发动机及其控制EGR率的装置的制作方法

本发明涉及发动机技术领域，具体的说，涉及一种发动机及其控制EGR率的装置。

背景技术：

现有EGR控制技术分为内部EGR和外部EGR两种，内部EGR通过调节凸轮轴的配气相位，使发动机扫气系数小于1，形成一定的残余废气。外部EGR是通过在排气上分流一部分废气引进进气管的方式控制EGR，而外部EGR的控制现有技术均采用电磁提升阀、蝶阀等电子执行器，通过检测进气管压力、空气流量等参数计算EGR的设定开度，通过ECU控制EGR阀的开启程度及关闭。

但是，现有的EGR率控制是通过ECU控制电子执行器，控制难度大，涉及变量多，标定过程复杂，由于EGR阀使用电器元件，可靠性低，抗电磁干扰能力差，成本高。EGR匹配的增压器要求高，不易匹配。

因此，提供一种机械控制EGR率的装置，提高可靠性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种控制EGR率的装置，提高可靠性。本发明的还提供了一种具有上述控制EGR率的装置的发动机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种控制EGR率的装置，其包括：

壳体，所述壳体具有背压腔、与发动机的进气管连通的第一通道和第二通道以及用于排气的排气通道，所述第二通道与所述排气通道连通；

调节阀，所述调节阀的阀膜位于所述背压腔内，并且将所述背压腔分为与所述第一通道连通的第一压力部和与外界大气压连通的第二压力部；

所述调节阀的阀芯一端与所述阀膜通过弹性件连接，另一端调节所述第二通道与所述排气通道连通的开度。

优选地，上述的装置中，所述阀芯与阀膜位于所述第一压力部的一侧连接。

优选地，上述的装置中，所述第二通道与所述排气通道呈直角布置，所述阀芯沿所述第二通道的轴线方向运动，并且能够与所述第二通道的内壁密封接触。

优选地，上述的装置中，所述阀芯穿过所述背压腔的腔壁进入所述第二通道，所述阀芯与所述背压腔的腔壁密封接触。

优选地，上述的装置中，所述弹性件为弹簧。

优选地，上述的装置中，所述弹簧套设在所述阀芯上，并且一端与阀膜连接，另一端与所述背压腔的腔壁相连，所述阀芯与所述阀膜连接。

优选地，上述的装置中，所述阀膜位于所述第一压力部的部分的横截面大小沿所述阀膜的轴线方向变化。

优选地，上述的装置中，所述第二通道包括平直段和与所述平直段连接的直径变化的渐变段，且所述渐变段与所述排气通道连通。

优选地，上述的装置中，所述阀膜位于所述第一压力部的部分的外侧为沿所述阀膜的轴线方向的弧形面，且弧形面向所述阀膜的中心凹陷。

一种发动机，包括控制EGR率的装置，其中，所述控制EGR率的装置为上述任一项所述的控制EGR率的装置。

经由上述的技术方案可知，本发明公开了一种控制EGR率的装置，包括壳体和调节阀。其中，壳体具有背压腔、第一通道、第二通道和排气通道，第一通道和第二通道均与发动机的进气管连通，并且第二通道与排气通道连通，调节阀的阀膜位于背压腔内，并将背压腔分为与第一通道连通的第一压力部和与外界大气压连通的第二压力部，调节阀的阀芯一端与阀膜通过弹性件连接，另一端用于调节第二通道与排气通道连通的开度。其原理在于，由于阀膜一侧为第一压力部一侧为第二压力部，在压力差的作用下，弹性件发生弹性变形，而改变与弹性件连接的阀芯的位置，从而调节第二通道与排气通道连通的开度，由于第一通道与进气管连接由于发动机的工况不同时，压力不同，实现根据发动机工况调节对应的EGR率。上述装置为纯机械结构的装置，不需要通过控制系统进行控制，抗电磁干扰能力极强，提高了可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的控制EGR率的装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种控制EGR率的装置，提高可靠性。本发明的另一核心是提供了一种具有控制EGR率的装置的发动机。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明公开了一种控制EGR率的装置，包括壳体1和调节阀。其中，壳体1具有背压腔2、第一通道3、第二通道4和排气通道5，第一通道3和第二通道4均与发动机的进气管连通，并且第二通道4与排气通道5连通，调节阀的阀膜6位于背压腔2内，并将背压腔2分为与第一通道3连通的第一压力部和与外界大气压连通的第二压力部，调节阀的阀芯7一端与阀膜6通过弹性件8连接，另一端用于调节第二通道4与排气通道5连通的开度。其原理在于，由于阀膜6一侧为第一压力部一侧为第二压力部，在压力差的作用下，弹性件8发生弹性变化，而改变与弹性件8连接的阀芯7的位置，从而调节第二通道4与排气通道5连通的开度，由于第一通道3与进气管连接在发动机的工况不同时，压力不同，实现根据发动机工况调节对应的EGR率。上述装置为纯机械结构的装置，不需要通过控制系统进行控制，抗电磁干扰能力极强，提高了可靠性。

具体的实施例中，上述的阀芯7与阀膜6位于第一压力部的一侧连接，即阀芯7的一端位于第一压力部。由于第一压力部和第二压力部有压差会使得阀芯7向低压腔的方向移动，从而带动阀芯7沿第二通道4的轴线方向移动，在阀芯7移动的过程中会逐渐打开第二通道4与排气通道5之间的阻隔，使第二通道4与排气通道5连通，根据阀芯7的移动距离改变第二通道4与排气通道5连通的开度，而阀芯7的移动距离则根据第一通道3的压力与第二压力部的压力差调节。在实际中也可将阀芯7与阀膜6位于第二压力部的一侧连接。对于阀芯7的连接位置需要尽量减小控制EGR率的装置的体积，在实际中可根据不同的需要设置背压腔2、第一通道3、第二通道4和排气通道5的位置关系，只要能够保证阀芯7在背压腔2的第二压力部和第一压力部的压差下移动而改变第二通道4和排气通道5连通的开度即可。

本申请中的第二通道4与排气通道5呈直角布置，并且阀芯7沿第二通道4的轴线方向运动，在阀芯7移动过程中能够与第二通道4的内部密封接触，即实现完全隔断第二通道4与排气通道5的连通，产生的废气均通过排气管道5排出，而当阀芯7运动至第二通道4与排气通道5连接的地方，由于第二通道4与排气通道5呈直角布置，使得阀芯7不与第二通道4的内壁接触，第二通道4与排气通道5之间连通，根据阀芯7的移动位置可改变第二通道4与排气通道5连通的开度。

上述的阀芯7穿过背压腔2的腔壁进入第二通道4，并且阀芯7与背压腔2的腔壁密封接触，此处只是提供了一种阀芯7的布置方式，即一端位于背压腔2一端位于第二通道4内，中间部分密封穿过腔壁，以防止背压腔2与第二通道4连通，造成阀芯7的移动产生影响。

优选的实施例中，本申请中公开的弹性件8为弹簧，使用弹簧可增大阀芯7的移动距离，以适应不同的压力差的EGR率的控制。由于弹簧的弹性形变为线性变化，即可适应各种压力差的调节，提高了控制的准确性，对于弹簧的弹性模量可根据不同的需要进行设定，且均在保护范围内。

在实际中，阀芯7与阀膜6连接，上述的弹簧套设在阀芯7上，并且一端与阀膜6连接，另一端与背压腔2的腔壁相接。当阀膜6在背压腔2内移动时会拉伸弹簧，当弹簧的回复力与压差相平衡时，阀芯7位于不再变化，此时对应的第二通道4与排气通道5连通的开度为该压力下所需的EGR率。

上述技术方案的基础上，阀膜6位于第一压力部的部分的横截面大小沿阀膜6的轴线方向变化和/或第一压力部的容积沿阀膜6的轴线方向变化。将第一压力部的容积大小设置为变化的，可根据发动机的压力调节阀膜6两侧的压差，实现不同的EGR率的调节。对于第一压力部容积的大小变化需要根据实际的需要进行设定，由弹性件的弹性模量、阀芯7的长度，以及第二通道4和排气通道5的尺寸进行设定。

此外，还可将第二通道4设置为包括平直段和与平直段连接的直径变化的渐变段，且渐变段与排气通道5连通。通过改变第二通道4的直径大小，也可实现对第二通道4与排气通道5连通的开度的调节。

具体的，阀膜6位于第一压力部的部分的外侧为沿阀膜6的轴线方向的弧形面，并且该弧形面向阀膜6的中心凹陷。本申请采用将阀膜6位于第一压力部的部分设置为弧形面结构，以实现阀膜6位于第一压力部的部分的横截面大小的变化，对于阀膜6的弧形面的弧度以及尺寸可根据不同的需要进行设定。设定为弧形面可不断改变背压腔2内第一压力部的容积大小，而不断调整第一压力部和第二压力部的压差。

此外，本申请还公开了一种发动机，包括控制EGR率的装置，其中，该控制EGR率的装置为上述实施例中公开的控制EGR率的装置，因此，具有该控制EGR率的装置的发动机也具有上述所有技术效果，在此不再一一赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。