CN110439714A - 发动机的排放气体控制阀 - Google Patents

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CN110439714A CN201811049706.1A CN201811049706A CN110439714A CN 110439714 A CN110439714 A CN 110439714A CN 201811049706 A CN201811049706 A CN 201811049706A CN 110439714 A CN110439714 A CN 110439714A
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Abstract

一种发动机的排放气体控制阀，所述发动机包括：多个发动机排气口、催化转化器、多个燃烧室以及排放气体再循环管线，所述排放气体控制阀包括阀体以及阀片组件，所述阀体具有：进气端口，其仅与所述多个发动机排气口的一些连通；排气端口，其与所述催化转化器连通；以及再循环端口，其与所述EGR管线连通；所述阀片组件，其能够转动地安装在阀体处，以在打开所述排气端口和再循环端口的一个的同时，阻塞所述排气端口和再循环端口的另一个。

Description

发动机的排放气体控制阀
技术领域
本公开涉及一种控制发动机的排放气体流动的阀。
背景技术
为了减少排放气体中的氮氧化物，发动机执行将排放气体再循环回到进气侧的排放气体再循环(EGR)，并且应当供应足够的EGR气体以用于稳定的EGR操作。
另外，在发动机的冷启动期间，用于净化排放气体中的有害物质的催化转化器的催化剂应当能够快速地达到LOT(起燃温度)。为此，应当能够尽可能多地将排放气体的能量输送至催化剂。
以上陈述仅仅旨在帮助理解本公开的背景技术，而不意为本公开落入本领域技术人员公知的相关技术的范围内。
发明内容
本公开已考虑到发生在相关技术中的以上问题，并且本公开旨在提出一种发动机的排放气体控制阀，其在发动机的冷启动的初期阶段将全部的排放气体供应到催化转化器，从而可以快速地完成催化剂的激活，而且在需要发动机的EGR的行驶条件的状态中，可以向发动机供应足够的EGR气体，同时尽可能地使用最少量的零件和空间。
一种发动机的排放气体控制阀，所述发动机包括：多个发动机排气口、催化转化器、多个燃烧室以及排放气体再循环(EGR)管线；根据本公开的示例性的实施方案的发动机的排放气体控制阀包括阀体以及阀片组件，所述阀体具有：进气端口，其仅与所述多个发动机排气口的一些连通；排气端口，其与所述催化转化器连通；再循环端口，其与所述EGR管线连通；所述阀片组件可转动地安装在所述阀体处，以在打开所述排气端口和再循环端口的一个的同时，阻塞所述排气端口和再循环端口的另一个。
所述阀片组件可以包括：阀臂，其可转动地安装在所述阀体处，以用于接收来自阀体的外部的扭矩；以及第一阀片和第二阀片，其联接至阀臂的两侧，以分别打开或者关闭排气端口和再循环端口。
所述第一阀片和第二阀片可以利用布置在它们之间的阀臂布置成为彼此重叠；依次重叠的第一阀片、阀臂以及第二阀片可以由贯穿通过它们的阀销固定；在所述第一阀片与所述阀臂之间以及所述第二阀片与所述阀臂之间可以布置有垫圈弹簧。
所述第一阀片和第二阀片可以分别在朝向排气端口和再循环端口的面上形成凹陷的同时围绕所述阀销的阶梯部；所述阀销的两端可以各自形成为位于阶梯部内的封堵形状，以位于阶梯部内，从而防止所述第一阀片和第二阀片脱开。
所述垫圈弹簧可以由倾斜的截面结构形成，以形成圆锥形状。
所述阀体的排气端口和再循环端口可以在所述进气端口附近的两侧处面对彼此偏斜地布置；以及所述阀臂可以能够转动地安装在所述排气端口和再循环端口之间，从而能够通过阀臂的转动来切换第一阀片密封排气端口的状态与第二阀片密封再循环端口的状态。
所述阀体的进气端口可以形成为仅与多个排气口中的一侧的排气口连通，所述多个排气口分别连通至布置成一排的多个燃烧室；连接至所述进气端口的排气口可以仅通过阀体彼此连接，而不直接连接至与其他排气口连接的排气歧管；以及所述催化转化器可以安装在排气歧管的下游处。
根据本公开，在发动机的冷启动的初期，排放气体全部供应到催化转化器，使得催化剂快速地激活；在需要发动机的EGR的行驶条件中，可以向发动机供应充足的EGR气体，同时尽可能地使用最少量的零件和空间；并且，在包括发动机的冷启动的初期的整个运行范围内，更有效地净化排放气体中的有害物质，从而响应各种排放法规并且保护环境。
附图说明
通过下文结合附图所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本公开的以上和其它目的、特征以及其他优点，在这些附图中：
图1为示出可以应用本公开的发动机的配置的视图；
图2为显示根据本公开的发动机的排气控制阀的配置的视图；
图3为说明图2所示的排气控制阀的操作的视图；
图4为沿着图2的Ⅳ-Ⅳ线的截面图；
图5为显示图2所示的阀片组件的视图；以及
图6为说明阀臂与第一阀片和第二阀片的联接结构的视图。
具体实施方式
公开于本公开或者本申请的本公开的实施方案的特定结构和功能性描述仅仅是出于描述实施方案的目的而示出的，根据本公开的实施方案可以以各种形式实现，而不应该被解释为将其限制为在本公开或者本申请中描述的实施方案。
根据本公开的实施方案可以被各种修改并且可以有各种形式，因此，具体的实施方案将会在附图中示出并且在本公开或者本申请中详细地描述。然而，应当理解其并不旨在将根据本公开的构思的实施方案限制为特定的公开形式，而是包括落入在本公开的精神与范围内的全部的修改、等效以及替换。
术语“第一”、“第二”等可以被用于描述各种部件，但是这些部件不应当被这些术语所限制。这些术语可以被使用为仅出于区分一个部件与另一个部件的目的，例如，在不偏离本公开的范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，同样第二部件也可以被称为第一部件。
虽然当一个部件被称为“连接”或者“联接”至其他部件时，它可以直接地连接或者联接到该其他部件，但是应当理解的是在该部件与该其他部件之间可以存在另一个部件。相反，当一个部件被称为“直接地连接”或者“间接地联接”至其他部件时，应当理解的是在该部件与该其他部件之间可以缺少另一个部件。描述部件之间的关系的其他表述，即“在...之间”和“直接地在...之间”或者“相邻”和“直接地相邻”也应当按上面所述的方法解释。
本文所使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的，而不旨在限定本公开。单数形式包括复数形式，除非上下文另有清楚的说明。在本说明书中，术语“包括”、“具有”等使用于指明存在本文所述的特征、数量、步骤、操作、部件、元件或者其组合，并且不排除存在或加入一种或多种其他的特征、数量、步骤、操作、部件、元件或其组合。
除非另外定义，本文所使用的包括技术或者科学术语的所有术语与本公开相关领域中的技术人员的通常的理解具有相同的含义。在词典中限定的一般术语应当解释为在相关技术的上下文中具有一致的含义，并且，除非在本公开中清楚地限定，否则将不解释为具有理想主义或者过度地形式主义的含义。
下文将参考附图对本公开的示例性的实施方案进行详细描述。在整个附图中，同样的附图标记表示同样的构件。
图1为示出可以应用本公开的发动机的配置的视图，并且显示V-6发动机的示例。
进气歧管1可以设置在两个缸排(bank)BK之间，在缸排BK中布置有三个燃烧室，排气歧管3可以位于两个缸排BK的外部，催化转化器5可以安装在排气歧管3的每一个中。
在发动机的下缸排中设置的多个排气口的一些可以仅连通至排气控制阀7(将在后面描述)的进气端口9(见图2)，并且排气控制阀7可以经过EGR管线11连接到进气歧管1，使得EGR气体能够与通过节气门13流入到进气歧管1中的空气混合。
EGR管线11可以装备有用于控制EGR气体的流量的EGR阀以及用于冷却EGR气体的EGR冷却器。
虽然图1为装备有两个缸排BK的发动机(例如V-6发动机)的示例，但是本公开的排气控制阀7(会在后面描述)可以使用于多个燃烧室构成一个发动机的全部发动机，例如将四个燃烧室布置成一排的I-4发动机。
参考图2至图6，根据本公开的发动机的排气控制阀7可以包括阀体19、排气端口15以及再循环端口17，所述阀体19具有仅与设置在发动机中的多个排气口的一些连通的进气端口9；所述排气端口15与催化转化器5连通；所述再循环端口17与EGR管线11连通；阀片组件21可转动地安装在阀体19处，以使排气端口15和再循环端口17的状态切换为一个阻塞而另一个打开。
换而言之，阀体19可以配置为通过与发动机的排气口23连通的进气端口9来接收排放气体，并且根据阀片组件21的操作条件而切换通过排气端口15向催化转化器5供应排放气体或是通过EGR管线11向进气歧管1供应排放气体的状态。
阀片组件21可以配置为包括阀臂25以及第一阀片27和第二阀片29，所述阀臂25可转动地安装在阀体19处，以用于接收来自阀体19的外部的扭矩；所述第一阀片27和第二阀片29联接至阀臂25的两侧，以分别打开或者关闭排气端口15和再循环端口17。
第一阀片27和第二阀片29可以利用布置在它们之间的阀臂25布置成彼此重叠；依次重叠的第一阀片27、阀臂25以及第二阀片29可以由贯穿通过它们的阀销31固定；在第一阀片27与阀臂25之间以及第二阀片29与阀臂25之间可以分别插置垫圈弹簧33。
因此，第一阀片27和第二阀片29能够分别相对于阀臂25微小地改变位置或者角度，并且也由垫圈弹簧33弹性地支撑，使得第一阀片27和第二阀片29通过阀臂25的转动分别与排气端口15和再循环端口17紧密地接触，从而，通过关闭排气端口15或者再循环端口17，几乎防止了排放气体从关闭的口的泄露。
第一阀片27和第二阀片29可以在朝向排气端口15和再循环端口17的面上分别形成凹陷的同时围绕阀销31的阶梯部35；阀销31的两端可以各自形成为位于阶梯部35内的封堵形状，从而防止第一阀片27和第二阀片29脱开。
这是因为如果第一阀片27和第二阀片29通过例如焊接固定至阀销31，那么焊接热可能会损坏垫圈弹簧33。
如图6所示，垫圈弹簧33可以由倾斜的截面结构形成，以形成圆锥形状并且向第一阀片27和第二阀片29施加弹性力，从而，在关闭排气端口15或者再循环端口17的时候，可以减轻噪声和撞击并且确保紧密的密封性能。
阀体19的排气端口15和再循环端口17可以在进气端口9附近的两侧处面向彼此偏斜地布置，阀臂25可以能够转动地安装在排气端口15和再循环端口17之间，从而能够通过阀臂25的转动来切换第一阀片27密封排气端口15的状态与第二阀片29密封再循环端口17的状态。
另一方面，阀臂25可以与外部的致动器连接，当致动器由发动机控制器的控制激活的时候，阀臂25转动，使得第一阀片27和第二阀片29能够调节排气端口15和再循环端口17的打开或者关闭的状态。
阀体19的进气端口9可以仅连通至多个排气口(所述多个排气口分别连通至布置成一排的多个燃烧室)中的一侧的排气口，连接至进气端口9的排气口可以仅通过阀体19彼此连接，而不直接连接至与其他排气口连接的排气歧管3，催化转化器5可以安装在排气歧管3下游处。
虽然，图1显示阀体19的进气端口9连通至连接到第一燃烧室C1的两个排气口以及第二燃烧室C2的一个排气口，但是它可以配置成仅连接至连接到第一燃烧室C1的两个排气口，也可以允许更多的排气口与其连接。
在发动机的冷启动期间，为了快速地提升催化转化器5的温度，第二阀片29密封再循环端口17，使得通过进气端口9流入到阀体19中的排放气体与从其他燃烧室放出的排放气体一起全部供应到催化转化器5，因此，排气控制阀7能够促进催化转化器5的温度上升。
此后，当发动机处于需要EGR气体的操作时，第一阀片27切换至密封排气端口15的状态，使得流入到进气端口9中的排放气体作为EGR气体供应到进气歧管1。
因此，如果配置成发动机的排气口中的连通至进气端口9的排气口23的排放气体的全部量可以仅作为EGR气体供应，那么可以用简单的配置来保证相对大量的EGR气体，从而可以获得发动机所需要的足够量的EGR气体。
换而言之，由于EGR管线11应当分别形成在两个缸排BK中，所以为了在图1所示的传统的V-6发动机中保证充足的EGR气体需要通过两个零件来执行EGR，例如EGR管线11、EGR阀、EGR冷却器等，因此，大大地增加了成本和体积。然而，在本公开中，通过将排气控制阀7应用到现有的EGR管线11，可以将一些燃烧室产生的全部的排放气体仅作为EGR气体供应，从而仅通过简单的配置保证足够的EGR气体。
因此，本公开具有通过相对简单和紧凑的配置，在能够保证足够量的EGR气体的同时，达到在发动机的冷启动期间快速增加催化转化器5的温度的技术效果。
尽管已经描述并且示出了本公开的具体实施方案，但是本领域技术人员应当理解，各种选择和修改是可能的，并不脱离所附权利要求中所公开的本公开的技术精神。

Claims (7)

1.一种发动机的排放气体控制阀，所述发动机包括多个发动机排气口、催化转化器、多个燃烧室以及排放气体再循环管线；所述排放气体控制阀包括：
阀体，其具有：
进气端口，其仅与所述多个发动机排气口的一些连通；
排气端口，其与所述催化转化器连通；以及
再循环端口，其与所述排放气体再循环管线连通；以及
阀片组件，其能够转动地安装在所述阀体处，以在打开排气端口和再循环端口的一个的同时，阻塞排气端口和再循环端口的另一个。
2.根据权利要求1所述的发动机的排放气体控制阀，其中，所述阀片组件包括：
阀臂，其能够转动地安装在所述阀体处，以用于接收来自阀体的外部的扭矩；以及
第一阀片和第二阀片，所述第一阀片和第二阀片联接至所述阀臂的两侧，以分别打开或者关闭排气端口和再循环端口。
3.根据权利要求2所述的发动机的排放气体控制阀，其中：
所述第一阀片和第二阀片利用布置在第一阀片与第二阀片之间的阀臂布置成彼此重叠；
所述第一阀片、阀臂以第二阀片依次重叠，并且由依次贯穿通过所述第一阀片、阀臂以及第二阀片的阀销固定；
在所述第一阀片与所述阀臂之间以及所述第二阀片与所述阀臂之间布置有垫圈弹簧。
4.根据权利要求3所述的发动机的排放气体控制阀，其中：
所述第一阀片和第二阀片彼此间隔开，所述第一阀片和第二阀片的每一个具有处于中央的阶梯部，使得所述阀销分别延伸通过所述第一阀片和第二阀片的相应一个的朝向排气端口和再循环端口的面上的阶梯部；
所述阀销的两端布置在所述阶梯部内，以防止所述第一阀片和第二阀片脱开。
5.根据权利要求3所述的发动机的排放气体控制阀，其中，所述垫圈弹簧具有倾斜的截面结构，以具有圆锥形状。
6.根据权利要求2所述的发动机的排放气体控制阀，其中：
所述阀体的排气端口和再循环端口在所述进气端口的分别的侧部处偏斜地面对彼此；
所述阀臂能够转动地布置在所述排气端口和再循环端口之间，使得在阀臂转动的时候，所述阀臂将第一阀片密封排气端口的状态切换到第二阀片密封再循环端口的状态。
7.根据权利要求1所述的发动机的排放气体控制阀，其中：
所述阀体的进气端口仅与布置成一排的燃烧室的发动机排气口的一些连通；
连接至所述进气端口的发动机排气口通过阀体彼此连接，以间接地连接到与剩余的发动机排气口连接的排气歧管；
所述催化转化器布置在排气歧管的下游处。
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