CN1712675A - 用在内燃机范围中的阀 - Google Patents

Abstract

一种用在内燃机范围中的阀，该阀包括用于引导介质的管道(12)，所述管道(12)具有一壁，并且所述阀还包括阀元件(20)，该阀元件(20)在其关闭状态中定位在所述管道(12)内，并且该阀元件(20)至少在其完全打开的状态中与所述管道(12)的相邻壁至少较大程度地对准，或者定位在该管道(12)的外侧以有助于引导介质。

Description

用在内燃机范围中的阀

技术领域

本发明涉及一种用在内燃机范围中的阀。

在内燃机领域中，经常有这样的情况，即，介质必须被引导通过合适的管道或管线，并且需要通过阀来连接、切断或调节介质。例如，使排气朝向新鲜空气侧返回的过程通常作为操作状态的功能而发生，从而减少燃料消耗和污染物排放。在这种情况下，设置一个或多个排气再循环(EGR)阀。另外，可以将阀设置在排气系统之内，以便释放、停止或转向排气流。例如，可以采用这种措施，以调节排气背压和/或连接或切断单个部件，例如催化转化器、过滤器、散热器等。仅以示例的方式提及这些应用。

背景技术

从DE 27 03 687 A1可知一种EGR阀，其中排气供给管线伸入到吸入管线中。在吸入管线内排气供给管线的外侧设置有一节流阀，该节流阀确保排气供给管线打开或关闭。

在DE 195 49 107 A1的主题中，排气供给管线也伸入到吸入管线中。在其轴向端部处，该排气供给管线关闭并径向打开。在该排气供给管线的端部上方定位有所谓的旋转闸门阀型钟形件(bell)，其包括开口，该开口可与排气供给管线中的开口进行对准，以打开或关闭排气供给管线中的所述开口。

在EP 1 245 820 A1中已知一种EGR阀，其可旋转的阀元件以这样一种方式被偏心支撑，即，在其打开状态，它可以定位在排气供应管线的边缘处，以尽量小地影响排气流。

最后，在由本申请人提交的EP 03 029 491描述了一种EGR阀，该阀包括一导流元件，一阀元件在其打开状态中可定位在该导流元件后方，以尽量小地干扰排气流。

发明内容

本发明基于设计一种用在内燃机范围中的阀的目的，该阀在避免流动损失方面得到进一步改善。

该目的由在权利要求1中所述的阀解决。

根据本发明的阀，该阀旨在并且适于安装在内燃机中，因此在一方面其包括用于引导介质的管道。所述介质例如可以为排气，从而根据本发明的阀在这种情况下可作为排气阀或EGR阀使用。如果其作为排气阀，则可将其设置在排气系统中，以停止、释放、转向或调节排气流。如起初所述，可采取这些措施以调节排气背压，连接或切断部件(例如，催化转化器、过滤器、散热器等)，或者改变或影响例如排气系统的以及因此车辆的噪音，或者改变或影响其它性能。而且，根据本发明的阀可用作EGR阀，以使排气流朝向发动机新鲜空气侧再循环或使空气流限制在发动机入口侧。例如，在柴油机的情况下，可以在进气侧实现驱动压力梯度的增加，因为设置在进气侧的节流阀完全或一定程度地关闭。此外，柴油机可装配有所谓的附加功能或便利断流装置，该装置通过突然关闭新鲜空气的供应而动作。根据本发明的阀也适于上述应用。

根据本发明的阀的上述管道具有一壁。该阀还具有一阀元件，该阀元件在其关闭状态定位于管道内。结果，此外，根据本发明的阀尤其适于作为释放或阻塞介质流而不必将该介质流供给至第二管道中的阀。只在后一情况下，阀元件实际可定位于第二管道中，并因此定位在第一管道外的区域中。与此相反，根据本发明的阀的阀元件在其关闭状态位于其中介质被引导的管道内，以通过根据本发明的阀来实现阻塞、释放、转向或调节该介质。

由根据本发明的阀可以产生特别有利的流动条件，因为该阀元件至少在其完全打开的状态中与管道的相邻壁(至少在很大程度上)对准或定位在其的外部。为了在打开状态中获得上述情况，即，阀元件与管道壁对准或在管道壁外侧的结构，在该管道壁中设置至少一个下面将详细描述的凹口。对于该凹口，将参考邻近阀元件的管道壁，以描述阀元件处于其打开状态的位置。应说明，直到获得(打开的)阀元件，在管道内占优势的流动由管道壁确定，而紧接着阀元件打开之前，该流动由邻近其的管道壁确定。在(打开的)阀元件的区域中，该阀元件有助于引导介质。这使得可通过简单的措施来减少流动损失。与现有技术中不同，实际上不需要额外的导流元件。相反，在其打开状态，阀元件位于这样的位置，其中该阀元件有助于引导介质并同时避免与流干涉。具体地，可以说该阀元件在其打开状态形成了管道壁的一部分。因此，管道壁可设置为连续的单个壁，而不需要可由单独的导流元件形成的第二内管道壁。因此，具体地，根据本发明的阀的阀元件在其打开状态中并没有被其它元件遮蔽。

通过本发明详述的措施可确保流动基本不受干扰，即以这种方式设计一种阀元件，该阀元件在其打开状态中与相邻的管道壁对准或定位于该管道的外侧。打开的阀元件实际上并没有位于管道的内侧净截面(clear cross-section)之内，此处会影响流动。相反，阀元件至少在其完全打开状态中形成管道壁的一种延伸，从而有助于有利地引导介质。干涉能够得以避免。这在其中处于其完全打开状态的阀元件定位在相邻的管道壁的外侧的情况下也是如此。

尽管阀元件在其完全打开状态中足以与相邻的管道壁基本对准，以充分避免流动损失，但是优选地使阀元件与管道壁完全对准。而且，对于阀元件位于相邻的管道壁的外侧的结构，优选地在该状态中的阀元件同样完全定位于相邻管道壁的外侧，以尽量排除对流动的干扰。

关于设置阀的措施，该阀的阀元件至少在其基本打开的状态中与管道的相邻壁至少较大程度地对准，应说明在这种情况下，阀元件，尤其在其关闭状态中，不必定位在阀的管道之内。而且，结合本申请，可认为这是一个创新，即，提供一具有阀元件的阀，该阀元件至少在其完全打开的状态中与相邻管道壁至少较大程度地对准。可以将该措施与上述或下述的所有特征适当地结合。

根据本发明的阀的优选实施例在其它权利要求中描述。

该阀元件优选地设计为整体弯曲。尽管已知的阀元件在一侧(例如，下游侧)显示为弯曲，但是，根据本发明的阀的阀元件全部弯曲。这使得可获得上述的结构，即，以尤为简单有效的方式与相邻管道壁对准和/或在该管道的相邻壁的外侧，以尽可量小地影响流动。在这种情况下，根据本发明的阀元件可设计得极其简单，因为其设置作为单壁金属片部件，该部件例如显示出设计例如成为圆柱体的管道壁的弯曲部分，并且其因此能够以与管道壁特别良好对准的方式定位。关于该特征，也应说明，该特征被认为是创新的，尽管该特征仍然可以与上述和下面将要描述的那些特征结合。因此，本申请介绍了一种具有全部弯曲设计的阀元件的阀。换句话说，该阀元件优选地在上游侧和下游侧都显示为弯曲部分。然而，在一具体实施例中，该弯曲部分可只设在上游侧。对于该侧优选为凹入弯曲部分，而对于下游侧优选为凸状弯曲部分。

原理上，由本发明详述的措施适用于任何阀设计，而不管其阀元件是否可以以平移、旋转或任何其它方式运动。但是，当前优选地是阀元件可枢转，而对于该阀元件，在其完全打开的状态中可枢转到管道壁的区域中，以尽量小地影响流动。

至于阀元件的支撑件，当前优选的是中心地支撑阀元件。换句话说，该支撑件定位在相对于阀元件的至少基本中点处。而且，该支撑件可优选设计在相对于其中设置有阀的管道的中心，并且优选地相对于阀的中心线的中心。然而，同样可设想且本发明决不排除设置偏心类型的支撑件。可以利用这种支撑件的优势，例如，使用作用在阀元件上的排气压力以关闭阀，或者至少有助于关闭运动。该支撑件同样能够以偏心的方式设置，从而使排气压力有助于打开运动。与其相反，基于中心支撑件的当前优选实施例需要压力补偿，这在某些应用中是有利的。

关于阀元件的支撑件，当前还优选的是阀元件被支撑在一侧。这种措施提供了成本效益。应说明，也可以在两侧支撑。

如果阀元件的形状由第一柱体与第二柱体的截面曲线形成，则这是尤为有利的。为了确定截面曲线，两个柱体的中心线优选彼此垂直。结果，根据本发明的阀的阀元件尤其适于具有圆形截面的管道。阀元件的(弯曲)形状一定程度上反映了阀管道的形状。因此，由于阀元件至少在其完全打开的状态中与相邻壁对准，因此管道壁的形状(在本例中为柱体罩的延续部分)对此目的是有利的。但是，如果阀元件运动到其关闭状态，即其例如旋转90°，则它是如上所述的柱体罩的一部分，该部分必须确保管道内部的密封，即在另一柱体中。结果，由第一柱体与由管道形成的第二柱体的截面曲线而获得阀元件的边缘，该阀元件是第一柱体的一部分。

该管道有利地包括至少一个用于容纳处于打开状态的阀元件的凹口，该凹口的形状适合于阀元件的形状。结果，可以通过极其简单的方法来实现根据本发明的阀元件的结构。

在该结合中，尤为优选的是所述凹口由至少一个单独的壁元件形成，以确保尤为简单的装配。

附图说明

下面将基于附图更详细地描述本发明的实施例，其中：

图1表示根据本发明的阀的分解立体图；

图2表示根据本发明的阀，示出阀元件处于其打开状态；和

图3表示根据本发明的阀，示出阀元件处于其关闭状态中。

具体实施方式

如图1所示，根据本发明的阀10首先具有示例中所示的管道12，该管道12设计为具有较大圆形截面的短长度的管道。然而，不言而喻，该管道12也可以设计成较长并且可具有不同的截面。如下所述，为了能够安装根据本发明的阀的其它元件，在管道12的壁中设有凹口14，也可以将该凹口14描述为窗口。例如，该凹口可使用激光切割装置制成。在所述实施例中，凹口14由两个单独的壁元件(即，第一支撑壁元件16和第二壁元件18)封闭。支撑壁元件16容纳用于阀元件20的支撑件。在这点上，阀元件20包括支撑销22。在支撑壁元件16内设有配合轴承衬24。在所示实施例中，在配合轴承衬24周围布置有扁平卷簧26，该卷簧26通过第一钩28而钩在支撑壁元件16处，以支撑在其上。第二钩30用于将扁平卷簧26连接到杠杆元件32上。杠杆元件32通过形成在该杠杆元件中的开口34而装配在支撑销22上。在所示实施例中，因为弹簧被支撑在支撑壁元件16上，并且因为通过杠杆元件32而进一步钩在切口36处，所以弹簧26在阀元件20的打开状态中对其预拉。然而，该结构也可以以这种方式设计，即，将预拉伸过程设计在关闭状态，并且抵抗弹簧的力实现打开过程。

在所示实施例中，抵抗弹簧26的力实现关闭。为了致动阀元件20，在本具体实施例中设置其两端以基本为S形状弯曲的杆38；该杆在其一端插入到杠杆元件32中的第二开口40中，而其第二端插入到第二杠杆元件42中。该第二杠杆元件42设置在驱动机构的区域中。在所示实施例中，该驱动机构被设计成具有装配在其上的一组行星齿轮46的电机44。然而，显而易见的是，该驱动机构可以设计成气动、液压或以任何其它适合的方式作用。唯一重要的是，当被致动时，杠杆元件42被转动以使杆38被拉动或在其上施加压力，从而使得杠杆元件32相应转动，并致动阀元件20。

在所示实施例中，驱动机构44、46通过适当设计的保持架48而安装在壁元件18上。保持架48在驱动机构44、46侧包括适当的凹口50，以插入并固定驱动机构44、46。保持架48在壁元件18侧具有适当的翼板52，以将该保持架固定在壁元件18上。在该具体实施例中，处于装配状态的壁元件18关闭凹口14的横向区域。支撑壁元件16以相同的方式关闭凹口14的上部区域。从图1中可以看出，壁元件18设有形成为朝向外侧的弯曲部分，从而在管道12的内部形成凹口。该凹口用于在阀元件20的打开状态下接收该阀元件和/或使得阀元件20进行必要的运动。

图2示出了该打开状态。根据本发明，阀元件20在该完全打开的状态中位于这样的位置，其中，该阀元件与管道12的相邻壁至少很大程度地对准。结果，以尤为低的程度对经过管道12内部的流动产生影响。只在阀元件20的一侧处设有较小的狭缝54，该狭缝是必要的以允许阀元件20所需的枢转运动。在本具体情况下，阀元件实际上可以从图2中所示的位置运动出来，并通过使其顺时针转动90°而进入关闭位置。在该关闭位置，阀元件20的两个边缘56与管道12的内部接触。

这在图3中显示出。应提及，在图2和图3中省略了单独的壁元件18及安装在其上的驱动机构，从而更有效地描述情况。然而，不言而喻的是，在操作状态，凹口14由于壁元件18而被关闭。同样不证自明的是，通过壁元件18形成的关闭部可由另一管道替代，在管道12中通过的介质直接可转移至该管道中。换句话说，由于阀元件20的适宜的中间位置，因此所示实施例仅可阻塞(图3)、释放(图2)或调节流动。但是，如果以另一管道代替壁元件18，则可以使所引导的介质转向。

具体地，在图3中所示的位置可完全地实现所述转向。阀元件20的边缘56实际上与管道12的内表面密封接触，从而防止介质流过管道12。

至于两个单独的壁元件16和18，应提及的是，它们不必是两个单独的壁元件。相反，阀元件20(包括其支撑件和驱动机构)可预装配在单个单独的壁部分上，然后安装在设有凹口14的管道12上。这种安装方式可以称为“滑过”过程。具体地，在这样的实施例中可以进行这样的过程，其中对于必要的单独壁元件进行偏心支撑，以在柱体罩处覆盖180°或更小的角，因此可容易地装配。在这方面中，带有偏心支撑件和单个单独壁元件的实施例构成了极为理想的方案。

与此相反，在所示实施例中的支撑件相对于阀元件20以及相对于管道12位于中央。然而如所述，同样可以设计相对于阀元件20和/或管道12偏心或离心的支撑件。而且，该支撑件只在一侧起作用。与在两侧同等支撑相比这必然会带来成本效益。

也可以从图中看出，可以将阀元件20设置为单个壁元件，例如设置为金属片部件，其完全弯曲。在图1和2中，凸状弯曲部分朝向观察者。在图3中，可以看到凸状弯曲部分。此外，应提及的是，在所示实施例中的阀元件在凸状弯曲部分侧设有卷边(bead)58。

阀元件20的边缘56成为两个柱体的截面曲线。从图2中可见，阀元件20在其打开状态中实际上形成了管道12的柱体罩的一部分。在其关闭状态(参见图3)，边缘56与管道12的内表面密封接触。因此，形状56的边缘是有利的，该形状56是由管道12的柱体的与阀元件20相交而获得的，如在图3中可以看出，阀元件20作为管道12的柱体的壁部分而获得(参见图2)。

Claims (8)

1、一种用在内燃机范围中的阀(10)，尤其是排气或废气再循环阀或在新鲜空气侧的阀，该阀包括管道(12)，其用于引导介质，所述管道(12)具有一壁，并且所述阀还包括一阀元件(20)，该阀元件(20)在其关闭状态中定位在所述管道(12)内，并且该阀元件(20)至少在其完全打开的状态中与所述管道(12)的相邻壁至少较大程度地对准，或者定位在该管道(12)的外侧以有助于引导介质。

2、根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述阀元件(20)整体弯曲。

3、根据权利要求1或2所述的阀，其特征在于，所述阀元件(20)是可枢转的。

4、根据前述任何一项权利要求所述的阀，其特征在于，所述阀元件(20)被中心支撑。

5、根据前述任何一项权利要求所述的阀，其特征在于，所述阀元件(20)在一侧被支撑。

6、根据前述任何一项权利要求所述的阀，其特征在于，所述阀元件(20)的形状是从第一柱体与第二柱体的截面曲线而获得的。

7、根据前述任何一项权利要求所述的阀，其特征在于，所述管道(12)包括一凹口，该凹口用于容纳处于打开状态的所述阀元件(20)，所述凹口的形状适合于所述阀元件(20)的形状。

8、根据权利要求7所述的阀，其特征在于，所述凹口由至少一个单独的壁元件(16，18)形成。

Images