专利名称：步进电机驱动的发动机电控egr阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发动机废气再循环装置，尤其是步进电机驱动的发动机电控EGR阀。采用步进电机驱动，控制汽油机或柴油机废气再循环量。
背景技术：
废气再循环(英文EGR，Exhaust Gas Recirculation的缩写)，其基本原理便是将部分排气引入进气，改善燃烧性能，减少排气中NOx的排放量。
从六十年代开始，美国、日本、西欧等工业化国家对汽车排气CO、HC和NOx等有害排放物，用法令规定排放标准，从而直接促进了对低污染车用发动机和对排气净化措施的研究。EGR技术在国外首先应用于汽油机，最初只是纯机械气动式，不带冷却循环，后来发展了带冷却循环的EGR，再后来与电控技术相接合，转而开发出气电式或电磁式EGR系统，在这两种系统中，还有前馈控制与反馈控制之分，前馈控制动态响应性好，反馈控制稳态控制效果最佳。如今EGR在国外的汽油车上已得到广泛的应用。从七十年代后期开始，国外就有学者将研究目标转向柴油机EGR技术，到目前为止发展较快，但其总体应用仍不如汽油机那样广泛成熟，尤其是对重型柴油机来讲，许多问题还有待进一步研究解决。
在国内，也有一些高校和科研单位对EGR作了一些初步研究，但还没有取得重大的进展，EGR在我国离实用化、商品化尚有不短的距离。
专利文献CN 1076438C(名称转动式柴油机电控EGR阀)通过转矩电机转动，带动蝶形阀片旋转，与阀体间安装的密封圈密封达到闭合的效果。而阀体采用分开的两阀体块对接，由于制造或安装的误差，容易出现阀的进出气口通道不同轴，造成两阀体间安装的密封圈径向定位偏差，导致密封不严，另外也会导致从两阀体对接处漏气现象的发生。
专利文献CN 1333942A(名称废气再循环阀装置)主要涉及EGR阀的驱动装置，采用一般直流电机加位置传感器进行控制，明显会造成成本的提高。
专利文献CN 1335919A(名称废气再循环阀装置)采用步进电机控制，但阀体具有对阀体及电机进行冷却的冷却水通道，必须提供外部的水源，因此会导致对发动机进行较大的改动。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本实用新型针对国内不同类型发动机的特点，采用了以步进电机为驱动机构的EGR阀。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种步进电机驱动的发动机电控EGR阀，包括阀体、阀座、阀杆、驱动装置，其特征在于驱动装置为直线步进电机；阀杆插入阀体，穿过阀体的填料腔，穿过阀体的填料腔中的填料，穿过填料上方的填料压盖，再穿过在上边加装的隔热板插入联结套筒中；阀座压入阀体；螺钉把联结套筒固定在阀体上，螺钉把步进电机固定在把联结套筒上，步进电机机轴插入联结套筒中，通过销钉与阀杆联结。联结套筒采取侧面打孔的外形设计；阀杆和阀体导孔间充填填料，填料压盖起阀杆的导向作用；阀体和填料压盖上设置隔热板与联结套筒隔开。
根据发动机不同工况所需的EGR流量等主要参数，依据流体力学和传热学的知识进行结构设计，采用掺夹耐热金属元素的铸钢铸造而成阀体。阀体本身杜绝了密封不严、漏气等不良现象。
由于本实用新型EGR阀采用了有效的隔热板隔热等，保证了步进电机等零部件适可的工作环境，因此减少了在EGR前对废气进行水冷却的装置。
直线步进电机是一种利用电磁铁的作用原理，把脉冲信号转换为线位移的电机。
本实用新型采用步进电机控制。EGR流量脉谱图通过对具体发动机的试验研究来得到，获取之后将它换算成对应于步进电机的控制脉冲个数，然后存入ECU(电控单元)。在发动机运行时，ECU(电控单元)根据传感器测得的发动机转速、负荷、温度状态等工况信号，计算出符合当时工况的最佳的EGR率，调入相应的步进电机控制脉冲值，以精确控制步进电机的位移，从而达到精确控制各工况下EGR流量的目的。整个系统为一种相对简单的开式控制系统并控制步进电机进行相应的操作，在不需要位置传感器的情况下，即可满足控制精度的要求。
图1是本实用新型电控EGR阀结构示意图；图2是本实用新型电控EGR阀中阀体主视图；图3是本实用新型电控EGR阀中阀体俯视图；图4是本实用新型电控EGR阀中阀体旋转剖左视图；图5是本实用新型电控EGR阀中阀座全剖主视图；图6是本实用新型电控EGR阀中阀座俯视图；图7是本实用新型电控EGR阀中步进电机外形仰视图；图8是本实用新型电控EGR阀中步进电机全剖主视图；图9是本实用新型电控EGR阀中联结套筒主视图；图10是本实用新型电控EGR阀中联结套筒俯视图；
图11是本实用新型电控EGR阀中阀杆主视图；图12是本实用新型电控EGR阀中阀杆俯视图；图13是本实用新型电控EGR阀中填料压盖仰视图；图14是本实用新型电控EGR阀中填料压盖全剖主视图；图15是本实用新型电控EGR阀中隔热板全剖主视图；图16是本实用新型电控EGR阀中隔热板俯视图。
具体实施方式
在图1所示中，EGR阀由阀体1、阀座2、阀杆3、隔热板4、联结套筒5、步进电机6、螺钉7、销钉8、铭牌9、填料压盖10、填料11组成。
阀杆3插入阀体1后，把阀座2压入阀体1。填料11压入阀体1中的填料腔，加盖填料压盖10，压紧填料11，再在上边加装隔热板4，用螺钉7把联结套筒5固定在阀体1上。
取步进电机6，使机轴插入联结套筒5，转动使其销孔处于联结套筒5侧面孔正中位置，使阀杆3插入步进电机6机轴内孔，转动使阀杆3与步进电机6上销钉孔对中，销钉8穿入，使步进电机6与阀杆3联结。旋转调节步进电机6，用螺钉把步进电机6与联结套筒5联结。
图2、图3、图4所示是阀体1，其下端面孔内装配阀座2。阀体1侧面孔为EGR阀排气出口孔。图8、图9为阀座2，其孔径即为EGR阀进气主流孔。
图7、图8为步进电机6，其轴端打有销钉孔，通过销钉7联结阀杆3，从而步进电机6的轴向线性步进带动阀杆3的阀门移动。
图9、图10为联结套筒5，联结和固定步进电机6与阀体1，并压紧隔热板4和填料压盖10。其外形设计使阀体1内气体传到步进电机6的热量最少。
图11、图12为阀杆3，轴端打有销孔，其外形设计兼顾导热和装配需要。
图13、图14为填料压盖10，压紧填料11，并对阀杆3导向作用。填料使阀体1内气体不至于泄漏，同时对阀杆3起到润滑作用。
图15、图16为隔热板4，采用单面金属板加隔热材料复合制成，使阀体1以上的温度得到控制，保证相关零部件在额定的工作温度环境中。
权利要求1.一种步进电机驱动的发动机电控EGR阀，包括阀体、阀座、阀杆、驱动装置，其特征在于驱动装置为直线步进电机(6)；阀杆(3)插入阀体(1)，穿过阀体(1)的填料腔，穿过阀体(1)的填料腔中的填料(11)，穿过填料(11)上方的填料压盖(10)，再穿过在上边加装的隔热板(4)插入联结套筒(5)中；阀座(2)压入阀体(1)；螺钉(7)把联结套筒(5)固定在阀体(1)上，螺钉(7)把步进电机(6)固定在联结套筒(5)上，步进电机(6)机轴插入联结套筒(5)中，通过销钉(8)与阀杆(3)联结。
2.如权利要求1所述的步进电机驱动的发动机电控EGR阀，其特征在于上述EGR阀所采用的联结套筒(5)侧面开有孔。
3.如权利要求1所述的一种步进电机驱动的发动机电控EGR阀，其特征在于上述EGR阀采用的隔热板(4)为金属板加隔热材料复合制成。
专利摘要一种步进电机驱动的发动机电控EGR阀，包括阀体、阀座、阀杆、驱动装置，其特征在于驱动装置为直线步进电机；阀杆插入阀体，穿过阀体的填料腔，穿过阀体的填料腔中的填料，穿过填料上方的填料压盖，再穿过在上边加装的隔热板插入联结套筒中；阀座压入阀体；螺钉把联结套筒固定在阀体上，螺钉把步进电机固定在把联结套筒上，步进电机机轴插入联结套筒中，通过销钉与阀杆联结。发动机运行时，ECU(电控单元)根据传感器测得的发动机转速、负荷、温度状态等工况信号，计算出符合该工况的最佳的EGR率，根据预存的信息调入相应的步进电机控制脉冲值，经功率放大后可以精确控制步进电机的位移，从而精确控制各工况下EGR流量。
文档编号F16K31/04GK2755297SQ200420082460
公开日2006年2月1日 申请日期2004年9月1日 优先权日2004年9月1日
发明者倪计民, 刘杰, 黄剑恒, 黄爱武, 蒋顺象 申请人:上海绍博车辆动力装置科技有限公司