专利名称：废气再循环阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种安装于内燃机废气再循环管路上的废气再循环阀。
背景技术：
在解决内燃机氮氧化物排放方面，采用废气再循环技术效果明显，因此被越来越 多的厂家认可，并得到推广应用。废气再循环阀是废气再循环技术的关键零部件，通过废气 再循环阀调节废气再循环的流量，实现内燃机各工况所需的废气再循环量。在专利CN200410082099中公开一种废气再循环阀，利用一级或多级齿轮组传递 电机的旋转运动，再通过旋转升降转换装置实现旋转运动与直行运动的转换，通过齿轮组 传递旋转运动结构比较复杂，体积不容易减小。
发明内容本实用新型的目的是提供一种旋转-直线运动转换机构更为简洁、结构更为紧凑 和可靠的废气再循环阀。本实用新型描述的废气再循环阀，主要包括与内燃机废气再循环管路连接的阀 体、安装在阀体中心的阀杆组件、连接在阀杆组件上的旋转升降转换机构和复位部件，以及 与旋转升降转换机构连接的旋转装置，其特征在于所述的旋转装置是电机，并且电机的旋 转轴直接与旋转升降转换装置刚性连接。因为电机的旋转轴直接与旋转升降转换装置连 接，省略了中间传动的其他零部件，电机的旋转动力直接传递给旋转升降转换机构，从而解 决了旋转运动转变为轴向直线运动所用机构复杂的问题，且同样能够实现废气再循环阀的 阀杆部件灵活的升降动作。废气再循环阀的旋转升降转换装置包括一个凸轮盘和升降部件。电机作为旋转装 置，提供旋转动力，可以选用步进电机作为优选的电机。由于电机旋转轴直接与旋转升降转 换装置中的凸轮盘刚性连接，电机旋转轴输出的旋转动力传递到凸轮盘上，带动凸轮盘旋 转。电机旋转轴与凸轮盘的刚性连接，所述的刚性连接可以采用过盈配合、销连接、键连接 或者焊接等方式。且该凸轮盘具有至少一个在圆周方向分布的凸轮工作面，当凸轮工作面 多于一个时，该工作面可沿圆周方向均勻分布，也可根据实际情况采用非均勻分布。凸轮盘 与升降部件通过复位部件保持始终接触，凸轮盘的凸轮工作面在旋转过程中，使与之接触 的升降部件在阀杆运动方向产生位移，从而使电机旋转轴的旋转运动转变为升降部件的直 线运动。因为升降部件连着废气再循环阀的阀杆组件(阀杆和阀门的合件)，阀杆组件在阀 杆运动方向的位移使得阀杆组件上的阀门在关闭位置和最大开启位置之间运动，由外部控 制系统控制的电机可以根据需要转动相应的角度，对应的就是阀门的相应位移，实现阀门 开度大小的调节。电机通过隔热垫与废气再循环阀体连接，有利于减少内燃机排出的高温废气通过 废气再循环阀体传递到电机端的热量，电机与阀体通过螺钉连接固定。其中隔热垫可以采 用导热能力较弱且耐温的材料制成；也可以采用金属薄片，但为了减少传热可以通过去除部分材料，减小传热面积来达到使用要求。废气再循环阀体拥有一个内腔，在阀体内腔壁上安装有一个导向块或销，与阀体 内腔形状相配的升降部件在外轮廓上沿阀杆运动方向有一条导向槽，该导向槽与导向块或 导向销相配，使升降部件在阀杆运动方向可以移动但不能旋转。前面所述的凸轮盘在旋转 过程中通过凸轮工作表面推动升降部件沿导向块轴向移动，同时复位部件被压缩。与阀杆 组件连接的复位部件，凸轮盘与升降部件通过复位部件保持始终接触。通常选用弹性元件 作为复位部件，如螺旋弹簧；采用螺旋弹簧作为复位部件，在废气再循环阀门处于关闭位置 时，螺旋弹簧给阀门以设定的预紧压力，保证阀门的可靠关闭。同时还有一个功能就是在凸 轮盘旋转推动升降部件往阀门打开方向运动时，螺旋弹簧被压缩，弹簧的反作用力保证凸 轮盘与升降部件保持始终接触。在上述的凸轮盘圆周方向均勻分布至少一个凸轮工作面， 凸轮工作面展开后在投影方向为一条有固定升角的直线，但不限于直线。凸轮盘圆周分布 的凸轮工作面与升降部件工作点构成一对摩擦副，一一对应、并保持贴紧，使旋转运动的推 力通过均勻分布的各工作点均勻的传递到升降部件上，保证阀杆组件在阀杆运动方向平稳 的运动。在上述的方案中，凸轮盘旋转时，凸轮工作面和与之接触的升降部件工作点之间 是以滑动摩擦来传递凸轮盘的旋转力，所以摩擦力会比较大，能量损耗较多。因此在上述方 案中，通过在所述的升降部件径向通过圆柱销安装轴承，通过该轴承外圆周与凸轮盘的凸 轮工作面保持始终接触，利用轴承来改善凸轮工作面和与之接触的升降部件工作点之间的 摩擦性能，这一效果非常明显。为了安装这一轴承，升降部件的上端面加工一道环形槽，轴 承通过圆柱销安装在升降部件内外圈之间的环形槽内，轴承数量与摩擦副数量对应。
结合附图能够更清楚地阐述本实用新型涉及的技术特点、所涉及的各功能机构之 间的连接关系。图1是无轴承的废气再循环阀剖视图；图2是废气再循环阀与图1投影方向垂直的剖视图；图3是带轴承的废气再循环阀剖视图；图4是旋转升降转换机构中的凸轮盘轮廓图；图5是凸轮盘的轮廓展开图；图6是采用整体式阀体结构的废气再循环阀剖视图。
具体实施方式
从附图1和附图2的剖视图所示的结构是前面所述方案的实施例，从图中废气再 循环阀采用分体结构，由上阀体16和下阀体10组成，上下阀体之间加一个隔热垫13b，隔 热垫13b的选用可参照在发明内容中所述的电机与阀体之间的隔热垫13a，在本实施例中 两个隔热垫均选择两面带金属涂层的石棉垫，上阀体16和下阀体10通过螺钉7连接；与 此同时，选择步进电机12作为旋转装置。从附图中可以直观地看出，步进电机12的旋转轴 15直接与旋转升降转换机构的凸轮盘1连接，连接方式是通过螺钉14把凸轮盘1紧固在 旋转轴15上。导向套8安装在上阀体16与下阀体10的中心，阀杆9在导向套8内灵活滑动。根据内燃机工况的不同调节步进电机12的旋转角度，与之对应凸轮盘1同样旋转相等 角度，凸轮盘旋转角度一一对应升降部件的阀杆运动方向位移量，也就是阀杆组件的位移， 即为废气再循环阀的阀门开度。图4和图5中可以看出在本实施例中采用圆周方向均勻布 置两个凸轮工作面的凸轮盘1，图5显示本实施列中的凸轮盘凸轮工作面展开后在投影方 向显示是一条升角为15度的直线。图2中所示，升降部件20在外圆面上有一条阀杆9运动方向的导向槽17，与导向 槽17配合的是一导向块19，导向块19通过与上阀体16径向布置的一个圆形安装孔采用 过盈配合的方式连接。升降部件20在受到轴承5和圆柱销4传递的凸轮盘的压力后，会产 生阀杆9运动方向的位移。阀杆9的顶端与升降部件20的下端面接触，升降部件20在阀 杆运动方向的位移直接反映在阀杆组件(阀杆9和阀门11)上就是阀门11的开度。阀杆 9顶端安装弹簧座18，弹簧座18连着螺旋弹簧6，通过调整螺旋弹簧6的预压缩量设定阀 门的预紧力，保证阀门11与下阀体10的密封。阀杆组件上的阀杆9和阀门11采用刚性连 接，在本实施例中采用过盈配合连接，也可以采用铆接、焊接等方式连接。在下阀体10上设计有废气进口 22，与内燃机排气管侧管路相连；还有一废气出口 21，与内燃机进气管侧管路连接。通过上述实施例可以实现简化旋转装置与旋转升降转换机构之间的连接，去除用 于旋转装置传递旋转力的其他零部件，并能实现废气从排气管侧进入进气管侧的定量控 制。图3是前述实施例的一种改进实施方案，为了改善凸轮盘1与升降部件20之间的 推力传递效果，升降部件20上端面设有一道环形槽，轴承fe和恥分布通过圆柱销如和4b 安装在升降部件20的外圈2与内圈3之间的环形槽内，轴承fe和恥在圆柱销如和4b上 能够灵活滚动。凸轮盘1的凸轮工作面与对称布置在升降部件上的轴承如和恥接触，在 凸轮盘1旋转时，施加推力给轴承fe和恥。通过本实施方案，可以有效改善凸轮盘1与升 降部件20之间的摩擦阻力，减少能量损耗，旋转升降转换装置的灵活性可以得到有效地提 尚ο图6所示的废气再循环阀，采用整体式阀体，取消隔热垫13b以及连接上下阀体的 螺钉7，实现前文中实施方式的同样功能，而且高度可以缩短。以上所述实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原 理的前提下，还可以对前面所述实施例通过组合的方式提出新的实施例，比如无轴承部件 的整体式阀体方案、带轴承整体式阀体方案等，这些组合利用前面所述实施例提出的新设 计方案应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种废气再循环阀，主要包括与内燃机废气再循环管路连接的阀体、安装在阀体中 心的阀杆组件、连接在阀杆组件上的旋转升降转换机构和复位部件，以及与旋转升降转换 机构连接的旋转装置，其特征在于所述的旋转装置是电机，并且电机的旋转轴直接与旋转 升降转换装置刚性连接。
2.如权利要求1所述的废气再循环阀，其特征在于所述的电机为步进电机。
3.如权利要求1所述的废气再循环阀，其特征在于所述的旋转升降转换装置包括一 个凸轮盘和升降部件。
4.如权利要求3所述的废气再循环阀，其特征在于所述的凸轮盘具有至少一个在圆 周方向分布的凸轮工作面。
5.如权利要求3所述的废气再循环阀，其特征在于所述的升降部件在外轮廓上沿阀 杆运动方向有一条导向槽。
6.如权利要求3所述的废气再循环阀，其特征在于所述的凸轮盘与升降部件通过复 位部件保持始终接触。
7.如权利要求1、2、3、4、5或权利要求6所述的废气再循环阀，其特征在于所述的复 位部件为螺旋弹簧。
8.如权利要求3、4、5或权利要求6所述的废气再循环阀，其特征在于所述的升降部 件上端面设有一道环形槽，轴承通过圆柱销安装在升降部件的环形槽内。
专利摘要本实用新型主要介绍一种废气再循环阀，主要包括与内燃机废气再循环管路连接的阀体、安装在阀体中心的阀杆组件、连接在阀杆组件上的旋转升降转换机构和复位部件，以及与旋转升降转换机构连接的旋转装置，其特征在于所述的旋转装置是电机，并且电机的旋转轴直接与旋转升降转换装置刚性连接，简化了动力传递过程，减少零件数量，有利于提高废气再循环阀的可靠性、降低成本。
文档编号F02M25/07GK201908748SQ201120009718
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月4日 优先权日2011年1月4日
发明者居钰生, 张永铭, 王吉华, 陆玲亚 申请人:中国第一汽车集团公司无锡油泵油嘴研究所