一种EGR阀及发动机的制作方法

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种egr阀及发动机。

背景技术

废气再循环(egr)是在发动机工作过程中，将一部分废气引到吸入的新鲜空气(或混合气)，返回气缸内部进行再循环参与燃烧的方法，其降低了燃烧室温度，提高了发动机工作效率改善燃烧环境、降低发动机负荷、减少nox化合物的排放、减少爆震、延长各部件使用寿命。egr阀是一种安装在发动机上用来将发动机燃烧排出的废气引导至进气歧管参与燃烧的产品，当发动机在负荷下运转时，egr阀开启，使少量废弃进入进气歧管，与可燃混合气一起进入燃烧室；在怠速时，egr阀关闭。

现有技术中，egr阀处于关闭状态的结构示意图如图1所示，egr阀主要包括阀体1'、端盖2'、气门帽3'、轴套4'、推杆5'和动力源6'，阀体1'形成进气通道7'和排气通道8'。其中，动力源6'带动推杆5'动作，进而控制气门帽3'和端盖2'的分离和贴合，对应实现将进气通道7'和排气通道8'的连通和关闭。egr阀处于打开状态时一种工况的结构示意图如图2所示，气门帽3'和端盖2'分离，废气的流动方向如图2中的箭头所示，气门帽3'的打开方向与废气流动方向相反，废气从进气通道7'中流入，从排气通道8'中排出。现有技术主要存在的技术问题包括：

(1)推杆5'需要克服废气的气压作用在气门帽3'上的压力才能打开气门帽3'，打开的同时废气以一定速度碰撞气门帽3'，气流的方向在气门帽3'开口处发生改变，该处的废气能量损失较大，进气效率低、egr率提升难度大；

(2)当发动机处于怠速、低转速小负荷、冷态运行或全速全负荷工况等特定工况下时，egr阀需要处于关闭状态。此时如果废气的排气压力大于进气压力及动力源6'对推杆5'的拉力时，气门帽3'会被动开启，气门帽3'的开启方向与此时的废气流动方向相同，egr阀处于被动打开状态时的结构示意图如图3所示，如图3中箭头方向所示，废气从排气通道8'中流入，从进气通道7'排出。此时气门帽3'的开度和废气再循环工况均处于不可控的情况，引起发动机性能变差；推杆被动向下运动，推动力传至动力源6'，导致动力源转子损坏。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出一种egr阀及发动机，可靠性高，能够防止气门帽被动打开，进气阻力低，进气效率高，egr阀开启和关闭的控制精度高。

本发明采用以下技术方案：

一种egr阀，包括阀体，阀体内形成相互连通的进气通道和排气通道，推杆设置在阀体的一端还包括：

气门帽，气门帽设置在排气通道内，推杆的一端穿过进气通道与气门帽固定连接，推杆能带动气门帽将进气通道和排气通道连接处密封或连通；

平衡帽，进气通道内形成第一容纳槽，平衡帽设置在第一容纳槽内，平衡帽固定连接在推杆上，平衡帽周向侧壁与第一容纳槽的槽壁贴合并能沿第一容纳槽的槽壁滑动；

进气通道内废气作用在气门帽上产生的压力与作用在平衡帽上产生的压力大小相等且方向相反。

作为本发明的一种优选方案，气门帽与平衡帽之间通过连接套一体成型形成帽体组件，推杆穿设在帽体组件内并与帽体组件固定连接。

作为本发明的一种优选方案，进气通道和排气通道连接处设置有端盖，端盖与阀体固定连接，气门帽能与端盖抵接实现进气通道和排气通道的密封。

作为本发明的一种优选方案，端盖为圆环结构，端盖的内环面直径小于气门帽的外径，气门帽从排气通道侧能与端盖的内环面抵接，实现气门帽将进气通道和排气通道密封。

作为本发明的一种优选方案，第一容纳槽的槽底还设置有第二容纳槽，第二容纳槽内设置有轴套，推杆穿设在轴套内。

作为本发明的一种优选方案，平衡帽外周面上开设有安装槽，安装槽内嵌设密封圈，密封圈能与第一容纳槽贴合。

作为本发明的一种优选方案，气门帽包括连接部和和弯折部，弯折部设置在连接部的外周且与连接部呈夹角设置，连接部与连接套连接，弯折部能与端盖的内环面抵接。

作为本发明的一种优选方案，气门帽远离端盖的运动方向与废气的流动方向相同。

作为本发明的一种优选方案，进气通道设置在阀体的侧面，排气通道设置在阀体的底面，进气通道与排气通道呈直角连通。

一种发动机，采用上述egr阀。

本发明的有益效果为：

(1)本发明提出的一种egr阀，通过设置气门帽和平衡帽，进气通道内废气作用在气门帽上产生的压力与作用在平衡帽上产生的压力大小相等且方向相反，使得无论进气通道内的废气压力多大，推杆受到气门帽和平衡帽的作用力能够抵消，使得气门帽的打开动作只由动力源驱动，这种设置能够防止气门帽被动打开，进气阻力低，egr阀开启和关闭的控制精度高。

(2)本发明提出的一种发动机，采用上述egr阀，可靠性高，进气效率高。

附图说明

图1是现有技术中egr阀处于关闭状态的结构示意图；

图2是现有技术中egr阀处于打开状态时一种工况的结构示意图；

图3是现有技术中egr阀处于被动打开状态时的结构示意图；

图4是本发明提供的egr阀的结构示意图；

图5是图4中a处的局部放大图；

图6是本发明提供的egr阀中帽体组件的结构示意图。

图中：

1、阀体；2、端盖；

3、气门帽；31、连接部；32、弯折部；

4、轴套；5推杆；6、动力源；7、进气通道；

8、排气通道；81、第一容纳槽；82、第二容纳槽；

9、平衡帽；91、密封圈；10、连接套；11、帽体组件；

1'、阀体；2'、端盖；3'、气门帽；4'、轴套；5'推杆；6'、动力源；7'、进气通道；8'、排气通道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图4是本发明提供的egr阀的结构示意图，如图4中可见，该egr阀主要包括阀体1、推杆5、气门帽3和平衡帽9，其中阀体1内形成相互连通的进气通道7和排气通道8，进气通道7用于将发动机燃烧排出的废气引入egr阀内，排气通道8与发动机的进气歧管连通，将egr阀内的废气引导至进气歧管参与燃烧。具体地，图4中所示的状态为egr阀关闭的状态，气门帽3设置在排气通道8内，用于将egr阀打开或关闭，推杆5的另一端穿过进气通道7与气门帽3固定连接，推杆5能带动气门帽3将进气通道7和排气通道8连接处密封。进气通道7内形成于第一容纳槽81，平衡帽9设置在第一容纳槽81内，平衡帽9固定连接在推杆5上，平衡帽9周向侧壁与第一容纳槽81的槽壁贴合并能沿第一容纳槽81的槽壁滑动。当egr阀需要打开时，进气通道7内废气作用在气门帽3上产生的压力和作用在平衡帽9上产生的压力大小相等且方向相反，因此，由于进气通道7内废气的压强作用在气门帽3和平衡帽9上而产生压力相互抵消。因此，不论进气通道7内废气的压力有多大，气门帽3的动作始终是由推杆5动作实现的，使得egr阀开启和关闭的控制精度高，且进气阻力低，进气效率高；同时，当发动机处于怠速、低转速小负荷、冷态运行或全速全负荷工况等特定工况下时，排气通道8内的废气只能将气门帽3压紧在进气通道7和排气通道8连接处，不会反过来进入进气通道7，因此解决了现有技术中气门帽的开度和废气在循环工况均处于不可控的情况，也不会导致动力源转子损坏，能够防止气门帽3被动打开。

进一步地，推杆5的另一端与动力源6连接，动力源6设置在阀体1的一端，即动力源6驱动推杆5动作，推杆5进而带动气门帽3和平衡帽9动作。优选动力源6为电机，控制精度更高。

进一步地，设置平衡帽9的主要目的，是为实现进气通道7内废气作用在气门帽3上产生的压力和作用在平衡帽9上产生的压力大小相等且方向相反，主要从两个方面进行设置：第一方面，在进气通道7内形成于第一容纳槽81，平衡帽9设置在第一容纳槽81内，平衡帽9固定连接在推杆5上，即平衡帽9与推杆5固定连接；第二方面，气门帽3设置在排气通道8内，推杆5的另一端穿过进气通道7与气门帽3固定连接。当废气进入进气通道7内时，废气作用在平衡帽9表面会产生一定的压力，废气作用在气门帽3表面也会产生一定的压力，这两个压力同时传递给推杆5；当这两个压力值相等时，传递给推杆5的两个压力就能够相互抵消。在物理上，f＝p*a，f为一个表面受到的压力的大小，p为作用在该表面的气压值，a是受到气体压强作用表面的面积，即一个表面受到的压力的大小等于作用在该表面的气压值乘以该表面的面积。可以预计地是，为了实现废气作用在气门帽3表面的压力和废气作用在平衡帽9表面的压力大小相等且方向相反，只需将气门帽3和平衡帽9与气压接触的表面积设置为相等即可，这种方式是容易实现的。这种设置使得推杆5不受到废气作用产生的压力，因此驱动气门帽3动作的力仅由动力源6控制推杆5实现。相对应地，如图2所示为现有技术中egr阀开启的结构示意图，图2中需要动力源6'控制推杆5'向下运动，动力源6'控制推杆5'向下的力需要大于进气通道7'作用在气门帽3'的压力，才能实现气门帽3'的开启。因此，本发明中的中egr阀开启和关闭的控制精度高，且进气阻力低，进气效率高。

优选地，如图4所示，进气通道7设置在阀体1的侧面，排气通道8设置在阀体1的底面，进气通道7与排气通道8优选呈直角连通。图4中第一容纳槽81设置在进气通道7中沿竖直方向远离排气通道8的位置设置。图4中所示的状态为egr阀关闭的状态，但可以预见地是，当气门帽3向下开启，即egr阀打开时，废气从阀体1的侧面进入，从阀体1的底面排出，即气门帽3向远离端盖2的运动方向(打开方向)与废气的流动方向相同。现有技术中，如图3所示，当发动机处于怠速、低转速小负荷、冷态运行或全速全负荷工况等特定工况下时，egr阀需要处于关闭状态，即需要将气门帽3'关闭，而排气通道8'内的废气压强很大，排气通道8'内的废气反过来会作用在气门帽3'的表面，使得气门帽3'向下运动。当排气通道8'内的废气作用在气门帽3'的表面产生的力大于动力源6'控制推杆5'向上提升气门帽3'的力，则气门帽3'无法关闭，废气在循环工况均处于不可控的情况；甚至气门帽3'会继续向下运动，导致动力源转子损坏。而在本发明中，如图4所示，排气通道8内的废气无论压力多大，气门帽3都只能抵紧在进气通道7和排气通道8的连接处。因此，本发明的技术方案解决了现有技术中气门帽的开度和废气在循环工况均处于不可控的情况，也不会导致动力源转子损坏，能够防止气门帽3被动打开。

进一步地，由于推杆5的另一端要穿过进气通道7和排气通道8与气门帽3固定连接，为了实现气体不会沿着推杆5与阀体1之间的缝隙进入到动力源6内造成动力源6的损坏，图5是图4中a处的局部放大图，如图5所示，在平衡帽9外周面上开设有安装槽，安装槽内嵌设密封圈91，密封圈91能与第一容纳槽81贴合，平衡帽9沿第一容纳槽81的槽壁滑动时，密封圈91能保证平衡帽9与第一容纳槽81之间实现密封。进一步地，为了使得推杆5能够更加平稳地驱动，在第一容纳槽81的槽底还设置有第二容纳槽82，如图5所示，第二容纳槽82内设置有轴套4，推杆5穿设在轴套4内。

进一步地，为了实现气门帽3与推杆5之间以及平衡帽9与推杆5之间的固定连接，提高整体结构的强度和受力合理性，还设置了连接套10。图6是本发明提供的egr阀中帽体组件的结构示意图，从图6中可见，气门帽3与平衡帽9之间通过连接套10一体成型形成帽体组件11，帽体组件11截面呈工字形，推杆5穿设在帽体组件11内并与帽体组件11固定连接。一体成型的帽体组件11结构强度更好，装配和拆卸都更加方便。即气门帽3与平衡帽9既可以设置成分体式结构，分别与推杆5固定连接，也可以设置成一体式结构，形成帽体组件11，帽体组件11与与推杆5固定连接。

进一步地，为了实现气门帽3能将进气通道7和排气通道8连接处更好地密封，还设置有端盖2。图4中，进气通道7和排气通道8连接处设置有端盖2，端盖2为圆环结构，端盖2的内环面直径小于气门帽3的外径，这样能够实现气门帽3从排气通道8侧与端盖2的内环面抵接，实现气门帽3将进气通道7和排气通道8密封。进一步地，如图6中所示，气门帽3包括连接部31和和弯折部32，弯折部32设置在连接部31的外周且与连接部31呈夹角设置，连接部31与连接套10连接。使得当气门帽3动作时，呈夹角设置的弯折部32具有一个斜面，该斜面能与端盖2的内环面抵接，实现更好地密封。

本发明还公开了一种发动机，采用上述的egr阀，发动机的可靠性高，进气效率高。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。