CN110662895B - 用于内燃机的调控设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的调控装置(10)，该调控装置包括尾气再循环通道(18)；进气通道(14)，所述尾气再循环通道(18)通入所述进气通道内；阀座(34)，该阀座位于尾气再循环通道末端(18)的孔口(30)处；以及阀盘(58)，该阀盘可以通过致动器靠放在阀座(34)上，以便能够关闭所述尾气再循环通道(18)的孔口(30)。由阀座(34)和/或由阀盘(58)张成的面形成为至少单一弯曲凹面(64,74)，并且，所述阀盘(58)被制造为有弹性的。

Description

用于内燃机的调控设备
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的调控装置，该调控装置包括：尾气再循环通道；进气通道，尾气再循环通道通入所述进气通道内；阀座，该阀座位于尾气再循环通道末端的孔口处；以及阀盘，该阀盘能够通过致动器靠放在阀座上，以便能关闭尾气再循环通道的孔口。
背景技术
这类调控装置是在现有技术中公知的，用于调节再循环的尾气。为减少污染物，通过打开控制阀，将内燃机尾气通过尾气再循环通道导回到内燃机中。通过内燃机中的二次燃烧降低再循环尾气中的氮氧化物浓度，从而减少污染物的总排放量。
在这样的调控装置中众所周知的是，在进气通道中会形成冷凝水，这可能例如导致压缩机损坏。
DE 10 2014 200 699 A1公开一种用于内燃机的调控装置。该调控装置具有尾气再循环活门，此活门可打开或关闭通向进气通道的尾气再循环通道。进气通道和尾气再循环通道之间形成一个区域，该区域使得在抬起阀座的尾气再循环活门之后，进气通道中形成的冷凝物可以被排放到尾气再循环通道中。
在根据现有技术的调控装置中，尾气再循环活门在尾气再循环通道静止位置关闭，使得在关闭内燃机之后形成的冷凝物不能流出到尾气再循环通道中而是积聚在活门上。在低温和内燃机较长停用时间的情况下，阀座区域内的冷凝水可能会冻结，使得在预热阶段开始时无法打开活门。直到尾气将调控主体上的冰融化，才能打开活门。因此，冷启动后不可能立即减少污染物的排放。即使在更高的温度下在关闭和冷却内燃发动机时冷凝物也可能产生，重新启动内燃发动机时该冷凝物可能会被输送到压缩机中，并在该处造成损害。
为满足对尾气排放的高要求，进一步减少排放量引起持续的关注。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于内燃机的调控装置，该装置有更低的冻结风险，防止损坏压缩机，并可以进一步减少尾气排放。
该技术问题通过具有权利要求1的特征的用于内燃机的调控装置来解决。
在根据本发明的调控装置中，由阀座和/或由阀盘张成的面形成至少单一弯曲凹面。在单一弯曲凹面中，该单一弯曲凹面的每个切平面都沿整个曲面曲线接触它。本发明包括至少单一弯曲凹面和双重弯曲凹面。因此，在双重弯曲凹面的情况下，每个曲面的切平面都恰好在一个点处局部接触。优选的是，双重弯曲凹面的曲率方向彼此正交。至少在调控装置的静止位置中，存在表面的凹形结构并且此结构相对于阀座和阀盘之间的中间区域是确定的。
当内燃机处在静止位置时，阀盘靠放在阀座上，致动器没有作用力，在阀盘和阀座之间形成至少一个间隙，在关闭内燃机之后，冷凝水可以通过该间隙排出。这会大大降低冻结风险。因此，调控装置在冷启动后即可直接使用。因此，污染物排放量可以在内燃机启动后即刻减少，从而进一步减少其排放。另外，被输送到排气通道的冷凝水在重新启动时会由于温暖的尾气而被蒸发，并因此不会以液态形式进入压缩机，从而避免其产生损坏。
为了在运行中可以使调控装置处于没有尾气从尾气再循环通道返回的位置，根据本发明的阀盘被设计成弹性的。阀盘在沿尾气再循环通道轴线的方向上弯曲。通过借助致动器的主动引入的力向关闭位置移动调控装置，该状态下阀盘弯曲、以适应阀座的形状环绕地密封靠放在阀座上。
在阀盘密封地靠放在阀座上的位置和阀盘刚好接触阀座的位置之间，尾气仅通过在阀座和阀盘之间形成的间隙返回。在这些位置之间，尾气的返回量可以非常精确地被调节，从而可以使尾气返回量在最佳程度上适应于减少排放量。由此可以实现排放量的进一步减少。
在本发明的优选实施方式中，单一弯曲凹面的曲率平行于进气通道中心轴线。因此，在阀座和阀盘之间产生的间隙位于与进气通道的主流方向正交的方向上。由于间隙不在进气通道的流动中，从而可以避免空气从进气通道返回到尾气再循环通道中。因此，可以更容易地将再循环的尾气输送到进气通道中。
在本发明的替代实施方式中，单一弯曲凹面的曲率正交于进气通道中心轴线。因此，在阀座和阀盘之间形成的间隙位于进气通道的主流方向上，从而可以使从压缩机排出的冷凝水以最短路径回流到排气管道。
在本发明的另一优选实施方式中，所张成的面形成双重弯曲凹面。双重弯曲凹面每个曲面的切平面都恰好在一个点处局部接触该曲面。最好的情况是，双重弯曲凹面的曲率方向彼此正交。由于双重弯曲凹面可以增加间隙的数量，因此冷凝水可以更有效地被去除。
在一个优选的实施例中，阀盘以可绕枢转轴线枢转的方式布置在进气通道中。该枢转轴线布置成与进气通道中心轴线正交。这使得当打开尾气再循环通道时，进气通道被节流，这使得压力差增大，因此可以增加尾气质量流量。
替代地，阀盘以可沿尾气再循环通道轴线移动的方式布置在进气通道中。阀盘因此可在其轴向方向上移动。
有利的是，阀盘由金属板制成。金属板是一种较理想的材料，它具有所需的弹性并且易于加工。因此可以经济地生产调控装置。
在一种优选的实施方式中，调控装置是由弹簧加载的，这使得阀盘在调控装置的致动器未激活的静止位置抵靠在阀座上。其中，阀盘的弹力的大小被确定为使得在该位置中在阀盘和阀座之间至少有一个间隙形成。因此在调控装置的静止位置不存在密封连接，因而冷凝水可通过阀盘和阀座之间的间隙排入尾气再循环通道，由此可避免调控装置的冻结。
特别有利的是，在调控装置的关闭位置中，阀盘通过致动器抵抗弹簧弹力密封地压在阀座上。因此，只有在致动器主动克服阀盘的弹力将阀盘压紧在阀座上时，阀才可能是密封的。这确保了在调控装置的静止位置中在阀盘和阀座之间形成间隙，从而可以排出冷凝水，并且可以避免调控装置的冻结和压缩机的损坏。
因此，发明了一种用于内燃机的调控装置，其具有较低的冻结调控装置的风险。此外，通过该调控装置可以进一步减少尾气排放，并且由于其对液态水的积极输送可避免压缩机的损坏。
附图说明
通过以下结合附图对实施例的描述可了解到本发明的更多细节和优点。在这些附图中：
图1：根据本发明的第一实施例，用于处于静止位置的内燃机的调控装置，
图2：处于关闭位置的根据图1的调控装置，
图3：根据本发明的第二实施例，用于处于静止位置的内燃机的调控装置，以及
图4：处于关闭位置的根据图3的调控装置。
具体实施方式
图1显示出根据本发明的第一实施例的用于内燃机的调控装置10。调控装置10包括进气通道14，空气通过该通道被输送到内燃机；以及尾气再循环通道18，该通道与进气通道中心轴线22正交并通入进气通道14，尾气可以经由进气通道14进行再循环。尾气再循环通道18通过密封件26相对于进气通道14密封。
在尾气再循环通道18的末端的孔口30处构造有阀座34。在进气通道14中布置有控制体38，通过该控制体可控制来自尾气再循环通道18的再循环尾气流。控制体38借助于致动器(图上未显示)可沿与进气通道中心轴线22正交的枢转轴线42枢转。控制体38由连接到枢转轴50的枢转臂46、节流进气通道14中的空气流的节气门54以及阀盘58形成，尾气再循环通道18的孔口30可由该阀盘58封闭。节气门54和阀盘58通过共同的螺栓62紧固至枢转臂46。
在图1中，调控装置10被显示为处于其静止位置，例如处在内燃机停机之后的状态。在此位置中，致动器中的弹簧(图上未显示)将枢转臂46与阀盘58朝阀座34的方向挤压，从而使阀盘58靠在阀座34上。从该图中可以看到，阀座34形成单一弯曲凹面64，该凹面的曲率方向平行于进气通道中心轴线22，从而在阀盘58和阀座34之间的静止位置中与进气通道中心轴线22正交的一侧上形成间隙66。因此，阀盘58仅处在阀座34的区域上，它的径向方向平行于进气通道中心轴线22。调控装置10处在静止位置时的冷凝水可通过间隙66流出，从而可避免调控装置10的冻结。
图2显示出处于关闭位置的图1中的调控装置10。在该位置上，致动器在控制体38上产生的扭矩抵抗阀盘58的弹力，从而使阀盘58沿着尾气再循环通道轴线68弹性弯曲，并密封地靠放到阀座34的单一弯曲凹面64上。
图3显示出处于静止位置的根据本发明的调控装置10的第二实施例。第二实施例与图1中的第一实施例的不同之处在于，阀座34张成平面70，并且与此相对的，阀盘58构成单一弯曲凹面74。单一弯曲凹面74的曲率方向平行于进气通道中心轴线22，从而在阀盘58和阀座34之间的静止位置中形成了与进气通道中心轴线22正交的间隙66。因此，阀盘58仅处在阀座34的径向平行于进气通道中心轴线22的区域上。在调控装置10的静止位置，冷凝水可通过间隙66流出，从而可避免调控装置10的冻结。
图4示出处于关闭位置的图3所示调控装置10。在该位置，致动器在控制体38上产生的扭矩抵抗阀盘58的弹力，从而使阀盘58沿着尾气再循环通道轴线68弹性弯曲，并密封地靠放在平坦的阀座34上。
因此，所描述的本发明中的调控装置具有较低的冻结调控装置的风险。此外，通过改善控制体的可控制性可以进一步减少尾气排放。以这种方式可靠地避免了由于所输送的液态水而导致的压缩机损坏，特别是在发动机重启之后。
应当清楚的是，该调控装置保护范围不限于所描述的实施例，而是可以联想到各种修改和结构变化。例如，也可以想到其中阀座和阀盘具有单一弯曲凹面的实施例。
附图标记列表
10 调控装置
14 进气通道
18 尾气再循环通道
22 进气通道中心轴线
26 密封
30 孔口
34 阀座
38 调控主体
42 枢转轴线
46 枢转臂
50 枢转轴
54 节气门
58 阀盘
62 螺栓
64 单一弯曲凹面
66 间隙
68 尾气再循环通道轴线
70 平面
74 单一弯曲凹面。

Claims (9)

1.一种用于内燃机的调控装置(10)，该调控装置包括：
尾气再循环通道(18)，
进气通道(14)，所述尾气再循环通道(18)进入所述进气通道，
阀座(34)，该阀座构造在尾气再循环通道(18)末端的孔口(30)处，和
阀盘(58)，该阀盘可以通过致动器靠放在阀座(34)上，以便能够关闭所述尾气再循环通道(18)的孔口(30)，
其特征在于：
所述阀盘(58)被制造为有弹性的，并且，由所述阀座(34)和/或由所述阀盘(58)形成为至少单一弯曲凹面(64,74)，以便在内燃机静止位置中所述阀盘(58)靠放在所述阀座(34)上时，在所述阀盘(58)和所述阀座(34)之间形成一个间隙(66)。
2.根据权利要求1所述的调控装置(10)，其特征在于，所述单一弯曲凹面(64,74)的曲率走向平行于进气通道中心轴线(22)。
3.根据权利要求1所述的调控装置(10)，其特征在于，所述单一弯曲凹面(64,74)的曲率走向正交于进气通道中心轴线(22)。
4.根据权利要求1所述的调控装置(10)，其特征在于，所张成的面形成双重弯曲凹面。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的调控装置(10)，其特征在于，位于所述进气通道(14)中的所述阀盘(58)绕枢转轴线(42)以可枢转的方式安装。
6.根据权利要求1-4中的任一项所述的调控装置(10)，其特征在于，位于所述进气通道(14)中的所述阀盘(58)布置成可沿着尾气再循环通道轴线(68)移动。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的调控装置(10)，其特征在于，所述阀盘(58)由金属板制成。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的调控装置(10)，其特征在于，所述调控装置(10)是由弹簧加载的，使得所述阀盘(58)在所述调控装置(10)的静止位置处抵靠在所述阀座(10)上，在此位置致动器没有被致动，其中，阀盘(58)的弹力的大小被设定为使得在该位置处在阀盘(58)和阀座(34)之间形成至少一个间隙(66)。
9.根据权利要求8所述的调控装置(10)，其特征在于，在调控装置(10)的关闭位置处，所述阀盘(58)被所述致动器抵抗弹簧力密封地压在所述阀座(34)上。
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