CN202578955U - 柴油发动机废气再循环系统所使用的阀 - Google Patents

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罗山刚
李少鹤
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Abstract

本实用新型公开的一种柴油发动机废气再循环系统所使用的阀，包括阀座、安装在阀座上的阀体和扭矩电机，在阀体上设置有废气进气口和出气口，阀体内设置有一阀腔，扭矩电机固定在阀座上；其还包括一安装在扭矩电机输出轴上的偏心凸轮板和阀杆以及扭簧；该阀杆的轴线与偏心凸轮板的旋转轴线相垂直；阀杆的上杆部延伸进阀腔中，并在该上杆部的端部安装有一阀块，阀块将阀腔分为上、下阀腔，其中废气进气口通过上、下阀腔分别与出气口相贯通；阀杆的下杆部延伸至偏心凸轮板并与偏心凸轮板连接，该偏心凸轮板的旋转运动驱动所述阀杆作直线运动。本实用新型的阀结构简单，只需要一个电机即能实现空气/再循环废气的比率关系的调节。

Description

柴油发动机废气再循环系统所使用的阀
技术领域
本实用新型涉及柴油发动机废气治理技术领域,特别涉及一种柴油发动机废气再循环系统（EGR）所使用的阀。
背景技术
为减少有害废气含量,尤其是氮氧化物(NOx),许多年以来,在许多型式的内燃机中采用了所谓的EGR系统,这些系统允许一部分废气再循环到发动机的进气系统内,在它与输入空气混合而再被输送到发动机的燃烧室内,被再循环的废气替代一部分的输入空气,因而具有减少NOx形成的作用。现有用于EGR系统中的阀一般包括设置在EGR再循环腔道内和进气腔内的单独的风门,为这些风门设置单独的驱动马达,从而使阀装置变得复杂,同样也使控制装置变得复杂。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有废气再循环系统(EGR)中的阀结构复杂而提供一种应用于废气再循环系统(EGR)中，能使空气/再循环废气的比率调节关系变得更可靠而简单的阀。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种柴油发动机废气再循环系统所使用的阀，包括阀座、安装在阀座上的阀体和扭矩电机，在所述阀体的第一侧设置有废气进气口，在与阀体的第一侧相对的第二侧设置有出气口，所述阀体内设置有一阀腔，所述扭矩电机固定在阀座上；其特征在于，还包括一安装在所述扭矩电机输出轴上并由扭矩电机驱动而转动的偏心凸轮板，和一通过轴套安装在所述阀体中的阀杆，以及套在所述扭矩电机输出轴上且一端与扭矩电机输出轴连接、另一端与偏心凸轮板连接的扭簧；该阀杆的轴线与所述偏心凸轮板的旋转轴线相垂直；所述阀杆的上杆部延伸进阀腔中，并在该上杆部的端部安装有一阀块，所述阀块将所述阀腔分为上、下阀腔，其中所述废气进气口通过所述上、下阀腔分别与所述进气口相贯通；所述阀杆的下杆部延伸至偏心凸轮板并与偏心凸轮板连接，该偏心凸轮板的旋转运动驱动所述阀杆作直线运动。
本实用新型在所述偏心凸轮板上开设有一工作凸轮型槽，在该工作凸轮型槽内安装有一滚轮，所述滚轮通过滚轮轴与所述阀杆的下杆部连接。
为避免废气中的积炭对阀杆的直线运动造成卡滞，在所述轴套的上端通过一不锈钢外壳安装有一不锈钢丝绕制的过滤网，此过滤网可过滤废气中的积炭颗粒，所述阀杆的上杆部穿过该过滤网和不锈钢外壳。
为防止废气通过过滤网和轴套进入到偏心凸轮板工作区，对凸轮板工作槽间产生锈蚀，在轴套下端与阀座之间增加一骨架油封。
本实用新型的工作原理是：废气循环控制单元(ECU)通过采集到的发动机的各个工况下的负载和转速，给扭矩电机发出控制信号，扭矩电机工作，通过扭簧带动偏心凸轮板旋转，而偏心凸轮板又带动阀杆向上运动，阀杆推动阀块向上运动而开启，这时废气进气口通过上、下阀腔分别与出气口连通，这样部分废气与空气混合，参与再循环。当扭矩电机停止工作时，扭簧驱动偏心凸轮板反转回到原位，偏心凸轮板又带动阀杆向下运动，阀杆带动阀块向下运动而关闭，废气不参与再循环。
本实用新型通过废气循环控制单元(ECU)调节扭矩电机的转角，从而控制EGR阀的开度值，最终控制废气循环量，即空气/再循环废气的比率。扭矩电机将转角所体现的阀块的开度值将反馈给ECU，供ECU在负载和转速变化时作出判断，不断地调节阀门开度值，以满足排放和发动机各种工况的要求，最终实现降低NOx（氮氧化物）排放目标。
本实用新型的阀结构简单，只需要一个电机即能实现空气/再循环废气的比率关系的调节。本实用新型在发动机不作大的改动的情况下，实现现有采用电控柴油机排放水平由欧3升级到欧4；产品功率覆盖范围广，适合从轻型到重型车用、机车用和船用柴油机及发电机组。
附图说明
图1是本实用新型柴油发动机废气再循环系统（EGR）所使用的阀的俯视图。
图2为本实用新型柴油发动机废气再循环系统（EGR）所使用的阀的左视图。
图3为图1的A－A剖视图。
图4为图1的B－B剖视图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型的实施方式。
参见图1至图4，图中所示的一种柴油发动机废气再循环系统所使用的阀，包括阀座100、阀体200、扭矩电机300、偏心凸轮板400、阀杆500、阀块600。
扭矩电机300通过紧固件安装在阀座100的第一侧110，其输出轴延伸至阀座100与第一侧110相对的第二侧120，偏心凸轮板400安装在扭矩电机300的输出轴上。在扭矩电机300的输出轴上套有一扭簧700，扭簧700一端与扭矩电机300的输出轴连接、另一端与偏心凸轮板400连接。为了防尘，在阀座100的第二侧120安装有一外壳130。
阀体200通过紧固件安装在阀座100上，在阀体200的第一侧210设置有废气进气口230，在与阀体200的第一侧210相对的第二侧240设置有出气口250，阀体200内设置有阀腔260。
阀杆500通过一轴套510安装在阀体200中,为避免废气中的积炭对阀杆500的直线运动造成卡滞，在轴套510的上端通过一不锈钢外壳520安装有一不锈钢丝绕制的过滤网530，此过滤网530可过滤废气中的积炭颗粒。阀杆500的上杆部穿过该过滤网530和不锈钢外壳520后延伸进阀腔260中。在阀杆500的上杆部的端部安装有一阀块600，阀块600将阀腔260分为上、下阀腔261、262，废气进气口230分别通过上阀腔261、下阀腔262与出气口250相贯通。
阀杆500的轴线与偏心凸轮板400的旋转轴线相垂直，阀杆500的下杆部延伸至偏心凸轮板400。在偏心凸轮板400上开设有一工作凸轮型槽410，在该工作凸轮型槽410内安装有一滚轮540，滚轮540通过滚轮轴541与阀杆500的下杆部连接。这样偏心凸轮板400的旋转运动驱动阀杆500作直线运动。
为防止废气通过过滤网530和轴套510进入到偏心凸轮板400工作区，对偏心凸轮板400的工作凸轮型槽410间产生锈蚀，在轴套510下端与阀座100之间增加一骨架油封550。
本实用新型的柴油发动机废气再循环系统所使用的阀可直接插入发动机排气管中并固定。
废气循环控制单元(ECU)（图中未示出）通过采集到的发动机的各个工况下的负载和转速，给扭矩电机300发出控制信号，扭矩电机300工作，通过扭簧700带动偏心凸轮板400旋转，而偏心凸轮板400又带动阀杆500向上运动，阀杆500推动阀块600向上运动而开启，这时废气进气口230通过上阀腔261、下阀腔262与出气口250连通，这样部分废气经过出气口250进入排气管与空气混合排入燃烧室，参与再循环。当扭矩电机300停止工作时，扭簧700驱动偏心凸轮板400反转回到原位，偏心凸轮板400又带动阀杆500向下运动，阀杆500带动阀块600向下运动而关闭，废气不参与再循环。
当发动机超过一定的转速、负荷及达到一定的温度时，ECU控制本实用新型的阀处于合适开度值，使再循环的废气量根据发动机转速、负荷、温度及废气温度的不同而不同，以达到废气中的NOX最低。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种柴油发动机废气再循环系统所使用的阀，包括阀座、安装在阀座上的阀体和扭矩电机，在所述阀体的第一侧设置有废气进气口，在与阀体的第一侧相对的第二侧设置有出气口，所述阀体内设置有一阀腔，所述扭矩电机固定在阀座上；其特征在于，还包括一安装在所述扭矩电机输出轴上并由扭矩电机驱动而转动的偏心凸轮板，和一通过轴套安装在所述阀体中的阀杆，以及套在所述扭矩电机输出轴上且一端与扭矩电机输出轴连接、另一端与偏心凸轮板连接的扭簧；该阀杆的轴线与所述偏心凸轮板的旋转轴线相垂直；所述阀杆的上杆部延伸进阀腔中，并在该上杆部的端部安装有一阀块，所述阀块将所述阀腔分为上、下阀腔，其中所述废气进气口通过所述上、下阀腔分别与所述进气口相贯通；所述阀杆的下杆部延伸至偏心凸轮板并与偏心凸轮板连接，该偏心凸轮板的旋转运动驱动所述阀杆作直线运动。
2.如权利要求1所述的一种柴油发动机废气再循环系统所使用的阀，其特征在于，在所述偏心凸轮板上开设有一工作凸轮型槽，在该工作凸轮型槽内安装有一滚轮，所述滚轮通过滚轮轴与所述阀杆的下杆部连接。
3.如权利要求1所述的一种柴油发动机废气再循环系统所使用的阀，其特征在于，在所述轴套的上端通过一不锈钢外壳安装有一不锈钢丝绕制的过滤网，所述阀杆的上杆部穿过该过滤网和不锈钢外壳。
4.如权利要求1所述的一种柴油发动机废气再循环系统所使用的阀，其特征在于，在轴套下端与阀座之间增加一骨架油封。
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