CN102979645A - 应用于egr阀的密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于EGR阀的密封装置，应用于EGR阀的密封装置，包括阀杆，特征是：阀杆外有导向套；阀杆外套有密封环。本发明的有益效果在于：在EGR阀内原有导向套一级密封的基础上，增加了密封环二级密封装置，有效地减小排气泄漏量，延长了产品使用寿命。

Description

应用于EGR阀的密封装置

 

技术领域

本发明涉及一种密封装置，尤其适用于汽、柴油发动机上上的EGR阀中。

背景技术     

EGR技术介绍：

EGR技术，即废气再循环技术(Exhaust Gas Recycle)是针对发动机有害气体(NOx)设置的排气净化装置。它将发动机内一部分燃烧后的废气经过二次循环进入进气管与新鲜空气混合后再次进入发动机燃烧室燃烧, 以减缓燃烧室内燃气的燃烧过程，适当地控制燃烧温度，从而达到降低NOx排放的目的。

EGR阀就是控制废气二次进气量的关键元件，因为废气二次进气量需要即时精确控制：发动机ECU根据发动机的转速、负荷(节气门开度)、温度、进气流量、排气温度等参数并计算，输出EGR阀所需控制信号PWM(高频脉冲),进而控制阀门的开度，从而控制发动机部份流量废气并经EGR阀进入进气***，与混合气混合后进入气缸参与燃烧。这部分废气进入气缸参与混合气的燃烧，降低了燃烧时气缸中的温度。因NOx是在高温富氧的条件下生成的，故抑制了NOx的生成，从而降低了整机排气中的NOx的含量。但是，过度的废气参与再循环，将会影响混合气的着火、性能，从而影响发动机的动力性，特别是在发动机怠速、低速、小负荷及冷机时，再循环的废气会明显地影响发动机性能。所以，当发动机在怠速、低速、小负荷及冷机时，ECU控制废气不参与再循环，避免发动机性能受到影响；当发动机超过一定的转速、负荷及达到一定的温度时，ECU控制少部分废气参与再循环，而且，参与再循环的废气量根据发动机转速、负荷、温度及废气温度的不同而不同，以达到废气中的NOx最低。

在上述过程中，EGR阀作为一个关键的执行元件，发挥了巨大的作用。现阶段的EGR绝大多数都是提升式，即以阀杆的轴向运动方式来控制阀口；而我们公司新研制的旋转式EGR阀，是以阀杆的旋转方式来控制阀口，无论哪种控制方式，都存在着以下问题：

在整个阀的装置中，由于排气温度高且含有杂质，所以流道必须和操控***实现隔离和隔热，而排气的主要泄漏部位就是阀杆与周围部件的装配孔隙，现阶段的EGR阀和只用了一个导向套同时实现导向和密封，密封效果差，泄露的气体会导致操控***失灵。

发明内容

本发明的目的是提供一种隔热效果好的应用于EGR阀的密封装置以弥补现有技术之不足。

本发明采用的技术方案是：应用于EGR阀的密封装置，包括阀杆，特征是：阀杆外有导向套；阀杆外套有密封环。

所述的应用于EGR阀的密封装置，其特征是：密封环数量为两个，且安装在导向套内。

本发明的有益效果在于：在EGR阀内原有导向套一级密封的基础上，增加了密封环二级密封装置，有效地减小排气泄漏量，延长了产品使用寿命。

                        附图说明

图1 是EGR阀的结构示意图。

图2 是EGR阀的剖面结构示意图。

图3 是EGR阀的内部结构三维视图。

图4是图3的另外一个角度的三维视图。

图5是图3的另外一个角度的三维视图。

图6是本发明的结构示意图。

图7是图6的局部放大图。

图8是密封环结构示意图。

图9是阀瓣和阀座配合结构示意图。                 

具体实施方式

实施例1：

本实施例以旋转式EGR阀为例：

在图中，1为下阀体，2为阀瓣，3为阀座，4为阀杆，5为隔热垫，6为下密封环，7为导向套，8为上密封环，9为轴承，10为弹簧座，11为回位弹簧，12为预紧弹簧，13为上阀体，14为传动减速机构，15为非接触式位置传感器。

本发明的动作过程为： 

假设初始状态：阀门处于全闭状态。阀瓣2上的扇形开口21和阀座3上的扇形开口22在垂直投影面上没有丝毫重叠。

电机16上轴的齿轮17转动，带动传动减速机构14转动，传动减速机构14上通过齿轮18、19的减速作用后将转矩传递给不完全齿轮20，由于不完全齿轮安装在阀杆4上，所以阀杆4会转动，并带动其下端安装的阀瓣2转动，而阀座3保持不动，这样，阀瓣2上的扇形开口21和阀座3上的扇形开口22在垂直投影面上会开始部分重叠，排气就会从进气口23经过这个重叠面排出至出气口24。实质上，阀瓣2和阀座3就形成了阀口。同时，将动件阀瓣2设置在下方，也是使气流流向有利于贴合紧密。

随着阀杆4的转动角度增大，阀口也随之增大。最大的开度为阀杆4旋转90°时，为了便于流量的可控性，在不完全齿轮上20上设置有挡块24，同时在上阀体13上设置有两个限位块25与之配合；限位块25控制了阀杆4的转动角度为90度。

在阀杆4和上阀体13之间安装有回位弹簧11，回位弹簧11为扭转弹簧，目的是为阀杆4提供复位扭转力矩：当阀杆4转动时，回位弹簧11会随之转动，并产生扭转变形，当阀杆4的扭矩和回位弹簧11的复位扭矩相同时，就会保持在这个开度，当阀杆4的力矩继续增大时，开度会随之增大，直至最大开度。如果阀杆4的力矩减小时，在回位弹簧11的复位扭矩的作用下，开度会随之减小，直至完全关闭。可以看出，上述开度的变化实质上取决于阀杆4的转矩，即受电机16的动作控制，而电机是受ECU控制的，在ECU综合处理全部数据过程中，非接触式位置传动器15始终可靠的传递着阀杆4转动角度（开度）的及时信息数据。

阀瓣2和阀座3之间应该始终贴合紧密，才能避免泄漏，为此，我们初步设想在上阀体13和阀杆4之间设置有预紧弹簧12，预紧弹簧12对阀杆14有提升的作用，这样就会使阀瓣2收到向上的力，达到了贴合紧密的作用。另外，上阀体13静止不动，阀杆4会有转动动作，在动件和不动件之间安装预紧弹簧12，会影响预紧效果，所以，我们在阀杆4上套了轴承9，轴承9外圈上安装弹簧座10，在弹簧座10和上阀体13之间再安装预紧弹簧12，这样就完美的解决了问题：不管阀杆4如何转动，弹簧座10始终保持不动。

阀瓣2上的扇形开口21和阀座3上的扇形开口22的设计也很科学：我们通过计算，当相互配合的开口21和开口22设计成扇形后，实现了开度和流量变化接近于线性，使阀的流量调节控制精度接近于线性。同时相对于提升式和翻板式的进气方式，降低了进气的气阻，提高了出口排气压力。

在本发明中，阀座3下表面（贴合面）设置有刮条23，阀瓣2转动时，刮条23对阀瓣2上表面（贴合面）上淤积的积碳有刮削的作用，具有了自洁功能。

在实际工作过程中，以往产品：一部分排气会沿着阀杆4与隔热垫5、阀杆4与导向套7之间间隙进入到操控***，使操控***受热变形或者积碳淤积，从而导致整个阀报废，我们在导向套7内设置有上密封环8和下密封环6，上密封环8和下密封环6的唇口紧紧贴合着阀杆，有效地减小排气泄漏量，延长了产品使用寿命。导向套7为一级密封，上密封环8和下密封环6为二级密封。当然，根据需要，密封环还可以增加数量。

实施例2：

本实施例以提升式EGR阀为例：

阀的主要结构可参见本公司之前的申报并公布的专利201120277353.8，改进之处在于阀杆外除了导向套（一级密封）外，还额外设置有密封环（二级密封）。设置的方式参见实施例1。

综述，无论阀杆是何种运动方式，我们采用的二级密封都能达到很好的密封效果。

Claims (1)

1.应用于EGR阀的密封装置，包括阀杆，特征是：阀杆外有导向套；阀杆外套有密封环。

2、如权利要求1所述的应用于EGR阀的密封装置，其特征是：密封环数量为两个，且安装在导向套内。

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