CN203584619U - 废气再循环阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种废气再循环阀，包括阀体、阀杆、第一阀片、第二阀片、第一阀座、第二阀座、阀杆连接板、轴承销、回位弹簧、凸轮；第一阀座固定在阀体左端内部；第二阀座固定在第一阀座右侧的阀体内部；阀杆设置在阀体腔体内部并穿过第一阀座及第二阀座中间的通孔；第一阀片固定在阀杆左端，并位于第一阀座左侧；第二阀片固定在阀杆上并位于第一阀座同第二阀座之间；阀杆连接板固定在阀杆右端；回位弹簧套设在阀杆上，左端抵靠在阀体上，右端抵靠在阀杆连接板左端；轴承销下端固定在阀杆连接板右端；轴承销上端置入凸轮的凸轮槽中，凸轮轴心固定在扭矩电机的输出轴上。本实用新型的废气再循环阀，结构简单，体积小，可靠性高。

Description

废气再循环阀

技术领域

本实用新型涉及发动机废气再循环阀装置，特别涉及一种废气再循环（EGR）阀。

背景技术

将发动机部分废气引入进气，降低燃烧温度，减少废气中NOx的形成，被称为废气再循环（英文EGR，Exhaust Gas Recirculation的缩写）技术。汽车废气再循环系统是发动机的尾气控制系统中的一个重要组成部分，EGR阀是废弃再循环系统中不可缺少的重要零件，EGR阀的开度大小决定了系统的EGR率（EGR率指通过EGR阀引回发动机的废气质量在发动机进气总质量的比例，公式为：EGR率＝m_废气／（m_吸入空气+m_废气））的大小。

中国专利201220099820.7公开了一种两级齿轮驱动的电控EGR阀，如图1所示，包括一电机模组、一摇臂模组和一阀体模组；电机模组和摇臂模组组合在一起构成驱动机构，驱动机构安装在阀体模组上。

所述电机模组包括：一电机1，其输出轴上具有电机齿轮2；一固定在电机壳体上的齿轮传动装置，所述齿轮传动装置将电机模组的动作传动至摇臂模组；

所述摇臂模组包括：末端齿轮4和固定在末端齿轮轴19上的摇臂6，摇臂6通过连接轴承20将接收的所述齿轮传动装置的动作传输至阀体模组；

所述阀体模组包括：安装在阀体上的转化接头7、回位弹簧8、阀杆9和阀片10，转化接头7连接所述摇臂6上的连接轴承20，阀杆9一端固定于转换接头7上，阀杆9另一端固定有阀片10，回位弹簧8穿设固定于阀杆9具有转换接头7一端的弹簧座21下方。

所述齿轮传动装置，包括三个阶梯形齿轮3，所述阶梯形齿轮较大端15采用外啮合方式啮合于所述电机齿轮2，三个阶梯形齿轮3是均布所述电机齿轮2周围，阶梯形齿轮较小端16采用外啮合方式啮合于所述末端齿轮4，所述末端齿轮4位于三个阶梯形齿轮3的中间，所述阶梯形齿轮3的轴线11与所述电机齿轮2、末端齿轮4的轴线平行。

中国专利201220099820.7公开的一种两级齿轮驱动的电控EGR阀，同现有的多数电控EGR阀相同，为单阀芯，执行器是以直流电机带齿轮传动。直流电机通常力矩较小，但转速很高，所以直流电机需通过两级齿轮传动，以增加力矩。力矩再通过凸轮将旋转运动转化为直线运动。现有的电控EGR阀，结构复杂，失效可能大大增加；而且齿轮精度要求非常高，导致零件生产难度增加。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种废气再循环阀，结构简单，体积小，可靠性高。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的废气再循环阀，其包括阀体、阀杆、第一阀片、第二阀片、第一阀座、第二阀座、阀杆连接板、轴承销、回位弹簧、凸轮；

所述第一阀座，中间设有通孔，固定在所述阀体左端内部；

所述第二阀座，中间设有通孔，固定在所述第一阀座右侧的阀体内部；

所述阀杆，设置在所述阀体腔体内部，并穿过所述第一阀座及第二阀座中间的通孔；

所述第一阀片，固定在所述阀杆左端，并位于所述第一阀座左侧；

所述第二阀片，固定在所述阀杆上，并位于所述第一阀座同第二阀座之间；

所述阀杆连接板，固定在所述阀杆右端；

所述回位弹簧，为压簧，套设在所述阀杆上，左端抵靠在所述阀体上，右端抵靠在所述阀杆连接板左端；

所述轴承销，下端固定在所述阀杆连接板右端，轴承销的轴线同所述阀杆的轴线垂直；

所述轴承销，上端置入凸轮的凸轮槽中。

较佳的，废气再循环阀还包括一轴承；

所述轴承，套设在所述轴承销上端，并置入凸轮的凸轮槽中。

较佳的，废气再循环阀还包括一铜衬套；

所述铜衬套，安装固定在阀体内，套设在所述阀杆外，并位于所述第二阀座同所述阀杆连接板之间。

较佳的，所述凸轮，其轴心固定在扭矩电机的输出轴上；

所述凸轮的凸轮槽的形线，为工作行程的前程K系数比工作行程的后程K系数高的形线。

较佳的，废气再循环阀，还包括位置传感器、控制器；

所述位置传感器，集成在扭矩电机内，用于检测所述凸轮的旋转角度；

所述控制器，根据所述凸轮的旋转角度同目标开度的差值，调整扭矩电机的供电PWM波的占空比。

本实用新型的废气再循环（EGR）阀，第一阀片1、第二阀片4、阀杆连接板9、轴承销10及轴承11都安装固定在阀杆7上，在导向用的铜衬套6作用下做同步直线运动。在初始状态下，第一阀片1、第二阀片4在回位弹簧8的作用下分别压贴在第一阀座2、第二阀座5上，此状态即为阀关闭状态。当凸轮12被电机驱动正向旋转，凸轮12克服回位弹簧8回位力推动阀杆7向左直线运动，阀杆7带动第一阀片2、第二阀片4离开第一阀座2、第二阀座5，使得EGR阀实现开启，最终实现EGR率增加的功能。当在回位弹簧8的回位力作用下，凸轮12反向旋转，阀杆7带动第一阀片1、第二阀片4贴向第一阀座2、第二阀座5，使得EGR阀实现关闭，最终实现EGR率减小的功能。实施例一的废气再循环（EGR）阀，采用双阀片，扭矩电机输出的力矩可以通过凸轮直接将旋转运动转化为直线运动，直接推阀杆运动，结构简单，体积小，可靠性高，零件易加工。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面对本实用新型所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有的一种两级齿轮驱动的电控EGR阀示意图；

图2是本实用新型的废气再循环阀一实施例的传动机构示意图；

图3是本实用新型的废气再循环阀一实施例的剖面图；

图4是力矩电机角度开度与力矩图谱；

图5是凸轮槽形线函数图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

废气再循环（EGR）阀，如图2、图3所示，包括阀体3、阀杆7、第一阀片1、第二阀片4、第一阀座2、第二阀座5、阀杆连接板9、轴承销10、回位弹簧8、凸轮12；

所述第一阀座2，中间设有通孔，固定在所述阀体3左端内部；

所述第二阀座5，中间设有通孔，固定在所述第一阀座2右侧的阀体3内部；

所述阀杆7，设置在所述阀体3腔体内部，并穿过所述第一阀座2及第二阀座5中间的通孔；

所述第一阀片1，固定在所述阀杆7左端，并位于所述第一阀座2左侧；

所述第二阀片4，固定在所述阀杆7上，并位于所述第一阀座2同第二阀座5之间；

所述阀杆连接板9，固定在所述阀杆7右端；

所述回位弹簧8，为压簧，套设在所述阀杆7上，左端抵靠在所述阀体3上，右端抵靠在所述阀杆连接板9左端；回位弹簧8采用压簧有利于空间布置；

所述轴承销10，下端固定在所述阀杆连接板9右端，所述轴承销10的轴线同所述所述阀杆7的轴线垂直；

所述轴承销10，上端置入凸轮12的凸轮槽中，所述轴承销10可沿凸轮槽移动。

较佳的，废气再循环（EGR）阀还包括一轴承11，所述轴承11套设在所述轴承销10上端，并置入凸轮12的凸轮槽中。

较佳的，废气再循环（EGR）阀还包括一铜衬套6，铜衬套6安装固定在阀体3内，套设在所述阀杆7外，并位于所述第二阀座5同所述阀杆连接板9之间。

实施例一的废气再循环（EGR）阀，第一阀片1、第二阀片4、阀杆连接板9、轴承销10及轴承11都安装固定在阀杆7上，在导向用的铜衬套6作用下做同步直线运动。在初始状态下，第一阀片1、第二阀片4在回位弹簧8的作用下分别压贴在第一阀座2、第二阀座5上，此状态即为阀关闭状态。当凸轮12被电机驱动正向旋转，凸轮12克服回位弹簧8回位力推动阀杆7向左直线运动，阀杆7带动第一阀片1、第二阀片4离开第一阀座2、第二阀座5，使得EGR阀实现开启，最终实现EGR率增加的功能。当在回位弹簧8的回位力作用下，凸轮12反向旋转，阀杆7带动第一阀片1、第二阀片4贴向第一阀座2、第二阀座5，使得EGR阀实现关闭，最终实现EGR率减小的功能。实施例一的废气再循环（EGR）阀，采用双阀片，扭矩电机输出的力矩可以通过凸轮直接将旋转运动转化为直线运动，直接推阀杆运动，结构简单，体积小，可靠性高，零件易加工。而且，双阀片废气再循环（EGR）阀的前后两阀片的气压差方向相反，合力理论上几乎为0，阀负载相对单阀片的阀来讲要小，降低了对电机力矩的要求，双阀片废气再循环（EGR）阀的电机只需克服回位弹簧、系统摩擦阻力及相比微小的废气压差。

实施例二

基于实施例一的废气再循环（EGR）阀，所述凸轮12，其轴心固定在扭矩电机14的输出轴141上；

所述凸轮12，其凸轮槽的形线，如图5所示，为工作行程的前程K系数比工作行程的后程K系数高的形线。K为升程变化量除以角度开度变化量。

实施例二的废气再循环（EGR）阀，凸轮12直接固定在扭矩电机14的输出轴上，扭矩电机14带动凸轮12同步旋转，当给扭矩电机14用PWM（脉冲宽度调制）波形式供电，增加占空比，扭矩电机14带动凸轮12正向旋转；当减小PWM波占空比，复位弹簧8的回位力大于扭矩电机动力，实现凸轮12的反转，从而实现第一阀片1、第二阀片4同第一阀座2、第二阀座5之间间隙变化，进而实现EGR率的变化。

如图4所示，因为扭矩电机工作行程小于90°，约75°，并且后半程力矩衰减。实施例二的废气再循环（EGR）阀，凸轮12的凸轮槽的形线是工作行程的前程K系数比后程K系数高的形线，而非正比例函数，可以有效解决扭矩电机后半程力矩衰减的问题，增加了阀工作的可靠性。

实施例三

基于实施例二的废气再循环（EGR）阀，还包括位置传感器、控制器；

所述位置传感器，集成在扭矩电机14内，用于检测所述凸轮12的旋转角度；

所述控制器，根据所述凸轮12的旋转角度同目标开度的差值，调整扭矩电机的供电PWM波的占空比。

实施例三的废气再循环（EGR）阀，当凸轮当前的旋转角度不等于目标角度时，控制器根据凸轮当前的旋转角度与目标角度的差值，调整扭矩电机14的供电PWM波的占空比，使得凸轮当前的旋转角度向目标角度逼近，从而使EGR阀最终到达目标开度。当控制器更新目标角度，重复以上运动过程，EGR阀到达新的目标开度，从而实现了控制器对电控EGR阀任意开度的闭环控制。将位置传感器集成在扭矩电机内，可以增加零件集成度，提高EGR阀的可靠性和产品量产一致性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种废气再循环阀，其特征在于，包括阀体、阀杆、第一阀片、第二阀片、第一阀座、第二阀座、阀杆连接板、轴承销、回位弹簧、凸轮；

所述第一阀座，中间设有通孔，固定在所述阀体左端内部；

所述第二阀座，中间设有通孔，固定在所述第一阀座右侧的阀体内部；

所述阀杆，设置在所述阀体腔体内部，并穿过所述第一阀座及第二阀座中间的通孔；

所述第一阀片，固定在所述阀杆左端，并位于所述第一阀座左侧；

所述第二阀片，固定在所述阀杆上，并位于所述第一阀座同第二阀座之间；

所述阀杆连接板，固定在所述阀杆右端；

所述回位弹簧，为压簧，套设在所述阀杆上，左端抵靠在所述阀体上，右端抵靠在所述阀杆连接板左端；

所述轴承销，下端固定在所述阀杆连接板右端，轴承销的轴线同所述阀杆的轴线垂直；

所述轴承销，上端置入凸轮的凸轮槽中。

2.根据权利要求1所述的废气再循环阀，其特征在于，

废气再循环阀还包括一轴承；

所述轴承，套设在所述轴承销上端，并置入凸轮的凸轮槽中。

3.根据权利要求1所述的废气再循环阀，其特征自于，

废气再循环阀还包括一铜衬套；

所述铜衬套，安装固定在阀体内，套设在所述阀杆外，并位于所述第二阀座同所述阀杆连接板之间。

4.根据权利要求3所述的废气再循环阀，其特征在于，

所述凸轮，其轴心固定在扭矩电机的输出轴上；

所述凸轮的凸轮槽的形线，为工作行程的前程K系数比工作行程的后程K系数高的形线。

5.根据权利要求4所述的废气再循环阀，其特征在于，

废气再循环阀，还包括位置传感器、控制器；

所述位置传感器，集成在扭矩电机内，用于检测所述凸轮的旋转角度；

所述控制器，根据所述凸轮的旋转角度同目标开度的差值，调整扭矩电机的供电PWM波的占空比。

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