部分)”。
(2)在几个实施方式中，在上述(1)记载的废气旁通阀的基础上，所述开闭杆具有在一个方向延伸的角部，所述垫片的所述弯形部沿着所述角部的棱线弯折。
根据上述(2)记载的废气旁通阀，垫片的弯形部容易卡在开闭杆的角部，能够有效地限制阀芯的转动。
(3)在几个实施方式中，在上述(1)或(2)记载的废气旁通阀的基础上，在从所述第二通孔的轴线方向观察时，所述第二通孔的形状为非圆形，所述垫片通过铆接所述阀杆的前端部而固定于所述阀杆。
根据上述(3)记载的废气旁通阀，通过铆接阀杆的前端部，能够使阀杆的前端部咬入第二通孔，因此能够提高铆接部对扭矩的强度。
(4)在几个实施方式中，在上述(3)记载的废气旁通阀的基础上，在从所述第二通孔的轴线方向观察时，所述第二通孔包含锯齿形状。
根据上述(4)记载的废气旁通阀，通过铆接阀杆的前端部，能够使阀杆的前端部有效地咬入包含锯齿形状的第二通孔。因此，能够增加提高铆接部对扭矩的强度的效果。
(5)在几个实施方式中，在上述(3)记载的废气旁通阀的基础上，在从所述第二通孔的轴线方向观察时，所述第二通孔的形状为椭圆形。
根据上述(5)记载的废气旁通阀，通过铆接阀杆的前端部，能够使阀杆的前端部咬入截面为椭圆形的第二通孔，因此能够通过简易的垫片结构提高铆接部对扭矩的强度。
(6)在几个实施方式中，在上述(5)记载的废气旁通阀的基础上，所述阀杆中穿过所述垫片的通孔的部分为椭圆形。
根据上述(6)记载的废气旁通阀，通过铆接阀杆的前端部，能够使截面为椭圆形的阀杆的前端部有效地咬入截面为椭圆形的第二通孔，因此能够使提高铆接部36对扭矩的强度的效果增强。
(7)在几个实施方式中，在上述(1)至(6)中任一项记载的废气旁通阀的基础上，所述开闭杆在所述垫片侧的面上具有台阶部，所述垫片具有通过与所述台阶部抵接来限制所述垫片绕所述阀杆的轴线的转动的侧面。
根据上述(7)记载的废气旁通阀，即使发动机的振动或排气脉动导致的振动传递到阀芯，也能够通过使垫片的侧面与开闭杆的台阶部抵接开限制固定于垫片的阀芯的转动。另外，垫片一般能够通过拉制加工进行整形，因此与例如通过精密铸造在阀芯上形成卡在开闭杆上的突起的情况相比，能够抑制制造成本的增加同时提高产品的可靠性。另外，垫片的上述侧面能够通过例如沿通孔的轴线平行的平面切割圆环状的垫片而容易地形成。
(8)在几个实施方式中，在上述(1)至(6)中任一项记载的废气旁通阀中，所述开闭杆在所述阀芯侧的面上具有台阶部，所述阀芯在所述开闭杆侧的面上具有与所述开闭杆的台阶部对置的台阶部，所述阀芯的台阶部通过与所述开闭杆的所述台阶部抵接来限制所述阀芯绕所述阀杆的轴线的转动。
根据上述(8)记载的废气旁通阀，即使发动机的振动或排气脉动导致的振动传递到阀芯，也能够通过使阀芯的台阶部与开闭杆的台阶部抵接来限制阀芯的转动。另外，在这样的结构中，抑制了对阀杆与垫片的连接部分施加的扭矩的增大，因此在将阀杆的前端部通过铆接固定在垫片上的情况下，能够抑制铆接部因扭矩而破损。另外，阀芯的台阶部能够通过对阀芯实施切割加工而容易地形成，因此与例如通过精密铸造在阀芯上形成卡在开闭杆上的突起的情况相比，能够抑制制造成本的增加同时提高产品的可靠性。
(9)本发明的至少一实施方式的涡轮增压器具有：利用发动机的排放气体旋转的废气涡轮；由所述废气涡轮驱动而压缩发动机的进气的压缩机；上述(1)至(8)中任一项记载的废气旁通阀。
根据上述(9)记载的涡轮增压器，由于具有上述(1)至(8)中任一项记载的废气旁通阀，因此能够限制废气旁通阀中阀芯绕阀杆轴线的转动并且能够简化开闭杆的结构。即，能够通过简易的结构抑制废气旁通阀中与阀芯接触的部分的磨损的进行。因此，能够通过简易的结构长期实现涡轮增压器的稳定的运转状态。
发明效果
根据本发明的至少一个实施方式，可提供一种能够限制阀芯绕阀杆轴线的转动并且能够简化开闭杆结构的废气旁通阀及具有它的涡轮增压器。
附图说明
图1是示意地表示一实施方式的涡轮增压器的结构的框图。
图2是图1所示的废气旁通阀的驱动部的纵剖视图。
图3是图2的A-A剖视图。
图4是表示一实施方式的废气旁通阀的结构的立体分解图，是表示图1～图3所示的废气旁通阀的一结构例的图。
图5是图4所示的废气旁通阀的装配图。
图6是表示从垫片的通孔的轴线方向观察时的垫片的形状的一个例子的图。
图7是表示从垫片的通孔的轴线方向观察时的垫片的形状的一个例子的图。
图8是表示从垫片的通孔的轴线方向观察时的垫片的形状的一个例子的图。
图9是表示从阀杆的轴线方向观察时的阀芯的形状的一个例子的图。
图10是表示一参考方式的废气旁通阀的结构的立体分解图，是表示图1～图3所示的废气旁通阀的一结构例的图。
图11是图10所示的废气旁通阀的装配图。
图12是一实施方式的废气旁通阀的装配图，是表示图1～图3所示的废气旁通阀的一结构例的图。
图13是表示一参考方式的废气旁通阀的结构的立体分解图，是表示图1～图3所示的废气旁通阀的一结构例的图。
图14是图13所示的废气旁通阀的装配图。
图15是一实施方式的废气旁通阀的装配图，是表示图1～图3所示的废气旁通阀的一结构例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。不过，被记载为实施方式的或者附图中所示的构成部件的尺寸、材质、形状及其相对配置等并非是要将本发明的范围限定于此，其只不过是说明例而已。
例如，“在某一方向上”、“沿(沿着)某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对或者绝对配置的表述，不仅严格地表示那样的配置，还表示以公差、或者以可取得相同功能的程度的角度、距离相对地发生了位移的状态。
例如，“相同”、“相等”及“均质”等表示事物处于相等状态的表述，不仅表示严格相等的状态，还表示存在公差、或者存在可取得相同功能的程度的偏差的状态。
例如，四边形状、圆筒形状等表示形状的表述，不仅表示几何学上严格意义下的四边形状、圆筒形状等形状，还表示在可取得相同效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。
而且，“包括”、“含有”、“具备”、“包含”或者“具有”一构成要素这一表述并非是将其他构成要素的存在排除在外的排他性表述。
图1是示意地表示一实施方式的涡轮增压器100的结构的框图。如图1所示，涡轮增压器100具有利用未图示的发动机的排放气体旋转的废气涡轮2、由废气涡轮2驱动而压缩发动机的进气的压缩机4和用于开闭将废气涡轮2旁通的旁通通路6的废气旁通阀8。
图2是图1所示的废气旁通阀8的驱动部的纵剖视图，图3是图2的A-A剖视图。
如图1及图3中的至少一方所示，旁通通路6从将涡轮增压器100的排气入口10与废气涡轮2连接的排放气体通路12分支出来，使从排放气体通路12中分流的排放气体绕过废气涡轮2而被导向废气涡轮2的下游侧。
如图2及图3中的至少一方所示，废气旁通阀8包含设于旁通通路6的阀芯14、与阀芯14连结、通过使阀芯14移动来开闭旁通通路6的开闭杆16和在与阀芯14之间夹持开闭杆16的垫片18。在一实施方式中，如图2及图3中的至少一方所示，开闭杆16构成为L字状，通过使基端侧的支承轴20绕轴线20a转动，前端侧的操作部22(与阀芯14连结的部分)使阀芯14绕轴线20a转动来开闭旁通通路6。在图3所示的例示性的实施方式中，阀芯14包括与设于旁通通路6的阀座13(参照图3)接触/离开的圆盘状的阀芯本体23和从阀芯本体23向阀座13的相反侧突出设置的阀杆24。
图4是表示一实施方式的废气旁通阀8(8A)的结构的立体分解图，是表示图1～图3所示的废气旁通阀8的一结构例的图。图5是图4所示的废气旁通阀8(8A)的装配图。
在几个实施方式中，例如如图3及图4所示，开闭杆16具有供阀芯14的阀杆24穿过并且与阀杆24嵌合的通孔26(第一通孔)，垫片18具有供阀杆24穿过并且与阀杆24嵌合的通孔28(第二通孔)。垫片18的通孔28比开闭杆16的通孔26更靠阀杆24的前端侧，通孔28的孔径小于通孔26的孔径。另外，阀杆24中穿过(嵌合)垫片18的通孔28的小径部24a的外径小于阀杆24中穿过(嵌合)开闭杆16的通孔26的大径部24b的外径。垫片18通过铆接(或通过焊接)阀杆24的前端部30而固定于阀杆24。
在一实施方式中，例如如图4及图5所示，垫片18具有沿着开闭杆16的外形弯曲的弯形部32。由此，即使未图示的发动机的振动或排气脉动导致的振动传递到阀芯14，也能够通过使固定于阀芯14的垫片18的弯形部32卡在开闭杆16上来限制阀芯14的转动。另外，由于不需要在开闭杆16上形成专利文献1记载的那种具有防转面的槽，因此能够简化开闭杆16的结构。另外，垫片18一般能够通过拉制加工进行整修，因此与例如通过精密铸造在阀芯14上形成卡在开闭杆16上的突起的情况相比，能够抑制制造成本的增加同时提高产品的可靠性。
在一实施方式中，例如如图4及图5所示，开闭杆16具有在一个方向延伸的角部34，垫片18沿着角部34的棱线34a弯折。由此，垫片18的弯形部32容易卡在开闭杆16的角部34，能够有效地抑制阀芯14的转动。
在几个实施方式中，在从通孔28的轴线方向观察时，图4所示的垫片18的通孔28例如既可以如图6所示那样为圆形，也可以如图7所示那样为保包含锯齿形状的形状，还可以如图8所示那样为椭圆形。
在从垫片18的通孔28的轴线方向观察到的该通孔28的形状如图6所示那样为圆形的情况下，能够简化垫片18的结构。
另外，在从垫片18的通孔28的轴线方向观察到的该通孔28的形状如图7及图8所示那样为非圆形的情况下，通过铆接阀杆24的前端部30，能够使阀杆24的前端部咬入垫片18的通孔28，因此能够提高铆接部36(参照图3及图5)对扭矩的强度。
特别是在该通孔28的形状如图7所示那样包含锯齿形状的情况下，通过铆接阀杆24的前端部30，能够使阀杆24的前端部30有效地咬入垫片18的通孔28。因此，能够使提高铆接部36(参照图3及图5)对扭矩的强度的效果增强。
另外，在该通孔28的形状如图8所示那样为椭圆形的情况下，也可以使阀杆24中穿过垫片18的通孔28的小径部24a的形状为与通孔28的形状对应的形状。即，如图9所示，在从阀杆24的轴线方向观察时，阀杆24中穿过垫片18的通孔28的小径部24a也可以为椭圆形。由此，能够使阀杆24的前端部30有效地咬入垫片18的通孔28，因此能够使提高铆接部36对扭矩的强度的效果增强。
图10是表示一参考方式的废气旁通阀8(8B)的结构的立体分解图，是表示图1～图3所示的废气旁通阀8的一结构例的图。图11是图10所示的废气旁通阀8(8B)的装配图。
在一参考方式中，如图10及图11所示，开闭杆16在垫片18侧的面40上具有台阶部40a。该情况下，垫片18具有通过与台阶部40a抵接来限制垫片18绕阀杆24的轴线的转动的侧面38。由此，即使未图示的发动机的振动或排气脉动导致的振动传递到阀芯14，也能够通过使垫片18的侧面38与开闭杆16的台阶部40a抵接来限制固定于垫片18的阀芯1的转动。另外，垫片18一般能够通过拉制加工进行整形，因此与利润通过精密铸造在阀芯上形成卡在开闭杆上的突起的情况相比，能够抑制制造成本的增加同时提高产品的可靠性。图10及图11所示的垫片18具有经过所谓的D形切割后的形状，垫片18的侧面38能够通过沿与通孔28的轴线平行的平面切割环状的垫片18而容易地形成。
在几个参考方式中，在从通孔28的轴线方向观察时，图10及图11所示的垫片18的通孔28例如既可以如图6所示那样为圆形，也可以如图7所示那样为包含锯齿形状的形状，还可以如图8所示那样为椭圆形。
在从垫片18的通孔28的轴线方向观察到的该通孔28的形状为图6所示的圆形的情况下，能够简化垫片18的结构。
另外，在从垫片18的通孔28的轴线方向观察到的该通孔28的形状为图7及图8所示的非圆形的情况下，通过铆接阀杆24的前端部30，能够使阀杆24的前端部咬入垫片的通孔，因此能够提高铆接部36(参照图3及图11)对扭矩的强度。
特别是在该通孔28的形状如图7所示那样包含锯齿形状的情况下，通过铆接阀杆24的前端部30，能够使阀杆24的前端部30有效地咬入垫片18的通孔28。因此，能够使提高铆接部36(参照图3及图11)对扭矩的强度的效果增强。
另外，在该通孔28的形状如图8所示为椭圆形的情况下，也可以使阀杆24中穿过垫片18的通孔28的小径部24a的形状为与通孔28的形状对应的形状。即，如图9所示，在从阀杆24的轴线方向观察时，阀杆24中穿过垫片18的通孔28的小径部24a也可以为椭圆形。由此，能够使阀杆24的前端部30有效地咬入垫片18的通孔28，因此能够使提高铆接部36(参照图3及图11)对扭矩的强度的效果增强。
图12是一实施方式的废气旁通阀8(8C)的装配图，是表示图1～图3所示的废气旁通阀8的一结构例的图。图12所示的废气旁通阀8(8C)与图10及图11所示的参考方式的废气旁通阀8(8B)仅在垫片18的形状上不同，其他结构相同。
在图12所示的实施方式中，垫片18具有沿着开闭杆16的外形弯曲的弯形部32。由此，即使发动机的振动或排气脉动导致的振动传动到阀芯14，也能够通过使固定于阀芯14的垫片18的弯形部32卡在开闭杆16上来限制阀芯14的转动。另外，图12所示的开闭杆16具有在一个方向延伸的角部34，垫片18沿着角部34的棱线弯折。由此，垫片18的弯形部32容易卡在开闭杆16的角部34，能够有效地限制阀芯14的转动。
图13是表示一参考方式的废气旁通阀8(8D)的结构的立体分解图，是表示图1～图3所示的废气旁通阀8的一结构例的图。图14是图13所示的废气旁通阀8(8D)的装配图。
在一参考方式中，如图13及图14中的至少一方所示，开闭杆16在阀芯14侧的面42上具有台阶部42a，阀芯14在开闭杆16侧的面44上具有与开闭杆16的台阶部42a对置的台阶部44a。阀芯14的台阶部42a通过与开闭杆16的台阶部44a抵接来限制阀芯14绕阀杆24的轴线的转动。
由此，即使未图示的发动机的振动或排气脉动导致的振动传递到阀芯14，也能够通过使阀芯14的台阶部44a与开闭杆16的台阶部42a抵接来限制阀芯14的转动。另外，在这样的结构中，抑制了对阀杆24与垫片的连接部分施加的扭矩的增大，因此在将阀杆24的前端部30通过铆接固定在垫片18的情况下，能够抑制铆接部36(参照图3及图14)因扭矩而破损。另外，阀芯14的台阶部44a能够通过对阀芯14实施切割加工而容易地形成，因此与例如通过精密铸造在阀芯上形成卡在开闭杆上的突起的情况相比，能够抑制制造成本的增加同时提高产品的可靠性。
图15是一实施方式的废气旁通阀8(8E)的装配图，是表示图1～图3所示的废气旁通阀8的一结构例的图。图15所示的废气旁通阀8(8E)与图13及图14所示的参考方式的废气旁通阀8(8D)仅在垫片18的形状上不同，其他结构相同。
在图15所示的实施方式中，垫片18具有沿着开闭杆16的外形弯曲的弯形部32。由此，即使发动机的振动或排气脉动导致的振动传递到阀芯14，也能够通过使固定于阀芯14的垫片18的弯形部32卡在开闭杆16上来抑制阀芯14的转动。另外，图15所示的开闭杆16具有在一个方向延伸的角部34，垫片18沿着角部34的棱线34a弯折。由此，垫片18的弯形部32容易卡在开闭杆16的角部34，能够有效地限制阀芯14的转动。
本发明并不局限于上述实施方式，还包含对上述实施方式加以变形的方式和将这些方式适当组合而成的方式。
附图标记说明
2 废气涡轮
4 压缩机
6 旁通通路
8 废气旁通阀
10 排气入口
12 排放气体通路
13 阀座
14 阀芯
16 开闭杆
18 垫片
20 支承轴
20a 轴线
22 操作部
23 阀芯本体
24 阀杆
24a 小径部
24b 大径部
26 通孔(第一通孔)
28 通孔(第二通孔)
30 前端部
32 弯形部
34 角部
34a 棱线
36 铆接部
38 侧面
40 垫片侧的面
40a 台阶部
42 阀芯侧的面
42a 台阶部
44 开闭杆侧的面
44a 台阶部
100 涡轮增压器

Claims (9)

1.一种废气旁通阀，用于开闭将涡轮增压器的废气涡轮旁通的旁通通路，其特征在于，具有：
阀芯，其设于所述旁通通路；
开闭杆，其具有供所述阀芯的阀杆穿过的第一通孔，通过使所述阀芯移动来开闭所述旁通通路；
垫片，其具有比所述第一通孔更靠所述阀杆的前端侧且供所述阀杆穿过的第二通孔，并且固定于所述阀杆；
所述垫片具有沿着所述开闭杆的外形弯曲的弯形部。
2.如权利要求1所述的废气旁通阀，其特征在于，
所述开闭杆具有在一个方向延伸的角部，
所述垫片的所述弯形部沿着所述角部的棱线弯折。
3.如权利要求1或2所述的废气旁通阀，其特征在于，
所述垫片通过铆接所述阀杆的前端部而固定于所述阀杆，
在从所述第二通孔的轴线方向观察时，所述第二通孔的形状为非圆形。
4.如权利要求3所述的废气旁通阀，其特征在于，
在从所述第二通孔的轴线方向观察时，所述第二通孔包含锯齿形状。
5.如权利要求3所述的废气旁通阀，其特征在于，
在从所述第二通孔的轴线方向观察时，所述第二通孔的形状为椭圆形。
6.如权利要求5所述的废气旁通阀，其特征在于，
在从所述阀杆的轴线方向观察时，所述阀杆中穿过所述第二通孔的部分为椭圆形。
7.如权利要求1至6中任一项所述的废气旁通阀，其特征在于，
所述开闭杆在所述垫片侧的面上具有台阶部，
所述垫片具有通过与所述台阶部抵接来限制所述垫片绕所述阀杆的轴线的转动的侧面。
8.如权利要求1至6中任一项所述的废气旁通阀，其特征在于，
所述开闭杆在所述阀芯侧的面上具有台阶部，
所述阀芯在所述开闭杆侧的面上具有与所述开闭杆的台阶部对置的台阶部，
所述阀芯的台阶部通过与所述开闭杆的所述台阶部抵接来限制所述阀芯绕所述阀杆的轴线的转动。
9.一种涡轮增压器，其特征在于，具有：
利用发动机的排放气体旋转的废气涡轮；
由所述废气涡轮驱动而压缩发动机的进气的压缩机；
权利要求1至8中任一项所述的废气旁通阀。
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