CN106401809B - 用于机动车辆内燃发动机的阀及包括这种阀的阀组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于机动车辆内燃发动机的阀，包括阀本体(110)。所述阀本体包括用于气体流通的内部通道(111)；气体入口(112)，气体经由所述气体入口(112)进入所述内部通道(111)，其中，所述阀具有阀轴线(X)，所述阀轴线延伸通过所述内部通道(111)和所述气体入口(112)；阀座(113)，围绕所述气体入口(112)；和至少两个气体出口窗口(114a、114b、114c、114d)，在绕所述阀轴线(X)的不同角位置处与所述内部通道(111)流体连通，其中，当所述阀安装在阀壳体中时，所述气体出口窗口中的一个与所述内燃发动机流体连通，以使得阀本体(110)的内部通道(111)中的气体进入内燃发动机，且所述气体出口窗口中的其余气体出口窗口被阀壳体封堵。

Description

用于机动车辆内燃发动机的阀及包括这种阀的阀组件
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆内燃发动机的阀，所述阀特别是排气再循环阀，例如插装式排气再循环阀。本发明还涉及一种包括所述阀的阀组件。
背景技术
在现有技术中，由于用于机动车辆内燃发动机的阀的铸造本体的结构，该阀的气体出口窗口的方向是固定的。所述阀比如是排气再循环(EGR)阀，特别是插装式EGR阀。如图1所示，其示出了现有技术的用于机动车辆内燃发动机的阀1的示意图。该阀1包括阀本体10，该阀本体10包括气体入口12，气体经由气体入口12进入阀1的内部通道(未示出)。阀1还具有围绕气体入口12的阀座13。阀1进一步包括一个气体出口窗口14，该气体出口窗口14一方面与阀的内部通道流体连通，另一方面与内燃发动机流体连通，以使阀1中的气体流入内燃发动机。现有技术中，如果希望在EGR模块的设计期间重新使用相同的插装式EGR阀，由于其特殊组装，气体出口窗口的取向固定的情形将构成对该重新使用的主要限制。一般情况下，由于内燃发动机布置边界的问题，不能转动阀来改变气体出口窗口的取向，并且也不能通过改变阀的铸造本体来改变气体出口窗口。
对于上述问题，现有技术中当前的解决方案是在阀壳体上添加额外的气体通路，来使气流的取向转向。如图2所示，示出了根据现有技术的阀1安装在阀壳体200中后的仰视示意图。阀壳体200具有额外的气体通路210，从阀1的气体出口窗口14流出的气体进入该额外的气体通路210，如箭头D所指示的。该方案的问题在于需要额外的布置空间用于阀壳体上的该额外的气体通路。这意味着，对于用户的内燃发动机来说，EGR模块尺寸会较大且较重。
发明内容
本发明的目的是通过提出一种阀来克服上述缺陷，该阀具有多个气体出口窗口，以尽可能绕所述阀的阀轴线覆盖360°。该阀特别是用于内燃发动机的EGR阀。于是，在EGR模块或发动机集成方案设计期间，能够使用阀壳体覆盖或半覆盖“无用的”窗口，并仅留有一个要使用的气体出口窗口。
以该方式，能够总是将相同的阀，特别是插装式EGR阀，重新用于内燃发动机EGR模块上，而不受气体出口窗口的方向的限制。
本发明提出一种用于机动车辆内燃发动机的阀，包括阀本体，所述阀本体包括用于气体流通的内部通道；气体入口，气体经由所述气体入口进入所述内部通道，其中，所述阀具有阀轴线，所述阀轴线延伸通过所述内部通道和所述气体入口；阀座，围绕所述气体入口；至少两个气体出口窗口，在绕所述阀轴线的不同角位置处与所述内部通道流体连通，其中，当所述阀安装在阀壳体中时，所述气体出口窗口中的一个与所述内燃发动机流体连通，以使得阀本体的内部通道中的气体进入内燃发动机，且所述气体出口窗口中的其余气体出口窗口被阀壳体封堵。
优选地，根据本发明的阀还包括阀杆，阀杆包括阀头且延伸通过所述内部通道；阀杆驱动装置，能够驱动所述阀杆沿所述阀轴线在关闭位置和打开位置之间运动，在所述关闭位置中，所述阀头接合所述阀座以闭合所述气体入口，在所述打开位置中，所述阀头从阀座升起以打开所述气体入口，以使得气体经由所述气体入口进入所述内部通道。
优选地，所述气体出口窗口具有相同的形状。
优选地，所述气体出口窗口以绕所述阀轴线的恒定角度间隔分隔开。
优选地，所述阀本体具有圆柱形形状，以及所述气体出口窗口布置在所述圆柱形的阀本体的周边上。
优选地，所述气体出口窗口关于所述阀轴线对称。
优选地，所述气体出口窗口中的每一个具有多个开口。
优选地，所述气体入口相对于所述阀轴线居中布置。
优选地，所述阀头相对于所述阀本体向外打开。
优选地，所述阀是排气再循环阀。
本发明还涉及一种阀组件，包括阀壳体，所述阀壳体包括壳体通道，气体在所述壳体通道中流通；如上所述的阀；其中，所述阀***到所述阀壳体中，且所述阀配置为从所述壳体通道接收气体；且其中，所述阀壳体配置为封堵所述阀的未与内燃发动机流体连通的气体出口窗口。
优选地，所述阀壳体固定至内燃发动机。
附图说明
通过下面的附图，本领域技术人员将对本发明有更好的理解，并且更能清楚地体现出本发明的优点。这里描述的附图仅为了说明实施例的目的，而不是全部可能的实施方式，且不意图限制本发明的范围。
图1是现有技术的用于机动车辆内燃发动机的阀的示意图；
图2是示出了根据现有技术的阀安装在阀壳体中后的仰视示意图，其中，该阀壳体具有用于气流的额外气体通道；
图3是根据本发明的阀的示意性仰视图，其中，该阀安装在阀壳体中；
图4是根据本发明的阀的示意图；
图5a是根据本发明的阀的气体出口窗口的子窗口展开之后的示意图；
图5b是根据本发明的阀的气体出口窗口的展开之后的示意图，其中，该气体出口窗口不具有子窗口；以及
图6是根据本发明的阀的气体出口窗口的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对根据本发明的优选实施例进行详细说明。通过附图以及相应的文字说明，本领域技术人员将会理解本发明的特点和优势。
图3至图6示出了根据本发明的阀的实施例，其中，相同的附图标记指代相同的部件。
请参考图3，图3示出了根据本发明的阀100，特别是用于机动车辆内燃发动机的排气再循环阀100。阀100可包括阀本体110，阀本体110可在其内部限定内部通道111，进入阀100的气体可在该内部通道111中流通。
如图4所示，阀本体110可还包括气体入口112，气体可经由该气体入口112进入阀本体110的内部通道111，以在其中流通。此外，阀100可还具有阀轴线X，阀轴线X可延伸通过阀本体110的内部通道111和气体入口112。优选地，气体入口112可关于阀轴线X居中地布置。阀本体110可还包括围绕气体入口的阀座113。
返回参考图3，阀本体110可进一步包括多个气体出口窗口114a、114b、114c和114d，所述气体出口窗口114a-114d可布置为与阀本体110的内部通道111流体连通，并且在内部通道111中流通的气体可经由气体出口窗口114a-114d中的任意一个从阀100排出，以使被排出的气体能够流入发动机。本领域技术人员应理解，尽管本发明中仅示出了阀本体110包括四个气体出口窗口114a-114d的例子，但是在本发明的理念下，阀本体所包括气体出口窗口的数量不限于四个，阀本体可包括至少两个气体出口窗口，例如三个、四个、五个气体出口窗口，甚至更多，只要能实现本发明的技术方案即可。
阀100可还包括阀杆120，该阀杆120可沿阀轴线X延伸通过阀本体110的内部通道111。该阀杆120可包括阀头121，如图4所示。阀头121固定在阀杆120的靠近阀本体110的气体入口112或阀座113的端部处，并且可打开和闭合气体入口112。
阀100可进一步包括阀杆驱动装置190，如图4所示，阀杆驱动装置190可驱动阀杆120沿阀轴线X在图4中所示的关闭位置和打开位置(未示出)之间运动，在关闭位置中，阀头121接合阀本体110的阀座113，以闭合气体入口112，从而阻止气体经由气体入口112进入阀本体110的内部通道111，在打开位置中，阀头121从阀座113升起，以打开气体入口112，从而气体可经由该气体入口112进入阀本体110的用于气体流通的内部通道111。在本发明的涵义中，术语“升起”应理解为阀头远离阀座运动，而对“升起”的方向并不作特殊限定，比如“向上”或“向下”等。在本发明中，在阀杆驱动装置190的操作下，阀头121可相对于阀本体110向外移动打开，或可以相对于阀本体110向内移动打开，即，运动到阀本体110的内部通道111中。
现在参考图3和4，其示出了具有四个气体出口窗口114a、114b、114c和114d的阀100，该阀100设置于阀壳体300中。如图3所示，气体出口窗口114a-114d可分布在绕阀轴线X的不同角位置处，并且可与阀本体110的内部通道111流体连通。当阀100安装在阀壳体300中时，气体出口窗口114a-114d中的一个，例如气体出口窗口114a，可与内燃发动机流体连通，以使得内部通道111中的气体可经由该气体出口窗口114a进入内燃发动机，而其余的气体出口窗口114b、114c和114d则被阀壳体300封堵。在图3所示的例子中，与发动机流体连通的气体出口窗口是气体出口窗口114a，但是，本领域技术人员应理解，与发动机流体连通的气体出口窗口可以是这些气体出口窗口114a-114d中的任一个。
在优选的实施例中，阀本体110的气体出口窗口114a-114d可配置为具有相同的形状，如图3所示的。进一步地，这些气体出口窗口114a-114d可配置为以绕阀轴线X的恒定角度间隔A分隔开。在图3所示的四个气体出口窗口的情况下中，该角度间隔为90°。
优选地，阀本体110可具有圆柱形形状，如图3所示，在该情况下，气体出口窗口114a-114d可布置在圆柱形阀本体110的周边上。在一个实施例中，所有气体出口窗口114a-114d可配置为关于阀轴线X对称，同样如图3中所示的。
在一个实施例中，如图6所示，气体出口窗口114a、114b、114c或114d可配置为具有两个对称轴线X1和X2，这两个对称轴线X1和X2大致彼此垂直。尽管在图6的例子中示出为气体出口窗口为大致矩形，但是本领域技术人员可设想气体出口窗口具有任何其他的具有两个对称轴线的形状。
优选地，气体出口窗口114a-114d中任一个的表面积为阀本体110的气体入口112的表面积的50％至150％，以更有助于对进入内燃发动机的气体的量进行控制。
根据本发明，阀本体110的气体出口窗口114a、114b、114c或114d可以被分隔为多个子窗口，即，具有多个开口。如图5a所示，在该实施例中，气体出口窗口114a、114b、114c或114d可被分为9个子窗口。本领域技术人员应理解，气体出口窗口的子窗口的数量不限于该实施例中所示出的9个，且子窗口的形状和尺寸也不必大致相同。本领域技术人员可根据实际需要对气体出口窗口的子窗口的数量、形状和尺寸进行配置。当然，气体出口窗口114a、114b、114c或114d也可以为一个整个的窗口，即，不被分隔为多个子窗口，如图5b中所示的。在一个实施例中，气体出口窗口114a、114b、114c和114d中的一个可具有多个子窗口。在又一个未示出的实施例中，气体出口窗口114a、114b、114c和114d中的多个甚至全部都可具有子窗口。气体出口窗口具有子窗口的构造更有助于在阀模块的设计期间重新使用相同的阀。
优选地，在阀100是用于内燃发动机的排气再循环阀的情况下，排气在内燃发动机的涡轮增压器的上游获取。此时，从排气再循环阀100的阀本体110的与内燃发动机流体连通的气体出口窗口流出的排气被重新注入内燃发动机，参与再循环。当然，根据本发明的阀也可应用于自然进气式发动机，也就是不包括涡轮增压器的发动机。
此外，本发明还披露了一种阀组件，如图3所示，该阀组件可包括阀壳体300。阀壳体300可包括壳体通道(未示出)，气体在该壳体通道中流通。阀组件可还包括具有前述结构的阀100。在使用中，可将阀100安装到(例如，***到)阀壳体300中，从而阀100可经由阀本体110的气体入口112从阀壳体的壳体通道接收气体。特别地，如图3所示，阀本体110的气体出口窗口中的一个，例如气体出口窗口114a，与内燃发动机流体连通，在该情况下，阀壳体300封堵阀100的阀本体110的未与内燃发动机流体连通的气体出口窗口114b、114c和114d。
优选地，阀壳体300可固定至内燃发动机。特别地，阀壳体300可通过布置在内燃发动机的汽缸盖中的腔体获得，即，阀壳体300是汽缸盖本身。
尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

Claims (12)

1.一种用于机动车辆内燃发动机的阀，包括：
阀本体(110)，所述阀本体包括：
用于气体流通的内部通道(111)；
气体入口(112)，气体经由所述气体入口(112)进入所述内部通道(111)，其中，所述阀具有阀轴线(X)，所述阀轴线延伸通过所述内部通道(111)和所述气体入口(112)；
阀座(113)，围绕所述气体入口(112)；和
至少两个气体出口窗口(114a、114b、114c、114d)，在绕所述阀轴线(X)的不同角位置处与所述内部通道(111)流体连通，其中，当所述阀安装在阀壳体中时，所述气体出口窗口中的一个与所述内燃发动机流体连通，以使得阀本体(110)的内部通道(111)中的气体进入内燃发动机，且所述气体出口窗口中的其余气体出口窗口被阀壳体封堵。
2.如权利要求1所述的阀，还包括：
阀杆(120)，包括阀头(121)且延伸通过所述内部通道(111)；和
阀杆驱动装置(190)，能够驱动所述阀杆(120)沿所述阀轴线(X)在关闭位置和打开位置之间运动，在所述关闭位置中，所述阀头(121)接合所述阀座(113)以闭合所述气体入口(112)，在所述打开位置中，所述阀头(121)从阀座(113)升起以打开所述气体入口(112)，以使得气体经由所述气体入口(112)进入所述内部通道(111)。
3.如权利要求1或2所述的阀，其中，所述气体出口窗口具有相同的形状。
4.如权利要求1或2所述的阀，其中，所述气体出口窗口以绕所述阀轴线的恒定角度间隔分隔开。
5.如权利要求1或2所述的阀，其中，所述阀本体具有圆柱形形状，以及所述气体出口窗口布置在所述圆柱形的阀本体的周边上。
6.如权利要求1或2所述的阀，其中，所述气体出口窗口关于所述阀轴线对称。
7.如权利要求1或2所述的阀，其中，所述气体出口窗口中的每一个具有多个开口。
8.如权利要求1或2所述的阀，其中，所述气体入口(112)相对于所述阀轴线(X)居中布置。
9.如权利要求2所述的阀，其中，所述阀头相对于所述阀本体向外打开。
10.如权利要求1或2所述的阀，其中，所述阀是排气再循环阀。
11.一种阀组件，包括：
阀壳体，所述阀壳体包括壳体通道，气体在所述壳体通道中流通；
如权利要求1到10中的任一项所述的阀；
其中，所述阀***到所述阀壳体中，且所述阀配置为从所述壳体通道接收气体；且
其中，所述阀壳体配置为封堵所述阀的未与内燃发动机流体连通的气体出口窗口。
12.根据权利要求11所述的阀组件，其中，所述阀壳体固定至内燃发动机。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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