专利名称：用于内燃机的装置的气压促动的机电阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于内燃机装置的气压促动的机电阀，特别是机动车辆的内燃机，如柴油发动机或汽油发动机。
背景技术：
已知现代的内燃机可以配有一个或多个操作需要气压促动的装置，例如可变几何涡轮增压器(VGT)、可变流量涡轮增压器(VFT)、或与固定几何涡轮增压器(TOT)相关的废
气门阀。事实上，VGT和VFT是涡轮增压器，其被设计用于调节驱动涡轮的废气流方向，以便在不同发动机操作条件下优化涡轮效率，主要是在不同发动机速度值的条件下。为了操作这个调节，VFT通常包括可移动瓣阀元件，其位置是可调整的以改变涡轮腔的几何，而VGT在涡轮腔内包括多个叶片，其被布置用于引导即将到来的废气流向涡轮， 并且该叶片是可移动的以至于改变其角度。废气门阀是安装在TOT涡轮入口的排气管上游的旁通阀，其包括可移动阀元件， 其位置是可调整的以至于在高的发动机速度时部分即将到来的废气流绕过涡轮。VFT的可移动瓣阀，VGT的可移动叶片和废气门阀的可移动阀元件传统上通过气压促动器来移动。这个气压促动器可以通过三通的电-机械比例阀(EPV)来控制，典型是电磁阀，其具有与大气相通的第一端口，与真空罐和真空泵相通的第二端口，和与气压促动器相通的第三端口。EPV,由发动机控制单元(EOT)控制，在大气值和真空罐或泵的负值之间的范围内调节输送到气压促动器的压力，以至于这个压力的变化引起气压促动器移动VFT的可移动瓣阀、VGT的可移动叶片或废气门阀的可移动阀元件。EPV通常作为包括自身外壳的独立装置来制造，该外壳一般由塑料制成，其设置有上面提到的3个端口，并且其也包围用于节流这些端口的可移动阀元件和用于促动这个可移动阀元件的电磁铁，所以EPV需要被紧固到发动机上或者不管怎样被固定到在机动车辆的发动机舱内的另一部件。然而，EPV对震动是非常敏感的，如那些由发动机操作产生的，其可以引起EPV的可移动阀元件移动，即使ECU没有发出电指令，因此不正确的改变了涡轮叶片的倾斜度。由于这个原因，EPV的外壳通常用插入多个支撑减震器而紧固到发动机上，该减震器适合于衰减传递到EPV的震动。借助于实例，这些支撑减震器可以是由橡胶制成的圆柱形中空垫，其被单独固定并且在EPV外壳和用螺栓紧固到发动机上的专用安装支架之间通过螺栓压缩。考虑到上述情况，因此EPV的紧固涉及许多单独部件，其使整个操作减慢并变复杂，其在发动机舱内占用相对宽的空间，并且其通常是由不同的供应商提供，因此也增加了质量控制量和总制造成本。CN 102536522 A上面提到的用于紧固EPV的解决方案的另一个缺点在于，螺栓头位于EPV的壳体上，螺栓的紧固扭矩应当保持在壳体材料的破坏极限之下，这可能不足以保证适当的紧固力。因此本发明实施例的目的是简化并且加速EPV的装配。另一个目的是增加EPV作用于发动机上的紧固力，而不损害支撑减震器的适当压缩。此外另一个目的是用简单、合理和相当便宜的解决方案达到上面提到的目标。
发明内容
这些和/或其它目的是通过在本发明主要方面所报道的本发明实施例的特征来实现。本发明其它方面叙述了这些实施例的更优的和/或特殊的优点。特别是，本发明实施例提供电-机械阀用于内燃机的装置的气压促动，该装置例如为VGT、VFT或废气门阀，其中电-机械阀包括外壳和嵌入到外壳内的一个或多个支撑减
晨^1 ο以这种方式，这些嵌入的支撑缓冲器与外壳成为一体，所以带有支撑减震器的电-机械阀可以有利于作为整体实现和管理，其减少了涉及其紧固的单独部件的数量，所以减少了工作量、供应商的数量还有总制造成本。借助于实例，归功于嵌入到外壳内的支撑减震器，电-机械阀可以用简单的螺丝代替传统螺栓，所以不需要安装支架。根据本发明的一方面，每个支撑减震器在其侧面设置有周围沟槽，而外壳的壁设置有开口，其周围边缘配合所述周围沟槽并且至少部分地围绕支撑减震器。这个解决方案有利的保证了在支撑减震器和外壳之间的安全连接。更特别的是，上面提到的开口可以是孔，其周围边缘完全围绕支撑减震器，因此有利的增强了其相互连接。根据本发明的一方面，每个支撑减震器由橡胶制成。橡胶是低成本的弹性材料，其机械性能保证了足够的振动衰减。根据本发明的另一方面，每个支撑减震器是圆柱形的。圆柱形状比许多其它形状具有易于制造的优点。根据本发明的另一方面，每个支撑减震器设置有通过其厚度的孔。本发明的这个方面具有该孔可以有效的容纳各自的紧固螺丝的优点，所以这个螺丝头可以作用于支撑减震器上而不是外壳上。因此，外壳不受由螺丝施加的紧固力的影响，因此其紧固扭矩可以增加以便增强电机械阀的紧固。仍根据本发明的另一方面，每个支撑减震器设置有用于阻止支撑减震器压缩的框
^K O这个框架有利于允许满足上面提到的紧固扭矩的要求值，而不损害支撑减震器。特别是，该框架可以作为芯柱来体现，其被轴向插入到支撑缓冲器的孔内，并且其相对端分别设置有位于支撑减震器上的各自法兰。以这种方式，框架达到有效、非常简单和相当便宜的目的。
根据这个框架的一方面，芯柱是管型的以便允许紧固螺丝通过其中。根据这个框架的另一方面，芯柱包括两个彼此同轴线插入的套管，该套管的每个与上面提到的其中一个法兰成为一体。归功于这个解决方案，两个套管可以制成滑动的以便将法兰靠的更近，并因此压缩支撑减震器，直到外套管的自由端与内套管的法兰相接触，这之后套管阻止支撑减震器的任何进一步的压缩。因此，套管可以有利于确定尺寸以便保证支撑减震器压缩的期望值，其独立于应用到紧固螺丝的紧固扭矩。根据该框架的另一方面，两个套管设置有用于一旦它们处于预定的相互位置就阻止其相互松脱的器件。以这种方式，套管可以有利于在各自的支撑减震器上被预装配，因此与阀壳体成为整体，并且这样在紧固阀的过程中减少了被管理和装配的组件数量。本发明也可以作为用于内燃机的气压促动装置被体现，如VGT、VFT或废气门阀， 其包括上面描述的电机械阀，和作为包括这个气压促动装置的内燃机来体现。
本发明将借助于实例参考附图进行描述。图1示意性的示出了机动车辆的涡轮增压的内燃机。图2是图1内燃机的EPV的透视图。图3到5表示图2的EPV的支撑减震器的装配的三个阶段。图6表示图3-5的支撑减震器的截面。附图标记10涡轮增压的内燃机
11进气总管
12排气总管
20进气管
30排气管
40可变几何涡轮增压器
41压缩机
42涡轮
50中冷器
60电机械比例阀
61外壳
62第一端口
63第二端口
64第三端口
65电连接器
66支撑减震器
67壁CN 102536522 A68孔
69底面
70顶面
71周围沟槽
72侧表面
73周围边缘
74孔
80框架
81芯柱
82下法兰
83上法兰
84下套管
85上套管
86卡圈
90真空泵
100发动机控制单元
具体实施例方式作为本发明当前实施例公布的涡轮增压的内燃机10是柴油发动机，但是它也可以是汽油发动机。涡轮增压的内燃机10示意性的包括进气总管11、排气总管12、用于将来自大气中的新鲜空气注入到进气总管11中的进气管20、用于从排气总管12释放废气到大气中的排气管30、和可变几何涡轮增压器(VGT) 40，该涡轮增压器包括位于进气管20中用于压缩流过其中的气流的压缩机41，和位于排气管30中用于驱动压缩机41的涡轮42。中冷器50 位于压缩机41下游的进气管20中，以便在气流到达进气总管11之前将其冷却。根据VGT 40的传统设计，涡轮42的壳体包围多个叶片，其被布置用于引导即将到来的废气流向涡轮转子(未显示)，并且其是可移动的以至于改变其角度并因此修改废气流的方向。这些可移动叶片通过气压促动器(未显示)来驱动，该气压促动器通过外部的三通电机械比例阀(EPV) 60来控制，在本例中是电磁阀。EPV 60包括外壳61，典型的是由塑料制成，其设置有与大气相通的第一端口 62， 与真空泵90相通的第二端口 63，和与上面提到的气压促动器相通的第三端口 64。此外，外壳61包围用于节流这些端口 62-64的可移动阀元件和用于促动这个可移动阀元件的电磁铁。EPV 60进一步包括连线到发动机控制单元(EOT) 100的电连接器65，其控制EPV 60以便在大气值和真空泵90的负值之间的范围内调节输送到气压促动器的压力，以至于这个压力的变化相应的引起气压促动器移动VGT40的涡轮叶片。为了将EPV 60紧固到发动机10 (或者到在机动车辆发动机舱内的任何其它适当的部件)，EPV 60包括两个支撑减震器66，只有其中一个在图中是可见的。
如图2到6所示，每个支撑减震器66是弹性材料的薄圆柱垫，在本例中是合成橡胶的，其被嵌入到外壳61的相应壁67中，其依次是盘形的和薄的并且像翅片或肋一样凸
出ο更特别的是，通过被同轴插入并且在这个壁67的通孔68中被牢牢固定，支撑减震器66被嵌入到壁67中。支撑减震器66的厚度大于壁67的厚度，所以支撑减震器66的底面69和顶面70 两者从壁67的相对表面隔开。支撑减震器66设置有在其侧表面72上实现的周围沟槽71，其宽度近似等于壁67 的厚度，其内径近似等于孔68的直径。以这种方式，周围沟槽71接合孔68 (见图6)的周围边缘73，因此实现了将支撑减震器66轴向地牢牢固定到外壳61的壁67的连接。在本例中，因为孔68的周围边缘73完全围绕支撑减震器66，所以该连接也阻止相互的侧向移动，因此完全将支撑减震器约束到壁67。从制造的观点来看，每个支撑减震器66连接到如图3和4所示的各自孔68。每个支撑减震器66配有包括管状芯柱81的框架80，其轴向插入到穿过支撑减震器66厚度的中心孔74中，并且其相对端单独设置有突出的环形法兰，也就是位于支撑减震器66底面69的下法兰82和位于顶面70的上法兰83。更特别的是，芯柱81包括两个分离的塑料套管，也就是下套管84和上套管85，其中的每个作为分别带有下法兰82和上法兰83的单独主体来实现。如图3到5所示，两个套管84和85从相对侧插入到孔74中，同时上套管85进一步被插入到下套管84中。以这种方式，两个套管84和85可以相互滑动，以便使得法兰82和83更靠近，并因此逐渐压缩支撑减震器66。特别是，上套管85被显示滑入到相互关联的下套管84中，直到下套管84的自由端靠在上法兰83，如图6所示，也就是直到套管84和85被轴向压紧，以至于阻止支撑减震器66的任何进一步的压缩。明显地，套管84和85被设定尺寸以至于一旦支撑减震器66的压缩达到期望的优化水平时就达到这个压紧结构。如图6所示，上套管85的自由端进一步包括小的凸出卡圈86，其与下法兰82的内边界相接合，以便阻止一旦套管84和85达到上面提到的压紧结构时它们相互松脱。以这种方式，支撑减震器66保持预压缩，套管84和85与外壳61成为一体，因此给EPV 60提供紧固到发动机10做准备。更特别的是，这个紧固通过将每个支撑减震器66的下法兰放置到EPV60被紧固到的发动机部件上，和通过将紧固螺丝插入到框架80的芯柱81中来实现，所以螺栓头位于上法兰83上，而螺丝的芯柱被拧紧到所述发动机部件的螺纹孔中。发动机部件、紧固螺丝和相应的螺纹孔在图中未显示，因为它们是传统类型。归功于这个解决方案，EPV外壳61的壁67不受到由紧固螺丝所施加的紧固力，支撑减震器66也不能被进一步压缩(归功于框架80)，所以应用到紧固螺丝的夹紧扭矩可以适当增加，以便实现最佳紧固力。
虽然EPV 60之前用于VGT 40的气压促动被描述，但是应当意识到的是相同的EPV 60可以用于内燃机其它装置的气压促动，如可变流量涡轮增压器(VFT)或固定几何涡轮增压器(reT)的废气门阀。虽然至少一个示意性的实施例在前面的总结和详细描述中被呈现，但应当意识到的是大量的变化是存在的。也应当意识到的是示意性的实施例或多个示意性的实施例仅仅是实例，并不是想以任何方式限制范围、应用或结构。相反的前面的总结和详细描述将给那些本领域技术人员提供用于实施至少一个示意性实施例的便捷的路线图，应当理解的是可以对在示意性实施例中所描述的元件的功能和布置进行各种改变，而不脱离如在附加权利要求书和其法律等价物中所提出的范围。
权利要求
1.一种电机械阀(60)，用于内燃机(10)的装置00)的气压促动，其包括外壳(61)和嵌入到所述外壳(61)内的一个或多个支撑减震器(66)。
2.如权利要求1所述的电机械阀(60)，其中所述支撑减震器(66)在其侧面(7 设置有周围沟槽(71)，并且其中所述外壳(61)的壁(67)设置有开口(68)，该开口的周围边缘(73)配合所述周围沟槽(71)并且至少部分地围绕所述支撑减震器(66)。
3.如权利要求2所述的电机械阀(60)，其中所述开口是孔(68)，其周围边缘(73)完全围绕所述支撑减震器(66)。
4.如前述任一权利要求所述的电机械阀(60)，其中所述支撑减震器(66)是由橡胶制成的。
5.如前述任一权利要求所述的电机械阀(60)，其中所述支撑减震器(66)是圆柱形的。
6.如前述任一权利要求所述的电机械阀(60)，其中所述支撑减震器(66)包括穿过其厚度的孔(74)。
7.如前述任一权利要求所述的电机械阀(60)，其中所述支撑减震器(66)设置有用于阻止所述支撑减震器(66)压缩的框架(80)。
8.如权利要求6或7所述的电机械阀(60)，其中所述框架(80)包括轴向插入到所述孔(74)中的芯柱(81)，该芯柱的相对端设置有位于所述支撑减震器(66)上的相应法兰(82， 83)。
9.如权利要求8所述的电机械阀(60)，其中所述芯柱(81)是管形的。
10.如权利要求8所述的电机械阀(60)，其中所述芯柱(81)包括轴向插入到彼此中的两个套管(84，85)，该套筒的每个与所述法兰(82，83)的一个成为一体。
11.如权利要求10所述的电机械阀(60)，其中所述套管(84，85)设置有用于一旦它们处于预定的相互位置就阻止它们相互松脱的器件(86)。
12.一种用于内燃机(10)的气压促动装置(40)，其包括如前述任一权利要求所述的电机械阀(60)。
13.一种内燃机(10)，其包括如权利要求12所述的气压促动装置00)。
全文摘要
本发明实施例提供了一种电机械阀(60)，用于内燃机(10)装置(40)的气压促动，其包括外壳(61)和嵌入到所述外壳(61)内的一个或多个支撑减震器(66)。
文档编号F02M25/07GK102536522SQ20111041294
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月13日 优先权日2010年12月13日
发明者G.马拉拉, L.巴特富科, R.雷吉内托 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司