CN209212414U

CN209212414U - 一种扭矩电机提升egr阀

Info

Publication number: CN209212414U
Application number: CN201920007698.8U
Authority: CN
Inventors: 施爱峰
Original assignee: Wuxi Longsheng Technology Co Ltd
Current assignee: Wuxi Longsheng Technology Co Ltd
Priority date: 2019-01-03
Filing date: 2019-01-03
Publication date: 2019-08-06
Anticipated expiration: 2029-01-03

Abstract

本实用新型公开了一种扭矩电机提升EGR阀，包括阀体、设置在阀体中的中心杆、装配在中心杆上用于与阀体中的密封口相配合进行密封的阀芯；阀体的上部外侧固设有扭矩电机，扭矩电机的驱动轴从阀体的侧壁插入中心杆上方的阀体中，驱动轴的内端部偏心固定连接有凸轮状的驱动板；驱动轴上装有扭转弹簧，并且扭转弹簧的一端插在驱动板上；驱动板上开设有由上轨道和下轨道组成的圆弧形的运动槽，运动槽中活动设置有轴承；中心杆的顶部固设有滑块，滑块的顶部设置有开口插板，驱动板的底部位于该插板的开口中，并且轴承通过穿在其内孔中的弹性销设置在该开口两侧的插板上。扭矩电机只需要克服本身的系统摩擦力，就能很好的克服驱动力不足的缺陷。

Description

一种扭矩电机提升EGR阀

技术领域

本实用新型涉及一种电动EGR阀，属于发动机废气再循环系统控制技术领域。

背景技术

废气再循环系统（Exhaust Gas Recirculation）简称EGR，是将柴油机或汽油机产生的废气的一小部分再送回气缸。再循环废气由于具有惰性将会延缓燃烧过程，也就是说燃烧速度将会放慢，从而导致燃烧室中的压力形成过程放慢，这就是氮氧化合物会减少的主要原因。另外，提高废气再循环率会使总的废气流量（massflow）减少，因此废气排放中总的污染物输出量将会相对减少。

电动EGR可以将适量发动机燃烧废气重新引入进气管，与新鲜空气混合后进入发动机气缸进行二次燃烧，从而降低气缸内燃烧温度，以减少NO_x生成及排放量，一般安装在排气歧管和进气歧管之间。随着国六排放路线的升级，对EGR阀的使用越来越频繁，并且将其作为重点监控对象，用ECU对其进行监控，一旦发生故障，就会出现ECU报警，并且会限扭限速，导致客户使用满意度降低，而且对EGR阀的寿命也进行了高要求，特别是中重型发动机。国家法规中，特别对EGR阀寿命提出了要求，之前主流EGR阀中所用的有刷电机，不再满足使用。但是国外所选的无刷电机，往往是BLDC电机，其价格贵，在国内暂无厂家可以批量生产。所以为了实现高寿命的EGR阀，电机选择扭矩电机，但是扭矩电机力矩偏小，而且不能使用齿轮系进行力矩放大。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种扭矩电机提升EGR阀，利用扭矩电机作为驱动，具有高寿命和高可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种扭矩电机提升EGR阀，包括阀体、设置在阀体中的中心杆、装配在中心杆上用于与阀体中的密封口相配合进行密封的阀芯；所述阀体的上部外侧固设有扭矩电机，扭矩电机的驱动轴从阀体的侧壁插入中心杆上方的阀体中，驱动轴的内端部偏心固定连接有凸轮状的驱动板；所述驱动轴上装有扭转弹簧，并且扭转弹簧的一端插在驱动板上；所述驱动板上开设有由上轨道和下轨道组成的圆弧形的运动槽，运动槽中活动设置有轴承；所述中心杆的顶部固设有滑块，滑块的顶部设置有开口插板，驱动板的底部位于该插板的开口中，并且轴承通过穿在其内孔中的弹性销设置在该开口两侧的插板上。

进一步的，所述上轨道和下轨道均为以驱动板的凸轮基圆中心为圆心的圆弧形轨道，并且上轨道和下轨道的两端均分别以圆弧过度连接。

进一步的，所述滑块的底端面上开设有导向插孔，所述中心杆的顶部插在该导向插孔中，并且中心杆在导向插孔中轴向位置可调，导向插孔中留有轴向可调空间。

进一步的，所述滑块的侧面上开设有用于作为焊接轨道的镂空孔。

进一步的，所述阀芯过盈装配在中心杆的下端部；所述中心杆的底端从阀芯中凸出，并且中心杆的该凸出部上且与阀芯的连接处固设有一圈焊接圆角。

进一步的，所述中心杆的底端面上开设有用于阀芯装配后进行扩口的槽口。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本实用新型的EGR阀采用扭矩电机作为动力源，直接驱动驱动板运动，驱动板的作用是将扭矩电机的旋转运动转换成中心杆的直线运动。驱动板上设置有由上下轨道组成的圆弧形的运动槽，其内壁光滑且过渡自然，轴承可在里面滑动，当驱动板转动的时候，促使轴承沿着轨道向上或者向下滚动，进而可以驱动中心杆向上或者向下运动，使得EGR阀开启或者关闭。扭矩电机只需要克服本身的系统摩擦力，就能很好的克服扭矩电机驱动力不足的缺陷。

附图说明

图1是本实用新型的爆炸结构示意图；

图2是本实用新型的扭矩电机特性示意图；

图3是本实用新型的驱动板结构示意图；

图4是本实用新型的中心杆与滑块的连接示意图；

图5是本实用新型的滑块结构示意图；

图中：1、堵盖，2、阀体，3、进水管，4、出水管，5、扭矩电机，6、防尘盖，7、螺钉，8、弹簧衬套，9、扭转弹簧，10、轴承，11、弹性销，12、驱动板，13、滑块，14、运动槽，15、导向套，16、上阀芯，17、导向套座，18、中心杆，19、焊接轨道，20、可调节空间，21、阀座，22、导向插孔，23、下阀芯座圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型公开了一种扭矩电机提升EGR阀，包括阀体2、设置在阀体2中的中心杆18、装配在中心杆18上用于与阀体2中的密封口相配合进行密封的阀芯16；所述阀体2的上部外侧固设有扭矩电机5，扭矩电机5的驱动轴从阀体2的侧壁插入中心杆18上方的阀体2中，驱动轴的内端部偏心固定连接有凸轮状的驱动板12；驱动轴上装有扭转弹簧9，扭转弹簧9与驱动轴之间还设有弹簧衬套8，并且扭转弹簧9的一端插在驱动板12上；驱动板12上开设有由上轨道和下轨道组成的圆弧形的运动槽14，运动槽14中活动设置有轴承10；所述中心杆18的顶部固设有滑块13，滑块13的顶部设置有开口插板，驱动板12的底部位于该插板的开口中，并且轴承10通过穿在其内孔中的弹性销11设置在该开口两侧的插板上。

本实用新型的EGR阀采用扭矩电机5作为动力源，直接驱动凸轮状的驱动板12做旋转运动。驱动板12的作用是将扭矩电机5的旋转运动转换成直线运动，如图3所示，上轨道和下轨道均为以驱动板12的凸轮基圆中心为圆心的圆弧形轨道，并且上轨道和下轨道的两端均分别以圆弧过度连接，上轨道和下轨道组成了内外通透且为圆弧形的运动槽14，其内壁光滑且过渡自然，轴承10可在里面滑动，并且轴承10通过滑块13与中心杆18相连接。当驱动板12受扭矩电机5的驱动而转动时，将促使轴承10在运动槽14中沿着轨道向上或者向下滚动，进而可以驱动中心杆18向上或者向下运动，实现EGR阀的开启或者关闭。向下转动的时候，运动槽14的上轨道与轴承10接触，促使EGR阀进行打开，然后向上转动的时候，运动槽14的下轨道与轴承10接触，促使EGR阀进行关闭运动。运动槽14为闭合设计，上下均有止点，可防止轴承10脱离轨道。

本实用新型的滑块13是实施本实用新型的关键。为了使得阀芯16能够很好的贴紧EGR阀座，设计了滑块13，滑块13除了固定轴承10之外，还和中心杆18在轴向位置可调。滑块13的底端面上开设有导向插孔22，中心杆18的顶部插在该导向插孔22中，并且中心杆18在导向插孔22中轴向位置可调，导向插孔22中留有轴向可调空间20。

图2中已经明确了扭矩电机的扭矩特性，扭矩电机的扭矩在10°-80°之间力值最大，所以尽量选择期间作为起始点，将驱动板12转至扭矩电机5向限的10°位置。并且由于中心杆18与阀芯16是预装的，当阀芯16与阀座21接触后，中心杆18的位置也就固定了，这就要求在轴向方向，滑块13中必须要给中心杆18预留一定的可调节空间20，如图4所示。当中心杆18与阀芯16预先装配后，要保证阀芯16贴紧阀体保证泄漏量，又要保证中心杆18到中心的距离，工艺无法保证，所以设计有中心杆18在滑块13内在轴向位置上可调，当阀芯16贴紧阀体后，同时驱动板12处于扭矩电机5的力矩稳定向限内。然后焊接中心杆18与滑块13。另外，设计成滑块13与中心杆18轴向可调，也解决了扭矩电机5力矩特性的问题。

见图5所示，滑块13的侧面上开设有用于作为焊接轨道19的镂空孔。当中心杆18穿入滑块13中后，可以沿着焊接轨道19将中心杆18和滑块13进行焊接。经过大量的验证，这种设计方式焊接拉力强，可以满足使用要求。

本实用新型的阀芯16过盈装配在中心杆18的下端部；中心杆18的底端从阀芯16中凸出，并且中心杆18的该凸出部上且与阀芯16的连接处固设有一圈焊接圆角。中心杆18的底端面上开设有用于阀芯16装配后进行扩口的槽口。本实用新型的阀芯16与中心杆18是采用过盈然后焊接的方式固定在一起的，并且中心杆18的底端凸出阀芯16的底部一段，且在二者的连接处进行焊接时形成一圈焊接圆角，可以极大的增大焊接力，经过大量的数据采集分析验证，采用上述凸出的焊接结构，焊接拉脱力比通常的齐平焊接拉脱力，增加了约3倍，拉脱力可达到20000N.m。同时在中心杆18的底端面开设槽口，在焊接完成后，使用工具进行扩口，将中心杆18的底端部扩大，可进一步的有效防止阀芯16脱落。

阀体2中固设有导向套座17，导向套座17中设有导向套15；中心杆18的上部插在导向套15中。阀体2的上部设置有防尘盖6，并且防尘盖6上设置有紧固螺栓7；阀体2的底部设置有堵盖1，堵盖1过盈装配在阀体2的底部，并且堵盖1与阀体2之间均匀设置有多个铆接块；阀体2上设置有进水管3和出水管4。

Claims

1.一种扭矩电机提升EGR阀，其特征在于：包括阀体（2）、设置在阀体（2）中的中心杆（18）、装配在中心杆（18）上用于与阀体（2）中的密封口相配合进行密封的阀芯（16）；所述阀体（2）的上部外侧固设有扭矩电机（5），扭矩电机（5）的驱动轴从阀体（2）的侧壁插入中心杆（18）上方的阀体（2）中，驱动轴的内端部偏心固定连接有凸轮状的驱动板（12）；所述驱动轴上装有扭转弹簧（9），并且扭转弹簧（9）的一端插在驱动板（12）上；所述驱动板（12）上开设有由上轨道和下轨道组成的圆弧形的运动槽（14），运动槽（14）中活动设置有轴承（10）；所述中心杆（18）的顶部固设有滑块（13），滑块（13）的顶部设置有开口插板，驱动板（12）的底部位于该插板的开口中，并且轴承（10）通过穿在其内孔中的弹性销（11）设置在该开口两侧的插板上。

2.根据权利要求1所述的一种扭矩电机提升EGR阀，其特征在于：所述上轨道和下轨道均为以驱动板（12）的凸轮基圆中心为圆心的圆弧形轨道，并且上轨道和下轨道的两端均分别以圆弧过度连接。

3.根据权利要求1所述的一种扭矩电机提升EGR阀，其特征在于：所述滑块（13）的底端面上开设有导向插孔（22），所述中心杆（18）的顶部插在该导向插孔（22）中，并且中心杆（18）在导向插孔（22）中轴向位置可调，导向插孔（22）中留有轴向可调空间（20）。

4.根据权利要求1所述的一种扭矩电机提升EGR阀，其特征在于：所述滑块（13）的侧面上开设有用于作为焊接轨道（19）的镂空孔。

5.根据权利要求1所述的一种扭矩电机提升EGR阀，其特征在于：所述阀芯（16）过盈装配在中心杆（18）的下端部；所述中心杆（18）的底端从阀芯（16）中凸出，并且与阀芯（16）的连接处固设有一圈焊接圆角。

6.根据权利要求5所述的一种扭矩电机提升EGR阀，其特征在于：所述中心杆（18）的底端面上开设有用于阀芯（16）装配后进行扩口的槽口。