CN107559455A - 用于d-egr系统的三通阀以及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于D‑EGR系统的三通阀以及车辆，三通阀包括：阀体，阀体具有进气孔、第一排气孔和第二排气孔，进气孔与发动机中的任意一个气缸的排气口连通，第一排气孔与进气系统连通，第二排气孔与排气系统连通；切换装置，切换装置设置在阀体内；驱动装置，驱动装置设置成用于驱动切换装置转动以导通进气孔和第一排气孔或进气孔和第二排气孔。这样在发动机冷启动时，切换装置可以导通进气孔和第二排气孔，从而可以使得发动机的多个气缸内的废气全部流向催化器，可以使得催化器快速达到工作温度，进而可以降低有害气体的排放，可以提高车辆的环保性能。

Description

用于D-EGR系统的三通阀以及车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种用于D-EGR系统的三通阀以及具有该三通阀的车辆。

背景技术

D-EGR(Dedicated Exhaust Gas Recirculation-专门的废气再循环)的研发设想来自于美国西南研究院，设想仅用单个气缸参与到废气再循环过程中，以此来减少废气再循环过程中耗费的多余能量。在发动机运行过程中，仅一个气缸中的废气进入EGR管路中，经过燃烧室后参与到排气循环中，也就是说这款系统将提供恒定的25％的废气再循环率(简称EGR率)。由于可以维持比较高且稳定的EGR率，发动机可以在更高的压缩比下进行稳定工作，所以D-EGR在降低排放的同时，可以提高发动机燃油经济性。

但是D-EGR有一个明显的缺点，就是在冷启动时排放很差，主要原因是废气量减少25％，催化器不能在短时间内达到工作温度，未经催化的废气直接排到大气中，所以导致排放较差。如何提高冷启动排放是D-EGR发动机必须解决的一个问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于D-EGR系统的三通阀，以解决发动机冷启动时排放较差的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于D-EGR系统的三通阀，所述车辆包括发动机、进气系统和排气系统，所述三通阀包括：阀体，所述阀体具有进气孔、第一排气孔和第二排气孔，所述进气孔与所述发动机中的任意一个气缸的排气口连通，所述第一排气孔与所述进气系统连通，所述第二排气孔与所述排气系统连通；切换装置，所述切换装置设置在所述阀体内；驱动装置，所述驱动装置设置成用于驱动所述切换装置转动以导通所述进气孔和所述第一排气孔或所述进气孔和所述第二排气孔。

进一步地，所述阀体、所述切换装置均由合金不锈钢材料制成。

进一步地，所述驱动装置包括：驱动件，所述驱动件安装在所述阀体上；主动件，所述主动件与所述驱动件相连以在所述驱动件的作用下转动；枢转轴，所述枢转轴的一端与所述主动件相连且伸入所述阀体内；从动件，所述从动件与所述枢转轴的另一端相连，所述切换装置安装在所述从动件上。

进一步地，所述驱动件邻近所述第一排气孔或所述第二排气孔设置，所述驱动件和所述第一排气孔或所述驱动件和所述第二排气孔之间设置有隔热罩。

进一步地，所述阀体包括：主体和盖体，所述盖体固定在所述主体的两侧，所述枢转轴穿过所述盖体伸入所述主体内。

进一步地，所述切换装置包括：第一密封垫和第二密封垫，所述第一密封垫和所述第二密封垫分别安装在所述从动件的两侧，所述第一密封垫适于密封所述第一排气孔，所述第二密封垫适于密封所述第二排气孔。

进一步地，所述第一密封垫密封所述第一排气孔到所述第二密封垫密封所述第二排气孔所述从动件的旋转角度在35°-50°之间。

进一步地，所述第一密封垫与所述从动件之间的间隙和所述第二密封垫与所述从动件之间的间隙之和在0.2mm-0.6mm之间。

进一步地，所述枢转轴上套设有衬套。

相对于现有技术，本发明所述的用于D-EGR系统的三通阀具有以下优势：

根据本发明的用于D-EGR系统的三通阀，该三通阀可以导通发动机的任意一个气缸的排气口和进气系统或者导通发动机的任意一个气缸的排气口和排气系统，从而可以使得车辆在冷启动工况时气缸内的废气全部流向排气系统的催化器，可以使得催化器快速达到工作温度，进而可以降低有害气体的排放，可以提高车辆的环保性能，而且在车辆正常行驶过程中，一个气缸内的废气可以通过进气系统再进入到各个气缸内的燃烧室燃烧，从而可以降低废气中的氮氧化物含量，可以提高车辆的环保性能以及燃油经济性。

本发明的另一目的在于提出一种车辆。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆，包括上述的三通阀。

根据本发明的车辆，包括上述的用于D-EGR系统的三通阀，由于具有上述的用于D-EGR系统的三通阀，车辆在冷启动时有害气体排放少，在正常工作时氮氧化物排放少，从而可以提升环保性能以及燃油经济性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的三通阀的立体图；

图2为本发明实施例所述的三通阀的一个剖视图；

图3为本发明实施例所述的三通阀的另一个剖视图。

附图标记说明：

三通阀100；

阀体10；进气孔a；第一排气孔b；第二排气孔c；主体11；盖体12；

切换装置20；第一密封垫21；第二密封垫22；

驱动装置30；驱动件31；主动件32；枢转轴33；从动件34；衬套35；

隔热罩40。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明实施例的三通阀100，该三通阀100可以应用在车辆的D-EGR系统上，例如，车辆包括发动机、进气系统和排气系统，三通阀100连接在发动机、进气系统和排气系统之间，从而可以控制气体流向。

如图2和图3所示，根据本发明实施例的用于D-EGR系统的三通阀100可以包括：阀体10、切换装置20和驱动装置30，阀体10具有进气孔a、第一排气孔b和第二排气孔c，进气孔a与发动机中的任意一个气缸的排气口连通，第一排气孔b与进气系统连通，第二排气孔c与排气系统连通。其中，发动机可以包括多个气缸，进气孔a仅与多个气缸中的一个气缸的排气口连通，优选地，该气缸位于其他气缸的一侧，这样其他气缸的废气可以通过排气歧管流向排气系统的催化器，经过催化器内的催化剂催化作用后，废气排放到大气中，而该气缸内的排气口与三通阀100的进气孔a连通，这样该气缸的废气可以选择通过第一排气孔b排向进气系统或者通过第二排气孔c排向排气系统的催化器中。

如图2和3所示，切换装置20设置在阀体10内，其中，阀体10可以包括主体11和盖体12，盖体12固定在主体11的两侧，盖体12可以在切换装置20放置在阀体10内后密封主体11。驱动装置30设置成用于驱动切换装置20转动以导通进气孔a和第一排气孔b或进气孔a和第二排气孔c。可以理解的是，驱动装置30可以驱动切换装置20转动，切换装置20可以密封第二排气孔c，此时切换装置20可以导通进气孔a和第一排气孔b，从进气孔a进入的气缸内的废气可以通过第一排气孔b排向进气系统的管路中，并且该废气与其他气体混合之后进入到各个气缸内参与燃烧室的燃烧，该切换模式可以适用于车辆正常行驶过程，这样车辆排放的废气中的氮氧化物明显减少，从而可以提高车辆的环保性能以及燃油经济性。

切换装置20可以密封第一排气孔b，此时切换装置20可以导通进气孔a和第二排气孔c，从进气孔a进气的气缸内的废气可以通过第二排气孔c排向排气系统的催化器内，该切换模式可以适用于车辆冷启动工况，这样多个气缸内的废气全部排向催化器，从而可以使得催化器快速达到工作温度，进而可以避免有害气体的排放，可以提高车辆的环保性能。

如图1所示，驱动装置30可以包括：驱动件31、主动件32、枢转轴33和从动件34，驱动件31安装在阀体10上，具体地，阀体10可以设置有支架，驱动件31直接安装在支架上，支架一方面可以降低阀体10传递向驱动件31的温度，可以使得驱动件31的工作温度适宜，另一方面可以提高驱动件31在阀体10上的安装可靠性。如图2和图3所示，主动件32与驱动件31相连以在驱动件31的作用下转动，驱动件31可以为气动执行器，主动件32可以为主动摇臂，从动件34可以为从动摇臂，枢转轴33穿过盖体12伸入主体11内，而且从动件34的一端与枢转轴33的另一端相连，切换装置20安装在从动件34上，例如，切换装置20安装在从动件34的另一端。由此，当气动执行器驱动主动摇臂转动时，枢转轴33随着主动摇臂转动，从动件34随着枢转轴33转动，从而可以使得切换装置20转动，进而切换装置20可以导通进气孔a和第一排气孔b，或者切换装置20可以导通进气孔a和第二排气孔c。

优选地，如图3所示，枢转轴33上可以套设有衬套35。轴套可以使得枢转轴33在阀体10内转动自然且流畅，从而可以提高三通阀100的工作可靠性。

如图1-图3所示，驱动件31可以邻近第一排气孔b或第二排气孔c设置，驱动件31和第一排气孔b或驱动件31和第二排气孔c之间设置有隔热罩40。可以理解的是，当驱动件31邻近第一排气孔b设置时，驱动件31和第一排气孔b之间设置隔热罩40，当驱动件31邻近第二排气孔c设置时，驱动件31和第二排气孔c之间设置隔热罩40。隔热罩40可以有效隔离排气孔和驱动件31，从而可以至少一定程度上降低排气孔的高温对驱动件31的影响，可以提高驱动件31的工作可靠性。

具体地，如图2所示，切换装置20可以包括：第一密封垫21和第二密封垫22，第一密封垫21和第二密封垫22分别安装在从动件34的两侧，第一密封垫21适于密封第一排气孔b，第二密封垫22适于密封第二排气孔c。可以理解的是，第一密封垫21可以朝向第一排气孔b设置，第二密封垫22可以朝向第二排气孔c设置，这样当切换装置20转动至第一端时，第一密封垫21可以密封第一排气孔b，从而进气孔a和第二排气孔c之间导通，当切换装置20转动至第二端时，第二密封垫22可以密封第二排气孔c，从而进气孔a和第一排气孔b之间导通。通过设置两个密封垫，可以保证切换装置20切换之后的三通阀100的可靠性。其中，第一密封垫21的密封面和第二密封垫22的密封面可以进行精密加工。

可选地，如图2所示，第一密封垫21密封第一排气孔b到第二密封垫22密封第二排气孔c从动件34的旋转角度在35°-50°之间。换言之，切换装置20从第一端转动至第二端所转动的角度在35°-50°之间。优选地，切换装置20从第一端转动至第二端所转动的角度α为40°。通过合理设置切换装置20的旋转角度，可以有效降低气动执行器的控制行程负担，可以进一步地减小三通阀100的体积，可以提高三通阀100的布置便利性。

可选地，第一密封垫21与从动件34之间的间隙和第二密封垫22与从动件34之间的间隙之和在0.2mm-0.6mm之间。如图2所示，第一密封垫21上可以设置有轴，第二密封垫22设置有孔，轴穿过从动件34的端部后与孔配合，并通过铆钉固定。通过合理设置密封垫和从动件34之间的间隙，可以使得每个密封垫均具有良好的密封效果，从而可以提高三通阀100的工作可靠性。

另外，需要说明的是，三通阀100可以直接安装在发动机上，由于废气温度较高，柴油机的废气温度接近800℃，汽油机的废气温度接近1000℃，故三通阀100需要能够承受高温，阀体10、切换装置20可以均由耐高温的合金不锈钢材料制成。

根据本发明实施例的用于D-EGR系统的三通阀100，该三通阀100可以导通发动机的任意一个气缸的排气口和进气系统或者导通发动机的任意一个气缸的排气口和排气系统，从而可以使得车辆在冷启动工况时气缸内的废气全部流向排气系统的催化器，可以使得催化器快速达到工作温度，进而可以降低有害气体的排放，可以提高车辆的环保性能，而且在车辆正常行驶过程中，一个气缸内的废气可以通过进气系统再进入到各个气缸内的燃烧室燃烧，从而可以降低废气中的氮氧化物含量，可以提高车辆的环保性能以及燃油经济性。

根据本发明实施例的车辆，包括上述实施例的用于D-EGR系统的三通阀100，由于具有上述实施例的用于D-EGR系统的三通阀100，车辆在冷启动时有害气体排放少，在正常工作时氮氧化物排放少，从而可以提升环保性能以及燃油经济性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于D-EGR系统的三通阀(100)，其特征在于，所述车辆包括发动机、进气系统和排气系统，所述三通阀(100)包括：

阀体(10)，所述阀体(10)具有进气孔(a)、第一排气孔(b)和第二排气孔(c)，所述进气孔(a)与所述发动机中的任意一个气缸的排气口连通，所述第一排气孔(b)与所述进气系统连通，所述第二排气孔(c)与所述排气系统连通；

切换装置(20)，所述切换装置(20)设置在所述阀体(10)内；

驱动装置(30)，所述驱动装置(30)设置成用于驱动所述切换装置(20)转动以导通所述进气孔(a)和所述第一排气孔(b)或所述进气孔(a)和所述第二排气孔(c)。

2.根据权利要求1所述的用于D-EGR系统的三通阀(100)，其特征在于，所述阀体(10)、所述切换装置(20)均由合金不锈钢材料制成。

3.根据权利要求1所述的用于D-EGR系统的三通阀(100)，其特征在于，所述驱动装置(30)包括：

驱动件(31)，所述驱动件(31)安装在所述阀体(10)上；

主动件(32)，所述主动件(32)与所述驱动件(31)相连以在所述驱动件(31)的作用下转动；

枢转轴(33)，所述枢转轴(33)的一端与所述主动件(32)相连且伸入所述阀体(10)内；

从动件(34)，所述从动件(34)与所述枢转轴(33)的另一端相连，所述切换装置(20)安装在所述从动件(34)上。

4.根据权利要求3所述的用于D-EGR系统的三通阀(100)，其特征在于，所述驱动件(31)邻近所述第一排气孔(b)或所述第二排气孔(c)设置，所述驱动件(31)和所述第一排气孔(b)或所述驱动件(31)和所述第二排气孔(c)之间设置有隔热罩(40)。

5.根据权利要求3所述的用于D-EGR系统的三通阀(100)，其特征在于，所述阀体(10)包括：主体(11)和盖体(12)，所述盖体(12)固定在所述主体(11)的两侧，所述枢转轴(33)穿过所述盖体(12)以伸入所述主体(11)内。

6.根据权利要求3所述的用于D-EGR系统的三通阀(100)，其特征在于，所述切换装置(20)包括：第一密封垫(21)和第二密封垫(22)，所述第一密封垫(21)和所述第二密封垫(22)分别安装在所述从动件(34)的两侧，所述第一密封垫(21)适于密封所述第一排气孔(b)，所述第二密封垫(22)适于密封所述第二排气孔(c)。

7.根据权利要求6所述的用于D-EGR系统的三通阀(100)，其特征在于，所述第一密封垫(21)密封所述第一排气孔(b)到所述第二密封垫(22)密封所述第二排气孔(c)所述从动件(34)的旋转角度在35°-50°之间。

8.根据权利要求6所述的用于D-EGR系统的三通阀(100)，其特征在于，所述第一密封垫(21)与所述从动件(34)之间的间隙和所述第二密封垫(22)与所述从动件(34)之间的间隙之和在0.2mm-0.6mm之间。

9.根据权利要求3所述的用于D-EGR系统的三通阀(100)，其特征在于，所述枢转轴(33)上套设有衬套(35)。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的用于D-EGR系统的三通阀(100)。