一种废气再循环装置的制作方法

1.本发明涉及一种废气再循环装置，属于发动机尾气排放再循环技术领域。


背景技术：

2.废气再循环即“egr”技术，是一种成本低、发动机改动小、能有效降低no
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排放、降低油耗的控制方法，由于发动机工作在不同工况下，需要有不同的egr率，也就是废气量不同，所以需要控制egr的流量。
3.汽油机上应用egr可以相应的增加进气量，egr率的增加能降低汽油机在中低负荷工况下的节流损失，降低汽油机的燃油消耗率，根据发动机和egr控制策略不同有效燃油消耗率能够降低3％-8％。
4.由于目前市场上用的废气再循环装置都采用角度感应的方式，其芯片感应的是齿轮转动的角度，再换算成阀杆的位移，在使用时存在以下的问题：
5.第一、在产品使用一段时间后，凸轮磨损造成凸轮型线与理论值相差很大，造成芯片感应的角度与阀杆的实际位移产生误差；第二、由于凸轮磨损造成误差，无法补偿，阀的跟随性变差，egr率不准；第三、由于阀的跟随性变差，容易造成阀片位移不到位或者关闭不严，导致排放超标；第四、由于发动机使用工况，弹簧随发动机的振动影响弹簧位置变化，弹簧力不稳定，导致egr阀位置变化不稳定；第五、由于发动机尾气进入egr腔体内后，其工作介质对操控系统有腐蚀性，导致操控系统的相关零件性能和寿命降低，从而使egr阀寿命降低。


技术实现要素：

6.为此，本发明提供一种废气再循环装置，解决egr阀的角度感应误差大，egr率无法精确控制及尾气容易进入egr腔体影响使用寿命的问题。
7.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种废气再循环装置，包括阀体，所述阀体内部设有阀腔，所述阀腔连接有进气口和出气口，所述阀体的内部设有阀环和阀杆，所述阀杆的一端连接有阀瓣，所述阀瓣和所述阀环之间形成有气流通道；所述阀杆的另外一端连接有执行机构，所述执行机构连接有驱动机构；
8.所述驱动机构通过所述执行机构带动所述阀杆进行位移，所述阀杆发生位移使所述阀瓣和所述阀环之间的所述气流通道的大小变化，所述气流通道的大小变化改变所述进气口和所述出气口之间流经的废气量。
9.作为废气再循环装置的优选方案，所述阀杆的外围设有导向套；所述导向套远离所述阀瓣的一侧设有积碳刮板；所述阀杆从所述积碳刮板的中心通口穿过。
10.作为废气再循环装置的优选方案，所述积碳刮板远离所述导向套的一侧设有石墨套，所述阀杆从所述石墨套的中心通口穿过。
11.作为废气再循环装置的优选方案，所述石墨套远离所述积碳刮板的一侧设有第一密封圈，所述阀杆从所述第一密封圈的中心通口穿过；
12.所述第一密封圈远离所述石墨套的一侧设有支撑骨架，所述阀杆从所述支撑骨架的中心通口穿过；
13.所述支撑骨架远离所述第一密封圈的一侧设有第二密封圈，所述阀杆从所述第二密封圈的中心通口穿过。
14.作为废气再循环装置的优选方案，所述执行机构包括导向块、螺纹套、传动轴承、轴承轴和磁体；所述螺纹套一端固定于所述导向块，所述阀杆与所述螺纹套连接；所述导向块设有第一安装部和第二安装部，所述传动轴承通过所述轴承轴连接在所述第一安装部；所述磁体设置在所述第二安装部。
15.作为废气再循环装置的优选方案，所述执行机构还包括齿轮轴和传动齿轮，所述齿轮轴穿过所述传动齿轮的中心通口，所述传动齿轮设有复位环和驱动凸轮，所述传动轴承的表面在所述驱动凸轮表面滚动；所述轴承轴的端部插入所述复位环。
16.作为废气再循环装置的优选方案，所述螺纹套和所述阀杆的连接部位套有锥形弹簧。
17.作为废气再循环装置的优选方案，所述驱动机构包括电机安装槽、驱动电机和固定法兰，所述电机安装槽通过所述固定法兰与所述阀体连接，所述驱动电机设置在所述电机安装槽的内部，所述驱动电机的端部配合有波形弹簧；所述驱动电机的驱动轴设有与所述传动齿轮啮合的驱动齿轮。
18.作为废气再循环装置的优选方案，还包括阀盖，所述阀盖与所述阀体连接，所述阀盖设有电机端子、非接触式位置传感器、传感端子；所述电机端子与所述驱动电机电连接，所述非接触式位置传感器与所述传感端子电连接，所述非接触式位置传感器对应于所述磁体。
19.作为废气再循环装置的优选方案，所述阀盖的边缘设有防尘槽，所述防尘槽的内部填充有防尘圈。
20.本发明具有如下优点：阀体内部设有阀腔，阀腔连接有进气口和出气口，阀体的内部设有阀环和阀杆，阀杆的一端连接有阀瓣，阀瓣和阀环之间形成有气流通道；阀杆的另外一端连接有执行机构，执行机构连接有驱动机构；驱动机构通过执行机构带动阀杆进行位移，阀杆发生位移使阀瓣和阀环之间的气流通道的大小变化，气流通道的大小变化改变进气口和出气口之间流经的废气量。本发明解决了传统由于角度换算及凸轮磨损、密封等缺陷所带来的相关问题，可以精确控制阀杆位移，提高阀的跟随性，可以使egr率精确控制，性能稳定性强，使用寿命长。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
22.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功
效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
23.图1为本发明实施例中提供的废气再循环装置结构示意图；
24.图2为本发明实施例中提供的废气再循环装置执行机构处示意图；
25.图3为本发明实施例中提供的废气再循环装置驱动机构处示意图；
26.图4为本发明实施例中提供的废气再循环装置导向块周边结构示意图；
27.图5为本发明实施例中提供的废气再循环装置阀盖结构示意图。
28.图中，1、阀体；2、阀腔；3、进气口；4、出气口；5、阀环；6、阀杆；7、阀瓣；8、执行机构；9、驱动机构；10、导向套；11、积碳刮板；12、石墨套；13、第一密封圈；14、第二密封圈；15、支撑骨架；16、导向块；17、螺纹套；18、传动轴承；19、轴承轴；20、磁体；21、第一安装部；22、第二安装部；23、齿轮轴；24、传动齿轮；25、复位环；26、驱动凸轮；27、锥形弹簧；28、电机安装槽；29、驱动电机；30、固定法兰；31、波形弹簧；32、驱动齿轮；33、阀盖；34、电机端子；35、非接触式位置传感器；36、传感端子；37、防尘圈。
具体实施方式
29.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
30.参见图1、图2、图3和图4，提供一种废气再循环装置，包括阀体1，阀体1内部设有阀腔2，阀腔2连接有进气口3和出气口4，阀体1的内部设有阀环5和阀杆6，阀杆6的一端连接有阀瓣7，阀瓣7和阀环5之间形成有气流通道；阀杆6的另外一端连接有执行机构8，执行机构8连接有驱动机构9；
31.驱动机构9通过执行机构8带动阀杆6进行位移，阀杆6发生位移使阀瓣7和阀环5之间的气流通道的大小变化，气流通道的大小变化改变进气口3和出气口4之间流经的废气量。
32.本实施例中，阀杆6的外围设有导向套10；导向套10远离阀瓣7的一侧设有积碳刮板11；阀杆6从积碳刮板11的中心通口穿过。积碳刮板11远离导向套10的一侧设有石墨套12，阀杆6从石墨套12的中心通口穿过。
33.具体的，阀体1上设有阀环5，阀环5装配位置压铆防止阀环5脱落，阀环5与阀瓣7接触配合，可以形成密封，阻止气体的通过。导向套10用挡圈压紧固定并压铆，可以有效防止导向套10的脱落。刮积碳板可以刮除废气冷却后形成结焦积碳。而石墨套12用于阀杆6导向，且石墨具有自润滑效果，减轻对阀杆6的磨损，可以有效的降低长时间工作中出现噪音，实现降低系统阻力及阀杆6的使用寿命延长。
34.本实施例中，石墨套12远离积碳刮板11的一侧设有第一密封圈13，阀杆6从第一密封圈13的中心通口穿过；第一密封圈13远离石墨套12的一侧设有支撑骨架15，阀杆6从支撑骨架15的中心通口穿过；支撑骨架15远离第一密封圈13的一侧设有第二密封圈14，阀杆6从第二密封圈14的中心通口穿过。
35.具体的，第一密封圈13能够防止气体沿阀杆6泄露，避免对整体的流量造成损失。支撑骨架15中间开孔，且对应阀体1安装处由环槽及泄气孔，可以使多余轻微泄露出的气体
及水蒸气通过泄气孔排到大气中，防止进入到驱动机构9及执行机构8，避免腐蚀驱动机构9和执行机构8。第二密封圈14也用于防止废气进气到驱动机构9及执行机构8。
36.第一密封圈13和第二密封圈14采用复合o型密封圈，在o型圈的内侧套上一个耐磨环，在保证密封的情况下，又能保持密封圈的耐用性，实现操控系统中零件的保护。
37.本实施例中，执行机构8包括导向块16、螺纹套17、传动轴承18、轴承轴19和磁体20；螺纹套17一端固定于导向块16，阀杆6与螺纹套17连接；导向块16设有第一安装部21和第二安装部22，传动轴承18通过轴承轴19连接在第一安装部21；磁体20设置在第二安装部22。执行机构8还包括齿轮轴23和传动齿轮24，齿轮轴23穿过传动齿轮24的中心通口，传动齿轮24设有复位环25和驱动凸轮26，传动轴承18的表面在驱动凸轮26表面滚动；轴承轴19的端部插入复位环25。
38.辅助图5，还包括阀盖33，阀盖33与阀体1连接，阀盖33设有电机端子34、非接触式位置传感器35、传感端子36；电机端子34与驱动电机29电连接，非接触式位置传感器35与传感端子36电连接，非接触式位置传感器35对应于磁体20。驱动机构9包括电机安装槽28、驱动电机29和固定法兰30，电机安装槽28通过固定法兰30与阀体1连接，驱动电机29设置在电机安装槽28的内部，驱动电机29的端部配合有波形弹簧31；驱动电机29的驱动轴设有与传动齿轮24啮合的驱动齿轮32。
39.具体的，螺纹套17用于连接阀杆6，磁体20用于位移变换时，相对于非接触式位置传感器35的磁通量不一致，使非接触式位置传感器35确认磁体20位置，磁体20与阀瓣7的相对位置不变，从而控制流量的大小。传动轴承18在驱动凸轮26表面滚动，减轻驱动凸轮26的磨损。轴承轴19连接导向块16与传动轴承18，且轴承轴19的上端插在复位环25，用于驱动电机29驱动时带动阀瓣7复位。
40.具体的，驱动电机29上设置有连接阀体1的固定法兰30，固定法兰30用螺钉锁紧在阀体1上，驱动电机29下设置的波形弹簧31，可以抵消驱动电机29在震动情况向下的分力。
41.本实施例中，传动齿轮24、驱动凸轮26和复位环25集成设计，减少使用空间，采用复合材料，解决了传动齿轮24寿命及使用空间的问题。
42.本实施例中，螺纹套17和阀杆6的连接部位套有锥形弹簧27。具体的，阀杆6与阀瓣7焊接在一起，阀杆6另一端有螺纹与导向块16处的螺纹套17连接，导向块16与阀体1之间设置的锥形弹簧27，可以实现非正常情况下阀瓣7的复位。
43.具体的，锥形弹簧27带支臂结构配合阀盖33的限位结构，起到减震效果，增加阀杆6运动稳定性，解决因发动机的振动而引起egr阀性能不稳定等问题。
44.本实施例中，阀盖33的边缘设有防尘槽，防尘槽的内部填充有防尘圈37。具体的，防尘槽和防尘圈37的配合能够实现防尘防水效果。
45.本发明的工作原理如下：
46.本发明用于废气再循环过程，发动机运转到需要循环废气的情况下时，接收到信号，驱动电机29带动驱动齿轮32转动，驱动齿轮32带动传动齿轮24转动，传动齿轮24与驱动凸轮26集成在一起，驱动凸轮26推动传动轴承18。传动轴承18安装在导向块16处的第一安装部21上，导向块16处的螺纹套17通过螺纹与阀杆6连接在一起，阀杆6与阀瓣7焊接在一起。阀瓣7的位移与阀环5之间形成气流通道，通过调节气流通道的大小开调节废气量。
47.感应装置为非接触式位置传感器35，设置于阀盖33中，可精确获得阀杆6的直线位
移数据，采用锥形弹簧27机构用于使阀瓣7复位。反馈信号由可编程的非接触式位移传感器感应磁体20的直线位移所输出的模拟信号来表示，通过非接触式位移传感器直接获得阀杆6的直线位移，解决了以往通过测量角度再转换成直线位移的测量误差，实现了对阀瓣7位置的精准控制。
48.综上所述，本发明阀体1内部设有阀腔2，阀腔2连接有进气口3和出气口4，阀体1的内部设有阀环5和阀杆6，阀杆6的一端连接有阀瓣7，阀瓣7和阀环5之间形成有气流通道；阀杆6的另外一端连接有执行机构8，执行机构8连接有驱动机构9；驱动机构9通过执行机构8带动阀杆6进行位移，阀杆6发生位移使阀瓣7和阀环5之间的气流通道的大小变化，气流通道的大小变化改变进气口3和出气口4之间流经的废气量。阀体1上设有阀环5，阀环5装配位置压铆防止阀环5脱落，阀环5与阀瓣7接触配合，可以形成密封，阻止气体的通过。导向套10用挡圈压紧固定并压铆，可以有效防止导向套10的脱落。刮积碳板可以刮除废气冷却后形成结焦积碳。而石墨套12用于阀杆6导向，且石墨具有自润滑效果，减轻对阀杆6的磨损，可以有效的降低长时间工作中出现噪音，实现降低系统阻力及阀杆6的使用寿命延长。第一密封圈13能够防止气体沿阀杆6泄露，避免对整体的流量造成损失。支撑骨架15中间开孔，且对应阀体1安装处由环槽及泄气孔，可以使多余的气体及水蒸气通过泄气孔排到大气中，防止进入到驱动机构9及执行机构8，避免腐蚀驱动机构9和执行机构8。第二密封圈14也用于防止废气进气到驱动机构9及执行机构8。螺纹套17用于连接阀杆6，磁体20用于位移变换时，相对于非接触式位置传感器35的磁通量不一致，使非接触式位置传感器35确认磁体20位置，磁体20与阀瓣7的相对位置不变，从而控制流量的大小。传动轴承18在驱动凸轮26表面滚动，减轻驱动凸轮26的磨损。轴承轴19连接导向块16与传动轴承18，且轴承轴19的上端插在复位环25，用于驱动电机29驱动时带动阀瓣7复位。锥形弹簧27带支臂结构配合阀盖33的限位结构，起到减震效果，增加阀杆6运动稳定性，解决因发动机的振动而引起egr阀性能不稳定等问题。本发明解决了传统由于角度换算及凸轮磨损、密封等缺陷所带来的相关问题，可以精确控制阀杆6位移，提高阀的跟随性，可以使egr率精确控制，性能稳定性强，使用寿命长。
49.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。