专利名称：一种电动egr阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动EGR阀。
背景技术：
随着国家法规对机动车尾气排放控制要求的越来越严格，NOx又是机动车尾气排 放的主要污染物之一，目前已经开发出一种通过将发动机废气引入进气系统以降低发动机 燃烧温度，从而降低NOx排放的系统装置，即废气再循环(EGR)系统。图1是该系统的示意 图，EGR系统中，在发动机排气歧管中引出一部分废气通过冷却器冷却后，通过EGR阀进入 发动机汽缸，降低了进气的氧含量，从而降低燃烧温度，使燃烧后产生的NOx也随之减少。如图1所示，EGR系统包括将废气弓丨出的排气歧管1、引出的废气通过空气冷却器2 冷却后进入电动EGR阀3，再通过进气歧管4引进发动机燃烧室(汽缸)5，所示系统采用一 种电动制的EGR阀3，故发动机控制单元(ECU)6提供一个控制该EGR阀开与关的信号。发 动机的控制单元ECU对EGR阀发出开、关的信号，控制EGR阀门的开启和关闭，随着EGR阀 门的开启和关闭，废气进入汽缸的流量也相应的增加和减少。随着对机动车尾气排放控制要求的越来越严格，对电动EGR阀的控制精度和响应 时间的要求也越来越高，因此出现了以电机驱动，通过不同传递机构将电机的旋转运动转 化为阀杆的直线往复运动的电动EGR阀。如在电机轴上安装摇臂，摇臂另一端垂直安装在 阀杆上，通过摇臂的旋转带动阀杆往复运动，诸如此类的传递机构存在可靠性差，阀杆往复 运动时径向摆幅过大，密封性较差，影响了控制精度。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能提高电动EGR阀的控制精度和响 应时间，结构更可靠、阀杆往复运动时径向摆动更小，能对提升阀处于不同开度位置进行精 确控制的电动EGR阀。本实用新型的技术方案是一种电动EGR阀，包括阀体、阀体上部腔体内设置有直流电机、与直流电机连接的 传动齿轮，与传动齿轮啮合的过渡齿轮，与过渡齿轮啮合的被动齿轮，阀体下部腔体设置有 阀杆，阀杆的下端设置有阀片，阀片可与阀体下部的阀门口开启闭合，被动齿轮的轮齿为半 圆齿，另半圆上设置有凸台，被动齿轮上还设置有一渐开线槽，阀杆的上端通过轴承与渐开 线槽滑动连接。阀杆上设置有连接弯板，连接弯板的另一端通过连接杆设置有轴承。有益效果阀杆上的轴承安装在被动齿轮的渐开线槽内，给直流电机供电，使传 动齿轮克服扭转弹簧的回旋拉力后旋转，传动齿轮带动过渡齿轮，过渡齿轮带动被动齿轮 和被动齿轮轴旋转，通过轴承在被动齿轮渐开线槽内滑动，带动阀杆和阀片向下运动，即使 EGR阀实现开启的功能。当减小直流电机供电电流时，通过扭转弹簧的拉力，可实现整个齿 轮系反转，从而带动阀杆和阀片向上运动，即使EGR阀实现关闭的功能。调节电机供电电流，可使阀平片在任意位置达到力的平衡，从而实现EGR开启的线性控制。通过对电机供 电，使电机的旋转运动通过此轮系的传递，转化为阀杆总成的直线运动，从而实现EGR阀的 开启和关闭的功能。
图1是结合了电动EGR阀的内燃机系统示意图；图2是电机、齿轮传动系安装示意图；图3是过渡齿轮的外形示意图；图4是电动EGR阀结构示意图；图5是阀杆总成结构示意图；图6是电动EGR阀处于关闭状态时示意图；图7是电动EGR阀处于开启状态时示意图；图8是电动EGR阀处于关闭状态时被动齿轮位置示意图；图9是电动EGR阀处于开启状态时被动齿轮位置示意图。图中，1-排气歧管、2-空气冷却器、3-电动EGR阀、4-进气歧管、5-发动机燃烧室、 6-发动机控制单元、7-直流电机、8-传动齿轮、9-电机压板、10-紧固件、11-阀体、12-过渡 齿轮、13-过渡齿轮12上的大齿轮、14-过渡齿轮12上的小齿轮、15-过渡齿轮轴、16-轴承、 17-被动齿轮轴、18-被动齿轮、19-被动齿轮18上的凸台、20-被动齿轮18上的渐开线槽、 21-扭转弹簧、22-扭转弹簧21的一端、23-扭转弹簧21的另一端、24-弹簧座、25-铜套、 26-阀杆总成、27-轴承，28-连接杆、29-连接弯板、30-阀杆、31-阀片、32-阀门口、33-阀 体11上的限位凸台、34-渐开线槽20的渐开线、35-阀杆总成26的轴向中心线、A-阀体11 限位凸台33面上的点、B-被动齿轮18上的凸台19面上的点、0-被动齿轮19的齿轮中心 点、C-EGR阀关闭时阀杆总成26的轴向中心线35与渐开线34的交点(即轴承27的中心 点)、D-EGR阀全开时阀杆总成26的轴向中心线35与渐开线34的交点(即轴承27的中心 点)、α-夹角Z AOB的大小
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。 一种电动EGR阀，包括阀体11、阀体11上部腔体内设置有直流电机7、与直流电机 7连接的传动齿轮8，与传动齿轮8啮合的过渡齿轮12，与过渡齿轮啮合的被动齿轮18，阀 体11下部腔体设置有阀杆30，阀杆30的下端设置有阀片31，阀片31可与阀体11下部的 阀门口 32开启闭合，所述被动齿轮18的轮齿为半圆齿，另半圆上设置有凸台19，被动齿轮 18上还设置有一渐开线槽20，阀杆30的上端通过轴承27与渐开线槽20滑动连接。阀杆30上设置有连接弯板29，连接弯板29的另一端通过连接杆28设置有轴承 2 。如图2所述电动EGR阀3的直流电机7与传动齿轮8安装组合为一体，传动齿轮 8是金属齿轮；直流电机7通过电机压板9和紧固件10固定在阀体11内。如图2所述过渡齿轮12被设计成由大齿轮13和小齿轮14组合在一起的塑料齿 轮。如图2所述过渡齿轮12通过过渡齿轮轴15与阀体11相连，过渡齿轮12的大齿轮13与传动齿轮8相啮合。过渡齿轮12采用塑料制成与传动齿轮8和被动齿轮18啮合传动时 可有效降低噪音。如图8所述被动齿轮18被设计成金属半圆齿轮，只一边有齿，另一边无齿并有一 凸台19，被动齿轮18上有一渐开线槽20。被动齿轮18沿其中心转动的角度与渐开线槽20 沿其中心径向的偏移量成正比关系。如图4所述轴承16固定在阀体11内，被动齿轮轴17固定在轴承16内，被动齿轮 18固定在被动齿轮轴17上，扭转弹簧21预紧后一端22固定在阀体11内，另一端23通过 弹簧座24与被动齿轮18相连，弹簧座24固定在被动齿轮18上。被动齿轮18与过渡齿轮 12的小齿轮14相啮合。被动齿轮18上的凸台19起EGR阀开启最大位置时限位作用。所述铜套25固定在阀体11内，铜套25起阀杆总成26的导向和气体密封的作用。如图5所述阀杆总成26由轴承27、连接杆28、连接弯杆29、阀杆30和阀片31安 装组合而成，阀杆总成26的阀杆30安装在铜套25内，轴承27安装在被动齿轮18渐开线 20内。所述阀门口 32安装在阀体11内。在电动EGR阀3处于关闭状态时，阀片31与阀 门口 32相接触。如图6，图7所述给直流电机7供电，使直流电机7带动传动齿轮8旋转，传动齿轮 8通过过渡齿轮12带动被动齿轮18旋转，被动齿轮18的旋转带动扭转弹簧21存储扭转 力矩和阀杆总成26的轴承27在渐开线槽20内滑动，从而带动阀杆总成26直线向下运动， 即将直流电机7的旋转运动转化为阀杆总成26的直线运动。从而实现了电动EGR阀3的 开启；随着被动齿轮18的旋转，被动齿轮18上的凸台19与阀体11上的限位凸台33相接 触，使被动齿轮18不再转动，此时阀杆总成26的阀片31所处的位置即为电动EGR阀3开 启的最大位置。随着直流电机7的驱动电流的任意减小，直流电机7扭矩同步减小，扭转弹簧21 回转，从而使扭转弹簧21扭矩与直流电机7传递的扭矩达到平衡，则被动齿轮18处于某任 一位置，不再转动，阀杆总成26亦停止向上(关闭)运动，即阀片31处于EGR行程的任一 位置，从而实现了对电动EGR阀3开度的任意控制，即线性控制。将被动齿轮18的渐开线槽20设计成齿轮转动的角度与渐开线径向位移成正比关 系，从而使直流电机7的驱动电流与阀片31的位移成正比关系。逐渐减小直流电机7的驱动电流，使扭转弹簧21逐渐回旋，带动提升阀31的不断 往上(关闭)运动，当阀杆总成26的阀片31接触到阀门口 32时，阀杆总成26不再往上 (关闭)运动，此刻电动EGR阀3即处于关闭状态，亦称初始状态。阀片31刚接触或离开 阀门口 32瞬间的电流值被称为开启电流，即对直流电机7供电电流大于开启电流时，电动 EGR阀3开启，反之则关闭。当停止对直流电机7供电时，阀片31通过扭转弹簧21扭矩向 上提升，从而确保电动EGR阀3在关闭电源时始终处于关闭状态。被动齿轮18的设计如图8所述在初始(关闭)状态时，阀体11限位凸台33面 上的点A经被动齿轮18的齿轮中心点0与被动齿轮18上的凸台19面上的点B所形成的 夹角Z Α0Β，其角度大小用α表示，阀杆总成26的轴向中心线35与渐开线槽20的渐开线 34相交于C点(即轴承27的中心点)。如图9所述，当EGR阀运行至最大开启位置时，A 点和B点重合，即Z AOB的大小α为零度，此时阀杆总成26的轴向中心线35与渐开线槽20的渐开线34相交于D点(即轴承27的中心点)，0D的距离减去0C的距离DC即为电动 EGR阀开启的最大距离，a即为被动齿轮18旋转的最大角度。改变电机供电电流，使被动齿轮任意旋转，此时Z A0B大小的变化量A a与0D的 距离减去0C的距离的变化量A DC成正比例关系。从而使直流电机7的驱动电流与阀片31 的位移成正比关系，从而保证了电动EGR阀的控制精度。另一实施方案可将被动齿轮18上的渐开线槽20更改为偏心圆槽，同样可以满足 将电机的旋转运动转化为阀杆的直线往复运动，只是ZA0B大小的变化量A a与0D的距 离减去0C的距离的变化量ADC不能成正比例关系，在控制精度上稍逊于采用渐开线槽的方案。电动EGR阀传导系统，包括阀体11，它具有一个进气口和一个出气口、该进气口与 出气口之间由该阀体限定了用于通过流体的一个通道。直流电机通过电机压板9和紧固件 10固定在阀体11内。连接在直流电机上的传动齿轮8与过渡齿轮12上的大齿轮13相啮 合。过渡齿轮12的小齿轮14又与被动齿轮18相啮合。一个扭转弹簧21和弹簧座24通 过被动齿轮18和被动齿轮轴17固定在阀体11上。一个阀杆30定位于阀体11的铜套25 中并且一端配备有一个阀片31构件，另一端配备有连接弯板29，连接弯板29上配备有一个 连接杆28，连接杆28上配备有一个轴承27。该阀杆30配置为轴承27在被动齿轮渐开线 槽20内滑动以使阀杆30为沿其纵轴进行轴向滑动以带动该阀片31与阀门口 32接触且将 该阀片31从阀门口 32离开。给直流电机7供电，使传动齿轮8克服扭转弹簧23的回旋拉力后旋转，传动齿轮 8带动过渡齿轮12，过渡齿轮12带动被动齿轮18和被动齿轮轴17旋转，通过轴承27在被 动齿轮12渐开线槽20内滑动，带动阀杆30和阀片31向下运动，即使EGR阀实现开启的功 能。当减小直流电机7供电电流时，通过扭转弹簧23的拉力，可实现整个齿轮系反转，从而 带动阀杆30和阀片31向上运动，即使EGR阀实现关闭的功能。调节电机供电电流，可使阀 片在任意位置达到力的平衡，从而实现EGR开启的线性控制。通过对电机供电，使电机的旋 转运动通过此轮系的传递，转化为阀杆总成26的直线运动，从而实现EGR阀的开启和关闭 的功能。
权利要求一种电动EGR阀，包括阀体(11)、阀体(11)上部腔体内设置有直流电机(7)、与直流电机(7)连接的传动齿轮(8)，与传动齿轮(8)啮合的过渡齿轮(12)，与过渡齿轮啮合的被动齿轮(18)，阀体(11)下部腔体设置有阀杆(30)，阀杆(30)的下端设置有阀片(31)，阀片(31)可与阀体(11)下部的阀门口(32)开启闭合，其特征在于所述被动齿轮(18)的轮齿为半圆齿，另半圆上设置有凸台(19)，被动齿轮(18)上还设置有一渐开线槽(20)，阀杆(30)的上端通过轴承(27)与渐开线槽(20)滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动EGR阀，其特征在于所述阀杆(30)上设置有连接 弯板(29)，连接弯板(29)的另一端通过连接杆(28)设置有轴承(27)。
专利摘要本实用新型公开了一种电动EGR阀，包括阀体、阀体上部腔体内设置有直流电机、与直流电机连接的传动齿轮，与传动齿轮啮合的过渡齿轮，与过渡齿轮啮合的被动齿轮，阀体下部腔体设置有阀杆，阀杆的下端设置有阀片，阀片可与阀体下部的阀门口开启闭合，被动齿轮的轮齿为半圆齿，另半圆上设置有凸台，被动齿轮上还设置有一渐开线槽，阀杆的上端通过轴承与渐开线槽滑动连接。阀杆上设置有连接弯板，连接弯板的另一端通过连接杆设置有轴承。阀杆上的轴承安装在被动齿轮的渐开线槽内，给直流电机供电，使传动齿轮克服扭转弹簧的回旋拉力后旋转，传动齿轮带动过渡齿轮，过渡齿轮带动被动齿轮和被动齿轮轴旋转，通过轴承在被动齿轮渐开线槽内滑动，带动阀杆和提升阀向下运动，即使EGR阀实现开启的功能。
文档编号F16K31/53GK201747485SQ20102029358
公开日2011年2月16日 申请日期2010年8月17日 优先权日2010年8月17日
发明者孙骋业, 曾劲平, 朱情琴, 沈家湖, 都兴鹏 申请人:无锡隆盛科技有限公司