三通流量控制装置及废气再循环系统的制作方法

1.本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种三通流量控制装置及废气再循环系统。


背景技术：

2.废气再循环(egr)是一种降低发动机在低负荷下运行时nox排放量的方法。在燃气模式下，egr系统通过将未燃烧的燃料再循环回燃烧室，进一步减少甲烷泄漏。
3.在低压egr系统中，流量控制装置位于涡轮增压器的下游，来自发动机的废气分流分为两条路径，一条路径沿着发动机正常的废气排放管路进行排放，另一条路径则流入废气再循环(egr)系统，两条路径的流量分配必须根据发动机的负载及egr系统所需的平衡特性加以控制。目前，一般在两条路径上分别安装流量控制阀来控制每条路径的流量，但是这种分别控制的方式控制逻辑复杂，硬件成本高，且一旦出现故障，不能完全保证第一路径不被密封，也不能保证第二路径全关时第一路径全开。
4.因此，亟需提出一种三通流量控制装置及废气再循环系统，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.根据本发明的一个方面，本发明提供一种三通流量控制装置，能够精准控制发动机废气的两条排放路径的流量分配，控制程序简单，成本较低。
6.为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.三通流量控制装置，包括：
8.第一管路，所述第一管路贯通形成第一路径，所述第一管路上设有侧开口；
9.第二管路，连接在所述侧开口处形成第二路径；
10.阀轴，密封穿设于所述第一管路，且所述阀轴能够相对所述第一管路转动；
11.阀瓣，一端与所述阀轴固定连接，随所述阀轴的转动，所述阀瓣能够全封闭所述第二路径，且不能全封闭所述第一路径。
12.可选地，所述阀瓣为曲面结构，且所述阀瓣的曲率等于所述第一管路的管壁的曲率，所述阀瓣能够与所述侧开口密封连接，当所述阀瓣与所述侧开口密封连接时，所述第一管路各处的流通面积相等。
13.可选地，所述阀瓣靠近所述第二管路的出口的一侧设有至少一条加强筋。
14.可选地，还包括执行器，所述执行器与所述阀轴驱动连接，所述执行器能够驱动所述阀轴转动。
15.可选地，所述执行器为电驱动的转阀机构或压缩气体驱动的转阀机构。
16.可选地，所述执行器设置在所述第一管路和所述第二管路的外部。
17.可选地，所述第一管路的流通方向和所述第二管路的流通方向之间的夹角为45
°‑
90
°
。
18.可选地，所述阀轴贯穿所述第一管路两侧的轴孔，所述阀轴与所述轴孔之间设有
密封圈。
19.可选地，所述阀轴的两端套设有防脱套。
20.根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种废气再循环系统，包括上述任一技术方案所述的三通流量控制装置。
21.本发明的有益效果为：
22.本发明提供一种三通流量控制装置，该三通流量控制装置包括第一管路、第二管路、阀轴以及阀瓣。通过设置阀轴带动阀瓣转动，能够实现第一路径和第二路径压降的不同配比，进而精准控制第一路径和第二路径中废气的排放量的分配。与现有技术中使用两个流量控制阀分流控制第一路径的废气排放和第二路径的废气排放相比，本技术的三通流量控制装置，一方面，在总流量变化的情况下，也能精准控制第一路径和第二路径的流量分配；另一方面，只需设置一个三通流量控制阀即可，简化了安装工序，降低了零件以及人工成本；又一方面，能够保证第一路径不被全封闭，进而保证发动机废气的正常排放，控制程序简单，生产成本较低。
附图说明
23.图1为本发明实施例提供的三通流量控制装置的装配图；
24.图2为本发明实施例提供的三通流量控制装置的左视图；
25.图3为本发明实施例提供的三通流量控制装置的俯视图；
26.图4为本发明实施例提供的第一视角下的三通流量控制装置的结构示意图；
27.图5为本发明实施例提供的第一视角下的阀瓣的结构示意图；
28.图6为本发明实施例提供的第二视角下的阀瓣的结构示意图。
29.图中：
30.100、第一管路；200、第二管路；300、阀轴；400、阀瓣；410、加强筋；500、执行器。
具体实施方式
31.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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发明中的具体含义。
34.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.本发明提供一种三通流量控制装置，能够精准控制发动机废气的两条排放路径的流量分配，控制程序简单，成本较低。
36.具体地，如图1-6所示，该三通流量控制装置包括第一管路100、第二管路200、阀轴300以及阀瓣400。其中，第一管路100贯通形成第一路径，第一管路100上设有侧开口，第二管路200连接在侧开口处形成第二路径。发动机的废气从第一管路100的进口进入第一管路100，部分废气沿第一路径流动从第一管路100的出口排出，部分废气沿第二路径流动从第二管路200的出口排出。在本实施例中，第一管路100进入口处的废气来自于发动机，第一管路100的出口与发动机的废气排放管路连通，将多余废气排走，第二管路200的出口与egr系统连通，进行废气的再循环。阀轴300密封穿设于第一管路100，且阀轴300能够相对第一管路100转动。阀瓣400的一端与阀轴300固定连接，当阀轴300转动时，阀瓣400能够随阀轴300一同转动。在本实施例中，阀瓣400能够全封闭第二路径，且不能全封闭第一路径，以保证发动机的废气能够正常的排放。
37.进一步地，第一管路100的两侧设有轴孔，阀轴300贯穿轴孔设置，且阀轴300与轴孔之间设有密封圈，密封圈能够将轴孔与阀轴300之间的缝隙密封，避免第一管路100内的废气从轴孔与阀轴300的缝隙溢出，进而避免废气直接排放到环境中，有利于环保。可选地，密封圈可以采用柔性材料制成，柔性材料具有一定的弹性变形能力，能够通过自身形变紧贴轴孔和阀轴300，密封性能较好。
38.优选地，为了避免阀轴300在工作过程中由于振动而脱离轴孔，在阀轴300的两端套设有防脱套，以对阀轴300进行限位，保证阀轴300工作的可靠性。在对阀轴300进行安装时，先将阀轴300贯穿轴孔，然后安装防脱套。防脱套可以采用橡胶制成，橡胶具有一定的缓冲吸振能力，能够对阀轴300进行保护，延长阀轴300的使用寿命。
39.进一步地，上述三通流量控制装置还包括执行器500，执行器500与阀轴300驱动连接，执行器500能够驱动阀轴300转动，阀轴300转动带动阀瓣400转动，进而实现调节第一路径和第二路径内废气流量的目的。可选地，执行器500可以为电驱动的转阀机构，也可以为压缩气体驱动的转阀机构，根据实际需要选择即可。当然，执行器500也可以为其他能够输出转动运动的结构，根据实际需要设置即可。
40.优选地，执行器500设置在第一管路100和第二管路200的外壁，避免执行器500与废气直接接触，有利于保护执行器500，延长执行器500的使用寿命。
41.优选地，继续参见图4-6，阀瓣400为曲面结构，且阀瓣400的曲率等于第一管路100的管壁的曲率，阀瓣400在转动时，能够与侧开口密封连接，当阀瓣400与侧开口密封连接时，第一管路100各处的流通面积相等，即此时，第一路径处于全开，第二路径全闭。
42.最为优选的技术方案，在阀瓣400上设有至少一条加强筋410，加强筋410设置在阀瓣400靠近第二管路200出口的一侧，避免因加强筋410而影响第一路径的压降。通过设置加
强筋410，能够提高阀瓣400的结构强度，保证阀瓣400工作的可靠性。在本实施例中，设有两条加强筋410，在其他实施例中，加强筋410的数量也可以为其他，如一条、三条或四条等，根据实际需要设置即可。
43.可选地，在一个实施例中，阀瓣400与阀轴300可以通过焊接的方式相连。在另一个实施例中，阀瓣400也可以套设在阀轴300上。在其他实施例中，阀瓣400与阀轴300还可以通过卡接的方式可拆卸连接，根据实际需要设置即可。
44.进一步地，继续参见图2和图3，第一管路100的流通方向和第二管路200的流通方向之间的夹角为45
°‑
90
°
，示例性地，可以为45
°
、50
°
、55
°
、60
°
、65
°
、70
°
、75
°
、80
°
、85
°
或90
°
等，根据实际需要设置即可。在本实施例中，第一管路100的流通方向和第二管路200的流通方向之间的夹角为90
°
，阀瓣400以阀轴300为旋转轴在0
°‑
90
°
范围内旋转。如图2所示，当阀瓣400转动角度为0
°
时，阀瓣400与侧开口密封连接，此时，第二路径全封闭，第一路径全开。如图3所示，当阀瓣400处于90
°
位置时，第二路径全开，第一路径的压降最大。当阀瓣400的旋转角度由0
°
向90
°
逐渐增加时，第一路径的压降逐渐增加，第二路径的压降逐渐降低。因此，通过控制阀瓣400的旋转角度，能够实现对第一路径和第二路径的压降的控制，进而实现对第一管路100的出口和第二管路200的出口的废气的流量控制。在本实施例中，随着阀瓣400的转动，第一管路100的出口的流量在总流量的40％-100％的范围内变化。当然，阀瓣400的转动角度可以根据第一管路100和第二管路200之间的夹角以及实际需要进行调整。
45.本发明还提供一种废气再循环系统，包括上述的三通流量控制装置。
46.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。