一种废气门的阀瓣组合结构的制作方法

本实用新型涉及涡轮增压器，尤其涉及一种废气门的阀瓣组合结构。

背景技术：

涡轮增压器用于增大内燃机的功率，其原理是利用废气流提升内燃机进气通道的压力，改善氧气的注入。涡轮增压器具有设置在废气通道的涡轮机，利用废气驱动该涡轮机，进而将驱动力传动给内燃机进气通道的压缩机。

废气门是位于涡轮机侧面的旁路通道，用于将涡轮机前、后的废气通道连接起来，并且废气门具有可以打开和关闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭来控制该旁路通道的导通和闭塞。当废气流量较小时，废气门的阀瓣关闭，全部废气都流经涡轮机，用于提供驱动力；当废气流量过大时，废气门的阀瓣打开，因而一部分废气会流经该旁路通道，从而绕过涡轮机。

传统的废气门结构中，为了控制阀瓣的开闭，将一轴杆连接至阀瓣，并且通过铆钉或焊接将该轴杆与阀瓣组合在一起。在阀瓣与该轴杆之间需要轴向与径向的间隙，以便其可以相互运动，从而保证良好的接触性以在阀瓣闭合时达到良好的密封性能。由于废气的涌动作用，在阀瓣和轴杆之间会发出异响，为了改善该问题，可在阀瓣和轴杆之间增加碟形弹簧。但是，由于弹簧材料温度适应性的限制，只能在最高不高于950摄氏度的情况下采用本方法。而且，这种常规的多部件组装式轴杆具有复杂的部件组成，需要通过铆接或焊接工序进行组装，因而成本较高；还需要较高的表面质量以及高等级的公差；并且难以完全解决异响问题。

某些现有技术采用了与阀瓣一体成型的轴杆设计，不会遇到异响的问题，同时还能够降低成本。但是，一体成型的轴杆设计在阀瓣与废气门基座之间的密封性上又遇到了新的挑战。

中国专利文献CN103670681A、CN103670682A、CN103670677A等现有技术公开了具有一体成型轴杆的废气门阀瓣结构，其中通过为废气门的基座和废气门塞提供球形、椭圆形、锥形的表面组合，确保基座与废气门塞之间的线接触来保证良好的密封性能，降低了对废气门轴向对齐的公差。但是，此种结构需要相抵接的表面具有较高的表面质量以达到满意的密封性。

中国专利文献CN102678196B具有可形变唇边或外缘，从而降低了平面型废气门塞与平 面型废气门基座之间的公差。但是，该可形变的薄边在实际工作条件下由于废气造成的高温震动而很容易磨损。

专利文献CN103732879A公开了一种可形变的废气门臂，补偿门塞与基座之间的公差。但是，其需要足够大的闭合力，也依然需要高质量的表面以达到满意的密封性。

专利文献WO2014160594A1公开了一种自由浮动因而自定中心式的门塞，该门塞可抵接凹形废气门基座。专利文献CN102165166B设计了一凸部，可以达到所期望的废气排放性能。该凸部可具有各种不同的形状，并且凸部的高度至少是废气门塞的基部直径的一半。这些设计仍然需要高质量的表面以达到满意的密封性，且结构较为复杂。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术中存在的以上问题，本实用新型提出一种废气门的阀瓣组合结构。该阀瓣组合结构具有一体成型的轴杆，并且能够应对系统公差，因而可以保证阀瓣和废气门基座之间具有足够的密封性。同时，本实用新型能够最大程度地降低对阀瓣和废气门基座二者接触面的加工精度的要求，从而降低成本。

本实用新型所述的阀瓣组合结构包括阀瓣、与阀瓣一体成型的轴杆以及废气门基座，其中，阀瓣与废气门基座之间的结合部包括接触面和迷宫式密封部。在阀瓣与废气门基座的所述接触面处由于二者的公差而产生的泄漏通过加入所述迷宫式密封部而得以降低。

优选的是，所述阀瓣与废气门基座在组装后彼此接触的表面部分形成所述接触面。

优选的是，所述迷宫式密封部用于在所述阀瓣与废气门基座因公差而产生泄漏时提供作为气体行程的一曲折路径。

优选的是，阀瓣和废气门基座二者在组装后彼此相对的表面均具有匹配的表面部分和非接触的表面部分；组装之后，阀瓣和废气门基座的匹配表面彼此接触形成所述接触面，二者的非接触表面之间形成的间隙作为所述迷宫式密封部。

进一步优选的是，所述接触面占据了阀瓣与废气门基座二者结合部的径向延伸长度的2/3，而迷宫式密封部占据了二者结合部的径向延伸长度的1/3。

优选的是，阀瓣与废气门基座均具有在组装后彼此接触的表面部分，组装之后形成所述接触面；并且所述阀瓣还具有突出至废气门基座的开口内部的凸部，在所述凸部与废气门基座内壁之间具有一个逐渐缩小的间隙，作为所述迷宫式密封部。

优选的是，阀瓣与废气门基座均具有在组装后彼此接触的表面部分，所述表面部分接触 形成一逐渐缩小的错流区域，作为所述迷宫式密封部。

优选的是，阀瓣与废气门基座均具有在组装后彼此接触的表面部分，组装之后形成所述接触面；并且，阀瓣在接触面之外还具有一环形凸起，而废气门基座具有与所述环形凸起对应的环形凹槽，所述环形凸起与环形凹槽共同构成所述迷宫式密封部。

优选的是，废气门基座具有一表面和一自该表面呈台阶状向上突起的台阶部；所述阀瓣具有一底面以及在所述底面之外的外壁面，该外壁面是两个相交的圆锥面；组装后，所述废气门基座与所述阀瓣相接触的部分作为所述接触面，并且所述台阶部与阀瓣的所述外壁面形成所述迷宫式密封部。

进一步优选的是，组装后，所述废气门基座与所述阀瓣相接触的部分是废气门基座的所述表面和阀瓣的所述底面，或者是废气门基座的台阶部的顶面和所述阀瓣的外壁面。

可见，本实用新型的有益效果包括：(1)相对于传统非一体型阀瓣来说，由于去掉了组装式轴杆必需的碟形弹簧和垫圈，不再需要铆接或焊接工序，使成本显著降低，而且根本上消除了组装设计所带来的异响问题；具有更好的密封性，也降低了震动的磨损。(2)相比于现有技术中的其它具有一体成型轴杆设计的阀瓣，本实用新型具有更小的密封面，因而需要的加工更少。(3)附加的迷宫式密封部降低了由公差引起的间隙的影响，改善了废气密封性能。

附图说明

图1是本实用新型的阀瓣组合结构整体示意图；

图2A－2C是本实用新型阀瓣与废气门基座的结合部的第一实施例的示意图；

图3A－3C是本实用新型阀瓣与废气门基座的结合部的第二实施例的示意图；

图4A－4B是本实用新型阀瓣与废气门基座的结合部的第三实施例的示意图；

图5A－5B是本实用新型阀瓣与废气门基座的结合部的第四实施例的示意图；

图6A－6B是本实用新型阀瓣与废气门基座的结合部的第五实施例的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，对本实用新型的技术方案做进一步具体的说明。

图1是本实用新型的阀瓣组合结构整体示意图。可见，该阀瓣组合结构包括废气门基座2，该基座提供涡轮增压器中供废气流通的旁路通道，阀瓣1组装在基座之上，用于控制该旁 路通道的导通与闭合，阀瓣1上具有与该阀瓣一体成型的轴杆3。

本实用新型中，阀瓣1与废气门基座2二者之间的结合部包括：接触面和迷宫式密封部。在阀瓣1与废气门基座2二者的所述接触面处由于公差而产生的泄漏，通过加入了附加的所述迷宫式密封部而得以降低，从而在保证密封性的前提下，降低了对接触面表面加工的质量要求，起到节约成本的作用。所述接触面和迷宫式密封部可以具有多种具体的结构形式，下面分多个实施例予以非限制性地描述。

第一实施例

参见图2A－2B，阀瓣1与废气门基座2二者的结合部包括：接触面4A和迷宫式密封部4B。从图2B可见，所述接触面4A占据了阀瓣1与废气门基座2二者结合部的径向延伸长度的2/3，而迷宫式密封部4B占据了二者结合部的径向延伸长度的1/3。参见图2C，阀瓣1和废气门基座2二者在组装后彼此相对的表面均设计有用于匹配的表面部分(包括阀瓣1的匹配表面1A、废气门基座的匹配表面2A，二者弧度匹配)和非接触的表面部分(包括阀瓣的非匹配表面1B、废气门基座的匹配表面2B，二者弧度不相匹配)；在组装之后，二者的匹配表面1A、2A彼此接触形成所述接触面4A；而二者的非接触表面1B、2B组装之后彼此相对，非匹配表面1B、2B之间形成一曲折间隙，作为所述迷宫式密封部4B。如图2C所示，当阀瓣1与废气门基座2的接触面4A由于公差而产生泄漏，如图2C中的箭头线所示，通过迷宫式密封部4B使气体行程形成一曲折路径，从而有效降低了气体泄漏程度。

第二实施例

如图3A－3B所示，阀瓣1与废气门基座2二者的结合部包括：接触面4A和迷宫式密封部4B。其中，如图3B所示，阀瓣1与废气门基座2在组装后彼此接触的表面部分1A、2A相互匹配，从而实现面面密封的接触面4A；阀瓣1还具有突出至废气门基座2开口内部的凸部1B，通过该凸部1B，在凸部1B与废气门基座2内壁之间定义了一个具有20-30度的开口角度且剖面逐渐缩小的间隙，作为所述迷宫式密封部4B。如图3C所示，当阀瓣1与废气门基座2呈现较小开口角度时(图3C中阀瓣转动角度为2度)，如箭头线所示，通过迷宫式密封部4B使气体行程形成一曲折路径，从而有效降低了气体泄漏程度。

第三实施例

如图4A－4B，阀瓣1与废气门基座2在组装后彼此接触的表面部分1A、2A形成一逐渐 缩小的错流区域，作为所述迷宫式密封部。如图4B所示，当阀瓣1与废气门基座2二者由于公差而出现泄漏时，通过该错流部的导流作用，使气体行程形成一曲折路径，如图中箭头线所示，从而有效降低了气体泄漏程度。

第四实施例

如图5A－5B所示，阀瓣1与废气门基座2二者的结合部包括：接触面和迷宫式密封部。其中，阀瓣1在接触面之外还具有一环形凸起1A，而废气门基座2具有相对应的环形凹槽2A，环形凸起1A与环形凹槽2A共同构成所述迷宫式密封部，当阀瓣1与废气门基座2二者由于公差而出现泄漏时，迷宫式密封部使气体行程形成一曲折路径，从而有效降低了气体泄漏程度。

第五实施例

如图6A－6B所示，废气门基座2在组装后与阀瓣结合的部分具有一表面2A和一自该表面呈台阶状向上突起的台阶部2B，台阶部2B具有弧形的顶面；阀瓣1具有底面1A，底面1A与废气门基座的表面2A相匹配，阀瓣1在所述底面1A之外还具有外壁面1B，该外壁面1B是两个相交的圆锥面，通过该外壁面1B使阀瓣1嵌入该阶梯状的台阶部2B。既可以使废气门基座2的表面2A与阀瓣1的底面1A相接触而作为接触面，也可以使废气门基座2的台阶部2B的弧形顶面与阀瓣1的外壁面1B接触而作为接触面。当阀瓣与废气门基座发生气体泄漏，通过所述台阶部2B与阀瓣的外壁面1B，而形成所述迷宫式密封部。如图6B所示，迷宫式密封部使气体行程形成一曲折路径，如图中箭头线所示，从而有效降低了气体泄漏程度。

以上实施例仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。