CN206668398U - 一种新型涡轮增压器的阀盖组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型涡轮增压器的阀盖组件，包括废气旁通通道和阀盖组件，阀盖组件包括阀盖、摇臂和定位垫片，废气旁通通道被设置在涡壳内，阀盖通过铆接与摇臂和定位垫片连接，定位垫片被设置在阀盖的顶端；阀盖组件被设置为对废气旁通通道进行放气控制调节。本实用新型的一种新型涡轮增压器的阀盖组件，有效降低废气对阀盖产生的载荷、降低阀盖的振动噪声，保证阀盖良好的密封效果，降低阀盖组件的磨损，提高零部件寿命。

Description

一种新型涡轮增压器的阀盖组件

技术领域

本实用新型涉及涡轮增压器，尤其涉及一种新型涡轮增压器的阀盖组件。

背景技术

涡轮增压器技术作为发动机的一项很重要的节能手段，可以有效地提高发动机的功率，改善燃油经济性，尤其是在节约燃油和降低排放等诸多方面，都给人们带来了巨大的综合效益，涡轮增压器技术是今后国内汽车发动机重要的发展趋势之一。

为了适应车用发动机在动力性、经济性以及废气排放、噪声等方面越来越高的要求，增压器技术不断向更高水平发展。随着顾客对于整车及发动机低速性能要求越来越高，废气旁通式涡轮增压器得到大规模普及。旁通式涡轮增压器将涡壳流道做的更小，从而能够提高增压器在发动机低速时的转速，增加空气流量，使发动机低速扭矩得到提升。为了防止在发动机高速时增压器转速超高，通过旁通阀将一部分废气直接旁通至催化器，不经过涡轮，从而减小涡轮做功，降低涡轮增压器转速，起到自我保护的作用，与此同时，也改善了发动机的高速富氧环境，有利于遏制NOX的生成，降低了发动机排放。

但是，随着客户对于整车噪声品质要求越来越高，增压器的噪声问题也被越来越重视。其中，涡轮增压器废气旁通阀阀盖组件的噪声是增压器噪声中很明显的一种，该噪声主要是由于废气脉冲的影响，阀盖与摇臂、阀座产生的金属敲击声。各大整车厂及各增压器零部件公司也都在想尽办法主动或被动降低该噪声的影响，以提高产品的竞争力。

目前市场上在售增压器的阀盖组件大多数将阀盖密封面设计为全平面，阀盖与涡壳上的阀座平面配合进行密封，阀盖通过铆接或者焊接与摇臂连接在一起，该设计最大的缺点是阀盖噪声不可控，对阀盖噪声没有针对性的预防设计，而且该设计对执行器拉力需求较大。

随着客户对于阀盖噪声要求越来越高，为降低阀盖噪声，目前有个别厂家在阀盖与摇臂或者阀盖与定位垫片之间增加一个弹性垫，利用弹性垫的弹性吸收阀盖的振动以达到降噪目的，该方案短期内可以解决噪声问题，但是该垫片的成本高，而且垫片承受的负载大，在高温下易弹性失效。

对于阀盖噪声，也有公司将阀盖与摇臂设计为一体铸造的形式，或者将阀盖与摇臂完全焊接在一起，从而在根源上杜绝阀盖噪声，但是该设计密封效果差，对于零部件加工精度要求很高，目前很难得到普遍应用。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种新型涡轮增压器的阀盖组件，有效降低废气对阀盖产生的载荷、降低阀盖的振动噪声，保证阀盖良好的密封效果，降低阀盖组件的磨损，提高零部件寿命。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是一种新型涡轮增压器的阀盖组件，有效降低废气对阀盖产生的载荷、降低阀盖的振动噪声，保证阀盖良好的密封效果，降低阀盖组件的磨损，提高零部件寿命。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种新型涡轮增压器的阀盖组件，包括废气旁通通道和阀盖组件，阀盖组件包括阀盖、摇臂和定位垫片，废气旁通通道被设置在涡壳内，阀盖通过铆接与摇臂和定位垫片连接，定位垫片被设置在阀盖的顶端；阀盖组件被设置为对废气旁通通道进行放气控制调节。

进一步地，阀盖包括阀盖密封面，阀盖密封面被设置为当增压器不需要放气时，与阀座平面接触配合，对废气旁通通道里的废气进行密封。

进一步地，阀盖密封面包括阀盖密封平面和弧形圆凸起，阀盖密封平面被设置在弧形圆凸起的外围，阀盖密封平面用于与阀座平面接触配合，对废气旁通通道里的废气进行密封；弧形圆凸起不参与密封作用。弧形圆凸起主要作用是改变气流对阀盖的冲击角度，从而降低气流对阀盖的冲力载荷，相对于全平面阀盖，带有弧形面的阀盖可以通过对废气引流将废气冲击阀盖的力最多降低45％；阀盖负荷降低带来诸多好处，可以减少阀盖组件、衬套之间的磨损，也可以降低外部驱动执行器的负荷，提高零部件寿命。

进一步地，弧形圆凸起被设置为用于将气流对阀盖冲力的作用点引导至阀盖的中心。

进一步地，阀盖与摇臂的装配轴被设置为锥形轴，摇臂与阀盖的装配孔被设置为锥形孔，锥形轴被设置在阀盖密封面上端，锥形孔被设置在摇臂的第一端部。

进一步地，锥形轴和锥形孔的锥形面斜度相同，锥形孔与锥形轴之间被设置有间隙。

进一步地，阀盖组件还包括弹性环，锥形轴被设置有环形凹槽，弹性环被设置在环形凹槽内，环形凹槽和弹性环的数量一致。

进一步地，弹性环的外径大于环形凹槽所对应的锥形孔的直径。在任何工况下，弹性环与摇臂锥形孔在径向都不允许存在间隙，否则弹性环将失去其设计意义，但同时压缩量不能过大，以避免弹性环在高温下疲劳失效，具体的压缩量范围需要根据弹性环的材料属性、弹性环的径向尺寸进行确定。

进一步地，弹性环的内径大于环形凹槽的直径，使得弹性环和环形凹槽之间保留有足够的间隙。

进一步地，摇臂在阀盖的轴向设置有间隙，间隙为0.3±0.2mm。

技术效果

1.本实用新型的阀盖组件结果简单，易于实现，可以有效降低废气对阀盖产生的载荷；

2.有效降低阀盖的振动噪声；

3.保证阀盖良好的密封效果；

4.有效降低阀盖组件的磨损，提高零部件寿命。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的一个较佳实施例的一种新型涡轮增压器的阀盖组件的结构示意图。

图2是本实用新型的一个较佳实施例的一种新型涡轮增压器的阀盖组件的剖面示意图。

图3是本实用新型的一个较佳实施例的一种新型涡轮增压器的阀盖组件的局部剖面示意图。

图4是本实用新型的一个较佳实施例的一种新型涡轮增压器的阀盖组件的弹性环局部剖面示意图。

图5是本实用新型的一个较佳实施例的一种新型涡轮增压器的阀盖组件的弹性环结构示意图。

具体实施方式

如图1和2所示，本实用新型的一较佳实施例提供了一种新型涡轮增压器的阀盖组件，包括废气旁通通道和阀盖组件，阀盖组件包括阀盖2、摇臂3和定位垫片4，废气旁通通道被设置在涡壳1内，阀盖通过铆接与摇臂3和定位垫片4连接，定位垫片4被设置在阀盖2的顶端；阀盖组件被设置为对废气旁通通道进行放气控制调节。

阀盖2包括阀盖密封面，阀盖密封面被设置为当增压器不需要放气时，与阀座平面接触配合，对废气旁通通道里的废气进行密封，保证低速扭矩；当增压器需要放气时，阀盖跟随摇臂绕摇臂轴转动开启，开启角度越大，放气量越多，从而保证在发动机高负荷工作时，涡轮转速控制在安全范围之内。

如图3所示，阀盖密封面包括阀盖密封平面和弧形圆凸起，阀盖密封平面被设置在弧形圆凸起的外围，阀盖密封平面用于与阀座平面接触配合，对废气旁通通道里的废气进行密封；弧形圆凸起不参与密封作用。弧形圆凸起主要作用是改变气流对阀盖的冲击角度，从而降低气流对阀盖的冲力载荷，相对于全平面阀盖，带有弧形面的阀盖可以通过对废气引流将废气冲击阀盖的力最多降低45％；阀盖负荷降低带来诸多好处，可以减少阀盖组件、衬套之间的磨损，也可以降低外部驱动执行器的负荷，提高零部件寿命。

弧形圆凸起被设置为用于将气流对阀盖冲力的作用点引导至阀盖2的中心，即废气对于阀盖2的着力点在于阀盖中心，当废气压力波动时，由于受力点在于中心，阀盖2不会产生大幅度的摇摆，可以在一定程度上降低阀盖噪声。

阀盖2与摇臂3的装配轴被设置为锥形轴，摇臂3与阀盖2的装配孔被设置为锥形孔，锥形轴被设置在阀盖2密封面上端，锥形孔被设置在摇臂3的第一端部。锥形轴和锥形孔的锥形面斜度相同，锥形孔与锥形轴之间被设置有间隙。锥形面设计主要作用是：由于阀盖受力，锥形孔和锥形轴之间的间隙会减小，从而降低了阀盖的振动幅度，以达到降低噪声的效果。

如图4所示，阀盖组件还包括弹性环5，锥形轴被设置有环形凹槽，弹性环5被设置在环形凹槽内，环形凹槽和弹性环5的数量一致。如图5所示，弹性环5可以是一个带有弹性的开口圆环，也可以是其他形状的圆环。弹性环5的外径大于环形凹槽所对应的锥形孔的直径。在任何工况下，弹性环5与摇臂锥形孔在径向都不允许存在间隙，否则弹性环将失去其设计意义，但同时压缩量不能过大，以避免弹性环在高温下疲劳失效，具体的压缩量范围需要根据弹性环的材料属性、弹性环5的径向尺寸进行确定。如果阀盖2与阀座在完全贴合前产生刚性接触，由于有弹性环5的存在，锥形面可以让阀盖2在360°任意范围内进行角度偏移，弥补掉刚性接触，使阀盖2与阀座完全贴合，从而保证阀盖密封效果。弹性环的内径大于环形凹槽的直径，使得弹性环和环形凹槽之间保留有足够的间隙，保证弹性环在任何工况下的压缩过程中内径不能小于凹槽的直径。

摇臂3在阀盖2的轴向设置有间隙，间隙为0.3±0.2mm，保证阀盖在需要的时候可以偏移一定的角度。

本实用新型的一较佳实施例的一种新型涡轮增压器的阀盖组件的工作原理是：

当阀盖打开时，废气会给阀盖一个冲击力，由于阀盖与摇臂为锥形配合，冲击力会使阀盖与摇臂之间的间隙减小，可以有效降低阀盖的振动幅度，同时，弹性环会在一定程度上吸收掉阀盖的有害振动，进而有效降低了阀盖的噪声；当阀盖关闭时，摇臂会给阀盖一个密封力矩，同时，阀盖可以根据每个涡壳组件的加工及装配误差，通过阀盖与摇臂之间的间隙来偏移一个角度，保证阀盖密封面与阀座密封面完全贴合，从而保证阀盖的密封效果。

综上所述，本实用新型的一较佳实施例的一种新型涡轮增压器的阀盖组件具有以下优势：(1)阀盖的弧形面可以改变废气冲击阀盖的角度，从而有效降低阀盖承受的载荷，降低阀盖组件、衬套的磨损，降低执行器的负荷要求，提高零部件工作寿命；(2)阀盖的弧形面可以将废气对阀盖冲击力汇聚到阀盖中心，减少阀盖因冲击力作用点不固定而导致的阀盖摆动，降低阀盖噪声；(3)阀盖、摇臂之间采用锥形面配合，并且留有间隙，阀盖受力会使两者间隙减小，从而降低阀盖振动幅度，有效降低阀盖噪声；(4)阀盖锥形轴上开有环形凹槽，并增加了弹性环设计，该设计结构简单，易于实现，而且弹性环可以有效吸收阀盖的振动，从而有效降低阀盖的噪声；(5)在阀盖与阀座在贴合前产生刚性接触时，锥形面及弹性环的存在可以保证阀盖在360°任意方向偏转一定角度，保证了阀盖良好的密封效果。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型涡轮增压器的阀盖组件，其特征在于，包括废气旁通通道和阀盖组件，所述阀盖组件包括阀盖、摇臂和定位垫片，所述废气旁通通道被设置在涡壳内，所述阀盖通过铆接与所述摇臂和所述定位垫片连接，所述定位垫片被设置在所述阀盖的顶端；所述阀盖组件被设置为对所述废气旁通通道进行放气控制调节。

2.如权利要求1所述的一种新型涡轮增压器的阀盖组件，其特征在于，所述阀盖包括阀盖密封面，所述阀盖密封面被设置为当增压器不需要放气时，与阀座平面接触配合，对所述废气旁通通道里的废气进行密封。

3.如权利要求2所述的一种新型涡轮增压器的阀盖组件，其特征在于，所述阀盖密封面包括阀盖密封平面和弧形圆凸起，所述阀盖密封平面被设置在所述弧形圆凸起的外围，所述阀盖密封平面用于与阀座平面接触配合，对所述废气旁通通道里的废气进行密封；所述弧形圆凸起不参与密封作用。

4.如权利要求3所述的一种新型涡轮增压器的阀盖组件，其特征在于，所述弧形圆凸起被设置为用于将气流对所述阀盖冲力的作用点引导至所述阀盖的中心。

5.如权利要求1所述的一种新型涡轮增压器的阀盖组件，其特征在于，所述阀盖与所述摇臂的装配轴被设置为锥形轴，所述摇臂与所述阀盖的装配孔被设置为锥形孔，所述锥形轴被设置在所述阀盖密封面上端，所述锥形孔被设置在摇臂的第一端部。

6.如权利要求5所述的一种新型涡轮增压器的阀盖组件，其特征在于，所述锥形轴和所述锥形孔的锥形面斜度相同，所述锥形孔与所述锥形轴之间被设置有间隙。

7.如权利要求6所述的一种新型涡轮增压器的阀盖组件，其特征在于，所述阀盖组件还包括弹性环，所述锥形轴被设置有环形凹槽，所述弹性环被设置在所述环形凹槽内，所述环形凹槽和所述弹性环的数量一致。

8.如权利要求7所述的一种新型涡轮增压器的阀盖组件，其特征在于，所述弹性环的外径大于所述环形凹槽所对应的所述锥形孔的直径。

9.如权利要求7所述的一种新型涡轮增压器的阀盖组件，其特征在于，所述弹性环的内径大于所述环形凹槽的直径，使得所述弹性环和所述环形凹槽之间保留有足够的间隙。

10.如权利要求1所述的一种新型涡轮增压器的阀盖组件，其特征在于，所述摇臂在所述阀盖的轴向设置有间隙，所述间隙为0.3±0.2mm。