一种压缩气体旁通阀和涡轮增压发动机的制作方法

本实用新型涉及机械领域，具体地说，特别涉及一种用于涡轮增压发动机的压缩气体旁通阀和包括该压缩气体旁通阀的涡轮增压发动机。

背景技术：

在现在的汽车中，涡轮增压技术被日益大量的使用在动力总成中，以提高能效。在涡轮增压发动机中，由排气推动涡轮增压器中的涡轮机，带动与涡轮机连接的空气压缩机对进气压缩，经压缩的空气经中冷器到达节气门，从而进入发动机汽缸中进行燃烧。在实际应用中，会在压缩空气中冷器上游设有一个与空气压缩机并联的压缩气体回流管路，并在压缩气体回流管路中设置有压缩气体旁通阀，当压缩气体旁通阀不通电时，压缩气体回流管路为关闭状态，当压缩气体旁通阀通电时，压缩气体旁通阀打开并使压缩空气可以通过压缩气体旁通阀回流到空气压缩机的进气端，从而防止由于喘振的抖动引起的对涡轮叶片的伤害，同时压缩气体的回流还能够允许涡轮继续转动以减少加速时涡轮的滞后，并保护节气门。

在现有的压缩气体旁通阀中，如授权公告号为CN203009035 U的中国专利中所保护的压缩气体旁通阀设计，具有如下缺点：1)一体化的外封装件不能灵活匹配不同客户端，对应不同的客户端需要新开整体注塑模具，开发周期长；2)旁通阀关闭时，塑料阀头直接与客户端相接触且由于内部压力的存在，会产生气体泄漏；3)O型密封圈容易掉落而发生气体泄漏；4)结构复杂，零部件数量多。

技术实现要素：

本实用新型解决的问题是如何提供一种结构简单、装配灵活、密封性良好的压缩气体旁通阀和包括该压缩气体旁通阀的涡轮增压发动机。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种压缩气体旁通阀，所述压缩气体旁通阀包括：阀头；衔铁；导向杆，导向杆与衔铁之间固定连接，且导向杆的第一端部与阀头之间固定连接；线轴；线圈，线圈卷绕设置在线轴上；壳体，壳体包覆线轴和线圈；以及外封装件，壳体注塑容纳在外封装件中，外封装件包括：外封装件本体，法兰盘以及连接头，其中，法兰盘和连接头分别与外封装件本体之间连接。其中：套筒上还设置有第一凹槽，第一凹槽内设置有第一密封构件。

进一步地，第一凹槽为环形凹槽，第一密封构件为O型密封圈。

进一步地，环形凹槽与O型密封圈通过过盈压合方式配合设置于套筒与法兰盘之间。

进一步地，还包括：仿形橡胶及上定子，仿形橡胶设置于上定子/套筒及线轴之间。

进一步地，通过过盈压装方式将仿形橡胶设置于上定子/套筒及线轴之间。

进一步地，上定子的柱面上还设置有第二凹槽，第二凹槽内设置有第二密封构件。

进一步地，第二凹槽为环形凹槽，第二密封构件为O型密封圈。

进一步地，O型密封圈通过过盈压装方式设置于上定子与线轴之间。

进一步地，第二凹槽设置于上定子的根部。

本实用新型还提供一种涡轮增压发动机，其中包括本实用新型提供的压缩气体旁通阀。

如上，本实用新型提供的压缩气体旁通阀具有如下优点：

本实用新型提供的压缩气体旁通阀，包括阀头；衔铁；导向杆，导向杆与衔铁之间固定连接，且导向杆的第一端部与阀头之间固定连接，固定连接的导向杆和阀头可以同时沿着导向杆的轴向延伸方向移动，该连接方式使得压缩气体旁通阀的装配灵活简单，易于装配，省时省力。并且，套筒上还设置有第一凹槽，第一凹槽内设置有第一密封构件；该第一密封构件可被卡接在第一凹槽里，以避免气体泄漏，因此可以解决现有技术中压缩气体旁通阀密封性不佳，间接导致涡轮增压发动机使用寿命较短的问题，从而可以提高压缩气体旁通阀的密封性。综上，本实用新型提供的压缩气体旁通阀，不仅结构简单，装配灵活，且有效提高了压缩气体旁通阀的密封性，从而延长了涡轮增压发动机的使用寿命。

进一步，通过在上定子/套筒及线轴之间设置仿形橡胶，可以提高密封性。

进一步，通过在上定子的柱面上设置第二凹槽，且相应地在第二凹槽内设置第二密封构件，可以提高密封性。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的一种压缩气体旁通阀的正视剖视图；

图2是本实用新型实施例中的一种压缩气体旁通阀的分解爆炸图；

图3A-图3B是本实用新型实施例中的一种第一密封件的左边视图及剖视图；

图4A-图4D是本实用新型实施例中一种第一密封件与第一凹槽装配后的多角度示意图；

图5A是本实用新型实施例中一种第一密封件与第一凹槽与装配部件配合的爆炸图；

图5B是本实用新型实施例中一种第一密封件与第一凹槽与装配部件配合的俯视图；

图5C是本实用新型实施例中一种第一密封件与第一凹槽与装配后的部件配合的剖视图；

图6是本实用新型实施例中的另一种压缩气体旁通阀的正视剖视图；

图7是本实用新型实施例中的一种压缩气体旁通阀的分解爆炸图；

图8A-图8D是本实用新型实施例中的一种仿形橡胶的多角度示意图；

图9是本实用新型实施例中一种仿形橡胶与装配部件配合的左视图；

图10是本实用新型实施例中一种仿形橡胶与装配部件配合的爆炸图；

图11是本实用新型实施例中一种仿形橡胶与装配部件配合的剖视图；

图12是本实用新型实施例中的另一种压缩气体旁通阀的正视剖视图；

图13是本实用新型实施例中的一种压缩气体旁通阀的分解爆炸图；

图14是本实用新型实施例中的一种压缩气体旁通阀的分解爆炸图；

图15是本实用新型实施例中的一种压缩气体旁通阀的剖视图；

图16是本实用新型实施例中的一种压缩气体旁通阀的分解爆炸图；

图17是本实用新型实施例中的另一种压缩气体旁通阀的正视剖视图。

附图标记：

1：阀头；2：衔铁；3：导向杆；4：线轴；5：线圈；6：套筒；61：第一凹槽；62：第一密封构件；7：壳体；8：外封装件；81：外封装件本体；82：法兰盘；83：连接头；9：弹簧件；10：上定子；101：外周法兰；102：第二凹槽；103：第二密封构件；11：仿形橡胶。

具体实施方式

下面通过附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是为了指示或者暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，否则术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解。例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的含义。

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1示出了本实用新型中的一种压缩气体旁通阀正视剖视图，相对应地，图2示出了与之对应的一种压缩气体旁通阀的分解爆炸图，参考图1及图2所示，压缩气体旁通阀包括：阀头1、衔铁2、导向杆3、线轴4、线圈5、套筒6、壳体7、外封装件8、弹簧件9及上定子10。

具体的，导向杆3与衔铁2之间固定连接，且导向杆3的第一端部与阀头1之间固定连接；线圈5卷绕设置在线轴4上；壳体7包覆线轴4和线圈5；壳体7注塑容纳在外封装件8中。外封装件8包括：外封装件本体81、法兰盘82以及连接头83，其中，法兰盘82和连接头83分别与外封装件本体81之间连接；线轴4与衔铁2之间设置套筒6。并且，套筒6上还设置有第一凹槽61，第一凹槽61内设置有第一密封件62，通过第一密封构件62与第一凹槽61之间的无隙卡合保证套筒6与法兰盘82连接的密封性，防止套筒6与法兰盘82之间发生气体泄漏，从而可以提升压缩气体旁通阀的密封性。

本实用新型提供的压缩气体旁通阀的基本工作原理是：连接头83用于连接电源设备，使得压缩气体旁通阀获得电力支撑，当压缩气体旁通阀通电时，衔铁2在电磁力的作用下产生某一个方向的线性移动，进而带动导向杆3及阀头1一起同向移动，此时阀门处于打开状态，压缩空气可以通过压缩气体旁通阀回流到空气压缩机的进气端，从而防止由于喘振的抖动引起的对涡轮叶片的伤害，同时压缩气体的回流还能够允许涡轮继续转动以减少加速时涡轮的滞后，并保护节气门。当压缩气体旁通阀断电时，在阀头1的重力和弹簧件9的弹力作用下，阀头1向相反的方向移动并压在一阀座(客户端，图中未示出)上，从而使气体通道关闭，此时阀门1处于关闭状态。

为了使得当压缩气体旁通阀开启和关闭时，阀头1可以随着衔铁2一起移动，在本实施例中导向杆3与衔铁2之间固定连接，固定连接方式可以是焊接方式、铆接方式，也可以是过盈配合连接的方式；例如通过过盈压装的方式，具体为导向杆3插入衔铁2的中孔中并与衔铁2过盈压装；并且导向杆3的第一端部与阀头1之间固定连接。在本实施例中可以选择铆钉的装配方式，这种装配方式简单稳定，可以一定程度上简化零部件数量。

外封装件8进一步包括：外封装件本体81，法兰盘82以及连接头83(用于给压缩气体旁通阀上电)，其中，法兰盘82和连接头83分别与外封装件本体81之间连接。具体地，法兰盘82以及连接头83彼此之间连接可以拆卸分离，法兰盘82和连接头83分别与外封装件本体81之间可以为固定连接；这样设计的优点在于：1)可以适用于不同角度、不同安装口位置(即不同客户要求的孔径)的要求，可以灵活匹配不同客户端；2)无需新开整体注塑的模具，极大的缩短了开发周期。

进一步地，法兰盘82和连接头83与外封装件本体81之间可以通过二次注塑或者激光焊接的方式实现固定连接。

在具体实施中，上定子10设置于衔铁2与外封装件本体81之间，部分被线轴4包围，上定子10与壳体7之间的装配方式为过盈配合并依靠上定子10上的外周法兰101铆接在一起，上定子10和壳体7可以由导磁材料制成，其功能是为了增强压缩气体旁通阀的磁力。

为了避免通电情况下衔铁2产生的电磁力不足以使得衔铁2带动导向杆3和阀头1沿着导向杆3的轴线方向移动，在线轴4与衔铁2之间设置套筒6。

为了提升压缩气体旁通阀的电磁力性能，套筒6可以由导磁材料制成，该套筒6部分被线轴4所包围并套置在衔铁2的外周上，套筒6和衔铁2之间可以为间隙配合，避免因套筒6和衔铁2之间产生过大的摩擦阻力影响衔铁2在电磁力的带动下顺利地在套筒6内沿着导向杆3的轴线方向移动，从而控制压缩气体旁通阀处于打开或关闭状态。

套筒6外周可以部分与线轴4连接，部分与法兰盘82连接，从而确保压缩气体旁通阀处于通电状态时能获取足够的电磁力，从而使得压缩空气可以通过压缩气体旁通阀回流到空气压缩机的进气端，进而防止由于喘振的抖动引起的对涡轮叶片的伤害。

在具体实施中，第一凹槽61可以为环形凹槽，第一密封构件62可以为O型密封圈，本领域技术人员可以根据实际需要，选择其他形状的第一凹槽及与之相对应的密封构件。

为使得本领域技术人员更好地理解和实现本实用新型，图3A-图3B分别示出了本实用新型实施例中的一种O形密封圈的截面图与剖视图，参考图3A-图3B可见，O形密封圈是一种双向作用密封元件，安装时径向或轴向方面的初始压缩，赋予O形圈自身的初始密封能力，由压缩空气的压力而产生的密封力与初始密封力合成总的密封力，且O形圈的密封力可以随压缩气体的压力的提高而提高，故可以提高压缩气体旁通阀的密封性能。

图4A-图4D分别示出了本实用新型实施例中的一种装配有O型圈的套筒的截面图与剖视图，参考图4A-图4D可见，第一凹槽61一端的凸起具有定位功能，使装配过程中的控制简单精确，易于装配。而且，通过将第一密封构件62设置于第一凹槽61内，第一密封构件62的外圆面与法兰盘82相抵，轴向方向的两个端面及内圆面与第一凹槽61的三个端面相抵，结构稳固。并且，第一密封构件62的材料优选为硫化橡胶，具有更好的密封效果。

进一步地，图5A-图5C分别示出了本实用新型实施例中的一种装配有O型圈的套筒与法兰盘装配后的截面图与剖视图，参考图5A-图5C可见，环形凹槽61与O型密封圈62可以通过过盈压合方式配合设置于套筒6与法兰盘82之间，因此可以提高装配过程的简便性及稳定性。

需要说明的是，弹簧件9可以套置在套筒6的部分外周上，且该弹簧件9的其中一个端部抵靠在阀头1上，由于不需要通过套筒6直接对衔铁2进行导向，从而无需对衔铁2的表面进行特殊处理，降低了对衔铁2表面的质量要求，进而降低了加工成本。

图6示出了本实用新型中的一种压缩气体旁通阀正视剖视图，相对应地，图7示出了与之对应的一种压缩气体旁通阀的分解爆炸图，参考图1-图7可知，在具体实施中，除了图1及图2中涉及到的部件外，压缩气体旁通阀还可以包括仿形橡胶11，且仿形橡胶11设置于上定子10/套筒6及线轴4之间。

为了使得本领域技术人员更好地理解和实现本实用新型，图8A-图8D示出了本实用新型实施例中的一种仿形橡胶的多个角度的示意图，参考图8A-图8D可见，仿形橡胶11的形状与上定子10/套筒6及线轴4之间的空隙可以一致，且仿形橡胶11可以采用硫化定型生产。

在具体实施中，仿形橡胶11可以为圆环状，从圆环两端开口内部边缘到中部环壁逐渐加厚，圆环中间一端环壁厚度保持一致，从而仿形橡胶11的设置可以提升压缩气体旁通阀的密封性。并且，仿形橡胶11优选材料为硫化橡胶，具有更好的密封效果。

图9-图11示出了本实用新型实施例中的一种仿形橡胶的装配示意图，参考图9-图11可见，在具体实施中，可以通过过盈压装方式将仿形橡胶11设置于上定子10/套筒6及线轴4之间。

图12示出了本实用新型中的一种压缩气体旁通阀的正视剖视图，相对应地，图13示出了与之对应的一种压缩气体旁通阀的分解爆炸图，参考图1-图13可知，在具体实施中，除了图1及图2中涉及到的部件外，压缩气体旁通阀的上定子10的柱面上还可以设置有第二凹槽102，并且第二凹槽内102设置有第二密封构件103。需要说明的是，第二凹槽内102与第二密封构件103叠加设置，故第二凹槽内102与第二密封构件103对应同样一个位置，且从视觉上而言，第二密封构件103设置于第二凹槽内102的上面，故为了更好地理解本实用新型，图中只对第二密封构件103进行了标号，实际第二凹槽内102位于第二密封构件103位置处的下面。

为使得本领域技术人员更好地理解和实现本实用新型，图14-图16还示出了本实用新型实施例中的设置有第二凹槽102的上定子10与压缩气体旁通阀上的其他部件配合的装配示意图，参考图14-图16可见，上定子10部分被线轴4所包围，在上定子10的柱面上设置第二凹槽102及第二密封构件103，可加强上定子10与线轴4连接的密封性。

在本实用新型一实施例中，第二凹槽102为环形凹槽，第二密封构件103为O型密封圈，本领域技术人员根据实际需要，也可以选用其他形状的第二凹槽以及与之配合使用的密封圈。

在具体实施中，第二密封构件103设置于第二凹槽102内，外圆面与线轴4内部相抵，轴向方向的两个端面及内圆面与第二凹槽102三个端面相抵，结构稳固。进一步地，第二密封构件103通过过盈压装方式设置于上定子10与线轴4之间。

进一步地，第二凹槽102设置于上定子10的根部；具体的，第二凹槽102可以设置于外周法兰101与线轴4连接的端面一侧，第二凹槽102的一个端面为外周法兰101的一部分，其他两个端面在上定子10上，这种设置使上定子10加工结构简单，连接结构稳定。

图17示出了本实用新型中的一种压缩气体旁通阀正视剖视图，参考图1-图17可知，在具体实施中，除了图1及图2中涉及到的部件外，压缩气体旁通阀还可以包括仿形橡胶11，且仿形橡胶11设置于上定子10/套筒6及线轴4之间，同时压缩气体旁通阀的上定子10的柱面上还可以设置有第二凹槽102，并且第二凹槽内102设置有第二密封构件103，从而可以提高整个压缩气体旁通阀的密封性。

需要说明的是，本实用新型实施例中提供的压缩气体旁通阀，可以将上述的三种提升密封性的方式以多种方式进行结合。比如可以如图1所示，设置第一凹槽61和第一密封构件62。又比如，如图12所示，可以在设置第一凹槽61和第一密封构件62的同时，还可以在上定子10上设置第二凹槽102和第二密封构件103。又比如，可以如图17所示，设置第一凹槽61和第一密封构件62，且设置仿形橡胶11，还在上定子10上设置第二凹槽102和第二密封构件103，从而可以从三个方面加强压缩气体旁通阀的密封性。并且，本实用新型实施例中提供的压缩气体旁通阀，也可以在设置仿形橡胶11的基础上，同时在上定子10上设置第二凹槽102和第二密封构件103。在具体实施中，本实用新型实施例中提供的压缩气体旁通阀，也可以只是设置仿形橡胶11，或者只是在上定子10上设置第二凹槽102和第二密封构件103，均可以提高压缩气体密封阀的密封性能。

本实用新型实施例还提供了一种涡轮增压发动机，所述涡轮增压发动机可以包括以上任一实施例提供的压缩气体旁通阀，由于以上实施例中的压缩气体旁通阀外封装件可拆卸连接，可对应不同的涡轮增压发动机客户端，因此灵活方便，并且以上实施例提供的压缩气体旁通阀还可以防止已被压缩的空气回流进入压缩机，从而避免了压缩机喘振现象的发生，使涡轮增压器免于受损；且压缩气体旁通阀易于装配，密封性好，气体不易泄漏，因此提高了涡轮增压发动机的使用寿命。

综上，本实用新型提供的上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。