CN219605400U - 一种压缩气体旁通阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压缩气体旁通阀，包括阀体和阀头。阀体包括上定子、下定子、导向杆、电枢、阀头和变刚度弹簧。上定子和下定子沿轴向间隔设置；导向杆与电枢固定连接，导向杆远离电枢的一端与阀头相连接，阀头能够随电枢沿轴向运动。变刚度弹簧沿轴向延伸，变刚度弹簧的上端与下定子相抵接，下端与阀头相抵接。当电枢带动阀头沿轴向向上运动位于开启位置时，压缩气体旁通阀处于完全开启状态；当电枢带动阀头沿轴向向下运动位于关闭位置时，压缩气体旁通阀处于关闭状态；在开启位置，电枢与上定子沿轴向的距离大于0。本实用新型提供的压缩气体旁通阀在完全开启时，电枢与上定子沿轴向没有硬接触，不会产生撞击噪音，提高了整车的舒适性。

Description

一种压缩气体旁通阀

技术领域

本实用新型涉及控制阀设备技术领域，特别涉及一种压缩气体旁通阀。

背景技术

在汽车的动力总成领域，涡轮增压技术被广泛使用以提高能效。涡轮增压利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮增压机中的涡轮，并使之旋转。旋转的涡轮能够带动同轴的空气压缩机的叶轮同时转动，以压缩进入空气压缩机的空气，经压缩的压缩空气经中冷器到达节气门，从而进入发动机汽缸中进行燃烧。涡轮增压装置的使用，使得汽油机系统可以在小排量及更少的缸数的情况下，仍能维持相当的动力性。在不同的汽车驾驶工况中，并不要求涡轮增压装置始终保持工作状态。当进气系统无需涡轮介入而涡轮仍处于工作状态时，其产生的高压气流会在进气系统内对相关零部件造成过压力，损坏零部件并产生噪音、抖动问题。

为了协调不同的驾驶工况对进气系统增压的需求，目前广泛采用压缩气体旁通阀在部分不适用增压的工况中将压力卸除。在中冷器的上游设有一个与空气压缩机并联的压缩气体回流管路。压缩气体旁通阀就设置在压缩气体回流管路中。在正常驾驶过程中，节气门开启，压缩气体旁通阀处于关闭状态，气体进入空气压缩机、流经中冷器、到达节气门、流入发动机汽缸以将压缩空气最大化地转为引擎动力。当节气门关闭或达到固定开合位置时，压缩气体旁通阀处于打开状态，气体进入空气压缩机、流经与空气压缩机并联设置的压缩气体回流管路，再循环流回空气压缩机的进口。

由于结构设计的原因，现有的压缩气体旁通阀开启过程中，存在内部部件的相互碰撞，尤其是电枢和上定子的碰撞产生撞击噪音，降低整车舒适性的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有的压缩气体旁通阀开启过程中，存在由内部部件的相互碰撞产生撞击噪音，降低整车舒适性的问题。

本实用新型提供了一种压缩气体旁通阀，通过设置变刚度弹簧使压缩气体旁通阀在完全开启状态时，内部部件不会相互碰撞产生撞击噪音。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式公开了一种压缩气体旁通阀，包括：阀体和阀头；其中，阀体包括上定子、下定子、导向杆、电枢、阀头和变刚度弹簧；其中，上定子和下定子沿压缩气体旁通阀的轴向间隔设置；导向杆沿轴向延伸，与电枢固定连接，导向杆远离电枢的一端与阀头相连接，阀头能够随电枢沿轴向运动；变刚度弹簧沿轴向延伸，变刚度弹簧的上端与下定子相抵接，下端与阀头相抵接；当电枢带动阀头沿轴向向上运动位于开启位置时，压缩气体旁通阀处于完全开启状态；当电枢带动阀头沿轴向向下运动位于关闭位置时，压缩气体旁通阀处于关闭状态；在开启位置，电枢与上定子沿轴向的距离大于0。

采用上述技术方案，通过设置变刚度弹簧，使得压缩气体旁通阀在完全开启状态时，即在开启位置，在开启位置，电枢与上定子沿轴向的距离大于0，电枢与上定子沿轴向不会发生碰撞或撞击，因而解决了压缩气体旁通阀开启时产生噪音的问题。

根据本实用新型的另一具体实施方式，在开启位置，电枢的一部分容纳在上定子的内部，电枢的顶壁与上定子的底壁沿轴向的距离大于0。

根据本实用新型的另一具体实施方式，沿轴向，变刚度弹簧的弹性阻力自上而下依次减小，变刚度弹簧的节距自上而下依次变大。

根据本实用新型的另一具体实施方式，阀体还包括：套筒，套筒沿轴向设于上定子的下方，下定子套设于套筒的外周壁。

根据本实用新型的另一具体实施方式，阀体还包括：下轴承，下轴承套设在套筒的内周壁，沿轴向设于套筒的底部；上定子、套筒和下轴承形成了通道，通道用于供电枢沿轴向运动。

根据本实用新型的另一具体实施方式，阀体还包括上轴承，上轴承固定设置在上定子的内周壁，上轴承与下轴承沿轴向间隔设置，导向杆沿轴向贯穿上轴承和下轴承。

附图说明

图1示出本实用新型一个实施例中的压缩气体旁通阀的立体图一；

图2示出本实用新型一个实施例中的压缩气体旁通阀的立体图二；

图3示出本实用新型一个实施例中的压缩气体旁通阀的爆炸图；

图4示出本实用新型一个实施例中的压缩气体旁通阀的剖视图一；

图5示出本实用新型一个实施例中的压缩气体旁通阀的剖视图二；

图6示出图5中A处的放大图；

图7示出本实用新型另一实施例中的压缩气体旁通阀的剖视图一；

图8示出本实用新型另一实施例中的压缩气体旁通阀的剖视图二；

图9示出图8中B处的放大图；

图10示出实用新型另一实施例中的上定子的剖视图；

图11示出本实用新型另一实施例中的压缩气体旁通阀的爆炸图；

图12示出单刚度弹簧和变刚度弹簧的弹簧行程与弹簧力的关系的曲线图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1a-压缩气体旁通阀，1b-压缩气体旁通阀，2-壳体，21-法兰盘，211-通孔，3-连接头，4-电磁环路，43-二极管，44-绕线支撑骨架，45-磁轭，46-上轴承，47-套筒，48-下轴承，5-阀头5，61-上定子，611-上定子的底壁，62-下定子，7-导向杆，8-电枢，9-线圈，10-通道，11-单刚度弹簧，12-变刚度弹簧，13-第一密封件，14-防护罩，Q-周向，R-径向，Z-轴向，R1-上定子的上内径，R2-上定子的下内径。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型的图1至图6示出第一实施例中的压缩气体旁通阀1a。其中，图4示出了本实施例中，压缩气体旁通阀1a处于关闭的状态；图5示出了本实施例中，压缩气体旁通阀1a处于完全开启的状态。

参考图1和图2，本实用新型的一个实施例中提供了一种压缩气体旁通阀1a，压缩气体旁通阀1a包括壳体2、阀头5(如图2所示)和阀体(图中未示出)，其中阀体是指设置在壳体2内，能够实现压缩气体旁通阀1a正常工作的所有部件的集合，也即阀体包括设于壳体2内的所有部件。

参考图1和图2，壳体2的外侧壁上沿壳体2的径向R设有连接头3，连接头3用于与供电设备(如电池)连接，以给压缩气体旁通阀1a提供上电。沿壳体2的轴向Z，壳体2的底部设有法兰盘21，法兰盘21和壳体2可以形成为一体件。当两者形成为一体件时，可以实现一次注塑成型，简化制造工艺。法兰盘21和壳体2也可以是单独的构件。法兰盘21上设有螺钉固定用通孔211，用于与外部设备螺纹连接。外部设备例如是发动机的阀座(图中未示出)。在本实施例中，壳体2通过法兰盘21上的三个螺钉固定用通孔211，与外部设备如阀座螺纹连接。

参考图3，压缩气体旁通阀1a的阀体包括第一密封件13、防护罩14。第一密封件13套设在阀头5的外侧壁上。为了防止第一密封件13从阀头5的外侧壁滑落，阀头5的外侧壁上还套设有防护罩14，防护罩14的底壁与第一密封件13相接触，第一密封件13沿周向Q设于防护罩14的内侧壁与阀头5的外侧壁之间。示例性地，第一密封件13为密封圈，且该密封圈呈V型，即第一密封件13为V型密封圈。

参考图3至图5，压缩气体旁通阀1a的阀体包括电磁环路4，电磁环路4包括上定子61、线圈9、二极管43、绕线支撑骨架44、磁轭45、电枢8、套筒47、下定子62、上轴承46、下轴承48和导向杆7。

其中，参考图4和图5，上定子61和下定子62沿压缩气体旁通阀的轴向Z间隔设置，上定子61和下定子62用于增强压缩气体旁通阀1a的磁力。

参考图4和图5，上轴承46沿周向Q固定设置在上定子61的内周壁，上轴承46与下轴承48沿轴向Z间隔设置，导向杆7沿轴向Z贯穿上轴承46和下轴承48。上轴承46和下轴承48用于对导向杆7进行导向，以使导向杆7在上轴承46和下轴承48中沿轴向Z上下滑动。

继续参考图4和图5，导向杆7沿轴向Z延伸，导向杆7与电枢8固定连接，导向杆7远离电枢8的一端与阀头5相连接，阀头5能够随电枢8沿轴向Z运动。

参考图3，阀体还包括单刚度弹簧11。参考图3至图5，单刚度弹簧11沿轴向Z延伸，单刚度弹簧11的上端与下定子62相抵接，下端与阀头5相抵接。

参考图4，当电磁环路4不通电，阀头5随电枢8沿壳体2的轴向Z向下运动，单刚度弹簧11不断伸展。当阀头5随电枢8沿壳体2的轴向Z向下运动到关闭位置G1时，单刚度弹簧11伸展到最大长度(通常是单刚度弹簧11的自然长度)。压缩气体旁通阀1a处于关闭状态，气体通道关闭以阻止气体流通。

在本实施例中，参考图4，当电枢8带动阀头5沿轴向Z向下运动位于关闭位置G1时，电枢8与上定子61沿轴向Z的距离H1最大。

参考图5，当电磁环路4通电，在电磁力的作用下，阀头5随电枢8沿壳体2的轴向Z向上运动，单刚度弹簧11不断被压缩，压缩气体旁通阀1a处于打开状态，气体通道打开以供气体流通。当电枢8带动阀头5沿轴向Z向上运动位于开启位置K1时，单刚度弹簧11被压缩到最小长度，压缩气体旁通阀处于完全开启状态，此时，阀头5至少部分地容纳在壳体2中。

在本实施例中，参考图5和图6，其中图6为图5中A处的放大示意图，A处主要示出了电枢8与上定子61的位置关系。当电枢8带动阀头5沿轴向Z向上运动位于开启位置K1时，电枢8与上定子61沿轴向Z的距离H2(如图6所示)等于0，即电枢8与上定子61发生接触或碰撞，因而产生了噪音。甚至是，在开启位置K1，电枢8与上定子61沿轴向Z的距离小于0后恢复等于0的状态，即电枢8快速地沿轴向Z向上运动，与上定子61发生剧烈碰撞(此时可以看做是电枢8与上定子61沿轴向Z的距离小于0)，由于电枢8与上定子61为硬性材料制成，两者之间为硬接触，因而两者不会产生大的变形，且经过剧烈碰撞后二者会保持在接触状态(此时可以看做是电枢8与上定子61沿轴向Z的距离等于0)，因而压缩气体旁通阀1a的内部部件会产生开启噪音，使得整车舒适性不高。

为此，参考图7至图11，本申请的另外一种可能的实施方式中，提供了一种压缩气体旁通阀1b。

本实用新型的图7至图11示出第二实施例中的压缩气体旁通阀1b。其中，图7示出了本实施例中，压缩气体旁通阀1b处于关闭的状态；图8示出了本实施例中，压缩气体旁通阀1a处于完全开启的状态。

第二实施例中，用变刚度弹簧12替换单刚度弹簧11，使压缩气体旁通阀1b在完全开启状态时，即位于开启位置K2(如图8所示)时，内部部件不会相互碰撞产生撞击噪音，也就是电枢8和上定子61沿轴向Z的距离H4(如图9所示)大于0，电枢8和上定子61实现了压缩气体旁通阀1b开启时无噪音，提高了整车的舒适性。

参考图7、图8并结合图11，本实用新型的第二实施例提供了一种压缩气体旁通阀1b，包括：阀体和阀头5。其中，阀体包括上定子61、下定子62、导向杆7、电枢8、阀头5和变刚度弹簧12。

参考图7和图8，上定子61和下定子62沿压缩气体旁通阀1b的轴向Z间隔设置。导向杆7沿轴向Z延伸，与电枢8固定连接，导向杆7远离电枢8的一端与阀头5相连接，阀头5能够随电枢8沿轴向Z运动。变刚度弹簧12沿轴向Z延伸，变刚度弹簧12的上端与下定子62相抵接，下端与阀头5相抵接。

参考图8和图9，当电枢8带动阀头5沿轴向Z向上运动位于开启位置时，压缩气体旁通阀1b处于完全开启状态；参考图7，当电枢8带动阀头5沿轴向Z向下运动位于关闭位置时，压缩气体旁通阀1b处于关闭状态。

也即，参考图8，当电磁环路4通电，在电磁力的作用下，阀头5随电枢8沿壳体2的轴向Z向上运动，变刚度弹簧12不断被压缩，压缩气体旁通阀1b处于打开状态，气体通道打开以供气体流通。当电枢8带动阀头5沿轴向Z向上运动位于开启位置K2时，变刚度弹簧12被压缩到最小长度时，压缩气体旁通阀1b处于完全开启状态，此时，阀头5至少部分地容纳在壳体2中。

参考图7，当电磁环路4不通电，阀头5随电枢8沿壳体2的轴向Z向下运动，变刚度弹簧12不断伸展。当阀头5随电枢8沿壳体2的轴向Z向下运动关闭位置G2(关闭位置G2与第一实施例中的关闭位置G1相同)时，变刚度弹簧12伸展到最大长度(通常是变刚度弹簧12的自然长度)。压缩气体旁通阀1b处于关闭状态，气体通道关闭以阻止气体流通。在本实施例中，参考图7，当电枢8带动阀头5沿轴向Z向下运动位于关闭位置G2时，电枢8与上定子61沿轴向Z的距离H3最大(电枢8与上定子61沿轴向Z的距离H3与第一实施例中的电枢8与上定子61沿轴向Z的距离H1相同)。

参考图8和图9，在开启位置K2，电枢8与上定子61沿轴向Z的距离H4大于0。也就是，在开启位置K2，电枢8与上定子61没有相互接触，也就不会产生撞击噪音，影响整车的舒适性。

采用上述技术方案，通过设置变刚度弹簧12，使得压缩气体旁通阀1b在完全开启状态时，即在开启位置K2，电枢8与上定子61沿轴向Z的距离H3大于0，因而电枢8与上定子61沿轴向Z不会发生碰撞或撞击，解决了压缩气体旁通阀1b开启时产生噪音的问题。

图10示出了上定子61的剖视图。参考图10并结合图11，上定子61呈不规则形状，其剖视图呈“T”型。上定子61的内部中空，沿轴向Z，上定子61的上内径R1小于下内径R2。参考图7和图8，上定子61的上内径R1形成的空间沿内侧壁设有上轴承46，上轴承46沿轴向贯通，用于容纳导向杆7，上轴承46和下轴承48相互配合，以对导向杆7进行导向，使导向杆7沿上轴承46和下轴承48形成的既定导向方向运动。继续参考图7和图8，上定子61的下内径R2形成的空间内设有电枢8，电枢8的一部分容纳在上定子61的内部。沿轴向Z，上定子61的顶端封闭。

在一些可能的实施例中，参考图8和图9，其中图9为图8中B处的放大示意图，B处主要示出了电枢8与上定子61的位置关系。参考图8和图9并结合图7，在开启位置K2，电枢8的一部分容纳在上定子61的内部，电枢8的顶壁81((如图9所示))与上定子61的底壁611(如图9和图10所示)沿轴向Z的距离H3大于0。也就是，在开启位置K2，电枢8与上定子61沿轴向Z不会发生碰撞或撞击，因而解决了压缩气体旁通阀1b开启时产生噪音的问题。

在本实用新型提供的一些可能的实施例中，参考图7、图8和图11，沿轴向Z，变刚度弹簧12的节距自上而下依次变大。也就是，变刚度弹簧12的节距从抵接下定子62的一端向抵接阀头5的一端依次变大。参考图12，沿轴向Z，变刚度弹簧12的弹性阻力自上而下依次减小。也就是，变刚度弹簧12的弹性阻力从抵接下定子62的一端向抵接阀头5的一端依次减小。

图12示出了单刚度弹簧11和变刚度弹簧12的弹簧行程与弹簧力的关系。对于单刚度弹簧11而言，弹簧行程越短，弹簧力越小；反之，弹簧行程越长，弹簧力越大，且弹簧行程与弹簧力成线性关系。对于变刚度弹簧12而言，弹簧行程越短，弹簧力越小；反之，弹簧行程越长，弹簧力越大，且弹簧行程与弹簧力成指数上升的关系。结合图4和图6、图7和图9，弹簧行程是指弹簧(单刚度弹簧11或变刚度弹簧12)沿轴向Z自下而上的运动行程。

在一些可能的实施例中，压缩气体旁通阀1b的阀体中设置一个变刚度弹簧12，用于减少零部件，节省零部件成本，也节省安装时间，提高安装效率。

在本实用新型提供的一些可能的实施例中，阀体还包括套筒47，套筒47沿轴向Z设于上定子61的下方，下定子62套设于套筒47的外周壁。

在本实用新型提供的一些可能的实施例中，参考图7和图8并结合图11，阀体还包括：下轴承48。下轴承48沿周向(如图11示出的Q方向)套设在套筒47的内周壁，沿轴向Z设于套筒47的底部。上定子61(的下内径R2部分)、套筒47和下轴承48形成了通道10，通道10用于供电枢8沿轴向Z运动。

在本实用新型提供的一些可能的实施例中，参考图7和图8并结合图11，阀体还包括上轴承46。上轴承46沿周向(如图11示出的Q方向)固定设置在上定子61的内周壁，上轴承46与下轴承48沿轴向Z间隔设置，导向杆7沿轴向Z贯穿上轴承46和下轴承48。上轴承46和下轴承48用于对导向杆7进行导向，以使导向杆7在上轴承46和下轴承48中沿轴向Z滑动。

虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (6)

1.一种压缩气体旁通阀，其特征在于，包括：阀体和阀头；其中，

所述阀体包括上定子、下定子、导向杆、电枢、阀头和变刚度弹簧；其中，

所述上定子和所述下定子沿所述压缩气体旁通阀的轴向间隔设置；

所述导向杆沿所述轴向延伸，与所述电枢固定连接，所述导向杆远离所述电枢的一端与所述阀头相连接，所述阀头能够随所述电枢沿所述轴向运动；

所述变刚度弹簧沿所述轴向延伸，所述变刚度弹簧的上端与所述下定子相抵接，下端与所述阀头相抵接；

当所述电枢带动所述阀头沿所述轴向向上运动位于开启位置时，所述压缩气体旁通阀处于完全开启状态；当所述电枢带动所述阀头沿所述轴向向下运动位于关闭位置时，所述压缩气体旁通阀处于关闭状态；

在所述开启位置，所述电枢与所述上定子沿所述轴向的距离大于0。

2.如权利要求1所述的压缩气体旁通阀，其特征在于，在所述开启位置，所述电枢的一部分容纳在所述上定子的内部，所述电枢的顶壁与所述上定子的底壁沿所述轴向的距离大于0。

3.如权利要求1所述的压缩气体旁通阀，其特征在于，沿所述轴向，所述变刚度弹簧的弹性阻力自上而下依次减小，所述变刚度弹簧的节距自上而下依次变大。

4.如权利要求1所述的压缩气体旁通阀，其特征在于，所述阀体还包括套筒，所述套筒沿所述轴向设于所述上定子的下方，下定子套设于所述套筒的外周壁。

5.如权利要求4所述的压缩气体旁通阀，其特征在于，所述阀体还包括：

下轴承，所述下轴承套设在所述套筒的内周壁，沿所述轴向设于所述套筒的底部；

所述上定子、所述套筒和所述下轴承形成了通道，所述通道用于供所述电枢沿所述轴向运动。

6.如权利要求5所述的压缩气体旁通阀，其特征在于，所述阀体还包括上轴承，所述上轴承固定设置在所述上定子的内周壁，所述上轴承与所述下轴承沿所述轴向间隔设置，导向杆沿所述轴向贯穿所述上轴承和所述下轴承。