一种插入式EGR阀与进气歧管的安装结构及安装方法与流程

一种插入式egr阀与进气歧管的安装结构及安装方法
技术领域
1.本发明属于发动机egr技术领域，具体涉及一种插入式egr阀与进气歧管的安装结构及安装方法，适用于提高发动机燃烧及排放性能且易于拆装。


背景技术：

2.随着排放法规的升级，egr技术被广泛应用，egr相关的obd故障成为售后市场常见的故障，对egr阀的拆装及清洗日益普遍。如需要对阀进行更换则需要连同阀座一起拆下更换，成本较高，而且该处理无法灵活适用于具有特殊布置要求的发动机，如阀座集成至进气歧管上，该集成结构可以提高发动机集成度，减少egr阀进、出气管路。
3.带插入式阀体的egr阀通常与阀座(空间尺寸较小)高温过盈压装配合，但对于集成到进气歧管上的阀座，考虑到常温装配及零件重复使用性要求，通常设计为间隙配合。当egr阀门打开时，废气通过阀体先进入进气歧管废气道，再通过egr混合管与通过进气歧管进气道进入的新鲜空气混合，当egr阀门关闭时，废气不会进入进气歧管废气道，会从egr阀阀体与阀座上压装孔之间的装配间隙处泄漏，影响空气系统的标定。因此，该装配间隙不能过大，过大的间隙将导致较大废气泄漏量，降低发动机燃烧及排放性能，特别是高寒地区会导致进气系统结冰。但是，该装配间隙也不能过小，过小的间隙极易导致egr冷端阀因废气成分及后处理后喷的影响而沉积积碳及结焦物质，粘连住阀体且聚集在阀体退出的路径上造成拆装困难，若强力拆装，会损坏egr阀阀体及进气歧管阀座，造成维修保养egr阀时需同步更换进气歧管，维护成本高，拆装困难。因此，现有插入式egr阀与进气歧管上集成阀座的安装结构存在废气泄漏量与装配性的矛盾。


技术实现要素：

4.本发明的目的是克服现有技术存在的上述问题，提供一种能避免废气泄漏且易于拆装的插入式egr阀与进气歧管的安装结构及安装方法。
5.为实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：
6.一种插入式egr阀与进气歧管的安装结构，包括插入式egr阀、进气歧管，所述进气歧管上集成设置有egr阀安装座、egr阀前端废气管、egr阀后端废气管，所述插入式egr阀通过螺栓安装在egr阀安装座上；
7.所述插入式egr阀包括阀体，所述阀体的插接段与egr阀安装座上的egr阀安装孔插入配合，所述插接段的侧壁上设置有出气口，所述出气口的一端与阀体的内腔连通，其另一端与egr阀后端废气管连通，所述插接段的端面中部开设进气口，所述进气口的一端与egr阀前端废气管连通，其另一端与阀体的内腔连通，所述插接段的端面上设置有外倒角，所述egr阀安装孔的底端内壁上固定有环状凸起，所述环状凸起的顶端设置有内倒角，所述外倒角与内倒角之间设置有可变形平垫圈，变形状态下，所述可变形平垫圈的下表面的外周圈与内倒角的倒角面之间线接触，可变形平垫圈的下表面外周圈以下的部位与内倒角的倒角面之间存在间隙，可变形平垫圈的上表面与外倒角的倒角面和插接段端面的连接处之
间线接触。
8.所述阀体的中部设置有法兰，所述法兰通过螺栓与egr阀安装座固定连接，法兰与egr阀安装座之间对称设置有两个密封垫片，所述密封垫片包括垫片本体及设置在垫片本体上的可压缩凸筋。
9.所述安装结构的各项尺寸应满足公式一，所述公式一具体为：
10.[(l1-δl1)-2*(h1+δh1)]-[(l2+δl2)-(h2-δh2)]＞2*y；
[0011]
上式中，y为可压缩凸筋的高度，l1为插接段的长度，δl1为l1的加工误差，h1为垫片本体的厚度，δh1为h1的加工误差，l2为egr阀安装孔的长度，δl2为l2的加工误差，h2为可变形平垫圈的厚度，δh2为h2的加工误差。
[0012]
所述安装结构的各项尺寸还应满足公式二，所述公式二具体为：
[0013]
d3-δd3＞(d1+δd1)-2*h*cot(β+δβ)；
[0014]
上式中，d3为环状凸起的内径，δd3为d3的加工误差，d1为插接段的外径，δd1为d1的加工误差，h为外倒角的高度，β为外倒角的倒角面和插接段的端面形成的夹角，δβ为β的加工误差。
[0015]
所述安装结构的各项尺寸还应满足公式三，所述公式三具体为：
[0016]
actan{[(《l1+δl1》-2*《h1-δh1》)-(《l2-δl2》-《h2+δh2》)]/[0.5*(d2-δd2)-0.5*(d1+δd1)]}＜α-δα；
[0017]
上式中，l1为插接段的长度，δl1为l1的加工误差，h1为垫片本体的厚度，δh1为h1的加工误差，l2为egr阀安装孔的长度，δl2为l2的加工误差，h2为可变形平垫圈的厚度，δh2为h2的加工误差，d1为插接段的外径，δd1为d1的加工误差，d2为egr阀安装孔的直径，δd2为d2的加工误差，α为内倒角的倒角面和环状凸起的侧壁形成的夹角，δα为α的加工误差。
[0018]
所述安装结构的各项尺寸还应满足公式四，所述公式四具体为：
[0019]
actan{[(《l1+δl1》-2*《h1-δh1》)-(《l2-δl2》-《h2+δh2》)]/[0.5*(d2-δd2)-0.5*(d1+δd1)]}＜β-δβ；
[0020]
上式中，l1为插接段的长度，δl1为l1的加工误差，h1为垫片本体的厚度，δh1为h1的加工误差，l2为egr阀安装孔的长度，δl2为l2的加工误差，h2为可变形平垫圈的厚度，δh2为h2的加工误差，d1为插接段的外径，δd1为d1的加工误差，d2为egr阀安装孔的直径，δd2为d2的加工误差，β为外倒角的倒角面和插接段的端面形成的夹角，δβ为β的加工误差。
[0021]
所述安装结构的各项尺寸还应满足公式五，所述公式五具体为：
[0022]
0.5*(φ1-φ2)＞(d2+δd2)+(d1-δd1)-h*cot(β-δβ)]；
[0023]
上式中，φ1为可变形平垫圈的外径，φ2为可变形平垫圈经变形后的内径，d1为插接段的外径，δd1为d1的加工误差，d2为egr阀安装孔的直径，δd2为d2的加工误差，h为外倒角的高度，β为外倒角的倒角面和阀体的端面形成的夹角，δβ为β的加工误差。
[0024]
所述安装结构的各项尺寸还应满足公式六，所述公式六具体为：
[0025]
φ2≥d4+δd4；
[0026]
上式中，φ2为可变形平垫圈经变形后的内径，d4为进气口的内径，δd4为d4的加工误差。
[0027]
所述可变形平垫圈的制作材料为sus304不锈钢材料，其硬度为1/2h，hv250-310。
[0028]
一种插入式egr阀与进气歧管的安装结构的安装方法，所述安装方法具体为：先将可变形平垫圈放在环状凸起的内倒角上，然后通过螺栓将插入式egr阀安装在egr阀安装座上，在安装过程中，阀体的插接段朝环状凸起移动，使可变形平垫圈受到来自插接段的压力发生变形。
[0029]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0030]
1、本发明一种插入式egr阀与进气歧管的安装结构包括插入式egr阀、进气歧管，进气歧管上集成设置有egr阀安装座、egr阀前端废气管、egr阀后端废气管，插入式egr阀包括阀体，阀体的插接段与egr阀安装座上的egr阀安装孔插入配合，插接段的侧壁上设置有出气口，出气口的一端与阀体的内腔连通，其另一端与egr阀后端废气管连通，插接段的端面中部开设进气口，进气口的一端与egr阀前端废气管连通，其另一端与阀体的内腔连通，插接段的端面上设置有外倒角，egr阀安装孔的底端内壁上固定有环状凸起，环状凸起的顶端设置有内倒角，外倒角与内倒角之间设置有可变形平垫圈，变形状态下，可变形平垫圈的下表面的外周圈与内倒角的倒角面之间线接触，可变形平垫圈的下表面外周圈以下的部位与内倒角的倒角面之间存在间隙，可变形平垫圈的上表面与外倒角的倒角面和插接段端面的连接处之间线接触；该安装结构在阀体插接段端部处切割出外倒角、在egr阀安装孔底部处切割出内倒角，并在外倒角和内倒角之间安装有可变形平垫圈，该可变形平垫圈能够在阀体通过螺栓安装定位的同时发生轴向变形，在变形状态下，可变形平垫圈的下表面的外周圈与内倒角的倒角面之间线接触，可变形平垫圈的上表面与外倒角的倒角面和插接段端面的连接处之间线接触，该设计通过两处圆周线接触实现阀体与egr阀安装孔的密封，从而使增大阀体与egr阀安装孔之间的装配间隙后，废气也不会从该装配间隙处泄漏，避免了废气泄漏，提高了发动机燃烧及排放性能的同时，便于维修拆装。因此，本发明便于拆装的同时避免了废气泄漏。
[0031]
2、本发明一种插入式egr阀与进气歧管的安装结构中，阀体的中部设置有法兰，法兰通过螺栓与egr阀安装座固定连接，法兰与egr阀安装座之间对称设置有两个密封垫片，密封垫片包括垫片本体及设置在垫片本体上的可压缩凸筋，本发明通过密封垫片进一步防止了废气泄漏。因此，本发明能进一步防止废气泄漏。
[0032]
3、本发明一种插入式egr阀与进气歧管的安装结构的各项尺寸应满足公式一至公式六，在充分考虑到加工偏差下，通过公式一能够保证阀体能接触到可变形平垫圈使可变形平垫圈受力变形，通过公式二能够避免在可变形平垫圈发生变形过程中，出现插接段抵住环状凸起使阀体无法移动，造成过定位的问题，通过公式三能够保证在变形状态下，可变形平垫圈的下表面外周圈以下的部位与内倒角的倒角面之间始终存在间隙，避免内倒角的倒角面上的毛刺对可变形平垫圈造成磨损或断裂，否则一旦可变形平垫圈断裂，断裂块会跟随气体进入缸内进而导致发动机拉缸或报废，通过公式四保证变形状态下的可变形平垫圈与插接段能够实现圆周线接触，通过公式五保证因制造精度及装配导致的不可避免的阀体轴线与阀座轴线相偏移时，可变形平垫圈的支撑面足够，仍然能维持两处圆周线接触，通过公式六避免变形状态下的可变形平垫圈阻碍废气由egr阀前端废气管流向阀体内腔。因此，本发明通过上述特定尺寸保障了安装结构的稳定运行。
附图说明
[0033]
图1为本发明的装配示意图。
[0034]
图2为图1中阀体与egr阀安装座的装配示意图。
[0035]
图3为图2中a部的放大示意图。
[0036]
图4为本发明中插入式egr阀的结构示意图。
[0037]
图5为本发明中进气歧管的剖视图。
[0038]
图6为图3中环状凸起的结构示意图。
[0039]
图7为本发明中可变形平垫圈在非变形状态下的结构示意图。
[0040]
图8为本发明中可变形平垫圈在变形状态下的结构示意图。
[0041]
图9为本发明中密封垫片的俯视图。
[0042]
图10为图9的a-a向剖视图。
[0043]
图中，插入式egr阀1、阀体11、法兰12、插接段111、出气口112、进气口113、外倒角114、进气歧管2、egr阀安装座3、egr阀安装孔31、环状凸起32、内倒角33、egr阀前端废气管4、egr阀后端废气管5、螺栓6、可变形平垫圈7、密封垫片8、垫片本体81、可压缩凸筋82。
具体实施方式
[0044]
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
[0045]
参见图1至图10，一种插入式egr阀与进气歧管的安装结构，包括插入式egr阀1、进气歧管2，所述进气歧管2上集成设置有egr阀安装座3、egr阀前端废气管4、egr阀后端废气管5，所述插入式egr阀1通过螺栓6安装在egr阀安装座3上；
[0046]
所述插入式egr阀1包括阀体11，所述阀体11的插接段111与egr阀安装座3上的egr阀安装孔31插入配合，所述插接段111的侧壁上设置有出气口112，所述出气口112的一端与阀体11的内腔连通，其另一端与egr阀后端废气管5连通，所述插接段111的端面中部开设进气口113，所述进气口113的一端与egr阀前端废气管4连通，其另一端与阀体11的内腔连通，所述插接段111的端面上设置有外倒角114，所述egr阀安装孔31的底端内壁上固定有环状凸起32，所述环状凸起32的顶端设置有内倒角33，所述外倒角114与内倒角33之间设置有可变形平垫圈7，变形状态下，所述可变形平垫圈7的下表面的外周圈与内倒角33的倒角面之间线接触，可变形平垫圈7的下表面外周圈以下的部位与内倒角33的倒角面之间存在间隙，可变形平垫圈7的上表面与外倒角114倒角面和插接段111端面的连接处之间线接触。
[0047]
所述阀体11的中部设置有法兰12，所述法兰12通过螺栓6与egr阀安装座3固定连接，法兰12与egr阀安装座3之间对称设置有两个密封垫片8，所述密封垫片8包括垫片本体81及设置在垫片本体81上的可压缩凸筋82。
[0048]
所述安装结构的各项尺寸应满足公式一，所述公式一具体为：
[0049]
[(l1-δl1)-2*(h1+δh1)]-[(l2+δl2)-(h2-δh2)]＞2*y；
[0050]
上式中，y为可压缩凸筋82的高度，l1为插接段111的长度，δl1为l1的加工误差，h1为垫片本体81的厚度，δh1为h1的加工误差，l2为egr阀安装孔31的长度，δl2为l2的加工误差，h2为可变形平垫圈7的厚度，δh2为h2的加工误差。
[0051]
所述安装结构的各项尺寸还应满足公式二，所述公式二具体为：
[0052]
d3-δd3＞(d1+δd1)-2*h*cot(β+δβ)；
[0053]
上式中，d3为环状凸起32的内径，δd3为d3的加工误差，d1为插接段111的外径，δd1为d1的加工误差，h为外倒角114的高度，β为外倒角114的倒角面和插接段111的端面形成的夹角，δβ为β的加工误差。
[0054]
所述安装结构的各项尺寸还应满足公式三，所述公式三具体为：
[0055]
actan{[(《l1+δl1》-2*《h1-δh1》)-(《l2-δl2》-《h2+δh2》)]/[0.5*(d2-δd2)-0.5*(d1+δd1)]}＜α-δα；
[0056]
上式中，l1为插接段111的长度，δl1为l1的加工误差，h1为垫片本体81的厚度，δh1为h1的加工误差，l2为egr阀安装孔31的长度，δl2为l2的加工误差，h2为可变形平垫圈7的厚度，δh2为h2的加工误差，d1为插接段111的外径，δd1为d1的加工误差，d2为egr阀安装孔31的直径，δd2为d2的加工误差，α为内倒角33的倒角面和环状凸起32的侧壁形成的夹角，δα为α的加工误差。
[0057]
所述安装结构的各项尺寸还应满足公式四，所述公式四具体为：
[0058]
actan{[(《l1+δl1》-2*《h1-δh1》)-(《l2-δl2》-《h2+δh2》)]/[0.5*(d2-δd2)-0.5*(d1+δd1)]}＜β-δβ；
[0059]
上式中，l1为插接段111的长度，δl1为l1的加工误差，h1为垫片本体81的厚度，δh1为h1的加工误差，l2为egr阀安装孔31的长度，δl2为l2的加工误差，h2为可变形平垫圈7的厚度，δh2为h2的加工误差，d1为插接段111的外径，δd1为d1的加工误差，d2为egr阀安装孔31的直径，δd2为d2的加工误差，β为外倒角114的倒角面和插接段111的端面形成的夹角，δβ为β的加工误差。
[0060]
所述安装结构的各项尺寸还应满足公式五，所述公式五具体为：
[0061]
0.5*(φ1-φ2)＞(d2δ+dδ2)-[(d1-δd1)-h*cot(β-δβ)]；
[0062]
上式中，φ1为可变形平垫圈7的外径，φ2为可变形平垫圈7经变形后的内径，d1为插接段111的外径，δd1为d1的加工误差，d2为egr阀安装孔31的直径，δd2为d2的加工误差，h为外倒角114的高度，β为外倒角114的倒角面和插接段111的端面形成的夹角，δβ为β的加工误差。
[0063]
所述安装结构的各项尺寸还应满足公式六，所述公式六具体为：
[0064]
φ2≥d4+δd4；
[0065]
上式中，φ2为可变形平垫圈7经变形后的内径，d4为进气口113的内径，δd4为d4的加工误差。
[0066]
所述可变形平垫圈7的制作材料为sus304不锈钢材料，其硬度为1/2h，hv250-310。
[0067]
一种插入式egr阀与进气歧管的安装结构的安装方法，所述安装方法具体为：先将可变形平垫圈7放在环状凸起32的内倒角33上，然后通过螺栓6将插入式egr阀1安装在egr阀安装座3上，在安装过程中，阀体11的插接段111朝环状凸起32移动，使可变形平垫圈7受到来自插接段111的压力发生变形。
[0068]
本发明的原理说明如下：
[0069]
本发明一种插入式egr阀与进气歧管的安装结构为缓解装配性与泄漏量的矛盾，在插入式egr阀1与egr阀安装座3的配合处安装了可变形平垫圈7，在插入式egr阀1的法兰12使用螺栓6和两个密封垫片8定位后，所述插入式egr阀1的插接段111通过可变形平垫圈7变形，有效防止废气从插入式egr阀1与egr阀安装座3之间的装配间隙处泄漏，使用可变形
平垫圈7后，所述插入式egr阀1与egr阀安装座3之间的装配间隙由原来的小数点后两位增大到小数点后一位，更利于安装及拆解。维修时无需更换新的egr阀及进气歧管，操作方便且结构简单，成本低廉。
[0070]
本发明的可变形平垫圈7采用不锈钢材料制成，由于需要与高温废气直接接触，冷端阀废气温度会达到300℃左右、热端阀为550℃左右，本发明中的可变形平垫圈7相比常用的密封垫圈，不易在高温下失效。而且由于可变形平垫圈7是在轴向发生形变，可补偿范围较常用的密封垫圈更大，能够满足使用需求，为使可变形平垫圈7变形，控制其厚度h2在小数点后一位，本发明的垫片本体81采用sus301h不锈钢材料制成。
[0071]
实施例1：
[0072]
参见图1至图10，一种插入式egr阀与进气歧管的安装结构，包括插入式egr阀1、进气歧管2，所述进气歧管2上集成设置有egr阀安装座3、egr阀前端废气管4、egr阀后端废气管5，所述插入式egr阀1包括阀体11，所述阀体11的中部设置有法兰12，所述法兰12通过2个m6标准螺栓6与egr阀安装座3固定连接，法兰12与egr阀安装座3之间对称设置有两个密封垫片8，所述密封垫片8包括垫片本体81及设置在垫片本体81上的可压缩凸筋82，所述阀体11的插接段111与egr阀安装座3上的egr阀安装孔31插入配合，所述插接段111的侧壁上设置有出气口112，所述出气口112的一端与阀体11的内腔连通，其另一端与egr阀后端废气管5连通，所述插接段111的端面中部开设进气口113，所述进气口113的一端与egr阀前端废气管4连通，其另一端与阀体11的内腔连通，所述插接段111的端面上设置有外倒角114，所述egr阀安装孔31的底端内壁上固定有环状凸起32，所述环状凸起32的顶端设置有内倒角33，所述外倒角114与内倒角33之间设置有可变形平垫圈7。
[0073]
上述插入式egr阀与进气歧管的安装结构的安装方法为：先将可变形平垫圈7放在环状凸起32的内倒角33上，然后通过螺栓6将插入式egr阀1安装在egr阀安装座3上，在安装过程中，所述阀体11的插接段111朝环状凸起32移动，使可变形平垫圈7受到来自插接段111的压力发生变形，变形状态下，所述可变形平垫圈7的下表面的外周圈与内倒角33的倒角面之间线接触，可变形平垫圈7的下表面外周圈以下的部位与内倒角33的倒角面之间存在间隙，可变形平垫圈7的上表面与外倒角114倒角面和插接段111端面的连接处之间线接触。
[0074]
实施例2：
[0075]
与实施例1的不同之处在于：
[0076]
上述插入式egr阀与进气歧管的安装结构中，所述可变形平垫圈7的制作材料为sus304不锈钢材料，其硬度为1/2h，hv250-310，所述垫片本体81的制作材料为sus301h不锈钢材料，所述可压缩凸筋82的高度y为0.3mm，所述插接段111的长度l1为42.3mm，其加工误差δl1为0.05mm，所述egr阀安装孔31的长度l2为40.9mm，其加工误差δl2为0.1mm，所述垫片本体81的厚度h1为0.2mm，其加工误差δh1为0.02mm，所述可变形平垫圈7的厚度h2为0.3mm，其加工误差δh2为0.03mm，所述插接段111的外径d1为41.7mm，其加工误差δd1为0.05mm，所述egr阀安装孔31的直径d2为42mm，其加工误差δd2为上公差0.039mm、下公差0mm，所述环状凸起32的内径d3为38mm，其加工误差δd3为0.1mm，所述进气口113的内径d4为30mm，其加工误差δd4为0.05mm，所述外倒角114的高度h为1.8mm，所述外倒角114的倒角面和插接段111的端面形成的夹角β为25
°
，其加工误差δβ为2
°
，所述内倒角33的倒角面和环状凸起32的侧壁形成的夹角α为30
°
，其加工误差δα为2
°
，所述可变形平垫圈7的外径φ1
为42mm，所述可变形平垫圈7经变形后的内径φ2为32.12mm；
[0077]
上述各项尺寸均满足公式一至公式六，所述公式一具体为：
[0078]
[(l1-δl1)-2*(h1+δh1)]-[(l2+δl2)-(h2-δh2)]＞2*y；
[0079]
所述公式二具体为：
[0080]
d3-δd3＞(d1+δd1)-2*h*cot(β+δβ)；
[0081]
所述公式三具体为：
[0082]
actan{[(《l1+δl1)-2*《h1-δh1》)-(《l2-δl2》-《h2+δh2》)]/[0.5*(d2-δd2)-0.5*(d1+δd1)]}＜α-δα；
[0083]
所述公式四具体为：
[0084]
actan{[(《l1+δl1》-2*《h1-δh1》)-(《l2-δl2》-《h2+δh2》)]/[0.5*(d2-δd2)-0.5*(d1+δd1)]}＜β-δβ；
[0085]
所述公式五具体为：
[0086]
0.5*(φ1-φ2)＞(d2+δd2)-[(d1-δd1)-h*cot(β-δβ)]；
[0087]
所述公式六具体为：
[0088]
φ2≥d4+δd4。