CN212583845U - 一种三通控制阀与一种发动机进排气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三通控制阀，包括壳体、阀片位置控制机构和至少两个阀片，所述壳体的周向开设有三个通路连接口，所述阀片位于所述壳体内侧并且能够相对所述壳体旋转以打开或关闭所述通路连接口，所述阀片位置控制机构用于分别控制每个所述阀片在所述壳体内部的旋转位置。本方案可以通过阀片位置控制机构控制每个阀片在壳体内处于不同的位置，从而实现各个通路的连通与断开。可见，本方案可以实现原有三个阀才能实现的不同管路的连接，减少控制阀的数量，有效减少设计空间，使进排气系统的布置更加紧凑，提高系统整体的可靠性。本实用新型还公开了一种包括上述三通控制阀的发动机进排气系统。

Description

一种三通控制阀与一种发动机进排气系统

技术领域

本实用新型涉及管路连接技术领域，尤其涉及一种三通控制阀与一种发动机进排气系统。

背景技术

随着发动机功率提升以及排放的升级，发动机的进排气系统也变得更加复杂，而且需要各种阀系控制实现较好的动力性和排放性。目前，现有的具有EGR系统的或具有其他功能的复杂进排气系统中需要设置三个控制阀才能实现相同的功能，这样不仅增加了系统布置成本，而且还使管路布置和控制过程更加复杂，由于控制阀的数量较多，系统整体的可靠性也随之降低。

因此，如何在实现原有功能的前提下减少控制阀的数量，提高系统整体的可靠性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种三通控制阀，该三通控制阀可以实现原有三个阀才能实现的不同管路的连接，减少控制阀的数量，有效减少设计空间，使进排气系统的布置更加紧凑，提高系统整体的可靠性。本实用新型的另一个目的是提供一种包括上述三通控制阀的发动机进排气系统。

为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种三通控制阀，包括壳体、阀片位置控制机构和至少两个阀片，所述壳体的周向开设有三个通路连接口，所述阀片位于所述壳体内侧并且能够相对所述壳体旋转以打开或关闭所述通路连接口，所述阀片位置控制机构用于分别控制每个所述阀片在所述壳体内部的旋转位置。

优选地，所述阀片的数量为两个，每个所述阀片均包括阀片本体和阀片轴，所述阀片轴的一端伸出于所述壳体并与所述阀片位置控制机构相连。

优选地，两个所述阀片轴同轴旋转布置。

优选地，所述阀片位置控制机构包括对应驱动每个所述阀片进行旋转的驱动电机。

优选地，所述驱动电机为步进电机，所述步进电机通过齿轮传动机构驱动对应的所述阀片进行旋转。

优选地，所述壳体内侧设有多个用于限制所述阀片最大旋转角度的限位结构。

优选地，所述限位结构为固定于所述壳体的内壁上的止推筋。

优选地，每相邻两个所述通路连接口之间均布置有至少一个所述止推筋。

本实用新型提供的三通控制阀，包括壳体、阀片位置控制机构和至少两个阀片，所述壳体的周向开设有三个通路连接口，所述阀片位于所述壳体内侧并且能够相对所述壳体旋转以打开或关闭所述通路连接口，所述阀片位置控制机构用于分别控制每个所述阀片在所述壳体内部的旋转位置。本方案可以通过阀片位置控制机构控制每个阀片在壳体内处于不同的位置，从而实现各个通路的连通与断开。可见，本方案可以实现原有三个阀才能实现的不同管路的连接，减少控制阀的数量，有效减少设计空间，使进排气系统的布置更加紧凑，提高系统整体的可靠性。

本实用新型还提供了一种包括上述三通控制阀的发动机进排气系统。该发动机进排气系统产生的有益效果的推导过程与上述三通控制阀带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本实用新型具体实施例中的三通控制阀的整体结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例中的两个阀片组装的结构示意图；

图3为本实用新型具体实施例中的两个阀片的分解示意图；

图4为本实用新型具体实施例中的壳体与止推筋的结构示意图；

图5为本实用新型具体实施例中的第一通路连接口与第二通路连接口连通时的状态；

图6为本实用新型具体实施例中的第一通路连接口与第三通路连接口连通时的状态；

图7为本实用新型具体实施例中的第二通路连接口与第三通路连接口连通时的状态；

图8为本实用新型具体实施例中的第一通路连接口、第二通路连接口以及第三通路连接口连通时的状态；

图9为本实用新型具体实施例中的第一阀片对第二、第三通路连接口流量的调节状态示意图；

图10为本实用新型具体实施例中的两个阀片对三个通路连接口流量的调节状态示意图；

图11为本实用新型具体实施例中的三通控制阀应用于EGR系统中的布置示意图；

图12为本实用新型具体实施例中的三通控制阀应用于D-EGR系统中的布置示意图。

图1至图12中的各附图标记的含义如下：

1-壳体、11-止推筋、21-第一通路连接口、22-第二通路连接口、23-第三通路连接口、3-第一阀片、31-第一阀片齿轮、32-第一阀片轴、33-第一阀片本体、4-第二阀片、41-第二阀片齿轮、42-第二阀片轴、43-第二阀片本体、5-连接轴、6-进气管、7-压气机、8-中冷器、9-三通控制阀、10-涡轮机、12-排气管、13-EGR冷却器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参照图1至图9，本方案提供了一种三通控制阀，包括壳体1、阀片位置控制机构和至少两个阀片，壳体1的周向开设有三个通路连接口，阀片位于壳体1内侧并且能够相对壳体1旋转以打开或关闭通路连接口，阀片位置控制机构用于分别控制每个阀片在壳体1内部的旋转位置。

本方案可以通过阀片位置控制机构控制每个阀片在壳体1内处于不同的位置，从而实现各个通路连接口的连通与断开。可见，本方案可以实现原有三个阀才能实现的不同管路的连接，减少控制阀的数量，有效减少设计空间，使进排气系统的布置更加紧凑，提高系统整体的可靠性。

需要说明的是，本方案中的壳体1可以设计为球形壳体、椭球形壳体或其他形状的壳体，为了便于阀片在壳体1内旋转动作，优选地，本方案中的壳体1为球形壳体，球形壳体内部为球形腔体，相应地，阀片设计为半圆形阀片结构，便于旋转动作。

优选地，三个通路连接口的轴线方向在同一平面内，从而便于各个阀片对通路连接口实现开闭控制。每个通路连接口都可以通过法兰或其他连接结构与管路连接。具体的，三个通路连接口分别为第一通路连接口21、第二通路连接口22和第三通路连接口23。

优选地，阀片的数量为两个，每个阀片均包括阀片本体和阀片轴，阀片轴的一端伸出于壳体1并与阀片位置控制机构相连。具体的，两个阀片分别为第一阀片3和第二阀片4，第一阀片3包括第一阀片本体33和第一阀片轴32，第二阀片4包括第二阀片本体43和第二阀片轴42，如图2和图3所示。

需要说明的是，上述两个阀片的阀片轴可以同轴布置，也可以并排平行或不平行布置，当分开布置两个阀片轴时，需要在两个阀片轴之间设置密封结构保证三通控制阀在关闭通路时的密封性。优选地，两个阀片轴同轴旋转布置。请参照图2和图3，第一阀片轴32和第二阀片轴42均套设在连接轴5上，连接轴5一同支撑两个阀片，且两个阀片轴的转动过程互不干扰，因此可以实现两个阀片的单独旋转控制。

需要说明的是，阀片位置控制机构用于分别控制每个阀片在壳体1内部的旋转位置，其具体可以采用例如电机、气缸等驱动部件来实现对阀片的旋转控制。优选地，阀片位置控制机构包括对应驱动每个阀片进行旋转的驱动电机。该驱动电机可以为步进电机、直线电机等。

进一步优选地，驱动电机为步进电机，步进电机通过齿轮传动机构驱动对应的阀片进行旋转。请参照图1至图3，第一阀片轴32伸出于壳体1的一端设置有第一阀片齿轮31，第二阀片轴42伸出于壳体1的一端设置有第二阀片齿轮41，第一阀片齿轮31和第二阀片齿轮41可分别通过一套齿轮传动机构与对应的步进电机实现传动连接。

优选地，壳体1内侧设有多个用于限制阀片最大旋转角度的限位结构。通过限位结构可以防止阀片在旋转控制过程中出现行程过大而导致的控制失效，从而保证每个阀片可以对对应的通路连接口进行精确有效的开闭控制。

需要说明的是，上述限位结构可以设计为多种结构形式，例如在壳体1内部设置限位块、限位条等结构，或者在壳体1内部开设供阀片旋转的凹槽结构，凹槽的两端即起到限位功能，等等。优选地，限位结构为固定于壳体1的内壁上的止推筋11，如图4所示。当阀片旋转到与止推筋11抵接时，便无法继续旋转，从而限制阀片的最大旋转角度。

优选地，每相邻两个通路连接口之间均布置有至少一个止推筋11。

本方案中，两个阀片通过步进电机控制在不同的位置可以实现多种连通状态。当两个阀片处在如图5所示的位置时，两个阀片抵接在第三通路连接口两侧的止推筋11，从而将第三通路连接口23完全关闭，此时第一通路连接口21和第二通路连接口22连通；当两个阀片处在如图6所示的位置时，第一阀片本体33和第二阀片本体43与第二通路连接口22两侧的止推筋11抵接，从而将第二通路连接口22完全关闭，此时第一通路连接口21和第三通路连接口23连通；当两个阀片处在如图7所示的位置时，两个阀片将第一通路连接口21完全关闭，此时第二通路连接口22和第三通路连接口23连通；当两个阀片处在如图8所示的位置时，两个阀片抵接在第三通路连接口23对面的两个止推筋11，此时，第一通路连接口21、第二通路连接口22和第三通路连接口23相互连通。以上阀的各控制状态可以用于相继增压控制系统的瞬态切换中，在此不再详述。

当两个阀片处在如图9所示的位置时，可以通过第一阀片3的位置实现第一通路连接口21的流量对第二通路连接口22和第三通路连接口23的不同比例的分配。同样对称的可以通过第二阀片4位置实现第二通路连接口22的流量对第一通路连接口21和第三通路连接口23的不同比例的分配。当两个阀片处在如图10所示的位置时，可以通过第一阀片3和第二阀片4的位置调节实现三个通路连接口的流量的分配。

本实用新型还提供了一种包括上述三通控制阀的发动机进排气系统。该发动机进排气系统产生的有益效果的推导过程与上述三通控制阀带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。

图11示出了一种包含EGR系统的发动机进排气系统，进气经过进气管6、压气机7和中冷器8后进入发动机，各缸排出的废气经过排气管12和涡轮机10后排出，EGR系统包括EGR取气管和EGR冷却器13，EGR取气管从排气管中取气，一部分废气经EGR取气管和EGR冷却器13后进入进气管中并参与燃烧。本方案在EGR系统中设置了三通控制阀9，如图11所示，三通控制阀9安装在排气管和涡轮机10之间，第一通路连接口21连接各缸排出的废气，第二通路连接口22连接涡轮机10，第三通路连接口23连通EGR取气管。如此布置，可以通过控制第一阀片3的位置实现不同EGR率的控制。

图12示出了一种包含D-EGR系统(专用废气再循环系统)的发动机进排气系统，进气经过进气管6、压气机7和中冷器8后进入发动机，各缸排出的废气经过排气管12和涡轮机10后排出。D-EGR系统包括EGR取气管和EGR冷却器13，EGR取气管从指定缸的排气道取气，使得一部分废气经EGR取气管和EGR冷却器13后进入进气管并参与燃烧。本方案在D-EGR系统中布置了三通控制阀9，如图12所示，三通控制阀9安装在指定缸的排气道与涡轮机10之间，第一通路连接口21连接指定缸的排气道，第二通路连接口22连接涡轮机10，第三通路连接口23连接EGR取气管。如此布置，可以通过控制第一阀片3的位置实现不同EGR率的控制。

本实用新型提供的三通控制阀，可以通过两个阀片实现三个通路的任意两路或三路的连通和断开，阀的集成度较高，可实现现有技术原先三个控制阀的功能，不仅减少了控制阀的数量，降低成本，并且提高了可靠性，而且还可以有效节省布置空间，使管路设计更加紧凑。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种三通控制阀，其特征在于，包括壳体(1)、阀片位置控制机构和至少两个阀片，所述壳体(1)的周向开设有三个通路连接口，所述阀片位于所述壳体(1)内侧并且能够相对所述壳体(1)旋转以打开或关闭所述通路连接口，所述阀片位置控制机构用于分别控制每个所述阀片在所述壳体(1)内部的旋转位置。

2.根据权利要求1所述的三通控制阀，其特征在于，所述阀片的数量为两个，每个所述阀片均包括阀片本体和阀片轴，所述阀片轴的一端伸出于所述壳体(1)并与所述阀片位置控制机构相连。

3.根据权利要求2所述的三通控制阀，其特征在于，两个所述阀片轴同轴旋转布置。

4.根据权利要求1所述的三通控制阀，其特征在于，所述阀片位置控制机构包括对应驱动每个所述阀片进行旋转的驱动电机。

5.根据权利要求4所述的三通控制阀，其特征在于，所述驱动电机为步进电机，所述步进电机通过齿轮传动机构驱动对应的所述阀片进行旋转。

6.根据权利要求4所述的三通控制阀，其特征在于，所述壳体(1)内侧设有多个用于限制所述阀片最大旋转角度的限位结构。

7.根据权利要求6所述的三通控制阀，其特征在于，所述限位结构为固定于所述壳体(1)的内壁上的止推筋(11)。

8.根据权利要求7所述的三通控制阀，其特征在于，每相邻两个所述通路连接口之间均布置有至少一个所述止推筋(11)。

9.一种发动机进排气系统，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的三通控制阀。

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