专利名称：内燃机废气再循环阀门的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及内燃机废气再循环(EGR)系统。更特别地，本发明涉及一 种用于EGR系统的阀门。
背景技术：
内燃机废气的再循环是用于减少从内燃机排放到大气中的燃烧产物中的 氧化物的一种已知技术。典型的EGR系统包括EGR阀门，根据内燃机的工作 状态来控制该EGR阀门，从而调节再循环到流入内燃机的进口流中的内燃机 废气量，从而限制燃烧温度，并进一步减少燃烧过程中所形成的氮氧化物。在 将废气引入进入内燃机的气流的条件下，该废气取代了要进入内燃机的空气。
EGR阀门是EGR系统中主要的排放控制元件。EGR阀门位于进口总管中， 并连接在EGR导管和内燃机之间。通常，EGR阀门具有壳体，该壳体被插在 进口总管室(pocket)中，并且在EGR导管和进口总管之间开放一个小的废气再 循环通道，以使经计量的废气流进入内燃机。
常用的EGR阀门是双提动阀芯(double-poppet)阀门，该阀门具有壳体，该 壳体带有至少一个进口和至少一个出口，用于使废气流过阀门。阀门壳体被插 入到进口总管室中。阀轴可轴向运动，并具有从该阀轴垂直延伸的两个阀门。 阀门具有位于壳体的内表面上的第一和第二阀座，并与第一和第二阀部分密封 地脱开和接合，从而分别打开和关闭阀门。
在某些情况下，尽管常用的阀门完全打开，但在再循环通道中还会有过多 的压降以及对流向内燃机的废气有过多的限制。当内燃机得不到足够的再循环 废气流时，就无法将燃烧温度和氧化物的形成量充分地控制在所希望的程度 内。
此外，EGR阀门是一个附加的元件，它增加了EGR系统整体的重量和成 本。
因此，需要一种EGR阀门，它能减小通向进口总管的压降和流量限制。 还需要一种EGR阀门，它具有更少的元件，成本更小，并且减小EGR系
统的整体重量。
发明内容
本发明用于内燃机的EGR系统的阀门和进口总管组件可以满足或者超出 以上所列的需求。该组件包括形成在进口总管中的室，该室包括形成在室的内 表面上的至少一个阀座。该组件还包括上阀门壳体，它可附连到内燃机的废 气导管上；以及阀轴，该阀轴从上阀门壳体延伸，并可轴向运动。阀轴包括至
少一个阀件，该阀件大致垂直地从阀轴延伸，其中，该至少一个阀件与室的内 表面上的阀座密封地接合。
用于内燃机的EGR系统的阀门和进口总管组件的一个替代实施例包括形 成在进口总管中且位于废气导管和内燃机之间的室。还包括上阀门壳体，它可 附连到内燃机的废气导管上，另外还包括阀轴，该阔轴从上阀门壳体延伸，并 可轴向运动。设有废气再循环通道，用于使废气流流过阀门，其中该通道部分 地由上壳体形成、部分地由室形成，并且，该通道是由室基本上沿阀轴的长度 形成的。
提供一种用于内燃机的EGR系统、并被构造成安装在进口总管的室的内 表面中的阀门。该阀门包括上阀门壳体和阀轴，该阀轴从上阀门壳体延伸并可 轴向运动。阀轴包括至少一个阀件，该阀件大致垂直地从阀轴延伸，该阀件与 室的内表面密封地接合。
一种用于内燃机的EGR系统并被构造成容纳具有至少一个阀件和阀轴的 阀门的进口总管包括大致为圆筒形的室，该室用于容纳阀门。在室的内表面上 设置阀座，其中阀座被构造成与阀件密封地接合。
图1是现有技术EGR阀门的局部剖切图，该阀门具有位于进口总管的阀
门室中的上壳体和下壳体；以及
图2是本发明的EGR阀门的局部剖切图，该阀门具有上壳体和暴露的阀 门部分，并且设置在进口总管的阀门室中。
具体实施例方式
现在参见图1，现有技术中的EGR阀门总地由标号IO表示，该阀门 位于进口总管12中EGR导管14和内燃机(未示出)之间的位置。EGR阀门 10有选择地打开和关闭废气再循环通道16，该废气再循环通道与EGR导 管和内燃机连通并位于EGR导管和内燃机之间。EGR阀门打开废气再循环 通道16，以允许经计量的废气流入内燃机。
EGR阀门IO具有提动阀芯型结构，并包括上壳体18和下壳体20，上 壳体和下壳体被插入到进口总管室22中。下壳体20在多个接触点26处附 连于进口总管室22的内表面。
以规则的垂直间隔将若干阀座30设置在下壳体20的内圆周表面28 上。阀轴32可轴向运动地装配到具有阀门电动机34的上壳体18中。第一 和第二阀件36、 38基本垂直地从阀轴32延伸，并且以与所述若干阀座30 以相同的间距间隔开。
当阀轴32轴向向下运动时(如图1中所示)，阀件36、 38从阔座30移 开，废气流可通过废气再循环通道16。当阀轴32轴向向上运动时，阀门与 阀座30密封接合，从而阻止废气流流过废气再循环通道16。
现在参见图2，本发明的EGR阀门总地由标号IOO表示。类似于EGR 阔门10， EGR阀门IOO设置在进口总管112中并有选择地打开和关闭废气 再循环通道116，该废气再循环通道与EGR导管114和内燃机(未示出)连 通并位于EGR导管和内燃机之间。较佳地，废气再循环通道116部分地由 上壳体118、部分地由进口总管室122形成。本发明并不限于EGR阀门100 的一个具体的实施例，不过在下面将说明一个优选的EGR系统的阀门。
EGR阀门IOO具有提动阀芯型结构。虽然图2示出了一个双提动阀芯 阀门，但可以理解，也可使用单提动阀芯阀门或具有任意数量的提动阀芯
的阀门。阀轴132可轴向运动地组装到带有阀门电动机134的上壳体118 中。第一和第二阀件136、 138较佳地呈盘形，并大致垂直地从阀轴132延 伸。第一和第二阀件136、 138互相间隔开设定的间距。
与现有技术的EGR阀门IO所不同的是，EGR阀门100没有用来形成 废气再循环通道116的下壳体，而是具有暴露的阀部分140。在EGR阀门 100上没有下壳体，则废气再循环通道116由进口总管室122限定，并且与 具有用来形成废气再循环通道的下壳体的EGR阀门10相比具有较大的横 截面积"a"。没有下壳体，则对流经EGR阀门100的再循环废气的限制 会更少。
在本发明的阀门100中，进口总管室122基本上沿阀轴132的长度方 向限定出废气再循环通道122。较佳地，进口总管室122沿阀轴132的至少 三分之二的长度形成废气再循环通道122。
EGR阀门100的暴露的阀部分140被直接插入到进口总管室122中。 进口总管室122较佳地呈大致圆筒形，该大致圆筒形具有直径增加的区域 和直径减小的区域。至少一个、较佳地为两个的阀座130被设置在进口总 管室122的内表面142处，较佳地是位于直径减小的区域。阀座130较佳 地互相间隔开，它们之间的间距与阀件136、 138之间的间距相同。
当阀轴132轴向向上运动时(如图2中所示的朝向上壳体118的方向)， 阀件136、 138从阀座130脱开。当阀件136、 138打开时，废气流可流过 废气再循环通道116。当阀轴132轴向向下运动时(沿离开上壳体118的方 向)，阀件136、 138与阀座130密封接合，以阻止废气流流过废气再循环 通道116。
进口总管112较佳地由铝形成，进口总管室122较佳地包括插入件144， 该插入件至少形成阀座130。插入件144较佳地由不锈钢形成，并且较佳地 被设置在进口总管室122的内表面142的至少一部分上。插入件144被构 造成为阀门100提供更小的摩擦阻力。较佳地，通过将不锈钢材料压入进 口总管室的压铸模型而使插入件144形成到进口总管室122中。还可设想， 进口总管室122可设置有抗摩擦材料而不使用插入件144，比如通过设置内衬或对铝进行处理等方法。
使用本发明的阀门100和进口总管12组件，通过阀门的压降减小且流 动阻力也减小，而以上两个效果将使更多的再循环废气进入内燃机。此外， 虽然进口总管室122较佳地设置有不锈钢插入件144，但通过取消阀门壳 体，仍可减小EGR系统整体的成本和重量。
虽然已经显示和描述了本发明的阔门100和进口总管112的特定实施 例，但本领域的技术人员可以知道，可以对本发明进行改变和修改，但从 广义上来讲并不背离本发明以及所附权利要求的范围。
权利要求
1.一种用于内燃机的EGR系统的组合阀门和进口总管组件，所述组件包括形成在进口总管中的室，所述室包括形成在所述室的内表面处的至少一个阀座；上阀门壳体，所述上阀门壳体可附连到内燃机的废气导管；阀轴，所述阀轴从所述上阀门壳体延伸并可轴向运动，所述阀轴包括大致垂直地从所述阀轴延伸的至少一个阀件，其中，所述至少一个阀件在所述室的所述内表面处与所述阀座密封地接合。
2. 如权利要求l所述的组件，其特征在于，所述组件还包括在所述室 中形成所述阀座的插入件和内衬中的一个，其中，所述插入件和内衬由低 摩擦材料制成。
3. 如权利要求2所述的组件，其特征在于，所述低摩擦材料为不锈钢。
4. 如权利要求l所述的组件，其特征在于，所述阀轴沿朝向所述上壳 体的方向轴向运动，所述至少一个阀件从所述至少一个阀座脱开。
5. 如权利要求4所述的组件，其特征在于，所述室为大致圆筒形，该 大致圆筒形具有直径增加的区域和直径减小的区域，以及，所述至少一个 阀座被设置在所述内表面中的直径减小的区域。
6. 如权利要求l所述的组件，其特征在于，所述阀门具有提动阀芯结构。
7. —种用于内燃机的EGR系统的组合阀门和进口总管组件，所述组 件包括形成在所述进口总管中的室，所述室在废气导管和内燃机之间； 上阀门壳体，所述上阀门壳体可附连到内燃机的所述废气导管； 阀轴，所述阀轴从所述上阀门壳体延伸并可轴向运动；以及 废气再循环通道，所述废气再循环通道用于使废气流过阀门，其中， 所述通道部分地由所述上壳体和部分地由所述室形成，其中，所述室基本 沿所述阀轴的长度而形成所述通道。
8. 如权利要求7所述的组件，其特征在于，所述组件还包括在所述室 中形成阀座的插入件和内衬中的一个，其中，所述插入件和内衬由低摩擦 材料制成。
9. 如权利要求8所述的组件，其特征在于，所述低摩擦材料为不锈钢。
10. 如权利要求7所述的组件，其特征在于，所述组件还包括位于所述室的内表面上的阀座，并且，所述组件还包括大致横向于所述阀轴延伸 的至少一个阀件，其中，所述通道通过所述至少一个阀件与所述阀座的接合而密封。
11. 一种用于内燃机的EGR系统、并被构造成安装在进口总管的室的内 表面中的阀门，所述闽门包括上阀门壳体和阀轴，所述阀轴从所述上阀门壳体 延伸并可轴向运动，所述阀轴包括大致垂直地从阀轴延伸的至少一个阀件，其 中，所述至少一个阀件与室的内表面密封地接合。
12. 如权利要求11所述的阀门，其特征在于，所述阀门包括提动阀芯 结构。
13. 如权利要求11所述的阀门，其特征在于，所述阀轴由阀门壳体沿 所述阀轴的长度的不到一半而包围。
14. 如权利要求11所述的阀门，其特征在于，所述阀轴的大部分从阀 门壳体暴露出来。
15. 如权利要求11所述的阀门，其特征在于，所述上阀门壳体包围所 述阀轴的不到三分之一。
16. —种用于内燃机的EGR系统并被构造成容纳具有至少一个阀件和阀 轴的阀门的进口总管，所述进口总管包括大致为圆筒形的室，所述室用于容纳 所述阀门，在所述室的内表面上设置有至少一个阀座，其中，所述阀座被构造 成与所述至少一个阀件密封地接合。
17. 如权利要求16所述的进口总管，其特征在于，所述至少一个阀座 由插入件所形成，所述插入件由抗摩擦的不锈钢材料形成。
18. 如权利要求16所述的进口总管，其特征在于，所述进口总管由铝 形成。
19. 如权利要求16所述的进口总管，其特征在于，所述室形成废气再 循环通道，用于使废气基本沿阀轴的长度流过阀门。
20. 如权利要求16所述的进口总管，其特征在于，所述至少一个阀座 被设置在所述内表面中，位于直径减小的区域。
全文摘要
一种用于内燃机的EGR系统的阀门和进口总管组件包括形成在进口总管中的室，该室包括形成在室的内表面上的至少一个阀座。该组件还包括上阀门壳体，它可附连到内燃机的废气导管上；以及阀轴，该阀轴从上阀门壳体延伸，并可轴向运动。阀轴包括至少一个阀件，该阀件大致垂直地从阀轴延伸，其中，该至少一个阀件与室的内表面上的阀座密封地接合。
文档编号F02M25/07GK101173643SQ200710185000
公开日2008年5月7日 申请日期2007年10月30日 优先权日2006年10月31日
发明者B·Y·曼汉姆, P·S·巴勒凯 申请人:万国引擎知识产权有限责任公司