CN210396918U - 一种同轴双阀片旁通阀及发动机排气温度控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种同轴双阀片旁通阀及发动机排气温度控制系统，同轴双阀片旁通阀包括阀体和阀轴，阀体上设有两个通断口；阀轴贯穿阀体且与阀体转动连接，阀轴与两个通断口内的阀片均固定连接，两个阀片所在平面呈90度；阀体上的动力装置用于驱动阀轴使阀片在相应通断口中转动。发动机排气温度控制系统包括发动机和设置于排气管上的温度传感器；压气机与进气总管之间设置有并联的第一、第二进气支管，第一进气支管上设置有中冷器，阀体的两个通断口分别安装在第一、第二进气支管上。本实用新型可实现两个阀片开度的协同控制，结构简单，操作便捷开度的控制可实现发动机排气温度的提升，提高后处理转化效率以确保发动机性能。

Description

一种同轴双阀片旁通阀及发动机排气温度控制系统

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，尤其涉及一种同轴双阀片旁通阀及排气温度控制系统。

背景技术

随着排放法规要求越来越严格，后处理转化效率变的至关重要。后处理转化效率高低的关键因素之一为发动机排气温度能否满足要求。在发动机低负荷以及低温环境下排气温度比较低，此时后处理转化效率比较低，有效提升发动机排气温度至关重要。目前整车大部分采用中冷器对增压空气进行冷却，低温环境下会导致更低的进气温度和排气温度。

目前发动机提升排气温度的措施主要为进气节流阀或排气节流阀，两种方式前者对进气进行节流，导致进气量大幅下降恶化燃烧提升排气温度；后者增加发动机排气压力提升排气温度，排气节流阀增加发动机排气背压导致泵气功增加；两者均会导致发动机性能劣化。

虽然目前已经出现了利用一个普通三通阀，使增压空气不经过中冷器直接进入发动机进气总管，但是普通三通阀(只有两种状态)无法基于排气温度实时控制开度(即无法控制进入中冷器和不进入中冷器的比例)，仍然无法保证发动机性能和排放最优状态。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的不足，本实用新型解决的第一个技术问题是，提供一种同轴双阀片旁通阀，可实现两个阀片开度的协同控制，结构简单，操作便捷。

作为同一个技术构思，本实用新型解决的第二技术问题是，提供一种发动机排气温度控制系统；通过控制同轴双阀片旁通阀的开度实现发动机排气温度的提升，进而提高后处理转化效率确保发动机性能。

为解决上述第一个技术问题，本实用新型提供了一种同轴双阀片旁通阀，包括阀体和阀轴，所述阀体上设有两个用于安装阀片的通断口；

所述阀轴贯穿所述阀体且与所述阀体转动连接，所述阀轴与两个所述通断口内的所述阀片均固定连接，两个所述阀片所在平面呈90度；

所述阀体上设置有动力装置，所述动力装置用于驱动所述阀轴使所述阀片在相应所述通断口中转动。

优选地，所述动力装置包括电机和摇臂连杆机构；

所述摇臂连杆机构包括第一摇臂、第二摇臂和连杆；所述电机的输出轴与所述第一摇臂固定连接，所述阀轴伸出所述阀体的一端与所述第二摇臂固定连接，所述连杆的两端分别与所述第一摇臂和所述第二摇臂铰接；

所述电机上设有线束接头。

优选地，所述动力装置还包括隔热罩；所述隔热罩与所述阀体固定连接，所述电机固定在所述隔热罩内，所述电机的所述输出轴伸出所述隔热罩外。

优选地，所述阀体的侧部设置有连接板，所述隔热罩的侧部与所述连接板固定连接。

为解决上述第二个技术问题，本实用新型提供了一种发动机排气温度控制系统，包括发动机、增压器和温度传感器；所述温度传感器设置于所述发动机的排气管上且与所述发动机的电控单元电连接，所述增压器的压气机与所述发动机的进气总管之间设置有第一进气支管，所述第一进气支管上设置有中冷器，还包括上述的同轴双阀片旁通阀；

所述压气机与所述进气总管之间设置有与所述第一进气支管并联的第二进气支管；

所述阀体的一个所述通断口安装在所述第一进气支管上，相应所述阀片用于控制所述第一进气支管的通断；另一个所述通断口安装在所述第二进气支管上，相应所述阀片用于控制所述第二进气支管的通断。

优选地，安装在所述第一进气支管上的所述通断口位于所述中冷器的上游。

优选地，所述电机的线束接头与所述电控单元电连接。

优选地，所述进气总管与所述发动机的连接处设置有进气加热格栅。

优选地，所述进气总管上设置有EGR混合器；所述第一进气支管与所述第二进气支管均与所述EGR混合器连通；

所述排气管与所述进气总管之间设置排气旁通管，所述排气旁通管与所述EGR混合器连通；所述排气旁通管路上设置有EGR阀和EGR冷却器。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

本实用新型同轴双阀片旁通阀，其中固定在阀轴上的两个阀片的所在平面呈90度；动力装置驱动阀轴转动时，阀片在相应通断口中转动；当一个阀片处于全关状态时，另一个阀片处于全闭状态；当一个阀片的开度为20％时，另一个阀片3的开度为80％；当一个阀片3的开度为50％时，另一个阀片的开度也为50％。一个动力装置和一个阀轴就可以实现两个阀片开度的协同控制。结构简单、操作便捷。

本实用新型发动机排气温度控制系统，其中的核心部件就是上述的同轴双阀片旁通阀，压气机与进气管之间设置第一进气支路(中冷器所作管路)和第二进气支管(中冷器的旁通管路)；基于排气温度控制同轴双阀片旁通阀动作实现两个阀片开度的协同控制，即控制了第一进气支路和第二进气支管进气量比例，通过提升进气温度提升排气温度，减少了发动机的泵气损失，且在有效提升排温的同时确保了发动机性能。

简言之，本实用新型同轴双阀片旁通阀，可实现两个阀片开度的协同控制，结构简单，操作便捷；本实用新型发动机排气温度控制系统，通过控制同轴双阀片旁通阀的开度实现发动机排气温度的提升，提高后处理转化效率以确保发动机性能。

附图说明

图1是本实用新型同轴双阀片旁通阀的结构示意图；

图2是图1中阀体、阀轴和阀片的安装结构示意图；

图3是图1中摇臂连杆机构的结构示意图；

图4是图1中隔热罩和电机的安装结构示意图；

图5是本实用新型同轴双阀片旁通阀第一种状态的状态示意图；

图6是本实用新型同轴双阀片旁通阀第二种状态的状态示意图；

图7是本实用新型发动机排气温度控制系统的原理图；

图8是发动机排气温度控制方法的流程框图；

图中：1-阀体，12-通断口，13-连接板，2-阀轴，3-阀片，4-动力装置，41-电机，411-输出轴，412-线束接头，42-摇臂连杆机构，421-第一摇臂，422-第二摇臂，423-连杆，43-隔热罩，5-发动机，51-排气管，511-温度传感器，52-进气总管，521-EGR混合器，521-进气加热格栅，6-压气机，7-涡轮机，8-中冷器，9-排气旁通管，91-EGR阀，92-EGR冷却器，a-第一进气支管，b-第二进气支管，c-同轴双阀片旁通阀。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

实施例一：

本实施例公开的是一种同轴双阀片旁通阀；如图1至图4共同所示，同轴双阀片旁通阀c主要包括阀体1和阀轴2，阀体1上设有两个用于安装阀片3的通断口12(相当于大通孔)；通断口12周围的阀体1上设置有用于与管路中法兰连接的安装孔。阀轴2贯穿阀体1且与阀体1转动连接，即阀体1开设有供阀轴2穿入两个通断口12并穿出阀体1的贯通孔，阀体1顶部和底部的贯通孔内安装有轴承，阀轴2借助轴承实现与阀体1的转动连接；一个通断口12和相应阀片3配合相当于一个阀门。

阀轴2与两个通断口12内的阀片3均固定连接，两个阀片3所在平面呈90度；阀体1上设置有动力装置4，该动力装置4用于驱动阀轴2转动，进而使阀片3在相应通断口12中转动，当一个阀片3处于全关状态时(将通断口12打开)，另一个阀片3处于全闭状态(将通断口12关闭)。

本实施例中，动力装置4包括电机41和摇臂连杆机构42；摇臂连杆机构42包括第一摇臂421、第二摇臂422和连杆423；电机41的输出轴411与第一摇臂421固定连接，阀轴4伸出阀体1的一端(顶端)与第二摇臂422固定连接，连杆423的两端分别通过铰接轴与第一摇臂421和第二摇臂422铰接。电机41上设有线束接头412。

动力装置4还包括隔热罩43；阀体1的侧部设置有连接板13，该隔热罩43的侧部与阀体1的连接板13固定连接。电机41位于隔热罩43内且与隔热罩43的顶板固定连接，电机41的输出轴411伸出隔热罩43的顶板外。

电机41工作，输出轴411带动第一摇臂421同步转动，进而带动连杆423同步转动(公转)，同时连杆423绕铰接轴转动(自转)，带动第二摇臂422转动，此时阀轴4随第二摇臂422同步转动，进而使阀片3在相应通断口12中转动。如图5和图6共同所示，当一个阀片3处于全关状态时(将通断口12打开)，另一个阀片3处于全闭状态(将通断口12关闭)。再比如，当一个阀片3的开度为20％时，另一个阀片3的开度为80％；当一个阀片3的开度为50％时，另一个阀片3的开度为50％；当一个阀片3处于全关状态、另一个阀片3处于全闭状态时相当于三通阀的一个状态。一个动力装置4和一个阀轴2就可以实现两个阀片3开度的协同控制。结构简单、操作便捷。

实施例二：

本实施例公开的是一种发动机排气温度控制系统；如图7所示，该发动机排气温度控制系统，包括发动机5、增压器、温度传感器51和上述实施例一提到的同轴双阀片旁通阀c；温度传感器51设置于发动机5的排气管51上且与发动机5的电控单元电连接，同轴双阀片旁通阀c中电机41的线束接头412也与电控单元电连接；增压器的压气机6与发动机5的进气总管52之间设置有第一进气支管a，第一进气支管a上设置有中冷器8；压气机6与进气总管52之间设置有与第一进气支管a并联的第二进气支管b；阀体1的一个通断口12通过周围的安装孔安装在第一进气支管a上，相应阀片3用于控制该第一进气支管a的通断；另一个通断口12通过周围的安装孔安装在第二进气支管b上，相应阀片3用于控制第二进气支管b的通断。

较为优选的安装位置是，安装在第第一进气支管a上的那个通断口12位于中冷器8的上游。

本实施例中，进气总管52与发动机5的连接处设置有进气加热格栅521(可进一步提高进气温度)。

同时，进气总管52上设置有EGR混合器521；第一进气支管a与第二进气支管b均与该EGR混合器521连通；排气管51与进气总管52之间设置排气旁通管9，排气旁通管9与EGR混合器521连通；排气旁通管路9上设置有EGR阀91和EGR冷却器92。一定程度上，减少排气量也可以提高转化效率。

下面基于图1、图7和图8对发动机排气温度控制方法进行简要说明：

控制方案一：同轴双阀片旁通阀c连续可控，根据排气温度需求值实时控制同轴双阀片旁通阀c中两个阀片3的位置，两个阀片3可处于全开和全关之间的任何一个位置。

通过台架试验并基于发动机转速和发动机循环供油量预先标定排气温度MAP图；发动机5的电控单元基于温度传感器51实时传送的排气温度实际值与相应工况下排气温度MAP图中查找的排气温度目标值的偏差进行PID控制，即实时计算同轴双阀片旁通阀c的开度位置并控制电机41转动，使两个阀片3到达目标位置，进而实现第一进气支管a与第二进气支管b之间进气量的分配，有效提升发动机进气温度从而提升排气温度。其中，台架试验是本领域技术人员获取参数和调用数据的常规手段，根据上述描述，可以获得直接调用的数据库，至于台架试验的过程在此不做赘述。

简言之，当实测的排气温度低于排气温度目标值时，发动机5的电控单元控制同轴双阀片旁通阀c位于第二进气支管b的阀片3的开度增加，即第二进气支管b进气量比例增加；反之位于第一进气支管a的阀片3的开度减小，即第一进气支管a进气量比例减少(经过中冷器8的进气量减少)。

控制方案二：同轴双阀片旁通阀c只有开关两种状态，根据环境温度或/和排气温度等参数控同轴双阀片旁通阀c两个阀片3的开关状态。

状态1：位于第二进气支管b的阀片3全关，反之位于第一进气支管a的阀片3全开；状态2：位于第二进气支管b的阀片3全开，反之位于第一进气支管a的阀片3全关。此时根据发动机排气温度值控制阀片位置，当排气温度高于设定值(200℃)时，处于状态1，所有进气经过中冷器8，保证发动机性能；当排气温度低于设定值时，所有进气经过第二进气支管b，有效提升排气温度。

综上所述，本实用新型同轴双阀片旁通阀，可实现两个阀片开度的协同控制，结构简单，操作便捷；本实用新型发动机排气温度控制系统，通过控制同轴双阀片旁通阀的开度实现发动机排气温度的提升，提高后处理转化效率以确保发动机性能。

以上所述仅为本实用新型的优选的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型设计原理的前提下，还可作出若干变形和改进，这些也应视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种同轴双阀片旁通阀，其特征在于，包括阀体和阀轴，所述阀体上设有两个用于安装阀片的通断口；

所述阀轴贯穿所述阀体且与所述阀体转动连接，所述阀轴与两个所述通断口内的所述阀片均固定连接，两个所述阀片所在平面呈90度；

所述阀体上设置有动力装置，所述动力装置用于驱动所述阀轴使所述阀片在相应所述通断口中转动。

2.如权利要求1所述的同轴双阀片旁通阀，其特征在于，所述动力装置包括电机和摇臂连杆机构；

所述摇臂连杆机构包括第一摇臂、第二摇臂和连杆；所述电机的输出轴与所述第一摇臂固定连接，所述阀轴伸出所述阀体的一端与所述第二摇臂固定连接，所述连杆的两端分别与所述第一摇臂和所述第二摇臂铰接；

所述电机上设有线束接头。

3.如权利要求2所述的同轴双阀片旁通阀，其特征在于，所述动力装置还包括隔热罩；所述隔热罩与所述阀体固定连接，所述电机固定在所述隔热罩内，所述电机的所述输出轴伸出所述隔热罩外。

4.如权利要求3所述的同轴双阀片旁通阀，其特征在于，所述阀体的侧部设置有连接板，所述隔热罩的侧部与所述连接板固定连接。

5.一种发动机排气温度控制系统，包括发动机、增压器和温度传感器；所述温度传感器设置于所述发动机的排气管上且与所述发动机的电控单元电连接，所述增压器的压气机与所述发动机的进气总管之间设置有第一进气支管，所述第一进气支管上设置有中冷器，其特征在于，还包括权利要求2-4任一项所述的同轴双阀片旁通阀；

所述压气机与所述进气总管之间设置有与所述第一进气支管并联的第二进气支管；

所述阀体的一个所述通断口安装在所述第一进气支管上，相应所述阀片用于控制所述第一进气支管的通断；另一个所述通断口安装在所述第二进气支管上，相应所述阀片用于控制所述第二进气支管的通断。

6.如权利要求5所述的发动机排气温度控制系统，其特征在于，安装在所述第一进气支管上的所述通断口位于所述中冷器的上游。

7.如权利要求5所述的发动机排气温度控制系统，其特征在于，所述电机的线束接头与所述电控单元电连接。

8.如权利要求5所述的发动机排气温度控制系统，其特征在于，所述进气总管与所述发动机的连接处设置有进气加热格栅。

9.如权利要求5所述的发动机排气温度控制系统，其特征在于，所述进气总管上设置有EGR混合器；所述第一进气支管与所述第二进气支管均与所述EGR混合器连通；

所述排气管与所述进气总管之间设置排气旁通管，所述排气旁通管与所述EGR混合器连通；所述排气旁通管路上设置有EGR阀和EGR冷却器。

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