CN108071526B - 排气回流阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种EGR阀，该EGR阀能够在外壳的比密封构件靠流路侧的位置形成袋空间的一部分防止发生因冷凝水导致的腐蚀。EGR阀(1)具有：阀外壳(10A)，包括流路(6)；阀座(7)，配置于流路，并包括阀孔(7a)；阀芯(8)，在流路以能够落位于阀座的方式设置；旋转轴(9)，为了使阀芯相对于阀座开闭而旋转；轴承(11)、轴承(12)，使旋转轴以能够旋转的方式支承于阀外壳；唇形密封(13)，在流路与轴承之间设置在旋转轴与阀外壳之间，由弹性体形成；以及袋空间(16)，形成于流路与唇形密封之间。EGR阀配置为，在车辆搭载状态下，旋转轴水平地延伸，在阀外壳设有排水通路(17)，该排水通路与袋空间的最下部相对应，从袋空间向流路连通。

Description

排气回流阀

技术领域

本发明涉及一种排气回流阀，该排气回流阀设于发动机系统，用于调节流经排气回流通路的排气回流气体的流量。

背景技术

以往，作为这种技术，例如公知下述专利文献1所述的包括双重偏心阀的排气回流阀(EGR阀)。该双重偏心阀构成为，其能够实现在全闭时的密封性的提高、以及在阀芯转动时防止阀芯与阀座之间的拖曳导致的磨损。即，双重偏心阀具有包括阀孔和形成于阀孔的边缘部的座面的阀座、在外周形成有与座面相对应的密封面的阀芯、使阀芯转动的旋转轴、驱动旋转轴使其旋转的驱动机构以及支承旋转轴的轴承。阀座和阀芯配置在形成于阀外壳的流路。流路以阀座为分界地相对于流体的流动分为上游侧流路和下游侧流路，阀芯配置在上游侧流路。

在此，在图9中，利用剖视图表示EGR阀的一部分。与流路51相邻地在旋转轴52与阀外壳53之间设有橡胶制的唇形密封54。唇形密封54利用沉积物防护件55从流路51隔离，该沉积物防护件55在比该唇形密封54靠流路51的一侧形成于阀外壳53的一部分。通过沉积物防护件55，防止沉积物从流路51向唇形密封54的一侧侵入。在旋转轴52与沉积物防护件55之间形成有用于限制沉积物的侵入并容许旋转轴52的旋转的程度的间隙56。此外，在阀外壳53中，在沉积物防护件55与唇形密封54之间形成有以间隙56为入口的袋空间57。在此，能够由SUS形成旋转轴52，由铝形成阀外壳53。在图9中，“58”表示设于流路51的阀座的一部分，“59”表示固定于旋转轴52的顶端部的阀芯的一部分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2016/002599号

发明内容

发明要解决的问题

但是，在专利文献1所述的EGR阀中，如图9所示，能够假定这样的情况，即，以旋转轴52水平地延伸的方式将EGR阀配置于汽车来使用。因此，例如，在发动机的低温起动时，若EGR气体从流路51经由间隙56向袋空间57侵入，则有可能导致在袋空间57之中产生冷凝水，该冷凝水不排出而残留在袋空间57。若该冷凝水强氧化，则有可能导致在阀外壳53的形成袋空间57的部分发生腐蚀、腐蚀进展，有可能导致唇形密封54的密封功能受损。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供这样的排气回流阀，即，能够在外壳的比密封构件靠流路侧的位置形成袋空间的一部分防止发生因冷凝水导致的腐蚀。

用于解决问题的方案

为了达成上述目的，技术方案1所述的发明的主旨在于，该排气回流阀具有：外壳，其包括供排气回流气体流动的流路；阀座，其配置于流路，并包括阀孔；阀芯，其在流路以能够落位于阀座的方式设置；旋转轴，其为了使阀芯相对于阀座开闭而旋转；轴承，其用于使旋转轴以能够旋转的方式支承于外壳；密封构件，其在流路与轴承之间设置在旋转轴与外壳之间，由弹性体形成；以及袋空间，其在流路与密封构件之间形成在旋转轴与外壳之间，排气回流阀构成为，通过从阀芯落位于阀座的全闭状态使旋转轴旋转，阀芯进行开阀动作，排气回流阀配置为，在车辆搭载状态下，其旋转轴水平地延伸，在外壳设有排水通路，该排水通路至少与袋空间的最下部相对应，并从袋空间向流路连通。

根据上述发明的结构，即使在外壳的袋空间产生冷凝水，该冷凝水经由至少与袋空间的最下部相对应地设置的排水通路从袋空间向流路排出。因而，残留于袋空间的冷凝水减少。假设即使冷凝水中的微少量氧化物残留于袋空间，接下来通过在袋空间产生的冷凝水，微少量氧化物被稀释，并经由排水通路向流路排出。

为了达成上述目的，根据技术方案1所述的发明，技术方案2所述的发明的主旨在于，外壳包括在流路与密封构件之间的第1内壁部以及与第1内壁部相连续并且密封构件的径向外周面所接触的第2内壁部，在第1内壁部、和第2内壁部的至少靠流路侧的一部分形成有防锈覆膜。

根据上述发明的结构，除了具有技术方案1所述的发明的作用，还具有以下作用，即，由于在第1内壁部、和第2内壁部的至少靠流路侧的一部分形成有防锈覆膜，因此即使在袋空间残留微少量氧化物，也能够利用防锈覆膜抑制第1内壁部的腐蚀。此外，能够利用防锈覆膜抑制冷凝水从袋空间向密封构件与第2内壁部之间侵入。

为了达成上述目的，根据技术方案2所述的发明，技术方案3所述的发明的主旨在于，防锈覆膜的顶端部并且是密封构件的径向外周面所接触的部分形成为锥形。

根据上述发明的结构，除了具有技术方案2所述的发明的作用，还具有以下作用，即，在将密封构件组装于旋转轴与外壳之间时，使密封构件从形成于第2内壁部的防锈覆膜的顶端部向防锈覆膜的方向移动。这时，由于防锈覆膜的顶端部形成为锥形，因此密封构件的径向外周面顺畅地向防锈覆膜的方向移动。

为了达成上述目的，根据技术方案2或3所述的发明，技术方案4所述的发明的主旨在于，防锈覆膜由树脂类材料形成。

根据上述发明的结构，除了具有技术方案2或3所述的发明的作用，还具有以下作用，即，由于防锈覆膜由树脂类材料形成，因此，用于形成防锈覆膜的、在第2内壁部上的材料涂布变得容易。

为了达成上述目的，根据技术方案2～4中任一项所述的发明，技术方案5所述的发明的主旨在于，在袋空间中，在旋转轴与第1内壁部之间设有与旋转轴一体地旋转的叶片。

根据上述发明的结构，除了具有技术方案2～4中任一项所述的发明的作用，还具有以下作用，即，在使阀芯开闭时，叶片与旋转轴一同旋转，该叶片与第1内壁部滑动接触，从而附着于第1内壁部的碳被向袋空间扫落。

发明的效果

根据技术方案1所述的发明，能够在外壳的比密封构件靠流路侧的位置形成袋空间的一部分防止发生因冷凝水导致的腐蚀。

根据技术方案2所述的发明，除了具有技术方案1所述的发明的效果，还具有以下效果，即，能够在形成袋空间的第1内壁部和密封构件的径向外周面所接触的第2内壁部19防止因冷凝水产生的腐蚀。此外，能够在旋转轴与外壳之间防止密封构件的位置偏移。

根据技术方案3所述的发明，除了具有技术方案2所述的发明的效果，还能够提高将密封构件组装于旋转轴与外壳之间的组装性。

根据技术方案4所述的发明，除了具有技术方案2或3所述的发明的效果，还能够使防锈覆膜在第2内壁部上的形成容易化。

根据技术方案5所述的发明，除了具有技术方案2～4中任一项所述的发明的效果，还能够防止碳在袋空间的堆积。

附图说明

图1涉及第1实施方式，是表示EGR阀的纵剖视图。

图2涉及第1实施方式，是表示图1的虚线四边形之中的放大剖视图。

图3涉及第1实施方式，是表示EGR阀的图2的A-A线剖视图。

图4涉及第2实施方式，是表示EGR阀的一部分的、以图2为基准的放大剖视图。

图5涉及第3实施方式，是表示EGR阀的一部分的剖视图。

图6涉及第3实施方式，是表示图5的虚线四边形之中的放大剖视图。

图7涉及第4实施方式，是表示EGR阀的一部分的放大剖视图。

图8涉及第4实施方式，是表示EGR阀的图7的B-B线剖视图。

图9涉及以往的例子，是表示EGR阀的一部分的剖视图。

附图标记说明

1、EGR阀(排气回流阀)；6、流路；6A、上游侧流路；7、阀座；7a、阀孔；8、阀芯；9、旋转轴；10、外壳；10A、阀外壳；11、第1轴承；12、第2轴承；13、唇形密封(密封构件)；13a、径向外周面；14、沉积物防护件；15、间隙；16、袋空间；17、排水通路；18、第1内壁部；19、第2内壁部；20、防锈覆膜；20a、顶端部；21、凸部；22、叶片。

具体实施方式

<第1实施方式>

以下，参照附图，对于将该发明的排气回流阀具体化于汽车的汽油发动机系统的第1实施方式详细地进行说明。

在图1中，利用纵剖视图表示排气回流阀(EGR阀)1。图1表示设于汽车的发动机舱之中的EGR阀1的配置状态，上侧表示顶部，下侧表示底部。该EGR阀1为了调节EGR气体流量而设于排气回流通路(EGR通路)，该排气回流通路(EGR通路)使从发动机向排气通路排出的排气的一部分作为排气回流气体(EGR气体)向进气通路流动并向发动机回流。

在该实施方式中，EGR阀1由开度可变的电动阀构成。EGR阀1优选地具有大流量、高响应以及高分解度的特性。因此，在该实施方式中，EGR阀1的结构例如能够采用日本专利第5759646号公报所述的“双重偏心阀”作为基本结构。该双重偏心阀与大流量控制相对应地构成。

该EGR阀1具有由双重偏心阀构成的阀部2、内置有马达的马达部(省略图示)以及包括多个齿轮的减速机构部3。阀部2包括供EGR气体流动的流路6，在流路6之中配置有阀座7、阀芯8以及旋转轴9的顶端部。马达的旋转力借助减速机构部3向旋转轴9传递。

图1表示阀芯8落位于阀座7的全闭状态。在流路6的台阶部6a装入有阀座7。阀座7形成为圆环状，并在中央具有阀孔7a。阀芯8形成为圆板状，并以能够落位于阀座7的方式设置。阀芯8固定于旋转轴9的顶端部。旋转轴9为了使阀芯8相对于阀座7开闭而旋转。在图1中，流路6以阀座7为分界地分为EGR气体的流动的上游侧流路6A和下游侧流路6B。在该实施方式中，比阀座7靠下的位置表示上游侧流路6A，比阀座7靠上的位置表示下游侧流路6B。阀芯8和旋转轴9配置于上游侧流路6A。上游侧流路6A经由EGR通路与排气通路相连接。下游侧流路6B经由EGR通路与进气通路相连接。

如图1所示，作为主要的构成要素，EGR阀1除了具有阀座7、阀芯8以及旋转轴9之外，还具有外壳10。外壳10包括：铝制的阀外壳10A，其包括阀部2等；以及合成树脂制的端框架10B，其用于封闭阀外壳10A的开口端。阀座7、阀芯8以及旋转轴9设于阀外壳10A。阀芯8固定于旋转轴9的自由端即顶端部的销9a。此外，旋转轴9将销9a的相反侧作为基端部9b，旋转轴9利用该基端部9b悬臂支承于阀外壳10A。旋转轴9的基端部9b借助第1轴承11和第2轴承12以能够旋转的方式支承于阀外壳10A，该第1轴承11和第2轴承12互相分离地配置。第2轴承12配置在比第1轴承11离流路6近的一侧。在该实施方式中，省略对马达部、减速机构部3等的详细说明。

因而，如图1所示，通过从阀芯8落位于阀座7的全闭状态使旋转轴9旋转(正转)，阀芯8与旋转轴9一同转动，阀芯8相对于阀座7进行开阀动作。另一方面，通过从阀芯8的开阀状态使旋转轴9反转，阀芯8与旋转轴9一同向相反方向转动，阀芯8相对于阀座7进行闭阀动作。

在图2中，利用放大剖视图表示图1的虚线四边形S1之中的结构。在图3中，利用图2的A-A线剖视图表示EGR阀1。如图1所示，EGR阀1配置为，在搭载于汽车的状态下，其旋转轴9水平地延伸。如图1～图3所示，在流路6与第2轴承12之间，并且在旋转轴9与阀外壳10A之间设有由弹性体形成的唇形密封13。弹性体能够使用天然橡胶或合成橡胶等全部橡胶类(弹性体)。唇形密封13相当于本发明的密封构件的一例。唇形密封13隔着沉积物防护件14从流路6隔离，该沉积物防护件14与流路6相邻地形成于阀外壳10A。通过该沉积物防护件14的存在，能够抑制沉积物从流路6向唇形密封13的一侧侵入。在旋转轴9与沉积物防护件14之间形成有用于限制沉积物的侵入并且容许旋转轴9的旋转的程度的间隙15。此外，在阀外壳10A中，在沉积物防护件14与唇形密封13之间，并且在旋转轴9与阀外壳10A之间形成有以间隙15为入口的袋空间16。在该实施方式中，旋转轴9由SUS形成，阀外壳10A由铝形成。

在此，在发动机的低温起动时，若EGR气体从上游侧流路6A经由间隙15侵入到袋空间16，则有可能导致在袋空间16之中产生冷凝水，该冷凝水无法排出而残留在袋空间16。若该冷凝水强氧化，则有可能导致在阀外壳10A的形成袋空间16的部分发生腐蚀、腐蚀进展，并有可能导致唇形密封13的密封功能受损。因此，该实施方式的EGR阀1具有如下的防腐蚀构造。

如图2、图3所示，该实施方式的防腐蚀构造具有在沉积物防护件14形成为孔状的排水通路17。排水通路17在上游侧流路6A与袋空间16之间与袋空间16的最下部相对应地形成于沉积物防护件14。排水通路17从袋空间16向上游侧流路6A连通。

根据以上说明的该实施方式的EGR阀1的结构，即使在阀外壳10A的袋空间16产生冷凝水，该冷凝水也会经由设于袋空间16的最下部的排水通路17从袋空间16向上游侧流路6A排出。因而，残留于袋空间16的冷凝水减少。此外，假设即使冷凝水中的微少量氧化物残留于袋空间16，接下来通过在袋空间16产生的冷凝水，微少量氧化物被稀释，并经由排水通路17向上游侧流路6A排出。因此，能够在阀外壳10A的一部分防止发生因冷凝水导致的腐蚀，该阀外壳10A的一部分是指，在比唇形密封13靠流路6的一侧形成袋空间16的阀外壳10A的一部分。

<第2实施方式>

接着，参照附图，对于将该发明的EGR阀具体化于汽车的汽油发动机系统的第2实施方式详细地进行说明。

另外，在以下的说明中，对于与第1实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记，并省略说明，以不同的点为中心进行说明。在该实施方式中，在防腐蚀构造这一点上，与第1实施方式的结构不同。

在该实施方式，作为设有EGR阀1的EGR通路，假定这样的类型，即，EGR通路的入口与比催化剂靠下游的排气通路相连接。沉积物几乎不会侵入到该类型的EGR通路，沉积物也几乎不会流到EGR阀1的流路6。因此，在该实施方式的EGR阀1中，省略用于隔离上游侧流路6A和袋空间16的沉积物防护件。

在图4中，利用以图2为基准的放大剖视图表示EGR阀1的一部分。如图4所示，在该实施方式中，阀外壳10A的与流路6相邻的部分与旋转轴9的整周相对应地成为排水通路17。另外，阀外壳10A具有在流路6和唇形密封13之间的第1内壁部18(在图4中以E1表示的范围的内壁部)以及与第1内壁部18相连续并且唇形密封13的径向外周面13a所接触的第2内壁部19(在图4中以E2表示的范围的内壁部)。在第1内壁部18的大部分和第2内壁部19的靠流路6侧的一部分形成有防锈覆膜20。该防锈覆膜20由树脂材料形成。在该实施方式中，使用特氟隆(注册商标)涂敷、环氧(阳离子)等材料作为树脂材料。通过将这些材料涂布、烧结于第1内壁部18和第2内壁部19，能够形成防锈覆膜20。

但是，由特氟隆涂敷、环氧等树脂材料形成的防锈覆膜20的摩擦系数比较小，因此，在组装了唇形密封13时，有可能导致在唇形密封13与防锈覆膜20之间产生滑动，导致唇形密封13位置偏移。因此，在该实施方式中，将在唇形密封13的径向外周面13a中防锈覆膜20所接触的部分作为该外周面13a的靠流路6侧的一半，该外周面13a的靠第2轴承12侧的一半与第2内壁部19直接接触。

此外，在图4中，在旋转轴9的上侧并且在阀座7与袋空间16之间设有用于缩窄排水通路17的凸部21。通过该凸部21防止唇形密封13向上游侧流路6A脱落。

根据以上说明的该实施方式的EGR阀1的结构，由于在袋空间16产生的冷凝水经由排水通路17从袋空间16向上游侧流路6A排出，因此，能够得到与第1实施方式同等的作用和效果。另外，根据该实施方式的结构，由于在第1内壁部18和第2内壁部19的至少靠流路6侧的一部分形成有防锈覆膜20，因此，即使在袋空间16残留微少量氧化物，也能够利用防锈覆膜20抑制第1内壁部18的腐蚀。此外，能够利用防锈覆膜20抑制冷凝水从袋空间16向唇形密封13与第2内壁部19之间侵入。因此，能够在形成袋空间16的第1内壁部18以及唇形密封13的径向外周面13a所接触的第2内壁部19防止发生因冷凝水导致的腐蚀。此外，唇形密封13的径向外周面13a的一部分不是与防锈覆膜20直接接触，而是与摩擦系数比较大的第2内壁部19直接接触。因此，能够在旋转轴9与阀外壳10A之间防止唇形密封13的位置偏移。

此外，根据该实施方式的结构，由于防锈覆膜20由树脂系材料形成，因此，用于形成防锈覆膜20的、在第2内壁部19上的材料涂布变得容易。因此，能够使防锈覆膜20在第2内壁部19上的形成容易化。

<第3实施方式>

接着，参照附图，对于将该发明的EGR阀具体化于汽车的汽油发动机系统的第3实施方式详细地进行说明。

在该实施方式中，在防腐蚀构造这一点上与所述第2实施方式的结构不同。在图5中，利用剖视图表示EGR阀1的一部分。在图6中，利用放大剖视图表示图5的虚线四边形S2之中的结构。如图5、图6所示，在该实施方式中，防锈覆膜20的顶端部20a并且是唇形密封13的径向外周面13a所接触的部分形成为锥形。在此，如图6所示，能够将防锈覆膜20的厚度α设定为“20μm”左右。

因而，根据该实施方式的结构，除了能得到第2实施方式的作用和效果，还能够得到以下的作用和效果。即，在将唇形密封13组装于旋转轴9与阀外壳10A之间时，使唇形密封13从形成于第2内壁部19的防锈覆膜20的顶端部向防锈覆膜20的方向移动。这时，由于防锈覆膜20的顶端部20a形成为锥形，因此，唇形密封13的径向外周面13a顺畅地向防锈覆膜20的方向移动。因此，能够提高将唇形密封13组装于旋转轴9与阀外壳10A之间的组装性。

<第4实施方式>

接着，参照附图，对于将该发明的EGR阀具体化于汽车的汽油发动机系统的第4实施方式详细地进行说明。

在该实施方式中，在防腐蚀构造这一点上与所述第2实施方式的结构不同。在图7中，利用放大剖视图表示EGR阀1的一部分。在图8中，利用图7的B-B线剖视图表示EGR阀1。如图7、图8所示，在该实施方式中，在袋空间16中，在形成于第1内壁部18的防锈覆膜20与旋转轴9之间设有与旋转轴9一体地旋转的叶片22。如图8所示，该叶片22具有以旋转轴9为中心地、以等角度间隔配置的四个翼22a，这些翼22a的外周以能够接触防锈覆膜20的方式设置。该叶片22为了除去欲从上游侧流路6A侵入到袋空间16的碳、在袋空间16产生的冷凝水而与旋转轴9一体地旋转。

因而，根据该实施方式的结构，除了能够得到第2实施方式的作用和效果，还能够得到如下的作用和效果。即，在该EGR阀1中，在使阀芯8开闭时，叶片22与旋转轴9一同旋转，该叶片22与第1内壁部18滑动接触，从而附着于第1内壁部18的碳被向袋空间16扫落。此外，被扫落到袋空间16的碳经由排水通路17向上游侧流路6A排出。因此，能够防止碳在袋空间16的堆积。

另外，本发明并不限定于所述各实施方式，在不脱离发明的宗旨的范围内，也能够适当地变更结构的一部分并实施。

(1)在所述第2实施方式～第4实施方式中，从流路6与袋空间16之间省略了沉积物防护件14，但也可以是，对第2实施方式～第4实施方式的结构设置沉积物防护件，并且设置孔状的排水通路。

(2)在所述第4实施方式中，通过使叶片22的翼22a倾斜，能够将被扫落的碳向排水通路17引导。

(3)在所述第2实施方式～第4实施方式中，使唇形密封13的径向外周面13a的一部分与防锈覆膜20接触地设置，但也能够设为使唇形密封的径向外周面的全部与防锈覆膜接触。

产业上的可利用性

本发明能够应用于设于发动机的排气回流装置(EGR装置)。

Claims (6)

1.一种排气回流阀，该排气回流阀具有：

外壳，其包括供排气回流气体流动的流路；

阀座，其配置于所述流路，并包括阀孔；

阀芯，其在所述流路以能够落位于所述阀座的方式设置；

旋转轴，其为了使所述阀芯相对于所述阀座开闭而旋转；

轴承，其用于使所述旋转轴以能够旋转的方式支承于所述外壳；

密封构件，其在所述流路与所述轴承之间设置在所述旋转轴与所述外壳之间，由弹性体形成；以及

袋空间，其在所述流路与所述密封构件之间形成在所述旋转轴与所述外壳之间，

排气回流阀构成为，通过从所述阀芯落位于所述阀座的全闭状态使所述旋转轴旋转，所述阀芯进行开阀动作，该排气回流阀的特征在于，

所述排气回流阀配置为，在车辆搭载状态下，所述旋转轴水平地延伸，

在所述外壳设有排水通路，该排水通路至少与所述袋空间的最下部相对应，并从所述袋空间向所述流路连通。

2.根据权利要求1所述的排气回流阀，其特征在于，

所述外壳包括在所述流路与所述密封构件之间的第1内壁部以及与所述第1内壁部相连续并且所述密封构件的径向外周面所接触的第2内壁部，

在所述第1内壁部、和所述第2内壁部的至少靠所述流路侧的一部分形成有防锈覆膜。

3.根据权利要求2所述的排气回流阀，其特征在于，

所述防锈覆膜的顶端部并且是所述密封构件的所述径向外周面所接触的部分形成为锥形。

4.根据权利要求2所述的排气回流阀，其特征在于，

所述防锈覆膜由树脂类材料形成。

5.根据权利要求3所述的排气回流阀，其特征在于，

所述防锈覆膜由树脂类材料形成。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的排气回流阀，其特征在于，

在所述袋空间中，在所述旋转轴与所述第1内壁部之间设有与所述旋转轴一体地旋转的叶片。

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