CN109854417B - 一种集成egr双蝶阀系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集成EGR双蝶阀系统，包括阀体部和联动机构，阀体部包括增压器阀体部和EGR阀体部；增压器阀体部包括增压器阀体，增压器阀体内部开设有增压器通道，增压器阀体上表面设置有增压器操纵臂，增压器操纵臂一端通过增压器弹性元件连接增压器阀片，增压器操纵臂另一端可转动的与操纵杆连接，并在操纵杆的操纵下实现运动；EGR阀体部包括EGR阀体,EGR阀体内部开设有EGR通道，EGR阀体上表面设置有EGR操纵臂，EGR操纵臂一端通过EGR弹性元件连接EGR阀片，EGR操纵臂另一端可转动的与联动机构连接，并在联动机构的带动下实现同步运动。本发明可进一步提高EGR阀的废气流通效率；能够实现且易于控制的大EGR率；并能够实现多缸排气的完全关闭。

Description

一种集成EGR双蝶阀系统

技术领域

本发明涉及发动机废气再循环领域，具体为一种集成EGR双蝶阀系统。

背景技术

随着环保排放法规要求日益严苛，能够有效降低发动机排放物的EGR技术得到快速发展，阀门控制的EGR系统目前已经是国内外先进内燃机中普遍采用的技术。EGR阀作为EGR系统的核心部件，其布置方式和响应性能都会对EGR系统性能产生重要影响， EGR阀结构的创新已成为EGR技术发展的关键。

目前的EGR阀大部分采用单蝶阀结构，通过调整蝶阀的相位来控制流向EGR通道和增压器通道的流通面积比，进而控制EGR率，采用这种方法的EGR阀，EGR通道和增压器通道的废气流通面积最大仅为蝶阀面积的一半，废气流通效率较低。

现有的一种双通道EGR阀，虽然实现了较大的废气流通面积，但是连接两阀片的驱动轴为细长轴，加工难度较大，装配工艺复杂；该EGR阀的双通道均为废气循环通道，该阀布置于EGR管路上，故双通道对应需要有两条EGR管路，占用空间较大。

目前的EGR阀系统要么无法实现更大EGR率，要么无法实现EGR通道和增压器部分通道的同时关闭，即实现某缸或某部分气缸(本例中为四、五、六缸)排气的完全关闭。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种进一步提高EGR阀的废气流通效率；能够实现且易于控制的大EGR率；能够实现某缸或某几缸(本例中为四、五、六缸)排气的完全关闭。

一种集成EGR双蝶阀系统，其特征在于，包括阀体部和联动机构，所述阀体部包括两个并排排布的增压器阀体部和EGR阀体部；

所述增压器阀体部包括增压器阀体，增压器阀体内部开设有增压器通道，所述增压器阀体上表面设置有增压器操纵臂，增压器操纵臂一端通过增压器弹性元件连接增压器阀片，所述增压器操纵臂另一端可转动的与操纵杆连接，并在操纵杆的操纵下实现运动；

所述EGR阀体部包括EGR阀体, EGR阀体内部开设有EGR通道，所述EGR阀体上表面设置有EGR操纵臂，EGR操纵臂一端通过EGR弹性元件连接EGR阀片，所述EGR操纵臂另一端可转动的与联动机构连接，并在联动机构的带动下实现同步运动；

进一步的，所述联动机构包括套筒、拉杆和连接头；

连接头具有两个，两个连接头分别装配在增压器操纵臂和EGR操纵臂顶部；所述连接头之间依次连接有拉杆和套筒。

进一步的，所述增压器弹性元件套设在增压器操纵臂的底部外围；

所述EGR弹性元件套设在EGR操纵臂的底部外围。

进一步的，增压器弹性元件是具有压缩弹簧功能的弹性元件；

EGR弹性元件是兼具压缩弹簧功能和扭转弹簧功能的组合弹性元件，或同时采用具有压缩弹簧功能的弹性元件和具有扭转弹簧功能的弹性元件。

进一步的，所述增压器操纵臂和EGR操纵臂结构一致，其中增压器操纵臂包括相互垂直的竖直部和水平部。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

发明所涉及EGR阀技术方案采用了双蝶阀设计，增加了废气流通面积，提高了废气流通效率；

采用可伸缩的联动连杆机构，实现了双阀片的同步旋转和异步旋转，实现了EGR率在0~最大EGR率（本例为50%）范围内的连续变化；也实现了增压器通道和EGR通道同时关闭的功能。从而，大大提升了发动机的性能。

采用双操纵臂的联动机构，巧妙且占用空间小，进一步提升了发动机的紧凑性。

附图说明

下面将通过附图详细描述本发明中的实施例，将有助于理解本发明的目的和优点，其中：

图1为EGR阀总成结构示意图。

图2为联动机构的结构示意图。

图3为废气全部进入增压器通道（EGR率=0）状态。

图4为废气部分进入增压器通道，部分进入EGR通道（中间过程）状态。

图5为废气全部进入EGR通道（本例中EGR率=50%）状态。

图6为增压器通道、EGR通道同时关闭状态，即某缸或某几缸(本例中为四、五、六缸)排气的完全关闭状态。

图7为第一极限位置联动机构拉伸状态。

图8为第二极限位置联动机构压缩状态。

图9为增压器操纵臂局部示意图。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

本专利拟应用于（但不限于）六缸发动机中，该发动机第一、二、三缸共用一路排气通道，第四、五、六缸共用一路排气通道。本专利将第四、五、六缸排气管道设计成双通道，一通道与涡轮增压器（后文称作增压器通道）相连接，另一通道与EGR管路（后文称作EGR通道）相连接，在两通道中分别内置阀片6和阀片8；两阀片分别与操纵臂2、操纵杆连接，两操纵臂通过联动机构3相连，增压器操纵臂与操纵杆1相连接，操纵杆1在执行机构的拉或推动下，带动增压器操纵臂2、联动机构3和EGR操纵臂4的关联运动，其中联动机构可以实现增压器操纵臂2和EGR操纵臂4的同步和异步运动，进而实现EGR阀片6和增压器阀片8的同步和异步转动。

一种集成EGR双蝶阀系统，其特征在于，包括阀体部和联动机构3，所述阀体部包括两个并排排布的增压器阀体部和EGR阀体部；

所述增压器阀体部包括增压器阀体7，增压器阀体7内部开设有增压器通道11，所述增压器阀体7上表面设置有增压器操纵臂2，增压器操纵臂一端通过增压器弹性元件9连接增压器阀片8，所述增压器操纵臂2另一端可转动的与操纵杆1连接，并在操纵杆1的操纵下实现运动；

所述EGR阀体部包括EGR阀体13, EGR阀体13内部开设有EGR通道12，所述EGR阀体13上表面设置有EGR操纵臂4，EGR操纵臂一端通过EGR弹性元件5连接EGR阀片6，所述EGR操纵臂4另一端可转动的与联动机构3连接，并在联动机构3的带动下实现同步运动；

进一步的，所述联动机构包括套筒15、拉杆10和连接头14；

连接头具有两个，两个连接头14分别装配在增压器操纵臂2和EGR操纵臂4顶部；所述连接头之间依次连接有拉杆10和套筒15。

进一步的，所述增压器弹性元件9套设在增压器操纵臂2的底部外围；

所述EGR弹性元件5套设在EGR操纵臂2的底部外围。

进一步的，增压器弹性元件9是具有压缩弹簧功能的弹性元件；

EGR弹性元件5是兼具压缩弹簧功能和扭转弹簧功能的组合弹性元件，或同时采用具有压缩弹簧功能的弹性元件和具有扭转弹簧功能的弹性元件。

进一步的，所述增压器操纵臂和EGR操纵臂结构一致，其中增压器操纵臂2包括相互垂直的竖直部2.2和水平部2.1。如图9所示。

工作原理如下：

本EGR阀系统总成是通过多连杆机构的运动实现双EGR阀的联动开启和关闭的，通过两阀的同步和异步运动，实现位置和运动状态的连续可调。

具体工作过程如下：

假设将图3所示位置设为初始位置（初始位置根据实际需要设定，理论上任一位置均可），此时，EGR阀片6在EGR弹性元件5预紧力的作用下处于关闭状态，即EGR通道完全关闭，EGR率为0；

在操纵杆1的作用力（拉力和推力）下，增压器操纵臂2绕增压器阀片8中心轴转动，通过联动机构3带动EGR操纵臂4转动。在操纵杆1推力作用下，增压器操纵臂2绕增压器阀片8中心轴转动（沿屏幕顺时针方向），增压器操纵臂2推动联动机构3运动，进而带动EGR操纵臂4转动；运动过程中，增压器阀片8的开度由最大逐渐减小，同时，EGR阀片6的开度由最小逐渐增大，两阀开度达到某一中间状态（如图4所示）；两阀继续转动直至增压器阀片8关闭，同时EGR阀片6开度最大，此状态下，EGR率达到最大（本例达到50%），阀片和机构状态如图5和图8所示。

从初始位置到第二极限位置（EGR率最大位置）运动过程中，联动机构3始终处于被压缩状态，增压器操纵臂2和EGR操纵臂4的转动是同步的，EGR阀片6和增压器阀片8的转动也是同步的。

在操纵杆1拉作用下，增压器操纵臂2绕增压器阀片8中心轴转动（沿屏幕逆时针方向），增压器操纵臂2拉动拉杆10运动，拉杆10沿套筒15轴向方向运动，直至增压器阀片8关闭，此时，EGR阀片6和增压器阀片8均处于关闭状态，状态如图6和图7所示。此运动过程，拉杆10与套筒15产生相对移动，套筒15和EGR操纵臂4处于静止状态。

从初始位置到第一极限位置（EGR阀片6和增压器阀片8均处于关闭状态）运动过程中，拉杆10处于被拉伸状态，增压器操纵臂2和增压器阀片8同步转动至第一极限位置；增压器操纵臂2和增压器阀片8转动过程中，套筒15、EGR操纵臂4及EGR阀片6始终处于初始状态位置。

EGR系统机构从初始位置运动到第一极限位置和第二极限位置过程中，EGR阀片6和增压器阀片8通过联动机构3实现了同步和异步运动，从而实现了不同EGR阀开度和位置的控制。

从初始位置（图3所示）到第二极限位置（图5所示）过程中，实现了EGR率在0~最大EGR率（本例为50%）范围内连续变化。

最后应说明的是：以上实施例仅用于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范围。

Claims (3)

1.一种集成EGR双蝶阀系统，其特征在于，包括阀体部和联动机构（3），所述阀体部包括两个并排排布的增压器阀体部和EGR阀体部；

所述增压器阀体部包括增压器阀体（7），增压器阀体（7）内部开设有增压器通道（11），所述增压器阀体（7）上表面设置有增压器操纵臂（2），增压器操纵臂（2）一端通过增压器弹性元件（9）连接增压器阀片（8），所述增压器操纵臂（2）另一端可转动的与操纵杆（1）连接，并在操纵杆（1）的操纵下实现运动；

所述EGR阀体部包括EGR阀体（13）, EGR阀体（13）内部开设有EGR通道（12），所述EGR阀体（13）上表面设置有EGR操纵臂（4），EGR操纵臂（4）一端通过EGR弹性元件（5）连接EGR阀片（6），所述EGR操纵臂（4）另一端可转动的与联动机构（3）连接，并在联动机构（3）的带动下实现同步运动；

操纵杆（1）在执行机构的拉或推动下，带动增压器操纵臂（2）、联动机构（3）和EGR操纵臂（4）的关联运动，其中联动机构可以实现增压器操纵臂（2）和EGR操纵臂（4）的同步和异步运动，进而实现EGR阀片（6）和增压器阀片（8）的同步和异步转动；

所述联动机构包括套筒（15）、拉杆（10）和连接头（14）；

连接头具有两个，两个连接头（14）分别装配在增压器操纵臂（2）和EGR操纵臂（4）顶部；所述连接头之间依次连接有拉杆（10）和套筒（15）；所述增压器操纵臂和EGR操纵臂结构一致，其中增压器操纵臂（2）包括相互垂直的竖直部（2.2）和水平部（2.1）。

2.如权利要求1所述的一种集成EGR双蝶阀系统，其特征在于，

所述增压器弹性元件（9）套设在增压器操纵臂（2）的底部外围；

所述EGR弹性元件（5）套设在EGR操纵臂（4 ）的底部外围。

3.如权利要求1所述的一种集成EGR双蝶阀系统，其特征在于，

增压器弹性元件（9）是具有压缩弹簧功能的弹性元件；

EGR弹性元件（5）是兼具压缩弹簧功能和扭转弹簧功能的组合弹性元件，或同时采用具有压缩弹簧功能的弹性元件和具有扭转弹簧功能的弹性元件。

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