CN209040991U - 废气再循环装置的再循环阀 - Google Patents

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Abstract

一种废气再循环装置的再循环阀,包括:阀壳,具有再循环气体流入的气体入口,再循环气体排出的气体出口,和设置在气体入口与气体出口之间的中间入口;以及阀体,选择性地打开和关闭气体入口和中间入口。根据该废气再循环装置的再循环阀,当再循环阀正常操作时,阀体的上部可阻断中间入口,并且当再循环阀异常操作时,阀体的下部可阻断气体入口,以防止再循环气体的流入。如此,即使当异物滞留在再循环阀中使得再循环阀异常操作时,通过使再循环阀关闭的结构二元化,也可通过再循环阀完全阻断流入发动机的燃烧室中的再循环气体。

Description

废气再循环装置的再循环阀
技术领域
本实用新型涉及一种再循环阀。更具体地,本实用新型涉及一种包括在废气再循环装置中的再循环阀。
背景技术
一般而言,废气中包含的氮氧化物(NOx)是导致酸雨的原因,其伤害眼睛和呼吸器,并使植物枯萎。NOx被限制为主要的大气污染物,并且已经进行了用以减少废气中的NOx量的诸多研究。
在车辆中设置废气再循环(EGR)系统用以减少有害废气。一般而言,在充分燃烧所必需的、空气-燃料混合物的空燃比高的情况下,NOx增加。因此,废气再循环系统将来自发动机的一部分(例如,5~20%)的废气与空气-燃料混合物混合,从而减少空气-燃料混合物中的氧气量并延迟燃烧,因而抑制NOx的产生。
通常的废气再循环系统使从发动机汽缸通过排气歧管排出的一部分废气,通过再循环管线再循环而流回发动机汽缸。再循环阀安装在再循环管线中以控制EGR率。
然而,在常规的再循环阀中,当由于异常原因导致异物积聚在再循环阀内部时,即使再循环阀关闭,一部分再循环气体也可能通过再循环阀泄漏到发动机的燃烧室中。
如此,在再循环阀将关闭的情况下,当再循环气体泄漏到燃烧室中时,发动机的燃烧稳定性可能降低。
在本背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对实用新型背景的理解,因此其可能包含不构成本国内本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
实用新型内容
本实用新型致力于提供一种再循环阀,当由于异常原因致使异物滞留在再循环阀内部时,可防止再循环气体的流入和/或流出。
本实用新型的示例性实施例提供一种废气再循环装置的再循环阀,包括:阀壳,具有再循环气体流入的气体入口,再循环气体排出的气体出口,和设置在气体入口与气体出口之间的中间入口;以及阀体,选择性地打开和关闭气体入口和中间入口。
阀体在气体入口与中间入口之间移动的同时可选择性地打开和关闭气体入口或中间入口。
阀体可包括:上部,构造成选择性地打开和关闭中间入口;以及下部,构造成选择性地打开和关闭气体入口。
阀体的上部可形成为圆锥形、半球形或多面体形状,中间入口可形成为与阀体的上部相对应的形状,阀体的下部可形成为圆锥形、半球形或多面体形状,并且气体入口可形成为与阀体的下部相对应的形状。
由阀体的上部形成的上倾斜角可大于由阀体的下部形成的下倾斜角。
在阀体最大程度地开放的最大开放位置,阀体的上部与中间入口之间的最短距离可等于或长于阀体的下部与气体入口之间的最短距离。
在阀体最大程度地开放的最大开放位置,阀体的上部与阀体的下部彼此直接接触的中间部与中间入口之间的距离可长于中间部与气体入口之间的距离。
最大开放位置可以是当阀体在气体入口与中间入口之间移动时,从气体入口通过中间入口排出至气体出口的气体的流量达到最大的位置。
在正常操作时,当阀体在最大开放位置与阀体的上部接触中间入口的正常阻断位置之间移动的同时,可调节再循环气体的流量。
在正常操作时,阀体的上部可阻断中间入口以阻断再循环气体的流入。
在异常操作时,阀体的下部可阻断气体入口以阻断再循环气体的流入。
气体入口与中间入口之间的距离可长于从阀体的上部与中间入口接触的位置到阀体的下部与气体入口接触的位置的距离。
根据本实用新型的示例性实施例的再循环阀,当再循环阀正常操作时,阀体的上部可阻断中间入口,并且当再循环阀异常操作时,阀体的下部可阻断气体入口,以防止再循环气体的流入。
如此,即使当异物滞留在再循环阀中使得再循环阀异常操作时,通过使再循环阀关闭的结构二元化,也可通过再循环阀完全阻断流入发动机的燃烧室中的再循环气体。
附图说明
提供附图是为了在说明本实用新型的示例性实施例时参照,并且本实用新型的思想不应仅由附图解释。
图1示出根据本实用新型的示例性实施例的再循环阀所应用的发动机系统的示意图。
图2示出根据本实用新型的示例性实施例的再循环阀的示意图。
图3示出用于说明根据本实用新型的示例性实施例的再循环阀的操作的操作图。
图4示出根据本实用新型的示例性实施例的再循环阀的阀体的移动量与再循环气体的流量之间的关系图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图更全面地说明本实用新型,附图中示出了本实用新型的示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的,在均不脱离本实用新型的思想或范围的情况下,可以各种不同方式修改所述的实施例。
将省略与说明无关的部分以清楚地说明本实用新型,并且在整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。
此外,为了更好地理解并易于说明,任意地示出附图中所示的各组件的尺寸和厚度,但本实用新型不限于此。在附图中,为了清楚起见,夸大了层、膜、板、区域等的厚度。
在下文中,将参照附图说明根据本实用新型的示例性实施例的再循环阀。
图1示出根据本实用新型的示例性实施例的再循环阀所应用的发动机系统的示意图。图2示出根据本实用新型的示例性实施例的再循环阀的示意图。
如图1和图2中所示,应用根据本实用新型的示例性实施例的再循环阀的发动机系统可包括发动机20和废气再循环装置50(例如,低压EGR装置)。
发动机20包括多个燃烧室21,其通过燃料的燃烧产生动力。发动机20设置有供应至燃烧室21的进气在其中流动的进气管线10,和从燃烧室21排出的废气在其中流动的排气管线30。
排气管线30设置有废气净化装置60,用于净化从燃烧室21排出的废气中所含的各种有害物质。废气净化装置60可包括用于净化氮氧化物的稀燃NOx捕集器(LNT)、柴油机氧化催化剂和柴油机微粒过滤器。
排气管线30设置有涡轮增压器70,用于压缩流经进气管线10的进气(外部空气+再循环气体)并将压缩的进气供应至燃烧室21。涡轮增压器70包括设置在排气管线30中并且由从燃烧室21排出的废气旋转的涡轮71,以及与涡轮71一起旋转以压缩进气的压缩机72。
进气管线10设置有中冷器16,用于通过与冷却剂的热交换来冷却流经进气管线10的进气。由于经涡轮增压器70压缩的进气因温度升高而膨胀,因此供给至燃烧室21的进气的氧气密度降低,由此难以在发动机20中获得所需的输出扭矩。因此,可通过经由中冷器16冷却进气从而增加进气密度来提高发动机20的燃烧效率。
低压EGR(LP-EGR)装置50包括再循环管线52、再循环冷却器56和再循环阀100。在本实用新型的示例性实施例中,示例性地说明低压EGR装置,但是也可应用另一类型的废气再循环装置(例如,高压EGR装置)。
在下文中,将参照附图详细说明再循环阀的结构。
图3示出用于说明根据本实用新型的示例性实施例的再循环阀的操作的操作图。
参照图3以及图1和图2,再循环阀100可包括设置有气体入口111、气体出口115和中间入口113的阀壳110,用于选择性地打开或关闭气体入口111和中间入口113的阀体120,以及用于产生驱动阀体120的动力的阀驱动器150。
气体入口111开口并形成在阀壳110的一端,气体出口115开口并形成在阀壳110的另一端,并且中间入口113形成在气体入口111与气体出口115之间。
一部分废气(下文称为“再循环气体”)通过气体入口111和中间入口113排出至气体出口115。排出至气体出口115的再循环气体通过中冷器16冷却,随后流入发动机20的燃烧室21中。即,由气体入口111、中间入口113和气体出口115形成在阀壳110内部流动的再循环气体的流动路径。
阀体120在通过阀驱动器150的动力在气体入口111与中间入口113之间移动的同时,选择性地打开或关闭气体入口111或中间入口113。
为此,阀体120可包括用于选择性地打开或关闭中间入口113的上部121,以及用于选择性地打开或关闭气体入口111的下部123。阀体120通过将上部121与下部123彼此组合而形成,并且上部121和下部123可一体地形成以形成阀体120。
在这种情况下,期望气体入口111与中间入口113之间的距离长于从阀体120的上部121与中间入口113接触的位置到阀体120的下部123与气体入口111接触的位置的距离。
阀体120的上部121可形成为圆锥形、半球形或多面体形状,并且中间入口113可形成为与阀体120的上部121对应的圆锥形(或圆形)、半球形(或圆形)或多面体(或多边形)形状。阀体120的下部123可形成为圆锥形、半球形或多面体形状,并且气体入口111可形成为与阀体120的下部123对应的圆锥形(或圆形)、半球形(或圆形)或多面体(或多边形)形状。
在这种情况下,期望由阀体120的上部121形成的上倾斜角A1大于由阀体120的下部123形成的下倾斜角A2。在阀体120最大程度地开放的最大开放位置,阀体120的上部121与中间入口113之间的最短距离S1可等于或长于阀体120的下部123与气体入口111之间的最短距离S2。另外,在阀体120最大程度地开放的最大开放位置,阀体120的上部121与阀体120的下部123彼此直接接触的中间部125与中间入口113之间的距离(正常阻断位置)可长于中间部125与气体入口111之间的距离(异常阻断位置)。
这里,最大开放位置是指当阀体120在气体入口111与中间入口113之间移动时,从气体入口111通过中间入口113排出至气体出口的气体的流量达到最大的位置。
阀驱动器150通过驱动轴140向阀体120传递动力。即,阀体120根据阀驱动器150的操作上下移动。阀驱动器150可构造成包括凸轮、齿轮和电机。
在下文中,将参照附图详细说明根据上述本实用新型的示例性实施例的再循环阀的操作。
图3示出用于说明根据本实用新型的示例性实施例的再循环阀的操作的操作图。图4示出根据本实用新型的示例性实施例的再循环阀的阀体120的移动量与再循环气体的流量之间的关系图。
参照图3和图4,当再循环阀100在正常状态下操作时,随着阀体120从最大开放位置移动至正常阻断位置(参见图3中的“D1”),通过再循环阀100输入/输出的再循环气体的流量得到调节。即,当阀体120位于最大开放位置时,通过再循环阀100输入/输出的再循环气体的流量达到最大,并且当阀体120的上部121位于与中间入口113接触的正常阻断位置时,通过再循环阀100输入/输出的再循环气体被阻断。
在这种情况下,由于从最大开放位置到正常阻断位置的距离长于从最大开放位置到异常阻断位置的距离,因此取决于阀体120的移动量的再循环气体的流量的变化较小。另外,由于上倾斜角A1大于下倾斜角A2,并且阀体120的上部121与中间入口113之间的最短距离等于或长于阀体120的下部123与气体入口111之间的最短距离,因此通过阀体120和气体入口111输入的再循环气体的流量大于通过阀体120和中间入口113输出的再循环气体的流量。此外,当再循环阀100正常操作时取决于阀体120从最大开放位置到正常阻断位置的移动量的再循环气体的流量,相对低于当再循环阀100异常操作时取决于阀体120从最大开放位置到异常阻断位置的移动量的再循环气体的流量。因此,可容易地控制通过再循环阀100输入/输出的再循环气体的流量。
为了通过再循环阀100阻断再循环气体,阀体120的上部121阻断中间入口113,由此阻断通过再循环阀100输入/输出的再循环气体。
在诸如异物滞留在再循环阀100的中间入口113周围的异常情况下,由于滞留在阀体120的上部121与中间入口113之间的异物,即使阀体120位于正常阻断位置,再循环阀100也无法完全阻断再循环气体,因此再循环气体可泄漏至发动机的燃烧室中。
当再循环阀100异常操作时,在阀体120从最大开放位置移动至气体入口111的同时,通过再循环阀100输入/输出的再循环气体的流量得到调节。为了通过再循环阀100阻断再循环气体,阀体120的下部123阻断气体入口111,以阻断通过再循环阀100输入/输出的再循环气体。
在这种情况下,当再循环阀100异常操作时阀体120从最大开放位置到异常阻断位置的移动距离D2,短于当再循环阀100正常操作时阀体120从最大开放位置到正常阻断位置的移动距离D1。因此,如果异物滞留在中间入口113处使得再循环气体的泄漏量过度增加,则再循环阀100的主体可快速阻断气体入口111以防止再循环气体流入发动机的燃烧室中。
如上所述,通过使用于阻断再循环气体通过再循环阀100的流入/流出的结构二元化,即使当再循环阀100因异物滞留在内部而异常操作时,也可通过再循环阀100完全阻断再循环气体流入发动机的燃烧室中。
虽然已结合目前被认为实用的示例性实施例说明了本实用新型,但是应该理解,本实用新型不限于所公开的实施例,而是相反,本实用新型旨在函盖包括在所附权利要求的思想和范围内的各种改型和等同布置。

Claims (12)

1.一种废气再循环装置的再循环阀,其特征在于包括:
阀壳,具有再循环气体流入的气体入口,所述再循环气体排出的气体出口,和设置在所述气体入口与所述气体出口之间的中间入口;以及
阀体,选择性地打开和关闭所述气体入口和所述中间入口。
2.如权利要求1所述的废气再循环装置的再循环阀,其特征在于,
所述阀体在所述气体入口与所述中间入口之间移动的同时选择性地打开和关闭所述气体入口或所述中间入口。
3.如权利要求1所述的废气再循环装置的再循环阀,其特征在于,所述阀体包括:
上部,选择性地打开和关闭所述中间入口;以及
下部,选择性地打开和关闭所述气体入口。
4.如权利要求3所述的废气再循环装置的再循环阀,其特征在于,
所述阀体的上部具有圆锥形、半球形或多面体形状,所述中间入口具有与所述阀体的上部相对应的形状,
所述阀体的下部具有圆锥形、半球形或多面体形状,并且所述气体入口具有与所述阀体的下部相对应的形状。
5.如权利要求4所述的废气再循环装置的再循环阀,其特征在于,
所述阀体的上部的上倾斜角大于所述阀体的下部的下倾斜角。
6.如权利要求3所述的废气再循环装置的再循环阀,其特征在于,
当所述阀体位于最大程度地开放的最大开放位置时,所述阀体的上部与所述中间入口之间的最短距离等于或长于所述阀体的下部与所述气体入口之间的最短距离。
7.如权利要求3所述的废气再循环装置的再循环阀,其特征在于,
当所述阀体位于最大程度地开放的最大开放位置时,所述阀体的上部与所述阀体的下部彼此直接接触的中间部与所述中间入口之间的距离长于所述中间部与所述气体入口之间的距离。
8.如权利要求6或权利要求7所述的废气再循环装置的再循环阀,其特征在于,
所述最大开放位置是当所述阀体在所述气体入口与所述中间入口之间移动时,从所述气体入口通过所述中间入口排出至所述气体出口的气体的流量达到最大的位置。
9.如权利要求8所述的废气再循环装置的再循环阀,其特征在于,
在正常操作时,当所述阀体在所述最大开放位置与所述阀体的上部接触所述中间入口的正常阻断位置之间移动的同时,调节所述再循环气体的流量。
10.如权利要求9所述的废气再循环装置的再循环阀,其特征在于,
在正常操作时,所述阀体的上部阻断所述中间入口以阻断所述再循环气体的流入。
11.如权利要求9所述的废气再循环装置的再循环阀,其特征在于,
在异常操作时,所述阀体的下部阻断所述气体入口以阻断所述再循环气体的流入。
12.如权利要求3所述的废气再循环装置的再循环阀,其特征在于,
所述气体入口与所述中间入口之间的距离长于从所述阀体的上部与所述中间入口接触的位置到所述阀体的下部与所述气体入口接触的位置的距离。
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