CN107559107B - 一种电控废气再循环阀门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电控废气再循环阀门，包括阀体、电动机和传动轴，阀体上具有连通的进气口和出气口；传动轴的一端连接从动轮，另一端与轴承配合；阀门径向平行的固定在传动轴上；端盖密封电动机容纳腔和齿轮容纳腔，端盖通过卡扣机构安装在阀体上，电动机配置有导向机构。本发明的阀体内部设有电动机，通过电动机带动传动轴转动，从而控制阀门与座圈之间的缝隙度，进而实现进气量的调节，而且也具有较高的稳定性和可靠性，便于组装生产。

Description

一种电控废气再循环阀门

技术领域

本发明涉及汽车配件技术领域，具体涉及到一种电控废气再循环阀门。

背景技术

EGR阀是一个安装在汽油机上用来控制反馈到进气系统的废气再循环量的机电一体化产品。它通常位于进气歧管的右侧，靠近节气门体，有一通向排气歧管的短金属管与它相连。其作用是对进入进气歧管的废气量进行控制，使一定量的废气流入进气歧管进行再循环。EGR阀是废气再循环装置中非常重要的、关键的部件。电控EGR可以将适量发动机燃烧废气重新引入进气管，与新鲜空气混合后进入发动机气缸进行二次燃烧，从而降低气缸内燃烧温度，以减少NOx生成及排放量，一般安装在排气歧管和进气歧管之间。

传统的气动式EGR系统是借助于进气歧管内的真空度，将排气歧管中废气吸入，重新引入燃烧。气动式EGR由于控制精度不高、响应速度慢等缺点已经逐渐被淘汰，取而代之的是动态响应好、调节精度高、排气回流量大的电控EGR。现有的电控废气再循环阀门为直线往复式电控EGR，此结构必须通过一套传动机构及变向机构将电机的旋转运动变为阀门的直线往复运动。传动机构的复杂性势必增加整个系统的结构尺寸，使整个系统占用空间过大，在发动机上需要更大的布置空间，不符合发动机小型化的日益趋势。

直线往复式电控EGR还有一个缺点，是由于其传动机构及变向机构相对复杂，长期经受燃烧废气的冲刷，废气中所含有的碳颗粒，很容易造成传动机构的卡滞，导致阀门无法正常开启关闭。而且传统的EGR阀没有进出水冷却装置，EGR长期在高温下工作，阀体和阀片容易变形，导致阀门无法正常密封，从而降低产品的使用性能。同时，直线往复式电控EGR阀在长时间运行后，阀门周围很容易产生积碳而无法清理，最终导致EGR阀门卡死，无法正常打开。

为了解决上述问题，申请人提出了新的解决方案并申请了一种电控废气再循环阀门的专利。在经过测试和用户反馈的情况来看，在此基础上需要进一步提高装配的稳定性以及可靠性，使得生产成本能够降低，使用性能更好。

发明内容

本发明的目的是提供一种电控废气再循环阀门。

为达上述目的，本发明的一个实施例中提供了一种电控废气再循环阀门，包括阀体，阀体上具有连通的进气口和出气口，阀体的内部具有电动机容纳腔和齿轮容纳腔；

电动机，嵌入电动机容纳腔内，其输出轴上连接有主动轮；

传动轴，贯穿阀体内部，穿过进气口和出气口的之间的通道，传动轴的一端连接有与主动轮配合的从动轮，另一端与安装在阀体内部的轴承配合；从动轮和主动轮安装在齿轮容纳腔内；

阀门，与固定在进气口和出气口通道内部的座圈配合；阀门径向平行的固定在传动轴上；阀门的端面外周设有环形槽，环形槽内安装有密封环；

端盖，密封电动机容纳腔和齿轮容纳腔；

端盖通过卡扣机构安装在阀体上，电动机配置有导向机构安装在电动机容纳腔内。

优选的，密封环与进气口和出气口的通道内壁之间具有小流量开口。

优选的，主动轮和从动轮之间设有中间齿轮。

优选的，阀体内部设有获取传动轴转动角度数据的非接触式位置传感器。

优选的，传动轴靠近从动轮的一端外周设有扭转弹簧。

优选的，从动轮为扇形齿轮。

优选的，阀体具有夹层，夹层内设有循环水流道和进出水口。

优选的，阀门包括一体化连接的密封盖和连接部，密封盖上设有环形槽，连接部与传动轴固定连接。

优选的，卡扣机构包括设置在端盖的上卡件以及设置在阀体的下卡件；

下卡件的上端具有向外凸出的定位舌以及向内凹陷的装配孔，并在下卡件的侧壁上开设与装配孔垂直相通的横孔；横孔靠近装配孔的内侧设置有矩形滑块，横孔的外侧设置内螺纹并配置有进入横孔与内螺纹配合用于固定矩形滑块的内螺帽；

上卡件的下端设置有与定位舌配合的定位槽以及嵌入装配孔内实现上卡件和下卡件连接的弹性锁舌；弹性锁舌包括支撑臂以及弹性臂，弹性臂的前端上设有嵌入装配孔内的回形结构，回形结构嵌入装配孔内通过矩形滑块插入回形结构的回形槽内使其固定。

优选的，导向机构包括设置在电动机容纳腔内的平板，平板的内侧设置有衬板，衬板的内侧具有内凹的滑槽；电动机的外壳上设置有嵌入衬板滑槽内实现滑动连接的导向条。

优选的，为了能够提高装配时的滑动效果，可以在衬板的内壁设置润滑油孔与导向条接触，润滑油孔与设置在衬板内的主油道连通，主油道的顶端配置有一个封油塞。

优选的，端盖的夹层内设置有减震隔音机构，减震隔音机构包括减震杆，端盖外侧端面的内壁设置有减震腔，减震杆的一端与端盖内侧连接，另一端伸入减震腔内与减震腔中的减震脚连接；所述减震脚包括椭圆形的弹性部以及设置在弹性部两端分别与减震杆和减震腔连接的支撑部。

综上所述，本发明具有以下优点：

1、本发明的阀体内部设有电动机，通过电动机带动传动轴转动，从而控制阀门与座圈之间的缝隙度，进而实现进气量的调节，或者实现开启、关闭阀门的作用。本阀门的控制方式相对于直线往复式的电控废气再循环阀门，通过转动代替往复式的运动，取消了往复式传动过程中的变向机构，使得整个传动过程更加简洁，控制性能更加良好，由于简化了传动过程，即可提高传动过程的精度。

2、采用非接触式的位置传感器，可以避免由于机械接触造成的误差，保证信号准确的传递，精准的控制阀门废气流量的控制。

3、阀门上设有环形槽，环形槽内装配有密封垫，由于阀门的进气量控制是通过旋转实现的，当传动轴旋转时，密封垫与座圈的内壁不断的刮擦接触，可以讲积碳自动清理，防止出现由于积碳的原因造成阀门和传动轴卡死的现象。

4、现有的电控阀是通过阀门与阀体内壁配合实现流量的调节，从成本上考虑，阀体一般采用压铸铝合金，长时间受废气冲刷后容易出现烧蚀现象，无法保证密封。本发明的通道内嵌有座圈，座圈采用耐高温耐腐蚀的材料制成，经过长时间使用后可以保持良好的密封性能。

5、本发明的电控EGR阀有进出水冷却装置，保证EGR长期在高温下工作，阀体和阀门不变形，阀门仍能正常密封，从而大大的提高产品的使用性能。

6、端盖通过卡扣机构安装在阀体上，能够便于提高稳定性和可靠性；电动机配置有导向机构安装在电动机容纳腔内，能够便于生产组装，提高电动机安装的稳定性。

附图说明

图1为本发明的一个方向的立体示意图；

图2为本发明的另一个方向的立体示意图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明的剖视图；

图5为阀门和传动轴连接配合的立体图；

图6为卡扣机构的连接使用效果示意图；

图7为卡扣机构的装配图；

图8为导向机构的俯视图；

图9为减震隔音机构的的剖视图；

图10为减震脚的示意图。

其中，1、阀体；2、进气口；3、出气口；4、电动机容纳腔；5、齿轮容纳腔；6、传动轴；7、从动轮；8、轴承；9、阀门；10、座圈；11、环形槽；12、端盖；13、扭转弹簧；14、密封盖；15、连接部；16、进出水口。

具体实施方式

本发明提供了一种电控废气再循环阀门，包括阀体1，阀体1上具有连通的进气口2和出气口3，阀体1的内部具有电动机容纳腔4和齿轮容纳腔5。电动机嵌入电动机容纳腔4内，其输出轴上连接有主动轮。

传动轴6，贯穿阀体1内部，穿过进气口2和出气口3的之间的通道，传动轴6的一端连接有与主动轮配合的从动轮7，另一端与安装在阀体1内部的轴承8配合；从动轮7和主动轮安装在齿轮容纳腔5内；

阀门9，与固定在进气口2和出气口3通道内部的座圈10配合；阀门9径向平行的固定在传动轴6上；阀门9的端面外周设有环形槽11，环形槽11内安装有密封环；端盖12，密封电动机容纳腔4和齿轮容纳腔5。端盖12通过卡扣机构安装在阀体上，电动机配置有导向机构安装在电动机容纳腔内。

卡扣机构包括设置在端盖的上卡件20以及设置在阀体的下卡件21；下卡件的上端具有向外凸出的定位舌22以及向内凹陷的装配孔23，并在下卡件的侧壁上开设与装配孔垂直相通的横孔24；横孔靠近装配孔的内侧设置有矩形滑块25，横孔的外侧设置内螺纹并配置有进入横孔与内螺纹配合用于固定矩形滑块的内螺帽26。

上卡件的下端设置有与定位舌配合的定位槽27以及嵌入装配孔内实现上卡件和下卡件连接的弹性锁舌；弹性锁舌包括支撑臂28以及弹性臂29，弹性臂的前端上设有嵌入装配孔内的回形结构，回形结构嵌入装配孔内通过矩形滑块插入回形结构的回形槽30内使其固定。

卡扣机构能够将端盖卡和在阀体上，如果需要进一步的提高连接的紧密性，可以再此基础上增加螺栓连接。在安装时，让上卡件的弹性锁舌进入到装配孔内，由于装配孔的尺寸略小于上卡件，因此此时弹性锁舌的弹性臂向支撑臂靠拢收缩体积，从图中可以看出，上卡件的定位槽深处靠近横孔的空间较大，当弹性臂进入到该区域后此时回形结构的回形槽正好正对横孔，此处的外力消失后使得弹性锁舌略微张开，然后让矩形滑块伸入回形槽内并让弹性臂的上端卡死在矩形滑块上端，不能够向下移动，然使用内螺帽将矩形滑块定位。通过上述方式能够让端盖稳定的安装在阀体上，当需要取下时，可以先取下内螺帽和矩形滑块，让弹性臂从装配孔内退出即可。

端盖的夹层内设置有减震隔音机构，用于对电动机以及传动机构发出的声音的减震和隔音。减震机构是设置在夹层内的，因此需要在端盖内是中空的。减震隔音机构包括减震杆34，端盖外侧端面的内壁设置有减震腔35，该侧厚度大于内侧厚度，减震杆的一端与端盖内侧连接，另一端伸入减震腔内与减震腔中的减震脚36连接；减震脚包括椭圆形的弹性部37以及设置在弹性部两端分别与减震杆和减震腔连接的支撑部38。本发明通过减震脚传递震动到弹性部，通过弹性部特殊的椭圆形形状以及弹性材质来实现减震，当震动传递至端盖外侧时力度降低，声音在减震腔和弹性部的共同作用下实现隔音效果最大化。本发明的减震是通过将震动蓄积在弹性部，通过弹性部特有的椭圆形来实现减震，当弹性部使用其他形状时，减震隔音效果较差。

导向机构包括设置在电动机容纳腔内的平板31，平板的内侧设置有衬板32，衬板的内侧具有内凹的滑槽；电动机17的外壳上设置有嵌入衬板滑槽内实现滑动连接的导向条33。为了能够提高装配时的滑动效果，可以在衬板的内壁设置润滑油孔与导向条接触，润滑油孔与设置在衬板内的主油道连通，主油道的顶端配置有一个封油塞。同时，为了能够固定电动机，可以在其外壳上设置螺栓孔，通过螺栓固定在电动机容纳腔内。

本发明的润滑油为耐磨润滑油，其组分为：基础油50份~100份，硫化烷基酚钙3份~5份；聚二甲基硅氧烷2份~5份、2-乙基己基磷酸酯2份~5份、棕榈酸异丙酯1份~2份；丁酸叶醇酯2份~5份、三羟甲基丙烷三(2-巯基乙酸酯) 2份~5份。上述润滑油的耐磨性比现有技术的润滑油更好，经过耐磨实验发现，加入三羟甲基丙烷三(2-巯基乙酸酯)、丁酸叶醇酯和棕榈酸异丙酯后对润滑油的耐磨性能均有一定提升。

本申请的耐磨性实验可以参考：SH/T 0204-1992(2004)润滑脂抗磨性能测定法，即四球机法来进行实验。实验方法：在以基础油50份~100份，硫化烷基酚钙3份~5份；亚磷酸二丁酯2份~5份、2-乙基己基磷酸酯2份~5份的润滑油作为的对照组中单独加入三羟甲基丙烷三(2-巯基乙酸酯)耐磨性提高12%左右，单独加入丁酸叶醇酯耐磨性提高5%左右，单独加入棕榈酸异丙酯耐磨性提高8%左右，基础油可以使用石蜡基油。

阀体1用于装配电动机、传动轴6及其它的部件，作为电控废气再循环阀门的支撑主体。阀体1的进气口2连接有配套的管道将废气引入，通过阀门9的调节后将适当的废气流入发动机内进行二次燃烧。

本发明是通过电动机带动传动轴6，传动轴6转动时带动阀门9旋转，使得阀门9与座圈10之间产生间隙，不同的间隙形成不同的废气流量。在实际过程中，进气口2和出气口3的通道的截面可以为圆形，座圈10安装在该通道内部，也可以为圆环形，阀门9与座圈10配合的部分即密封盖14也为圆环形。在控制开始时，使阀门9与座圈10的径向平行，使得两者之间密封，电控阀门9处于关闭的状态。

为使传动轴6可以贯穿安装在阀体1内部，需要在阀体1内部开设用于容纳传动轴6的空间。阀门9固定在传动轴6上，传动轴6的一端设有从动轮7，从动轮7在主动轮的带动下旋转，因此传动轴6的另一端也需要可以转动。为解决上述技术问题，在传动轴6的另一端安装有轴承8，轴承8固定在阀体1内，轴承8套接在传动轴6外周。

阀门9在转动时，其最大转动角度为90度，此时废气流量即为最大。当传动轴6穿过阀体1内部，贯穿进气口2和出气口3之间的通道时，为了防止传动轴6与通道内壁之间的缝隙产生泄露，该泄露是指废气不经过阀门9即可进入出气口3，从而进入发动机内部；可以将传动轴6与阀门9的连接位置设置在进气口2所在的通道内。具体的，可以使阀门9包括一体化连接的密封盖14和连接部15，密封盖14上设有环形槽11，环形槽11内安装的密封环具有调节阀门最小流量功能，也可以将积碳自动清理，防止出现由于积碳的原因造成阀门9和传动轴6卡死的现象。连接部15与传动轴6固定连接，连接部15靠近进气口2，密封盖14靠近出气口3。本发明的径向平行是指，阀门9与传动轴6连接时，传动轴6的轴向方向与阀门9其中的一个直径的径向方向平行。本发明中的配合是指，两个部件以本领域通常理解的方式连接在一起；即阀门9与座圈10的配合是指阀门9在座圈10内部转动，可以实现座圈10两侧连通发送开启或者关闭。

本发明的一个实施例中，密封环与进气口2和出气口3的通道内壁之间具有小流量开口；可以保证电控废气再循环阀门始终有一个较小的废气流量。

本发明的一个实施例中，主动轮和从动轮7之间设有中间齿轮，中间齿轮可以调节主动轮和从动轮7之间的调速比，且从动轮7可以为扇形齿轮。

本发明的一个实施例中，阀体1内部设有获取传动轴6转动角度数据的非接触式位置传感器，传感器可以安装在扇形齿轮上，传感器将采集的信号发送给控制器，控制器将控制信号发送给电动机，控制电动机的转动，进而实现传动轴6的转动角度。

本发明的一个实施例中，传动轴6靠近从动轮7的一端外周设有扭转弹簧13；扭转弹簧13可以用于当电动机停止后，阀门9的自动复位。

本发明的一个实施例中，阀体1具有夹层，夹层内设有循环水流道和进出水口16。夹层内通入循环水后，可以对电动机容纳腔4外壁、阀体1进行冷却。

Claims (8)

1.一种电控废气再循环阀门，包括阀体，阀体上具有连通的进气口和出气口，阀体的内部具有电动机容纳腔和齿轮容纳腔；

电动机，嵌入电动机容纳腔内，其输出轴上连接有主动轮；

传动轴，贯穿阀体内部，穿过进气口和出气口的之间的通道，传动轴的一端连接有与主动轮配合的从动轮，另一端与安装在阀体内部的轴承配合；从动轮和主动轮安装在齿轮容纳腔内；

阀门，与固定在进气口和出气口通道内部的座圈配合；阀门径向平行的固定在传动轴上；阀门的端面外周设有环形槽，环形槽内安装有密封环；

端盖，密封电动机容纳腔和齿轮容纳腔；其特征在于：

所述端盖通过卡扣机构安装在阀体上，所述电动机配置有导向机构安装在电动机容纳腔内；

所述卡扣机构包括设置在端盖的上卡件以及设置在阀体的下卡件；

所述下卡件的上端具有向外凸出的定位舌以及向内凹陷的装配孔，并在下卡件的侧壁上开设与装配孔垂直相通的横孔；所述横孔靠近装配孔的内侧设置有矩形滑块，所述横孔的外侧设置内螺纹并配置有进入横孔与内螺纹配合用于固定矩形滑块的内螺帽；

所述上卡件的下端设置有与定位舌配合的定位槽以及嵌入装配孔内实现上卡件和下卡件连接的弹性锁舌；所述弹性锁舌包括支撑臂以及弹性臂，弹性臂的前端上设有嵌入装配孔内的回形结构，所述回形结构嵌入装配孔内通过矩形滑块插入回形结构的回形槽内使其固定；

所述导向机构包括设置在电动机容纳腔内的平板，平板的内侧设置有衬板，衬板的内侧具有内凹的滑槽；所述电动机的外壳上设置有嵌入衬板滑槽内实现滑动连接的导向条；

所述端盖的夹层内设置有减震隔音机构，端盖内是中空的；

减震隔音机构包括减震杆，端盖外侧端面的内壁设置有减震腔，端盖外侧厚度大于内侧厚度，减震杆的一端与端盖内侧连接，另一端伸入减震腔内与减震腔中的减震脚连接；减震脚包括椭圆形的弹性部以及设置在弹性部两端分别与减震杆和减震腔连接的支撑部。

2.如权利要求1所述的电控废气再循环阀门，其特征在于：所述密封环与进气口和出气口的通道内壁之间具有小流量开口。

3.如权利要求1所述的电控废气再循环阀门，其特征在于：所述主动轮和从动轮之间设有中间齿轮。

4.如权利要求1所述的电控废气再循环阀门，其特征在于：所述阀体内部设有获取传动轴转动角度数据的非接触式位置传感器。

5.如权利要求1所述的电控废气再循环阀门，其特征在于：所述传动轴靠近从动轮的一端外周设有扭转弹簧。

6.如权利要求1所述的电控废气再循环阀门，其特征在于：所述从动轮为扇形齿轮。

7.如权利要求1所述的电控废气再循环阀门，其特征在于：所述阀体具有夹层，夹层内设有循环水流道和进出水口。

8.如权利要求1所述的电控废气再循环阀门，其特征在于：所述阀门包括一体化连接的密封盖和连接部，密封盖上设有环形槽，连接部与传动轴固定连接。

Images