CN109441646A - 排气背压阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排气背压阀，其包括电机控制组件、阀体组件以及连接所述电机控制组件和阀体组件的支架；所述电机控制组件包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体之间形成一个容纳腔，所述容纳腔里设置有电机和减速器；所述阀体组件包括上连接盘、下连接盘、扭簧、阀体、阀门和阀门旋转轴；所述减速器的输出轴上设置有上连接盘，所述上连接盘与下连接盘传动连接；在阀体上形成有和尾气管截面面积相同的尾气通道，阀门装配到阀门旋转轴上，并位于阀体的尾气通道内。本发明的排气背压阀在使用时，电机控制组件和阀体组件只有少部分连接，从而避免了流经尾气通道的热量直接通过阀体组件传递到电机控制组件，延长了排气背压阀的使用寿命。

Description

排气背压阀

技术领域

本发明涉及柴油机排放控制装置技术领域，特别是一种柴油机热管理系统中要求耐高温的排气背压阀。

背景技术

国六柴油机开发及应用过程中，为了满足国六排放法规，基本所有的国内外主机厂都应用到了DPF后处理器，来降低颗粒物的数量。但DPF后处理器的一个工作方式是需要主动再生或者被动再生，需要在高温下将颗粒物燃烧。但在一些车型，特别是中轻型车，发动机负荷小，尾气排温低，导致DPF后处理器再生困难以及SCR后处理器效率低。

提高发动机排气温度技术是发动机排放开发过程中热管理措施之一。一种方法是利用进气端的电控节气门控制进气量提升排气温度，另一种是在尾气端采用可控开度的电控排气背压阀控制排气量来提升排气温度，使排温能迅速达到DPF后处理再生所需的工作温度。

在排气背压阀工作中，柴油机温度过高，驱动机构齿轮传动部分、电气线束、传感器部分及电机部分因高温导致失效。另外阀体部分的阀门及回位机构处在或接近高温尾气热源中，极易因高温导致失效，降低排气背压阀的使用寿命。

发明内容

本发明目的是提供一种耐高温的排气背压阀，来解决传统背压阀在高温下工作受高温直接或辐射高温的影响而导致失效的问题，延长排气背压阀的寿命，降低用户使用成本。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种排气背压阀，其包括电机控制组件、阀体组件以及连接所述电机控制组件和阀体组件的支架；

所述电机控制组件包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体之间形成一个容纳腔，所述容纳腔里设置有电机和减速器；所述电机驱动所述减速器；

所述阀体组件包括上连接盘、下连接盘、扭簧、阀体、阀门和阀门旋转轴；

所述减速器的输出轴上设置有上连接盘，所述上连接盘与下连接盘传动连接；

所述阀体上开设有用于安装阀门旋转轴的上安装孔和下安装孔，所述阀门旋转轴的上端通过上轴承可转动地设置于所述上安装孔内，所述阀门旋转轴的下端通过下轴承可转动地设置于所述下安装孔内；并且所述阀门旋转轴的上端固定有下连接盘；

所述下连接盘与阀体之间设置有扭簧；

在阀体上形成有和尾气管截面面积相同的尾气通道，阀门装配到阀门旋转轴上，并位于阀体的尾气通道内。

可选的，所述电机设置于所述下壳体所形成的容腔内。

可选的，所述减速器包括第一主动齿轮、第一从动齿轮、第二主动轮、第二从动轮、中间轴和输出轴；

所述电机的输出轴上同轴固定设置有第一主动齿轮；所述第一从动齿轮可转动地设置于所述中间轴上，并且与所述第一主动齿轮啮合；所述第二主动轮可转动地设置于所述中间轴上，并与所述第一从动齿轮固定连接；所述第二主动轮与所述第二从动轮传动连接，所述第二从动轮同轴固定于所述输出轴上；

所述中间轴的下端固定于所述下壳体；并且所述输出轴可转动地设置于所述下壳体内；所述中间轴和输出轴均竖直设置。

可选的，所述下壳体上沿竖直方向开设有通孔，所述通孔的内壁面上向内形成有环形凸台；所述输出轴上设置有卡环，所述卡环与所述凸台的上台阶面贴合；

所述输出轴与所述通孔的内壁面之间设置有滚针轴承，所述滚针轴承位于所述卡环的上方；

所述输出轴与所述通孔的内壁面之间设置有轴套，所述轴套套设于所述输出轴上，并位于所述卡环的下方，所述轴套的上端与所述凸台的下台阶面接触，所述输出轴与所述通孔的内壁面之间还设置有密封圈，所述密封圈位于所述轴套的下方。

可选的，所述支架的上端设置于所述下壳体上，并且所述电机控制组件的输出轴穿过所述支架，连接下连接盘；所述阀体固定于所述支架的下端。

可选的，所述上轴承的上方设置有轴承挡圈，所述上轴承的下方设置有挡环。

可选的，所述上安装孔的下端形成有上台阶部，所述上安装孔的上端直径大于所述上安装孔的下端直径；所述阀门旋转轴与所述上安装孔的下端紧密接触，以使得阀门旋转轴与阀体之间形成密封。

可选的，所述阀门旋转轴上形成有轴肩，所述挡环设置于所述轴肩上。

可选的，所述下轴承的下端设置有下端盖，所述下端盖固定于所述阀体上。

可选的，所述下连接盘上形成有内凹的空间，并且开口向上设置；所述扭簧设置于所述下连接盘的外壁面上；所述下连接盘的上边缘向外翻边，形成翻边部；在所述翻边部上开设有槽；

所述上连接盘固定于所述输出轴的下端，并且形成为向下凸出的形状，所述上连接盘可以被设置于所述下连接盘内，并且所述上连接盘的边缘形成有折弯部，所述折弯部位于所述槽内。

本发明具有如下有益效果：本发明的排气背压阀在使用时，电机控制组件和阀体组件只有少部分连接，从而避免了流经尾气通道的热量直接通过阀体组件传递到电机控制组件，延长了排气背压阀的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的排气背压阀的结构示意图；

图2为电机控制组件和阀体组件连接结构图；

图中标记示意为：a-电机控制组件；b-阀体组件；1-上壳体；2-下壳体；3-支架；4-阀体；5-阀门；6-阀门旋转轴；7-下端盖；8-下轴承；9-挡环；10-上轴承；11-轴承挡圈；12-扭簧；13-下连接盘；14-上连接盘；15-密封圈；16-轴套；17-隔热减震垫；18-衬套；19-输出轴；20-滚针轴承；21-隔热板；22-第一主动齿轮；23-第一从动齿轮；24-第二主动轮；25-第二从动轮。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种排气背压阀，其包括电机控制组件、阀体组件以及连接所述电机控制组件和阀体组件的支架。

其中，所述电机控制组件包括上壳体1和下壳体2，上壳体1和下壳体2之间形成一个容纳腔，所述容纳腔里设置有电机和减速器，本实施例中，所述电机设置于所述下壳体2所形成的容腔内；所述减速器包括第一主动齿轮、第一从动齿轮、第二主动轮、第二从动轮、中间轴和输出轴。

所述电机的输出轴上同轴固定设置有第一主动齿轮；所述第一从动齿轮可转动地设置于所述中间轴上，并且与所述第一主动齿轮啮合；所述第二主动轮可转动地设置于所述中间轴上，并与所述第一从动齿轮固定连接；所述第二主动轮与所述第二从动轮传动连接，所述第二从动轮同轴固定于所述输出轴上；本实施例中，所述第二从动轮为扇形齿轮。

本实施例中，优选的，所述中间轴的上端固定于所述上壳体，下端固定于所述下壳体；并且所述输出轴可转动地设置于所述下壳体内，并且所述中间轴和输出轴均竖直设置。

本实施例中，所述下壳体上沿竖直方向开设有通孔，所述通孔的内壁面上向内形成有环形凸台；所述输出轴上设置有卡环，所述卡环与所述凸台的上台阶面贴合，并置于滚针轴承的下方，从而防止输出轴的轴向窜动，此时，所述卡环可以设置于所述输出轴的沟槽内。

所述输出轴与所述通孔的内壁面之间设置有滚针轴承，以通过所述滚针轴承保证输出轴在转动时的阻力较小；并且优选的，所述滚针轴承位于所述卡环的上方。

并且，所述输出轴与所述通孔的内壁面之间还设置有轴套，所述轴套套设于所述输出轴上，并位于所述卡环的下方，此时，所述轴套的上端与所述凸台的下台阶面接触，以保证输出轴的定位及转动稳定性；更优选地，所述输出轴与所述通孔的内壁面之间还设置有密封圈，所述密封圈位于所述轴套的下方，以防止灰尘和油污进入容纳腔。

当将所述动力输出轴安装于所述下壳体时，先将卡环卡在输出轴19的沟槽内，轴套16从下壳体2的安装孔的下端装入，将轴承从输出轴的上端套入，装配到下壳体2的安装孔的上端，在轴套16的下端装入密封圈15，这样，动力输出轴19就定位到下壳体的安装孔内。

所述支架设置于所述电机控制组件上，具体的，所述支架设置于所述下壳体2上，并且所述电机控制组件的输出轴穿过所述支架，以当将所述阀体组件固定于所述支架时，所述输出轴驱动所述阀体组件。

本实施例中，为将所述支架3固定于所述下壳体2，所述下壳体2上沿水平方向开设有固定孔(参考图1的垂直于纸面的方向，或者图2的左右方向)，在所述固定孔的两端开设有沉孔，在所述沉孔内设置有隔热减震垫，在所述隔热减震垫17的外部设置有衬套18，螺钉穿过支架3、衬套18和隔热减震垫17，将支架3固定在下壳体2上。

本实施例中，所述阀体组件包括上连接盘14、下连接盘13、扭簧12、阀体4、阀门5和阀门旋转轴6。

所述阀体固定于所述支架上，具体的，固定于所述支架的下端；所述阀门旋转轴与所述输出轴同轴，但是分离。

所述阀体4上开设有用于安装阀门旋转轴6的上安装孔和下安装孔，所述阀门旋转轴6的上端通过上轴承10可转动地设置于所述上安装孔内，所述阀门旋转轴6的下端通过下轴承8可转动地设置于所述下安装孔内；更优选地，所述上轴承10的上方设置有轴承挡圈11，以通过所述轴承挡圈11防止尾气窜出，所述上轴承10的下方设置有挡环9，以通过所述挡环防止阀门旋转轴轴向窜动，本实施例中，所述轴承挡圈11和挡环9均套设于所述阀门旋转轴6上，并且位于所述上安装孔内；本实施例中，所述上轴承10耐高温，耐磨，并能保证阀门旋转轴正常转动。

更优选的，所述上安装孔的下端形成有上台阶部，以使得所述上安装孔的上端直径大于所述上安装孔的下端直径；所述阀门旋转轴与所述上安装孔的下端紧密接触，以使得阀门旋转轴与阀体之间形成密封。

并且，所述阀门旋转轴上形成有轴肩，所述挡环9设置于所述轴肩上，更优选地，所述轴肩形成为45°的倒角，所述挡环的内周面形成为与所述轴肩配合的结构，所述挡环的外周面与所述上安装孔密封接触。

所述下轴承8的下端设置有下端盖7，所述下端盖固定于所述阀体上；所述下轴承8耐高温，耐磨，并保证阀门旋转轴正常转动；并通过所述下端盖7防止尾气窜出。

所述阀门旋转轴的上端安装有下连接盘13，所述下连接盘与阀体之间设置有扭簧，以当所述阀门旋转轴发生转动时，能够通过扭簧带动所述阀门旋转轴复位，扭簧既能保证阀门组件在电机失去控制力时回位，又能消除动力传递的空行程。

并且，所述下连接盘上形成有内凹的空间，并且开口向上设置；所述扭簧设置于所述下连接盘的外壁面上；所述下连接盘的上边缘向外翻边，形成翻边部；在所述翻边部上开设有槽。

本实施例中，所述上连接盘固定于所述输出轴的下端，并且形成为向下凸出的形状，以使得所述上连接盘可以被设置于所述下连接盘内，并且所述上连接盘的边缘形成有折弯部，所述折弯部位于所述槽内，从而实现上连接盘和下连接盘之间的传动连接。

在阀体4上形成有和尾气管截面面积相同的尾气通道，阀门5装配到阀门旋转轴6上，并位于阀体4的尾气通道内，以在所述阀门旋转轴的带动下，打开或者关闭所述尾气通道。

当安装所述阀门旋转轴时，先将下轴承8装配到阀体4的下安装孔内，将阀门5放到阀体4的尾气通道的中间，将阀门旋转轴6从阀体4的上安装孔穿入，穿过阀门5的装配孔，一直穿到下安装孔的轴承8内。

然后从上安装孔套入挡环9，再将轴承10装入安装孔。在阀体4的上端装上扭簧12，将动力传递下连接盘13固定在阀门旋转轴6的上端。保证设计的预紧角度，将阀门5固定到阀门旋转轴6上。

而且，所述隔热板固定于在所述电机控制组件的下壳体上，并且位于所述支架和电机之间，有效的阻止了热量的直接传递。

本发明的排气背压阀在使用时，在实际的应用中，耐高温的排气制动阀被安装到发动机的排气管上，尾气通过阀体4的尾气通道流过阀门5。通过电机驱动、减速机构减速，动力从输出轴19输出，通过上连接盘14向下的折弯部与下连接盘13的槽的连接，将动力传到阀门旋转轴6，从而控制阀门5关闭的位置。

而且，由于电机控制组件和阀体组件只有少部分连接，从而避免了流经尾气通道的热量直接通过阀体组件传递到电机控制组件，延长了排气背压阀的使用寿命。

本发明的排气背压阀结构紧凑、设计新颖，装配工艺、工序简单、容易操作，充分考虑了排气背压阀在高温下工作时的苛刻条件，通过上述技术方案，有效的阻止了热的直接传递和辐射。

本发明中，通过将排气背压阀分为电机控制组件和阀体组件，对应地将中心轴也上下分离设置成了两部分(输出轴和阀门旋转轴)，通过带隔热减震垫的连接装置将电机控制组件和阀体组件相连接,连接电机控制组件和阀体组件之间设置的隔热减震垫能够有效阻隔热量的直接传递，有效避免电机控制部分因温度过高而失效的问题，从而延长了装置的使用寿命。

本发明的动力输出轴下端的上连接盘有向下的折弯部，所述折弯部卡在阀体部分阀门旋转轴上端的下接盘设置的凹槽里，使动力输出轴转动时能够带阀门旋转轴转动，从而有效地控制了阀门的转动；阀体上面的扭簧既能保证阀门在电机失去控制力时回位，又能消除上连接盘和下连接盘之间动力传递的空行程。两个连接盘有一定的距离且接触很小，从而避免通过阀体尾气通道的热量直接传递到电机控制部分。

本发明不仅考虑了热的直接传递，也考虑了热的辐射，通过热分析，排气背压阀在高温下工作时，电机壳体所受辐射的高温会影响电机的使用寿命。因此在电机的外壳增加特殊隔热材料的隔热板，能有效阻止对电机的热辐射，延长电机的使用寿命，从而延长排气背压阀的寿命。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种排气背压阀，其特征在于，包括电机控制组件、阀体组件以及连接所述电机控制组件和阀体组件的支架；

所述电机控制组件包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体之间形成一个容纳腔，所述容纳腔里设置有电机和减速器；所述电机驱动所述减速器；

所述阀体组件包括上连接盘、下连接盘、扭簧、阀体、阀门和阀门旋转轴；

所述减速器的输出轴上设置有上连接盘，所述上连接盘与下连接盘传动连接；

所述阀体上开设有用于安装阀门旋转轴的上安装孔和下安装孔，所述阀门旋转轴的上端通过上轴承可转动地设置于所述上安装孔内，所述阀门旋转轴的下端通过下轴承可转动地设置于所述下安装孔内；并且所述阀门旋转轴的上端固定有下连接盘；

所述下连接盘与阀体之间设置有扭簧；

在阀体上形成有和尾气管截面面积相同的尾气通道，阀门装配到阀门旋转轴上，并位于阀体的尾气通道内。

2.根据权利要求1所述的排气背压阀，其特征在于，所述电机设置于所述下壳体所形成的容腔内。

3.根据权利要求2所述的排气背压阀，其特征在于，所述减速器包括第一主动齿轮、第一从动齿轮、第二主动轮、第二从动轮、中间轴和输出轴；

所述电机的输出轴上同轴固定设置有第一主动齿轮；所述第一从动齿轮可转动地设置于所述中间轴上，并且与所述第一主动齿轮啮合；所述第二主动轮可转动地设置于所述中间轴上，并与所述第一从动齿轮固定连接；所述第二主动轮与所述第二从动轮传动连接，所述第二从动轮同轴固定于所述输出轴上；

所述中间轴的上端固定于所述上壳体，下端固定于所述下壳体；并且所述输出轴可转动地设置于所述下壳体内；所述中间轴和输出轴均竖直设置。

4.根据权利要求3所述的排气背压阀，其特征在于，所述下壳体上沿竖直方向开设有通孔，所述通孔的内壁面上向内形成有环形凸台；所述输出轴上设置有卡环，所述卡环与所述凸台的上台阶面贴合；

所述输出轴与所述通孔的内壁面之间设置有滚针轴承，所述滚针轴承位于所述卡环的上方；

所述输出轴与所述通孔的内壁面之间设置有轴套，所述轴套套设于所述输出轴上，并位于所述卡环的下方，所述轴套的上端与所述凸台的下台阶面接触，所述输出轴与所述通孔的内壁面之间还设置有密封圈，所述密封圈位于所述轴套的下方。

5.根据权利要求1所述的排气背压阀，其特征在于，所述支架的上端设置于所述下壳体上，并且所述电机控制组件的输出轴穿过所述支架，连接下连接盘；所述阀体固定于所述支架的下端。

6.根据权利要求1所述的排气背压阀，其特征在于，所述上轴承的上方设置有轴承挡圈，所述上轴承的下方设置有挡环。

7.根据权利要求6所述的排气背压阀，其特征在于，所述上安装孔的下端形成有上台阶部，所述上安装孔的上端直径大于所述上安装孔的下端直径；所述阀门旋转轴与所述上安装孔的下端紧密接触，以使得阀门旋转轴与阀体之间形成密封。

8.根据权利要求6所述的排气背压阀，其特征在于，所述阀门旋转轴上形成有轴肩，所述挡环设置于所述轴肩上。

9.根据权利要求1所述的排气背压阀，其特征在于，所述下轴承的下端设置有下端盖，所述下端盖固定于所述阀体上。

10.根据权利要求1所述的排气背压阀，其特征在于，所述下连接盘上形成有内凹的空间，并且开口向上设置；所述扭簧设置于所述下连接盘的外壁面上；所述下连接盘的上边缘向外翻边，形成翻边部；在所述翻边部上开设有槽；

所述上连接盘固定于所述输出轴的下端，并且形成为向下凸出的形状，所述上连接盘可以被设置于所述下连接盘内，并且所述上连接盘的边缘形成有折弯部，所述折弯部位于所述槽内。