CN110630414A - 阀门单元及这种阀门单元的用途 - Google Patents

Abstract

本申请题为阀门单元及这种阀门单元的用途。本发明涉及阀门单元，其包括：合并在阀门壳体中的至少三个连接件和枢转地布置在阀门壳体中的翻板，该翻板在第一端位置处通过前侧阻挡第一连接件并释放第二连接件，且在第二端位置处通过后侧阻挡第二连接件并释放第一连接件，其中：翻板具有模块化结构，且具有至少两个单独翻板，这些翻板被布置成一个在另一个顶部之上，以便相对于彼此可移位，且每个翻板可绕其自身轴线枢转，且每个单独翻板具有至少一个开口，至少两个单独翻板的开口在第一端位置和第二端位置之间的中部位置至少部分对准，且开口在第一端位置和第二端位置不对准，因此至少在端位置处，在翻板的后侧和前侧之间没有通过开口的连接。

Description

阀门单元及这种阀门单元的用途

技术领域

本发明涉及阀门单元以及这种阀门单元的用途。

背景技术

本发明涉及一种阀门单元，其包括：至少三个连接件，其合并以在阀门壳体中形成接头；以及翻板，其枢转地布置在阀门壳体中，该翻板在第一端位置处通过前侧阻挡第一连接件并释放第二连接件，并且在第二端位置处通过后侧阻挡第二连接件并释放第一连接件。

本发明还涉及这种阀门单元的用途，特别是在用作机动车辆驱动装置的内燃发动机中的用途。

在本发明的背景下，术语内燃发动机涉及柴油发动机和汽油发动机，但也涉及混合内燃发动机，即通过混合燃烧方法操作的内燃发动机，并且内燃发动机之外的混合驱动装置包括用于驱动机动车辆的至少一个附加扭矩源，例如电机，该电机被驱动连接或能够被驱动连接到内燃发动机连接，并且代替内燃发动机或者在内燃发动机之外提供动力。

图1a、图1b和图1c根据现有技术显示了在一开始提到的类型的阀门单元11。

阀门单元11包括三个连接件11a、11b、11c，这些连接件11a、11b、11c合并以在阀门壳体12内形成接头。在阀门壳体12中，设置有围绕横向放置的轴线14可枢转的翻板13。使用所述翻板13，第一连接件11a和第二连接件11b可以被释放或被阻挡。阻挡元件16被设置在第三连接件11c内，其在处于打开位置时释放第三连接件11c，并且在处于闭合位置时阻挡所述第三连接件11c。

图1a示出了具有处于第一端位置的翻板13的阀门单元11，其中翻板13通过其前侧13’阻挡第一连接件11a并释放第二连接件11b。由于阻挡元件16位于打开位置，因此允许通过阀门壳体12在第二连接件11b和第三连接件11c之间进行流动(见双箭头)。

图1b示出了具有处于第二端位置的翻板13的阀门单元11，其中翻板13通过其后侧13”阻挡第二连接件11b并释放第一连接件11a。由于阻挡元件16位于打开位置，因此允许通过阀门壳体12在第一连接件11a和第三连接件11c之间进行流动(见双箭头)。

第一连接件11a和第二连接件11b之间通过阀门壳体12的流动可以通过将翻板13枢转到中部位置并将阻挡元件16转移到闭合位置来实现，如图1c所示(见双箭头)。

如果翻板13位于第一端位置和第二端位置之间的中部位置，则第一连接件11a和第二连接件均被释放，即没有被阻挡。

在根据现有技术的阀门单元11的情况下，在中部位置时，翻板13对流动形成大的流动阻力，并且必须以宽圆弧绕流，这是不利的。这导致流动中的压力损失，并且在污染流动的情况下，增加了阀门壳体12中的沉积物。

一开始提到的那种类型的阀门单元被用于例如包括排气再循环系统的内燃发动机中。对于内燃发动机来说，减少污染物排放是一个根本目标。在解决这一问题时，排气再循环能够有助于减少未处理的氮氧化物排放。在这种情况下，通过X_EGR＝m_EGR/(m_EGR+m_{Fresh air})确定再循环速率X_EGR，m_EGR表示再循环排气的质量，m_{Fresh air}表示再循环的新鲜空气。通过排气再循环而被再循环的任何氧气或再循环空气都应考虑在内。

在包括排气再循环的内燃发动机中，从排气排放系统分支出去的再循环管路通入进气系统以形成接合部(junction)。阀门单元被布置在进气系统中的接头(joint)上，该阀门单元包括阀门壳体和布置在阀门壳体中的翻板。

可枢转的翻板可用于调节通过进气系统供应的新鲜空气的量，同时分配通过排气再循环而被再循环的排气的量，并且该翻板可绕横贯(transversely)延伸到新鲜空气流的轴线枢转以使得，在处于第一端位置时，翻板的前侧阻挡进气系统且同时释放再循环管路，而在处于第二端位置时，翻板的后侧覆盖再循环管路且同时释放进气系统。在上述意义上，阻挡和释放并不一定意味着关闭或完全阻挡。

横贯延伸到新鲜空气流的轴线(翻板可以围绕该轴线枢转)不必是物理轴。相反，该轴线可以是虚拟轴线，它的位置可以额外地与进气系统的其余部分有少量的作用，安装或固定是以另一种方式进行的。

然而，围绕位于中部位置的翻板流动的问题并不是经常出现的。

相比之下，例如，在文件参考号为102016218990.5的德国专利申请中描述的内燃发动机中，如果排气再循环的两个冷却器都被用于冷却将被再循环的排气，则必须绕着翻板流动，并且为此目的，两个冷却器都要通过再循环管路连接到进气系统。

发明内容

在此背景下，本发明的一个目的是提供根据本发明所述的阀门单元，与现有技术相比，该阀门单元具有改进的流动性能，特别是具有改进的绕流性能。

本发明的另一个子目标在于展示这种阀门单元的用途。

第一子目标由阀门单元解决，所述阀门单元包括：

-至少三个连接件，它们合并以在阀门壳体中形成接头，以及

-翻板，其枢转地布置在阀门壳体中，该翻板在第一端位置处通过前侧阻挡第一连接件并释放第二连接件，并且在第二端位置处通过后侧阻挡第二连接件并释放第一连接件，

所述阀门单元的特征在于：

-该翻板具有模块化结构并且具有至少两个单独翻板，这些翻板被布置成一个位于另一个顶部之上，以便彼此相对可移位，并且每个翻板都可围绕它自身的轴线枢转，以及

-每个单独翻板具有至少一个开口，至少两个单独翻板的开口在第一端位置和第二端位置之间的中部位置处至少部分地对准，并且开口在第一端位置和第二端位置处不对准，因此，至少在这些端位置处，不存在经由开口的在翻板的后侧和前侧之间的连接。

根据本发明的阀门单元的翻板被以多个零件形成，即具有模块化结构，并且具有至少两个单独翻板。所述单独翻板一个位于另一个顶部之上，彼此互相接触，并且彼此相对可移位，也就是说，能够相对于彼此移动，每一个单独翻板能够绕属于所述单独翻板的自身轴线枢转。如果一个位于另一个顶部之上的单独翻板被一起枢转，则作为接头枢转的一部分，单独翻板相对于彼此被移位。

单独翻板相对于彼此的移位与本主题的每个单独翻板具有至少有一个开口的特征一起具有有利的技术效果，即每个单独翻板的开口可以通过在两个端位置之间的枢转而或多或少地对准。

通过使开口至少部分地对准，在两个端位置之间的至少一个中部位置处，在翻板的后侧和前侧之间形成即产生至少一个流动连接。这至少一个连接确保在中部位置处翻板不仅仅通过绕流而被穿过。事实上，至少一个流动连接提供了从翻板的前侧到达翻板的后侧而不必绕翻板流动的选择。

与现有技术相比，根据本发明的阀门单元具有改进的流动性能，特别是改进的绕流性能。

至少在端位置处，至少两个单独翻板的开口不对准，因此，在端位置处，在翻板的后侧和前侧之间没有通过开口的连接。

本发明所基于的第一子目标由根据本发明的阀门单元解决，也就是说，与现有技术相比，所提供的阀门单元具有改进的流动性能，尤其是改进的绕流性能。

根据本发明的阀门单元的翻板和单独翻板仅具有两个端位置，但具有多个中部位置。

在其中每个单独翻板的轴线在每种情况下都被设置成靠近该单独翻板的边缘的阀门单元的实施例是有利的。在这种实施例中，单独翻板被横向安装并且以与门相似的方式可枢转，具体地在其一个边缘上可枢转。因此，这使得单独翻板区别于中央安装的阻挡元件或翻板，如蝶阀。

在其中轴线被布置成靠近阀门壳体的内壁的阀门单元的实施例是有利的。关于翻板，阀门壳体经常承担框架的功能，即将翻板界定在端位置和中部位置。在这方面，轴线被布置成靠近翻板的边缘的实施例通常也是轴线被布置成靠近阀门壳体的内壁的实施例。两个实施例的基本优点是，在端位置上，翻板被定位成靠近壁以便为流动提供完全自由的通道。

将结合可选实施例论述根据本发明的阀门单元的进一步有利实施例。

在其中三个连接件合并成T形的阀门单元的实施例是有利的。

在其中翻板具有模块化结构并具有两个单独翻板的阀门单元的实施例是有利的。

在其中每个单独翻板具有至少一个槽形开口的阀门单元的实施例是有利的。

在其中每个单独翻板具有至少一个矩形开口的阀门单元的实施例是有利的。

在其中每个单独翻板具有多个槽形或矩形开口的阀门单元的实施例是有利的。

每一个翻板具有的开口越多，在中部位置处可以彼此对准的开口就越多。然后在翻板的后侧和前侧之间形成多个流动连接，结果，翻板的流动阻力减小。为了通过翻板而绕翻板流动变得越来越无关紧要。事实上，多个流动连接提供了从翻板的前侧到达翻板的后侧而不必绕翻板流动的选择。

如果每个单独翻板具有至少一个槽形或矩形开口，则特征在于至少一个开口被定向成平行于相应的轴线的阀门单元的实施例是有利的。因此，有利地协调了接头枢转和单独翻板的移位。当开口与单独翻板围绕轴线一起枢转而不改变与相应轴线的距离时，单独翻板相对于彼此垂直于轴线移位。

在其中每个单独翻板具有至少一个孔状开口的阀门单元的实施例也可以是有利的。

在其中每个单独翻板具有至少一个圆形开口的阀门单元的实施例是有利的。圆形开口可以以简单、廉价的方式并入翻板内。

在其中阻挡元件被布置在第三连接件中的阀门单元的实施例是有利的。

在这种情况下，这样的阀门单元的实施例是有利的，即其中阻挡元件在打开位置处释放第三连接件并且在关闭位置处阻挡第三连接件。

在其中至少两个单独翻板的轴线平行地布置且延伸的阀门单元的实施例是有利的。

本发明所基于的第二子目标，即展示上述类型的阀门单元的用途是通过在内燃发动机中的用途来实现的，该内燃发动机包括进气系统和排气再循环，其中排气再循环的再循环管路通向进气系统以形成接头，该用途的特征在于，翻板被枢转以便调节排气再循环速率。

根据本发明的针对阀门单元已经提到的那些内容也适用于根据本发明的用途。

翻板被枢转以激活或集成用于冷却将被再循环的排气的额外冷却器的用途是有利的。

附图说明

在下文中，将在示例性实施例的基础上并根据图1a、图1b、图1c以及图2a、图2b和图2c更详细地描述本发明，其中：

图1a是根据现有技术的阀门单元的部分剖面示意性侧视图，其中翻板处于第一端位置，

图1b是来自图1a的阀门单元的部分剖面示意性侧视图，其中翻板处于第二端位置，

图1c是来自图1a的阀门单元的部分剖面示意性侧视图，其中翻板处于中部位置，

图2a是阀门单元的第一实施例的部分剖面示意性侧视图，其中翻板处于第一端位置，

图2b是来自图2a的阀门单元的部分剖面示意性侧视图，其中翻板处于第二端位置，并且

图2c是来自图中2a的阀门单元的部分剖面示意性侧视图，其中翻板处于中部位置。

具体实施方式

图1a、图1b和图1c已经结合现有技术的解释进行了描述。

图2a、图2b和图2c示出了根据本发明的具有处于不同位置的翻板3的阀门单元1的第一实施例。它应该在除图1a、图1b和图1c之外的情况下被实施。

阀门单元1的翻板3由多个零件形成，并且具有两个单独翻板3a、3b。单独翻板3a、3b一个位于另一个顶部之上，以便相对于彼此可移位。每个单独翻板3a、3b可围绕属于所述翻板的其自身轴线4a、4b枢转，两个轴线4a、4b彼此平行地延伸并且靠近阀门壳体2的内壁横向布置。

每个单独翻板3a、3b有平行于轴线4a、4b延伸的两个矩形开口5a、5b。如果一个位于另一个顶部之上的单独翻板3a、3b被一起枢转，则作为接头枢转的一部分，单独翻板3a、3b相对于彼此移位，特别是垂直于轴线4a、4b移位。以这种方式，在枢转期间，可以或多或少地使单独翻板3a、3b的开口5a、5b对准。

在图2a和图2b的两个端位置处，翻板3的后侧3”与前侧3’之间没有通过开口5a、5b的连接。

处于图2c所示的两个端位置之间的中部位置时，开口5a、5b完全对准，从而在翻板3的后侧3”和前侧3’之间形成两个流动连接。这两个连接提供了从翻板3的前侧3’到翻板3的后侧3”的流动选择(见双箭头)，并且反之亦然，而不必绕翻板3流动。因此，翻板3的流动阻力显著降低。

至少在端位置处，两个单独翻板3a、3b的开口5a、5b不对准，因此在端位置处，在翻板3的后侧3”和前侧3’之间没有通过开口5a、5b的连接。阻挡元件6被布置在阀门单元1的第三连接件1c中。

附图标记

1 阀门单元

1a 第一连接件

1b 第二连接件

1c 第三连接件

2 阀门壳体

3 翻板

3’ 翻板的前侧

3” 翻板的后侧

3a 第一单独翻板

3b 第二单独翻板

4a 第一单独翻板的枢转轴线

4b 第二单独翻板的枢转轴线

5a 第一单独翻板的开口

5b 第二单独翻板的开口

6 阻挡元件

现有技术：

11 阀门单元

11a 第一连接件

11b 第二连接件

11c 第三连接件

12 阀门壳体

13 翻板

13’ 翻板的前侧

13” 翻板的后侧

14 翻板的枢转轴线

16 阻挡元件

Claims (12)

1.一种阀门单元(1)，包括：

至少三个连接件(1a,1b,1b)，其合并以在阀门壳体(2)中形成接头，以及

翻板(3)，其枢转地布置在所述阀门壳体(2)中，并且所述翻板在第一端位置处通过前侧(3’)阻挡第一连接件(1a)并释放第二连接件(1b)，并且所述翻板在第二端位置处通过后侧(3”)阻挡所述第二连接件(1b)并释放所述第一连接件(1a)，

其中：

所述翻板(3)具有模块化结构并且具有至少两个单独翻板(3a,3b)，所述至少两个单独翻板被布置成一个在另一个顶部之上，以便相对于彼此可移位，并且每个单独翻板能够绕其自身轴线(4a,4b)枢转，以及

每个单独翻板(3a,3b)具有至少一个开口(5a,5b)，所述至少两个单独翻板(3a,3b)的所述开口(5a,5b)在所述第一端位置和所述第二端位置之间的中部位置处至少部分地对准，并且所述开口(5a,5b)在所述第一端位置和所述第二端位置处不对准，因此至少在所述端位置处，在所述翻板(3)的所述后侧(3”)和所述前侧(3’)之间没有通过开口(5a,5b)的连接。

2.根据权利要求1所述的阀门单元(1)，其中所述三个连接件(1a,1b,1b)合并成T形。

3.根据权利要求1或2所述的阀门单元(1)，其中所述翻板(3)具有模块化结构并且具有两个单独翻板(3a,3b)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的阀门单元(1)，其中每个单独翻板(3a,3b)具有至少一个槽形开口(5a,5b)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的阀门单元(1)，其中每个单独翻板(3a,3b)具有至少一个矩形开口(5a,5b)。

6.根据权利要求4或5所述的阀门单元(1)，其中所述至少一个开口(5a,5b)平行于相应的轴线(4a,4b)定向。

7.根据前述权利要求中任一项所述的阀门单元(1)，其中每个单独翻板(3a,3b)具有至少一个孔状开口(5a,5b)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的阀门单元(1)，其中每个单独翻板(3a,3b)具有至少一个圆形开口(5a,5b)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的阀门单元(1)，其中阻挡元件(6)被布置在第三连接件(1c)中。

10.根据权利要求9所述的阀门单元(1)，其中所述阻挡元件(6)在打开位置处释放所述第三连接件(1c)，并且在关闭位置处阻挡所述第三连接件(1c)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的阀门单元(1)，其中所述至少两个单独翻板(3a,3b)的所述轴线(4a,4b)平行地布置和延伸。

12.根据前述权利要求中任一项所述的阀门单元(1)在内燃发动机中的用途，所述内燃发动机包括进气系统和排气再循环，其中所述排气再循环的再循环管路通向所述进气系统以形成接头，其中所述翻板(3)被枢转以用于调节排气再循环速率。

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