CN1108446C - 排气回流阀安装装置 - Google Patents

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Abstract

本发明排气回流阀安装装置，将排气回流阀的阀体埋设在温度低于排气温度的发动机结构部分，据此，能用发动机结构部分对排气高热进行吸收扩散与放热，因而，无须设置冷却水室等特别的水冷却结构，具有能防止阀开闭驱动控制用步进电动机发生因排气高热而引起的异常过热等效果。

Description

排气回流阀安装装置
技术领域
本发明涉及一种配置在内燃机排气回流通路上的排气回流阀安装装置。
背景技术
后述图1为表示构成按压式电动控制阀装置的步进电动机驱动式排气回流阀内部结构的图。图中，壳体(阀体)1具有与发动机排气系统(未图示)连通的入口2、与发动机吸入系统(未图示)连通的出口3以及回流通路4。用压入回流通路4内的转动销13进行阀座6的止拔。9为轴瓦，8为防止沉积物进入轴瓦9的保持体，被夹持在位于同一轴上的阀座6与阀体1之间。5为阀芯，用铆接结构固定在阀轴7上配置成与阀座6接触。阀轴7穿过轴瓦，在其另一端上用铆接结构将弹簧保持体10与垫圈50固定。12为位于弹簧保持体10与阀体1间的压缩弹簧，用于对阀芯5向关闭阀方向施加弹力。14为对电动机与阀本体进行冷却的冷却水通路。
20为用安装螺栓46同轴心地安装在壳体1上的步进电动机本体，22为绕线架，其上绕制线圈23，在其外周设置设有磁路的轭铁24、25。29为与线圈23电气相连的端子，形成与电动机壳体21相连的连接器部。27为对两个线圈部进行磁屏蔽的板，26为进行电动机壳体21的铠装成形时、防止树脂流入线圈部内周的板。
31为磁铁，32为将磁铁31保持、在内周部形成与电动机轴33的螺纹部33a配合的螺纹部32a及电动机轴的轴向止动部32b的转子，30为安装在转子32的两端上的轴承，28为轴承侧按压用板弹簧，33为用螺纹部33a、32a将转子32的旋转变换成直线运动的往复轴，34为压入电动机轴33的止动销，41为产生发动机轴33的轴承作用和通过D孔防止发生旋转作用的电动机轴衬。
40为与阀体1间同心地配置在电动机壳体21上的电动机保持体，将轴承30与电动机轴衬41进行保持。用铆接结构将弹簧保持体42与接头43固定在电动机轴33的顶端上。44为位于弹簧保持体42与电动机保持体40间的压缩弹簧，用于对阀芯5沿打开阀方向施加弹力。
在为说明阀动作的图2上示出对应于阀芯位置的力。
在图1、图2中，首先，在从阀的全关闭状态进行启动的场合，开阀动作是在终端29、用从控制单元(未图示)送至的脉冲状电压使含有磁铁31的转子32步进式地沿打开阀方向旋转。此时，使送至的脉冲数与步进数一致，能正确进行开环控制。用转子32的螺纹部32a与电动机轴33的螺纹部33a将此步进式的旋转变换成直线运动，电动机轴向打开阀的方向(图示下方)移动。此时，因弹簧44的力使电动机轴33的移动得到增强。并且，在移动进行至接头43与弹簧保持体10相接触的瞬间，由于加上弹簧12的力，使电动机移动所需的力成为两弹簧力的差。在其后的移动中，加上两弹簧的弹簧常数的载荷部分成为增加的部分。
关闭阀的动作成为与上述动作相反，在端子29处用从控制单元(未图示)送至的脉冲电压使含有磁铁31的转子32向关闭阀方向进行步进式旋转。并且，在关闭阀动作进行至接头43与弹簧保持体10相分离的瞬间，在电动机轴33上加上弹簧44的载荷，成为在阀芯5上加上作为闭紧力的弹簧12的载荷。
现以具体数值作为一例表示上述动作，以阀打开位置作为基准进行弹簧设定，在弹簧12中，将设定位置的载荷定为2kgf、弹簧常数定为0.05kgf/mm，在弹簧44中，将设定位置的载荷定为1.2kgf、弹簧常数定为0.05kgf/mm，从电动机轴启动至阀开启的行程取为1mm，从阀开启至阀全开的行程取为4.5mm，则如图2所示，加在电动机上的最大载荷在电动机驱动开始点和全开点相等，成为1.25kgf。另外，阀紧闭力等于弹簧A12的设定位置的载荷为2kgf。
此外，作为参考，在传统结构(无弹簧44的场合)中，为了获得与图2相同的阀紧闭力，由于弹簧12的载荷条件相同，故电动机所需的力最大时(阀全开时)为2.225kgf。
US 5,351,935专利也揭示了一种排气回流阀安装装置，该装置包括与发动机排气回流通路相连配置的阀体、设于阀体内部的阀座、可轴向移动的阀轴、与此阀轴相连的阀芯，所述阀芯随阀轴的移动而朝着与上述阀座接近或离开的方向移动、以及对上述阀芯沿阀的开闭方向进行驱动控制的步进电动机。然而，该装置也须籍由引入冷却通路的冷却水来隆起阀体基电动机，导致阀体增大，隆起管道等部件增加，机构复杂。
由于传统的排气回流阀如以上那样构成，通过将冷却水导入冷却水通路14，能用该冷却水对步进电动机和阀本体进行冷却，但另一方面，由于在阀体1的周围形成冷却水通路14，故使阀本体大型化，而且还须设置为使冷却水通路14与发动机系统冷却水通路相连的配管等，使构件数目增多，必须构成结构复杂化的特别的水冷结构，从而存在使成本增高的课题。
本发明正是为了解决上述问题，目的在于提供无须设置特别的水冷却结构，能使驱动控制排气回流阀的步进电动机和阀体因排气的高热引起的过热得到防止、达到排气回流阀小型化和制造成本降低的排气回流阀安装装置。
此外，本发明目的在于提供能使排气回流阀容易在发动机组件上安装，并使排气高热不向步进电动机上传递的排气回流阀安装装置。
此外，本发明目的还在于使防止阀座脱落和安装部密封机构共用，以降低制造成本。
发明内容
本发明的排气回流阀安装装置包括：与发动机排气回流通路相连配置的阀体，设于此阀体内部的阀座，沿轴向可移动地安装在上述阀体上的阀轴，与此阀轴相连、容纳于上述阀体内的阀芯，所述阀芯在上述阀轴沿一方向移动时朝着与上述阀座接近与接触的方向移动，而在上述阀轴向另一方向移动时朝着离开上述阀座的方向移动，以及  通过上述阀轴对上述阀芯沿阀的开闭方向进行驱动控制的步进电动机，其特征在于，
所述阀体在与发动机排气回流通路相连配置的同时，也配置于发动机构成部所包括的冷却流体通路近旁。
即，其特点是将上述阀体埋设在作为发动机组成部分的水出口、吸入总管、节流室等温度较低的部分。
根据这样的排气回流阀安装装置，通过将排气回流阀阀体埋入发动机组成部的温度较低的部分，由于能用发动机组成部对排气高热进行吸收、扩散与放热，因此，无须设置冷却水室等特别的水冷却结构，能用发动机组成部来防止发生因排气高热引起的步进电动机过热。
此外，本发明装置在发动机组成部的温度低的部分设置阀安装孔，将阀体嵌入埋设此阀安装孔内。
据此，通过仅将排气回流阀的阀体嵌入发动机组成部的温度较低的部分的阀安装孔内，就能使排气回流阀容易安装在发动机组成部上。
此外，本发明装置将上述阀安装孔设置在发动机组成部的冷却水通路近傍。
据此，由于用流经发动机组成部的冷却水通路的发动机冷却水冷却发动机组成部，将阀体保持在具有该冷却水环境下，能使因排气高热引起的阀体异常过热得到防止，同时能进一步有效防止步进电动机异常过热。此外，即使在无冷却水流过的处所，在吸入总管那样、有大量吸入空气流动的处所，发动机组成部也被冷却，也能得到与上述相同的效果。
此外，本发明装置，由于发动机结构部分具有与排气回流通路相连的排气流入通路和排气流出通路，故能使排气顺利回流。
此外，本发明装置在阀体的排气流入口的开口端配置把与发动机组成部间密封、且兼具有制止将阀座拔出功能的密封构件。
据此，能用一件密封构件防止排气从发动机组成部与阀体间泄漏，同时能防止阀座从阀体脱落。
附图的简单说明
图1为表示传统排气回流阀的剖面图，
图2为表示阀驱动电动机必要驱动力的说明图，
图3为表示本发明实施例1的排气回流阀安装装置的剖面图，
图4为图3中的主要部分放大剖面图。
具体实施方式
以下，为了更具体说明本发明，现参照附图说明为实施本发明的实施例。
实施例1
图3为表示本发明实施例1的排气回流阀安装装置的剖面图，图4为图3中的主要部分放大剖面图。图中，100为温度比发动机排气温度低、最大约为120℃的发动机结构部(以下称发动机组件)，例如水冷式发动机气缸组件、发动机冷却水出口、进口集管以及节流室等部分。
101为设于发动机组件100上、冷却发动机系统的冷却水通路或空气通路、油通路等冷却流体通路，此冷却流体通路101为水冷式发动机原来具有的发动机组件100。102为设于发动机组件100的冷却流体通路101附近的阀安装孔，103为设于发动机组件100上、与阀安装孔102连通的排气流入通路，此排气流入通路103与排气回路的一次侧流路(排气通路)相连。104为同样设于发动机100上、与安装孔102连通的排气流出通路，此排气流出通路104与排气回路的二次侧流路(吸气通路)相连。105为设于阀安装孔102与排气流入路103的连通部上的密封部。
200为组装在发动机组件100上的排气回流阀，201为排气回流阀200的阀体，将此阀体201嵌入埋设在发动机组件100的阀安装孔102内。202为阀体201的排气流入口，203为阀体201的排气流出口，204为设于排气流入口内的阀座连接固定用的连接固定阶梯部，205为压入排气流入口202内、与上述连接固定阶梯部204接触的阀座，206为嵌入安装于排气流入口202内的密封构件，此密封构件206与阀座205的下面接触、并将阀座205夹持在其与连接固定阶梯部204间。这样的密封构件206由不锈钢等具有刚性的弹性构件构成、并在外周缘部上具有弯曲形成的裙部206a。
此裙部206a以自身的弹性力与发动机组件200的密封部105相压接，使与阀体201的下端间密封。
因此，上述密封构件206发挥防止排气从发动机组件100的密封部105与阀体201的下端间泄漏的功能以及防止阀座205从阀体201的排气流入口202脱落的止拔功能。
207为沿轴向可移动地安装在阀体201上的阀杆，208为连接于阀杆207的下端的阀芯，209为阀杆207的轴承，210为安装于阀杆207的上端的弹簧座，211为通过弹簧座210对阀杆207施加弹力、使之向阀208的关闭方向返回的弹簧。
300为通过阀轴207对阀208沿开闭方向进行驱动控制的步进电动机，301为步进电动机300的电动机壳体，通过衬垫302用紧固螺丝302将电动机壳体301紧固定在阀体201的上端上。304为步进电动机300的绕组，305为步进电动机300的转子，306为步进电动机300的电动机轴，转子305与电动机轴306通过螺纹相连接。
307为连接于电动机轴306的下端的弹簧座，308为位于弹簧座307与衬垫302间的助动弹簧，此助动弹簧308沿着阀开启方向对电动机轴306施加弹力，发挥增加电动机驱动力的作用。
以下对动作进行说明。
首先，在从阀全关闭状态启动场合，打开阀动作时在端子309处用从控制单元(未图示)输出的脉冲电压使含有磁铁的转子305向打开阀的方向进行步进式旋转。此时，使输出脉冲数与步进数一致，正确进行开环控制。用转子305的螺纹部305a与电动机轴306的螺纹部306a将该步进式旋转变换直线运动，电动机轴向阀开启方向(图示下方)移动。此时，电动机轴306的移动因弹簧308的力得到增强。并且，在移动至接头311与弹簧座210相接触瞬间，由于加上弹簧11的力，使电动机的移动所需的力成为两弹簧力的差。在其后的移动中，成为使负载增加了添加两弹簧的弹簧常数的部分。
当这样将阀208打开时，成为使从发动机燃料室沿排气回流通路流动的排气按以下方式流动，即通过发动机组100的排气流入通路103→阀体201的排气流入口202→阀体201内→阀体201的排气流出口203→发动机组100的排气流出通路104返回流至发动机燃烧室。
这样，由于排气流过发动机组100，温度低于排气温度的发动机组100对排气高热进行吸收、扩散、放热。并且，由于用从冷却流体通路101流动的冷却水冷却发动机组100，能不将排气的高热从阀体201传递到步进电动机300，因此，能防止步进电动机300因排气高热引起异常过热。
根据以上说明的实施例1，由于将阀体201埋设于温度低于排气温度的发动机组100，将步进电动机300安装在阀体201的上部，能用发动机组100对排气高热进行吸收、扩散、放热，因此，无须设置如传统冷却水室那样的特别的水冷却结构，具有能防止因排气高热引起的步进电动机300异常过热的效果。
此外，由于在上述发动机组100中，在具有该发动机组100的冷却流体通路101的附近设置阀安装孔102，将阀体201嵌入固定在阀安装孔102内，能仅通过将阀体201嵌入阀安装孔102、简单地进行排气回流阀相对发动机组100的埋设安装，且由于用从冷却流体通路101流过的冷却水冷却发动机组100，将阀体201保持在该冷却水环境中，能不使阀体201异常过热，具有能进一步防止步进电动机300发生异常过热的效果。
此外，通过将密封构件206的裙部206a压接在发动机组100的密封部105上，使该裙部206a在发动机组100的密封部105与阀体201的下端间发挥密封功能，能防止排气从该两者间泄漏，同时，通过使密封构件206与阀座205的下面接触，还具有能防止阀座205落下的效果。
产业上应用的可能性
综上所述，根据本发明排气回流阀安装装置，通过将排气回流阀的阀体埋设在发动机组的温度低于排气温度的部分，能无须设置冷却水室等特别的水冷却结构，用发动机组对排气高热进行吸收、扩散、放热，因此，能用发动机组防止因排气高热引起的步进电动机的异常过热。

Claims (9)

1.一种排气回流阀安装装置，包括：
与发动机排气回流通路(103，104)相连配置的阀体(201)，
设于此阀体(201)内部的阀座(205)，
沿轴向可移动地安装在上述阀体(201)上的阀轴(207)，
与此阀轴(207)相连、容纳于上述阀体(201)内的阀芯(208)，所述阀芯在上述阀轴(207)沿一方向移动时朝着与上述阀座(205)接近与接触的方向移动，而在上述阀轴(207)向另一方向移动时朝着离开上述阀座(205)的方向移动，以及通过上述阀轴(207)对上述阀芯(208)沿阀的开闭方向进行驱动控制的步进电动机(300)，其特征在于，
所述阀体(201)在与发动机排气回流通路(103，104)相连配置的同时，也配置于发动机构成部(100)所包括的冷却流体通路(101)近旁。
2.根据权利要求1所述的排气回流阀安装装置，其特征在于，在所述发动机组成部分上设置阀安装孔，将所述阀体嵌入埋设在此阀安装孔内。
3.根据权利要求2所述的排气回流阀安装装置，其特征在于，将所述安装孔设置在所述发动机组成部所具有的冷却流体通路近傍。
4.根据权利要求1-3中的任一权利要求所述的排气回流阀安装装置，其特征在于，所述发动机组成部分具有与排气回流通路相连的排气流入通路和排气流出通路。
5.根据权利要求1或2所述的排气回流阀安装装置，其特征在于，在所述阀体排气流入口的开口端上安设与发动机组成部间形成密封、且兼具有制止将阀座拔出的密封构件。
6.根据权利要求5所述的排气回流阀安装装置，其特征在于，所述密封构件进一步包括一裙部，所述裙部与发动机组件的密封部压接，以提供与所述阀体的下端间的密封。
7.根据权利要求1所述的排气回流阀安装装置，其特征在于，所述装置进一步包括安装于所述阀轴上端的第一弹簧座，通过所述第一弹簧座，使返回弹簧抵接上述阀轴。
8.根据权利要求7所述的排气回流阀安装装置，其特征在于，所述装置进一步包括具有与上述电动机底部连接的第二弹簧座的电动机轴，通过所述第二弹簧座，使助动弹簧抵接上述电动机轴。
9.根据权利要求1所述的排气回流阀安装装置，其特征在于，所述电动机(300)具有电动机外壳(301)、绕组(304)、转子(305)及通过上述阀轴(207)对上述阀芯(208)的开闭方向进行控制的电动机轴(306)。
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