CN107725223A - 线性废气控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线性废气控制阀，包括：壳体；与所述壳体配合安装的端盖；电机；与所述电机输出轴上的输出齿轮相啮合的传动齿轮，该传动齿轮安装在固定于所述壳体内部的齿轮轴上；与所述传动齿轮配合安装、并将所述传动齿轮的旋转运动转化为直线运动的线性运动组件，该线性运动组件包括调节杆；以及弹簧回位系统，所述弹簧回位系统环绕所述调节杆。本发明提供的线性废气控制阀具有结构紧凑、装配便利性强以及成本低的优点。

Description

线性废气控制阀

技术领域

本发明涉及汽车零部件产品，具体地说，涉及一种用于汽车动力总成中的线性废气控制阀。

背景技术

在汽车工业中，为了减少氮氧化物的排放并提高燃油经济性，往往需要在动力总成系统中应用能够精确控制进排气的阀装置，例如用在发动机废气再循环(Exhaust-GasRecirculation)系统中的废气再循环控制阀等装置。这样的阀装置多数为利用电机作为动力驱动源、然后将电机的旋转输出转化为线性运动组件(例如：阀杆/调节杆)的直线运动的线性废气控制阀。

目前已有的线性废气控制阀的弹簧回位系统具有如下缺点：生产工艺和密封工艺复杂、装配便利性差以及成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种线性废气控制阀，解决了现有线性废气控制阀所具有的装配便利性差以及成本高的问题。

本发明提供的线性废气控制阀，包括：壳体；与所述壳体配合安装的端盖；电机；与所述电机输出轴上的输出齿轮相啮合的传动齿轮，该传动齿轮安装在固定于所述壳体内部的齿轮轴上；与所述传动齿轮配合安装、并将所述传动齿轮的旋转运动转化为直线运动的线性运动组件，该线性运动组件包括调节杆；以及弹簧回位系统，所述弹簧回位系统环绕所述调节杆。

进一步地，所述弹簧回位系统包括：回位弹簧和弹簧固定器，所述回位弹簧和弹簧固定器环绕所述调节杆，所述弹簧固定器固定压装在所述壳体内部，所述回位弹簧的第一端部与所述弹簧固定器的封闭端相接触。

进一步地，所述弹簧回位系统还包括：套装在所述调节杆上的弹簧支撑挡圈，所述回位弹簧的第二端部压靠或固定安装在所述弹簧支撑挡圈上。

进一步地，所述弹簧固定器包括截面均为圆环形的内壁和外壁，所述内壁环绕形成带有中空结构的圆柱体，所述内壁和外壁之间形成有一端封闭且另外一端开口的环形槽，所述调节杆插入并穿过所述中空结构。所述回位弹簧位于所述环形槽中，且其所述第一端部与所述环形槽的封闭端相接触。

进一步地，所述线性废气控制阀还包括：衬套，所述衬套位于所述中空结构中，并与所述弹簧固定器的内壁之间过盈压装，所述衬套环绕所述调节杆。

进一步地，所述线性废气控制阀还包括：位于所述衬套一侧的第一密封圈和第一垫片，以及位于所述衬套另外一侧的第二密封圈和第二垫片，所述调节杆插入并穿过所述第一密封圈、第一垫片、第二密封圈和第二垫片。所述第一密封圈位于所述第一垫片与所述衬套之间且与所述弹簧固定器的内壁之间过盈配合，所述第一垫片用于支撑所述第一密封圈。所述第二密封圈位于所述第二垫片与所述衬套之间且与所述弹簧固定器的内壁之间过盈配合，所述第二垫片铆接固定在所述弹簧固定器的内壁上。

进一步地，所述线性废气控制阀还包括：刮碳器，所述刮碳器与所述弹簧固定器的内壁之间过盈配合，且所述调节杆插入并穿过该刮碳器。

进一步地，所述线性运动组件还包括：连杆结构、轴承、磁铁和阀头；所述连杆结构固定安装在所述调节杆的一端；所述轴承和磁铁均安装在所述连杆结构上，且所述轴承与所述传动齿轮上的、能够产生线性位移的结构相配合，从而将所述传动齿轮的旋转运动转化为线性运动组件的直线运动；所述阀头安装在所述调节杆的另外一端。

进一步地，所述线性废气控制阀还包括：用于给所述电机提供电气连接的连接头和用于感知磁场变化的传感器。

与现有技术相比，本发明提供的线性废气控制阀具有结构紧凑、装配便利性强以及成本低的优点。

附图说明

构成本申请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是本发明所述线性废气控制阀的爆炸示意图；

图2是图1所示线性废气控制阀组装后的正视图的透视图；

图3是图1所示线性废气控制阀的部分零件组装后的立体透视图；

图4是弹簧回位系统的局部放大剖视图。

具体实施方式

下面将参照附图并通过实施例来描述本发明所述的线性废气控制阀。

如图1至图4所示，本发明所述的线性废气控制阀包括：壳体1；与所述壳体1配合安装的端盖2；电机3，该电机3可以安装在所述壳体1内部，也可以安装在所述端盖2内部；与所述电机3输出轴上的输出齿轮4相啮合的传动齿轮5，该传动齿轮5安装在固定于所述壳体1内部的齿轮轴6上，其功能分解为两部分,一部分与所述输出齿轮4啮合,实现齿轮的啮合转动,另一部分为通过其上的、能够产生线性位移的结构，实现将旋转运动转换为线性运动；与所述传动齿轮5上的能够产生线性位移的结构配合安装的、并能将所述传动齿轮5的旋转运动转化为直线运动的线性运动组件7，该线性运动组件其中的一个主要零部件为调节杆71；和弹簧回位系统8，该弹簧回位系统8环绕所述调节杆71，具体地，所述调节杆71插入并穿过所述弹簧回位系统8，当线性废气控制阀断电后，该弹簧回位系统8可以驱动线性运动组件7回到初始位置。

具体地，如图1和图2所示，为了更好地将所述传动齿轮5的旋转运动转化为线性的直线运动，所述线性运动组件7由进一步如下部件构成：调节杆71、连杆结构72、轴承73、磁铁74和阀头75；所述连杆结构72安装在所述调节杆71的一端；所述阀头75安装在所述调节杆71的另外一端；所述轴承73和磁铁74均安装在所述连杆结构72上，且所述轴承73与所述传动齿轮5上的、能够产生线性位移的结构(图中未明显示出，例如：凸起、偏心圆或者沟槽部)相配合实现旋转运动到直线运动的转化，从而将所述传动齿轮5的旋转运动转化为线性运动组件7的直线运动。

具体地，所述的线性废气控制阀，还包括用于给所述电机3提供电气连接的连接头(图中未示出)和用于感知所述磁铁74磁场变化的传感器9，所述连接头位于所述端盖2上，所述电机3插针于所述端盖2上的接插头连线上(图中未示出)，从而实现对所述电机3提供供电，所述传感器9可以位于所述壳体1内部或所述端盖2内部。

优选地，如图1、图3和图4所示，所述弹簧回位系统8进一步包括：回位弹簧81、弹簧固定器82以及弹簧支撑挡圈83。所述弹簧固定器82为具有腔体或中空构造的、一端开口而另外一端封闭的结构，且其固定压装在所述壳体1的内部，例如通过与所述壳体1的内壁部分或全部过盈配合实现与所述壳体1之间的相对固定；所述回位弹簧81为压缩弹簧且位于所述弹簧固定器82的腔体或中空构造中，且在线性废气控制阀的初始位置，所述回位弹簧81已处于预紧状态；所述弹簧支撑挡圈83可以通过固定或者非固定的方式套装在所述调节杆71上，即所述调节杆71插入并穿过所述弹簧支撑挡圈83。且如图4所示，所述回位弹簧81的第一端部811与所述弹簧固定器82的封闭端相接触并紧密贴合，所述回位弹簧81的第二端部812压靠或固定安装在所述弹簧支撑挡圈83上。

优选地，如图2到图4所示，所述回位弹簧81、弹簧固定器82以及所述弹簧支撑挡圈83均环绕套装所述调节杆71，即所述调节杆71插入并穿过所述回位弹簧81、弹簧固定器82和弹簧支撑挡圈83。当所述传动齿轮5沿着某一方向运动时(比如电机3驱动阀头75运动打开阀门时)，所述弹簧支撑挡圈83随所述调节杆71直线向下运动(或者在所述连杆结构72的压力下直线向下运动)，从而对所述回位弹簧81施加压缩力从而将所述回位弹簧81进一步压缩，阀门打开；当需要阀门关闭时，所述电机3停止工作，被压缩的所述回位弹簧81施加力在所述弹簧支撑挡圈83上，带动所述调节杆71(或者推动所述弹簧支撑挡圈83向所述连杆结构72施加压力)向相反方向运动，进而实现阀门的关闭。在上述阀门开启和关闭的过程中，所述弹簧固定器82可以支撑所述回位弹簧81，同时保证回位弹簧81在运动过程中不会发生倾斜。

优选地，如图3和图4所示，所述弹簧固定器82包括截面均为圆环形的内壁821和外壁822，所述内壁821环绕形成带有中空结构824的圆柱体，所述内壁821和外壁822之间形成有一端封闭且另外一端开口的环形槽823，所述调节杆71插入并穿过所述中空结构824。

优选地，如图3和图4所示，所述回位弹簧81位于所述环形槽823中，且其所述第一端部811与所述环形槽823的封闭端相接触并紧密贴合。

优选地，如图1至图4所示，所述的线性废气控制阀还包括衬套10，所述衬套10位于所述中空结构824中，并与所述弹簧固定器82的内壁821之间过盈压装；且所述衬套10环绕所述调节杆71，即所述调节杆71插入并穿过所述调节杆71。

优选地，如图2和图4所示，所述的线性废气控制阀还包括位于所述衬套10一侧的第一密封圈11和第一垫片12，以及位于所述衬套10另外一侧的第二密封圈13和第二垫片14，所述调节杆71插入并顺序穿过所述第一密封圈11、第一垫片12、衬套10、第二密封圈13和第二垫片14。所述第一密封圈11位于所述第一垫片12与所述衬套10之间且与所述弹簧固定器82的内壁之间过盈配合，所述第一垫片12与所述弹簧固定器82的内壁之间过盈配合，所述第一垫片12用于支撑所述第一密封圈11；所述第二密封圈13位于所述第二垫片14与所述衬套10之间且与所述弹簧固定器82的内壁之间过盈配合，所述第二垫片14铆接或通过过盈配合的方式固定在所述弹簧固定器82的内壁上。

优选地，如图1至图4所示，所述的线性废气控制阀还包括刮碳器15，所述刮碳器15与所述弹簧固定器82的内壁之间过盈配合，且所述调节杆71插入并穿过该刮碳器15。所述刮碳器15的作用是在所述调节杆71的往复运动过程中刮掉其上的积碳。

按照上述设计的弹簧回位系统8具有如下优点：1)系统的各个零部件之间可以采用预组装的方式，形成子部件并套装在所述线性运动组件7上之后作为一个整体再装配到壳体1中，相比较之前的设计，这种装配方式的工艺复杂性降低了很多；2)采用压缩弹簧代替了之前的涡卷弹簧后，可以去除涡卷弹簧后面的轴承、衬套组合、密封盖等结构，同时所述壳体1上的机加工面积大大减小，成本有较大幅度的降低。

综上，所述线性废气控制阀的工作原理如下：

当线性废气控制阀通电时:所述电机3的输出齿轮4顺时针转动带动传动齿轮5顺时针转动，传动齿轮5的转动进而带动了轴承73向下运动，轴承73的向下运动推动了连杆结构72、调节杆71和阀头75向下运动(同时在弹簧支撑挡圈83的作用下对回位弹簧81实现压缩)，这样阀门就打开了，废气由阀口而入；所述传感器9通过感应磁铁74或者其他感应片的位置,将信号反馈给发动机控制单元，电机3的输出齿轮通过顺时针/逆时针旋转对阀门开口大小进行调节,进而控制气流量的大小。

当线性废气控制阀断电时：回位弹簧81在该位置已经压缩预紧，断电后，回位弹簧81的预紧力通过弹簧支撑挡圈83、连杆结构71和轴承73作用在传动齿轮5上,因此相当于回位弹簧81在传动齿轮5上作用了一个转矩，传动齿轮5在该转矩的作用下逆时针转动同时带动电机3转子转动，传动齿轮5带动线性运动组件7向上运动直到阀门闭合，从而可实现对阀的无电关闭的控制。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本发明的保护范围内，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种线性废气控制阀，包括：

壳体；

与所述壳体配合安装的端盖；

电机；

与所述电机输出轴上的输出齿轮相啮合的传动齿轮，该传动齿轮安装在固定于所述壳体内部的齿轮轴上；

与所述传动齿轮配合安装、并将所述传动齿轮的旋转运动转化为直线运动的线性运动组件，该线性运动组件包括调节杆；

其特征在于，还包括弹簧回位系统，所述弹簧回位系统环绕所述调节杆。

2.根据权利要求1所述的线性废气控制阀，其特征在于，所述弹簧回位系统包括：回位弹簧和弹簧固定器，所述回位弹簧和弹簧固定器环绕所述调节杆，所述弹簧固定器固定压装在所述壳体内部，所述回位弹簧的第一端部与所述弹簧固定器的封闭端相接触。

3.根据权利要求2所述的线性废气控制阀，其特征在于，所述弹簧回位系统还包括：套装在所述调节杆上的弹簧支撑挡圈，所述回位弹簧的第二端部压靠或固定安装在所述弹簧支撑挡圈上。

4.根据权利要求2所述的线性废气控制阀，其特征在于，所述弹簧固定器包括截面均为圆环形的内壁和外壁，所述内壁环绕形成带有中空结构的圆柱体，所述内壁和外壁之间形成有一端封闭且另外一端开口的环形槽，所述调节杆插入并穿过所述中空结构。

5.根据权利要求4所述的线性废气控制阀，其特征在于，所述回位弹簧位于所述环形槽中，且其所述第一端部与所述环形槽的封闭端相接触。

6.根据权利要求4所述的线性废气控制阀，其特征在于，还包括：衬套，所述衬套位于所述中空结构中，并与所述弹簧固定器的内壁之间过盈压装，所述衬套环绕所述调节杆。

7.根据权利要求6所述的线性废气控制阀，其特征在于，还包括：位于所述衬套一侧的第一密封圈和第一垫片，以及位于所述衬套另外一侧的第二密封圈和第二垫片，所述调节杆插入并穿过所述第一密封圈、第一垫片、第二密封圈和第二垫片。

8.根据权利要求7所述的线性废气控制阀，其特征在于，所述第一密封圈位于所述第一垫片与所述衬套之间且与所述弹簧固定器的内壁之间过盈配合，所述第一垫片用于支撑所述第一密封圈。

9.根据权利要求7所述的线性废气控制阀，其特征在于，所述第二密封圈位于所述第二垫片与所述衬套之间且与所述弹簧固定器的内壁之间过盈配合，所述第二垫片铆接固定在所述弹簧固定器的内壁上。

10.根据权利要求4所述的线性废气控制阀，其特征在于，还包括：刮碳器，所述刮碳器与所述弹簧固定器的内壁之间过盈配合，且所述调节杆插入并穿过该刮碳器。

11.根据权利要求1所述的线性废气控制阀，其特征在于，所述线性运动组件还包括：连杆结构、轴承、磁铁和阀头；

所述连杆结构固定安装在所述调节杆的一端；

所述轴承和磁铁均安装在所述连杆结构上，且所述轴承与所述传动齿轮上的、能够产生线性位移的结构相配合，从而将所述传动齿轮的旋转运动转化为线性运动组件的直线运动；

所述阀头安装在所述调节杆的另外一端。

12.根据权利要求1所述的线性废气控制阀，其特征在于，还包括：用于给所述电机提供电气连接的连接头和用于感知磁场变化的传感器。