专利名称：用于废气再循环装置的阀装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阀装置，该阀装置用于内燃机的废气再循环装置，特别用在汽车中。本 发明进一步涉及一种装配上该阀装置的废气再循环装置。
背景技术：
在内燃机中，废气再循环逐渐用来改良排放值和内燃机的效率。为了避免NOx排放的增 加，需要通过废气再循环冷却器冷却再循环废气，该冷却器縮写为EGR冷却器，以上是因为 在渐增的温度下在燃烧过程中NOx的产生会不成比例的增加。
由此，上述类型的縮写为EGR装置的废气再循环装置示例性的包括EGR冷却器，该冷 却器建立在废气再循环线路(line)中，该线路縮写为EGR线路，同时该线路与冷却回路相 连，该冷却回路通过冷却液工作。
由专利WO 96/30635A1可知，所述EGR装置是已知的，该装置具有旁路，该旁路沿外 部迂回通过EGR冷却器并通过各自的控制阀控制。通过所述旁路，使采用有效旁路迂回通过 EGR冷却器成为可能。上述过程是期望得到的，例如，在内燃机的冷启动时，利用再循环废 气的热量尽快的加热内燃机。在内燃机变热后，使旁路失效从而再循环废气接着流动通过EGR 冷却器，从而被冷却。
由专利DE199 62 863 Al，另一种包括EGR冷却器和旁路的EGR装置是己知的。然而， 在该EGR装置中，旁路从EGR冷却器内部迂回通过，这就意味着旁路在冷却箱内通过，但 是与冷却剂热隔离。为了控制废气流分别通过旁路或者冷却器，在己知的EGR冷却器的外壳 的出口端，安装了类似于挡板的控制部件，该部件，在一端的位置，截止了旁路同时打开了 冷却器，在另外一端位置，截止了冷却器同时打开了旁路，在中间位置，允许在旁路和冷却 器之间的废气流的任意分配。
发明内容
本发明提供了解决以上问题的方法，该方法用于EGR装置，并能尽量精确的采用有效成 本的方式调节再循环废气的量和温度。
根据本发明，该问题通过独立权利要求的主题解决，优选的实施例为从属权利要求的主题。
4本发明基于以下思路，用于EGR装置的阀装置，其包括在共用外壳内，两个独立的气路 (gaspath)和用来控制该气路的两个阀，其中两个阀中的任一个可以在打开位置，封闭位置 和至少一个中间位置之间切换。通过两个阀的分开控制，可以实现再循环废气至两个气路的 任意分配。因此，例如，可以调节通过冷却器和通过旁路的引导气流的任意配比。进一步， 两个阔的中间位置允许再循环气体的数量调节。因而，可以调节再循环废气的量，其也被称 作废气再循环率，或縮写为EGR率。因此，可以省略用于调节EGR率的附加阀。从而，可 以采用相对有效的成本建立阀装置。
在优选的实施例中，共用外壳可以形成如下，其可以与冷却剂回路连接。外壳的冷却允 许位于将阀装置布置到EGR冷却器的上游或者入口端，所述布置对于精确调节EGR率和冷 却效果是有利的。进一步，冷却外壳允许使用塑料制品作为原材料用于阀装置的元件，该元 件固定在外壳上。因此，如，用于阀驱动的致动驱动器(actuator drive)外壳可以由塑料制成。
由从属权利要求、附图和相关的通过附图进行的示例说明，本发明更多的重要特征和优 点是显而易见的。
在不脱离本发明范围的情况下，应该可以理解的是对前述和下述将要说明的特征，其并 不仅在各自提到的组合中是有用的，而且因为其在其它组合或在其自身也是有用的。
本发明优选的示例性实施例在附图中图示，并在以下的描述中进行更详细的解释，其中 相同的参考数字表示相同的，或类似的，或功能相同的部件。
图1图示了安装在废气再循环冷却器上的阀装置的纵截面; 图2图示了如图1装置的纵截面，但在不同的剖切平面上; 图3图示了阀装置的透视图4表示了图3中的视图，但是省略了外壳。
具体实施例方式
根据图1和2，仅部分图示废气再循环装置1，以下称为EGR装置1，包括阀装置2和 废气再循环冷却器3，该废气再循环冷却器3以下简称为EGR冷却器3。优选地，阀装置2 直接与EGR冷却器3连接，因而，阀装置2和EGR冷却器3形成了组合件4，且组合件可 以被预装配，因而更易于操作和简化进入废气再循环线路5的安装，废气再循环线路5以下 称为EGR线路5，此处仅采用虚线表示。EGR装置1在内燃机中以典型的方式运行，此处并
5未标出，该EGR装置可以具体安装到汽车中，用于从内燃机的废气端至新鲜空气端再循环内燃机的废气。因此，EGR线路5， 一方面，与废气端相连，同时，另一方面，与内燃机的新鲜空气端相连，其还包括阀装置2和EGR冷却器3。
根据图1至4，阔装置2包括共用外壳6，其中形成两个气路，该气路或多或少的相互分隔，也就是第一气路7和第二气路8，此处均以箭头表示。阀装置2包括另外的两个阀，即第一阀9和第二阀10，其均安装在外壳6内。第一阀9专用于第一气路7，因而可以控制通过第一气路7的气流。与此相反，第二阀10专用于第二气路8，因而可以控制通过第二气路8的气流。阀9， 10均相互独立的在打开位置，封闭位置，和至少一个中间位置之间可变。因此，阀装置2包括用于每个阀9， IO的致动驱动器，即用于第一阀9致动的第一致动驱动器ll，和用于第二阀IO致动的第二致动驱动器11。
共用外壳6包括，除两个气路7， 8外的冷却剂通路13，其在此处也采用箭头表示。冷却剂通路13可以与冷却回路14相连，其中冷却回路此处以虚线箭头表示。为了与冷却回路14的连接，外壳6包括入口 15和出口 16，该出口和入口均与冷却剂通路13相连。
在所示的例子中，入口 15与EGR冷却器3的冷却剂出口 18通过连接零件17相连。因此，EGR冷却器3的冷却剂入口 19与冷却回路14相连，从而冷却回路14中的冷却剂通过EGR冷却器3的冷却剂入口 19进入组合件4和再次通过外壳6的出口 16离开组合件4。因此，完成了用于组合件4特别紧密结构。
外壳6优选地由金属制成。其可以优选地由一块做成。例如，该外壳6为铸件。
通过该冷却外壳6，可以将阀装置2安置在EGR冷却器的与废气流相比的上游处。进一步，冷却外壳6允许使用塑料用于阀装置2的元件，该元件被安装在外壳6上。该元件涉及，如，第一致动驱动器ll的第一驱动器外壳20，和第二致动驱动器12的第二驱动器外壳21。驱动器外壳20， 21可以采用塑料进行有效成本制作并仍可以安装到外壳6上，即使在EGR装置l的运转中同样热的废气流动通过，其上方式也能实施。
根据图2，外壳6包括入口凸缘22，通过该凸缘，外壳6可以结合进入EGR装置1中。在所示的安装情况下，外壳6通过入口凸缘22与EGR线路5相连。根据图1至3,外壳6包括附加的出口凸缘23，通过该凸缘，外壳6可以结合进入EGR装置1内。在所示的实施例中，外壳6通过凸缘23直接与EGR冷却器3连接。固定元件，此处为夹具，附图标记为24。两个气路7， 8中的每个都延伸至外壳6中从入口凸缘22直到出口凸缘23。
根据图2，可以提供带有阀9， 10入口线路25的外壳6，该线路从入口凸缘22直至入口端运行，且并未进行详细描述。此处所示优选实施例中，外壳6包括附加的入口隔墙26。该入口隔墙26在入口线路25中安置如下，其中形成了两个独立的入口通道，即第一入口通道27和第二入口通道28。在该实施例中，入口隔墙26形成的尺寸如下，其延伸至入口凸缘22内并与该凸缘齐平。第一入口通道27因而将入口凸缘22与第一阀9的入口端连接，同时第二入口通道28将入口凸缘22与第二阀10的入口端连接。入口隔墙26优选地为外壳6的整体一部分。在此处所示的配置中，其中与废气流相比，阀装置2安置在EGR冷却器3的上游处，入口隔墙26可以基本上被省略。
根据图1和3，外壳6包括阀9， 10的出口线路29，其从出口凸缘23延伸至出口端，其并未进行详细描述。进一步，在外壳6内，形成了出口隔墙30。同样的隔墙安置在出口线路29内如下，该隔墙在其中形成了两个独立出口通道，即第一出口通道31和第二出口通道32。进一步，出口隔墙30此处尺寸限定如下，其沿轴向超过出口凸缘23突出。第一出口通道31将第一阀9的出口端与出口凸缘23连接。第二出口通道32将第二阀IO的出口端与出口凸缘23连接。出口隔墙30优选地为外壳6的整体一部分。
EGR冷却器3包括冷却室33，冷却剂流过通过该冷却室，同时该冷却室与冷却剂入口19和冷却剂出口 18相连，其在废气入口端由入口隔墙34限定边界，在废气出口端由出口隔墙35限定边界。冷却间33由多个冷却管36穿过，该冷却管， 一方面，穿过入口隔墙34，同时，另一方面，穿过出口隔墙35。此处，冷却管36在废气端与EGR冷却器3的入口室37连通，同时在废气出口端与出口室38连通。外壳6的出口隔墙30优选地限定尺寸如下，其突入处于组合状态的组合件4内直至入口室37内，延伸至入口隔墙34。如此情况下，该出口隔墙30可以与入口隔墙34接触或者可以与其保持相对小的间隙。在任何情况下，出口隔墙30在入口室37内将两个入口副室相互分隔，即与第一出口通道31连通的第一入口副室39，和与第二出口通道32连通的第二入口副室40。该入口副室39， 40相互独立的分别通过冷却管36与出口室38连通。因此，可以引导废气流，通过阀9， 10的相应致动，仅通过第一入口副室39的冷却管36，或仅通过第二入口副室40的冷却管36，或以任何分配比通过两个入口副室39， 40的冷却管36。特别令人感兴趣的是在下述情况时的实施例，通过EGR冷却器3的恰当设计，从一个入口副室39分流的冷却管36的流动通过与从另一个入口副室40分流的冷却管36的流动通过相比，导致对废气不同的冷却效果。例如，现专用于第一入口副室39的冷却管36，可以装配上扰流子(turbulators)和/或肋条(ribs) 41，其在各自冷却管36的流动通过时， 一方面增加了在废气和冷却管36之间的热流，因此，另一方面，增加了在冷却管36和冷却剂之间的热流。
在此处所示的优选实施例中，阀装置2因而用于分配再循环气体流至具有不同冷却功率的两个冷却管组。在其它实施例中，阀装置2也可以用于在EGR冷却器和内部或外部旁路之间分配再循环废气流，该旁路迂回通过该EGR冷却器。
在所示的实施例中，阀装置2安置到与废气流相比EGR冷却器3的上游处。在另一个实施例中，可以将阀装置2安置到与废气流相比EGR冷却器3的下游处。外壳6的冷却因而可以省略。
阀9， 10，特别是关于图4的阀9， 10，可以具有圆盘阀的结构。因此，每个阀9， 10包括阔圆盘42安置如下，其冲程可通过阀轴43相对阀门座44调节。此处，该阀门座形成在阀套45上，该阀套也是各自的阀9， IO的一部分。阀门座44，与相互作用的阀圆盘42—起，形成了各自的阀9， IO的入口端。各自的阀9， IO的出口端是由窗口 46形成的，该窗口在各自的阀9， 10的阀套45内是排出开启的。每个阀9， 10因而包括所有的用于各自的阀9， 10所需功能性的元件。因而，其可以被预装配并且独立于外壳6的制造公差。具体的，该阀9，IO形成如下，它们可以以完全组合的状态被装入外壳6内。因此，根据图3，外壳6包括安装端47，通过该安装端，阀9， 10可以插入外壳6内。该安装端47被装配上安装凸缘48，同时，在己安装状态，由凸缘板49封闭。该凸缘板49优选地与凸缘48互补安装形成，在该安装状态，根据图3，安置密封垫50轴向位于安装凸缘48和凸缘板49之间，来紧密的封闭安装端47。本文中该描述"轴向"是指安装方向，因而为装入方向，在该方向阀9， IO可以装进外壳6中。
根据图3和4，凸缘板49，与附在其上的阀9， 10，并与附在其上的致动驱动器ll， 12一起组成了组合件51，该组合件可以完全预装配。因而可以认为简化了阀装置2的安装。凸缘板49可以由塑料构成。特别地，凸缘板49和驱动器外壳20， 21可以由一个元件做成。
由于在根据本发明的阀装置2中，阀9， IO均形成如下，它们除了两端位置，打开位置和封闭位置，还允许至少一个，但是优选任意数量的中间位置，通过阀9， 10，废气再循环率，縮写为EGR率，可以相互独立的通过第一气路7以及通过第二气路6进行调节。因此，阀装置2允许， 一方面，EGR率的调节，和另一方面，再循环废气至两个气路7， 8的分配调节。该再循环废气至两个气路7， 8的分配决定了最终的再循环废气的冷却，从而通过阀装置2，除了EGR率，废气冷却也可以被调节。
权利要求
1、一种用于内燃机的废气再循环装置(1)的阀装置，特别用在汽车中，该阀装置包括-用于控制第一气路(7)的第一阀(9)，该阀在打开位置，封闭位置，和至少一种中间位置之间是可变的；-用于控制与第一气路(7)分隔的第二气路(8)的第二阀(10)，独立于第一阀(9)，该第二阀在打开位置，封闭位置，和至少一种中间位置之间是可变的；-共用外壳(6)，在其中安置了阀(9，10)，两个气路(7，8)通过该外壳被引导。
2、 如权利要求l所述的阀装置，其特征在于 -外壳(6)包括冷却剂通路(13)和-外壳(6)包括与冷却剂通路(13)相连的入口 (15)和与冷却剂通路(13)相连的出 口 (16)。
3、 如权利要求1或2所述的阀装置，其特征在于-外壳(6)是由金属制成的，和/或 -外壳(6)是整体制成的。
4、 如权利要求l-3任一项所述的阀装置，其特征在于-提供了用于致动第一阀(9)的第一致动驱动器(11)，在共用外壳(6)上该驱动器 相连于其第一驱动器外壳(20),和-提供了用于致动第二阀(10)的第二致动驱动器(12)，在共用外壳(6)上该驱动器 相连于其第二驱动器外壳(21)。
5、 如权利要求4所述的阀装置，其特征在于 第一驱动器外壳(20)和第二驱动器外壳(21)是由塑料制成的。
6、 如权利要求l-5任一项所述的阀装置，其特征在于外壳(6)包括入口凸缘(22)和出口凸缘(23)，通过上述两凸缘，外壳(6)可以结 合进入废气再循环装置(1)内，并且两个气路(7， 8)在两个凸缘之间延伸。
7、 如权利要求6所述的阀装置，其特征在于-外壳(6)包括入口线路(25)，该线路从入口凸缘(22)至阀(9， 10)的入口端延 伸，和/或-外壳(6)包括入口隔墙(26)，该隔墙被安置在入口线路(25)中，并在其中形成两 个独立的入口通道(27， 28)，于是，第一入口通道(27)与第一阀(9)的入口端相连，同 时，第二入口通道(28)与第二阀(10)的入口端相连，和/或-入口隔墙(26)延伸至，或进入入口凸缘(22)，或沿轴向突出超过它。
8、 如权利要求6或7所述的阀装置，其特征在于-外壳(6)包括出口线路(29)，该线路从出口凸缘(23)至阀(9， 10)的出口端延 伸，和/或-外壳(6)包括出口隔墙(30)，该隔墙被安置在出口线路(29)中，并在其中形成两 个独立的出口通道(31， 32)，于是，第一出口通道(31)与第一阀(9)的出口端相连，同 时，第二出口通道(32)与第二阀(10)的出口端相连，和/或-出口隔墙(30)延伸至，或进入出口凸缘(23)，或沿轴向突出超过它。
9、 如权利要求7或8所述的阀装置，其特征在于-外壳(6)可以通过其出口凸缘(23)与废气再循环装置(1)的废气在循环冷却器(3) 连接，其中出口隔墙(30)，在安装状态，突出进入废气再循环冷却器(3)的入口室(37) 内，其将其中的两个入口副室(39， 40)相互分隔，该副室均与废气再循环冷却器(3)的冷 却管(36)相连，或-外壳(6)可以通过其入口凸缘(22)与废气再循环装置(1)的废气在循环冷却器(3) 连接，其中入口隔墙(26)，在安装状态，突出进入废气再循环冷却器(3)的出口室(38) 内，其将其中的两个出口副室相互分隔，该副室均与废气再循环冷却器(3)的冷却管(36) 相连。
10、 如权利要求l-9任一项所述的阀装置，其特征在于-外壳(6)包括安装端(47)，通过该安装端，阀(9， 10)可以插入外壳内，因此安 装端具有安装凸缘(48)并可以采用凸缘板(49)封闭，和/或-凸缘板(49)与安装到其上的阀(9， 10)，和安装到其上的致动驱动器(11， 12)， 形成了可以预装配的组合件(51)，其中致动驱动器用于阀(9， 10)的致动。
11、 一种内燃机的废气再循环装置，特别在汽车中，该装置包括权利要求1-10任一项所 述的阀装置(2)，该阀装置的外壳(6)通过入口凸缘(22)或出口凸缘(23)直接与废气 再循环冷却器(3)连接。
全文摘要
本发明提供了一种用于内燃机废气再循环装置的阀装置(2)，特别用在汽车中。所述阀装置(2)包括用于控制第一气路(7)的第一阀(9)，该阀在打开位置，封闭位置，和至少一种中间位置之间是可变的。本发明的阀装置(2)还包括用于控制与第一气路(7)分隔的第二气路(8)的第二阀(10)，独立于第一阀(9)，该第二阀在打开位置，封闭位置，和至少一种中间位置之间是可变的；该阀装置(2)还包括包含阀(9，10)的共用外壳(6)，两个气路(7，8)通过该外壳被引导。
文档编号F02M25/07GK101495743SQ200780018117
公开日2009年7月29日 申请日期2007年5月9日 优先权日2006年5月19日
发明者伯恩哈德·施瓦尔克, 安德烈亚斯·格吕纳, 罗伯特·森多尔, 鲁迪格·克瑙斯 申请人:马勒国际有限公司