專利名稱：內燃機廢氣再循環閥門的制作方法
技術領域：
本發明總的涉及內燃機廢氣再循環(EGR)系統。更特別地，本發明涉及一 種用于EGR系統的閥門。
背景技術：
內燃機廢氣的再循環是用于減少從內燃機排放到大氣中的燃燒產物中的 氧化物的一種已知技術。典型的EGR系統包括EGR閥門，根據內燃機的工作 狀態來控制該EGR閥門，從而調節再循環到流入內燃機的進口流中的內燃機 廢氣量，從而限制燃燒溫度，并進一步減少燃燒過程中所形成的氮氧化物。在 將廢氣引入進入內燃機的氣流的條件下，該廢氣取代了要進入內燃機的空氣。
EGR閥門是EGR系統中主要的排放控制元件。EGR閥門位于進口總管中， 并連接在EGR導管和內燃機之間。通常，EGR閥門具有殼體，該殼體被插在 進口總管室(pocket)中，并且在EGR導管和進口總管之間開放一個小的廢氣再 循環通道，以使經計量的廢氣流進入內燃機。
常用的EGR閥門是雙提動閥芯(double-poppet)閥門，該閥門具有殼體，該 殼體帶有至少一個進口和至少一個出口，用于使廢氣流過閥門。閥門殼體被插 入到進口總管室中。閥軸可軸向運動，并具有從該閥軸垂直延伸的兩個閥門。 閥門具有位于殼體的內表面上的第一和第二閥座，并與第一和第二閥部分密封 地脫開和接合，從而分別打開和關閉閥門。
在某些情況下，盡管常用的閥門完全打開，但在再循環通道中還會有過多 的壓降以及對流向內燃機的廢氣有過多的限制。當內燃機得不到足夠的再循環 廢氣流時，就無法將燃燒溫度和氧化物的形成量充分地控制在所希望的程度 內。
此外，EGR閥門是一個附加的元件，它增加了EGR系統整體的重量和成 本。
因此，需要一種EGR閥門，它能減小通向進口總管的壓降和流量限制。 還需要一種EGR閥門，它具有更少的元件，成本更小，并且減小EGR系
統的整體重量。

發明內容
本發明用于內燃機的EGR系統的閥門和進口總管組件可以滿足或者超出 以上所列的需求。該組件包括形成在進口總管中的室，該室包括形成在室的內 表面上的至少一個閥座。該組件還包括上閥門殼體，它可附連到內燃機的廢 氣導管上；以及閥軸，該閥軸從上閥門殼體延伸，并可軸向運動。閥軸包括至
少一個閥件，該閥件大致垂直地從閥軸延伸，其中，該至少一個閥件與室的內 表面上的閥座密封地接合。
用于內燃機的EGR系統的閥門和進口總管組件的一個替代實施例包括形 成在進口總管中且位于廢氣導管和內燃機之間的室。還包括上閥門殼體，它可 附連到內燃機的廢氣導管上，另外還包括閥軸，該闊軸從上閥門殼體延伸，并 可軸向運動。設有廢氣再循環通道，用于使廢氣流流過閥門，其中該通道部分 地由上殼體形成、部分地由室形成，并且，該通道是由室基本上沿閥軸的長度 形成的。
提供一種用于內燃機的EGR系統、并被構造成安裝在進口總管的室的內 表面中的閥門。該閥門包括上閥門殼體和閥軸，該閥軸從上閥門殼體延伸并可 軸向運動。閥軸包括至少一個閥件，該閥件大致垂直地從閥軸延伸，該閥件與 室的內表面密封地接合。
一種用于內燃機的EGR系統并被構造成容納具有至少一個閥件和閥軸的 閥門的進口總管包括大致為圓筒形的室，該室用于容納閥門。在室的內表面上 設置閥座，其中閥座被構造成與閥件密封地接合。


圖1是現有技術EGR閥門的局部剖切圖，該閥門具有位于進口總管的閥
門室中的上殼體和下殼體；以及
圖2是本發明的EGR閥門的局部剖切圖，該閥門具有上殼體和暴露的閥 門部分，并且設置在進口總管的閥門室中。
具體實施例方式
現在參見圖1，現有技術中的EGR閥門總地由標號IO表示，該閥門 位于進口總管12中EGR導管14和內燃機(未示出)之間的位置。EGR閥門 10有選擇地打開和關閉廢氣再循環通道16，該廢氣再循環通道與EGR導 管和內燃機連通并位于EGR導管和內燃機之間。EGR閥門打開廢氣再循環 通道16，以允許經計量的廢氣流入內燃機。
EGR閥門IO具有提動閥芯型結構，并包括上殼體18和下殼體20，上 殼體和下殼體被插入到進口總管室22中。下殼體20在多個接觸點26處附 連于進口總管室22的內表面。
以規則的垂直間隔將若干閥座30設置在下殼體20的內圓周表面28 上。閥軸32可軸向運動地裝配到具有閥門電動機34的上殼體18中。第一 和第二閥件36、 38基本垂直地從閥軸32延伸，并且以與所述若干閥座30 以相同的間距間隔開。
當閥軸32軸向向下運動時(如圖1中所示)，閥件36、 38從闊座30移 開，廢氣流可通過廢氣再循環通道16。當閥軸32軸向向上運動時，閥門與 閥座30密封接合，從而阻止廢氣流流過廢氣再循環通道16。
現在參見圖2，本發明的EGR閥門總地由標號IOO表示。類似于EGR 闊門10， EGR閥門IOO設置在進口總管112中并有選擇地打開和關閉廢氣 再循環通道116，該廢氣再循環通道與EGR導管114和內燃機(未示出)連 通并位于EGR導管和內燃機之間。較佳地，廢氣再循環通道116部分地由 上殼體118、部分地由進口總管室122形成。本發明并不限于EGR閥門100 的一個具體的實施例，不過在下面將說明一個優選的EGR系統的閥門。
EGR閥門IOO具有提動閥芯型結構。雖然圖2示出了一個雙提動閥芯 閥門，但可以理解，也可使用單提動閥芯閥門或具有任意數量的提動閥芯
的閥門。閥軸132可軸向運動地組裝到帶有閥門電動機134的上殼體118 中。第一和第二閥件136、 138較佳地呈盤形，并大致垂直地從閥軸132延 伸。第一和第二閥件136、 138互相間隔開設定的間距。
與現有技術的EGR閥門IO所不同的是，EGR閥門100沒有用來形成 廢氣再循環通道116的下殼體，而是具有暴露的閥部分140。在EGR閥門 100上沒有下殼體，則廢氣再循環通道116由進口總管室122限定，并且與 具有用來形成廢氣再循環通道的下殼體的EGR閥門10相比具有較大的橫 截面積"a"。沒有下殼體，則對流經EGR閥門100的再循環廢氣的限制 會更少。
在本發明的閥門100中，進口總管室122基本上沿閥軸132的長度方 向限定出廢氣再循環通道122。較佳地，進口總管室122沿閥軸132的至少 三分之二的長度形成廢氣再循環通道122。
EGR閥門100的暴露的閥部分140被直接插入到進口總管室122中。 進口總管室122較佳地呈大致圓筒形，該大致圓筒形具有直徑增加的區域 和直徑減小的區域。至少一個、較佳地為兩個的閥座130被設置在進口總 管室122的內表面142處，較佳地是位于直徑減小的區域。閥座130較佳 地互相間隔開，它們之間的間距與閥件136、 138之間的間距相同。
當閥軸132軸向向上運動時(如圖2中所示的朝向上殼體118的方向)， 閥件136、 138從閥座130脫開。當閥件136、 138打開時，廢氣流可流過 廢氣再循環通道116。當閥軸132軸向向下運動時(沿離開上殼體118的方 向)，閥件136、 138與閥座130密封接合，以阻止廢氣流流過廢氣再循環 通道116。
進口總管112較佳地由鋁形成，進口總管室122較佳地包括插入件144， 該插入件至少形成閥座130。插入件144較佳地由不銹鋼形成，并且較佳地 被設置在進口總管室122的內表面142的至少一部分上。插入件144被構 造成為閥門100提供更小的摩擦阻力。較佳地，通過將不銹鋼材料壓入進 口總管室的壓鑄模型而使插入件144形成到進口總管室122中。還可設想， 進口總管室122可設置有抗摩擦材料而不使用插入件144，比如通過設置內襯或對鋁進行處理等方法。
使用本發明的閥門100和進口總管12組件，通過閥門的壓降減小且流 動阻力也減小，而以上兩個效果將使更多的再循環廢氣進入內燃機。此外， 雖然進口總管室122較佳地設置有不銹鋼插入件144，但通過取消閥門殼 體，仍可減小EGR系統整體的成本和重量。
雖然已經顯示和描述了本發明的闊門100和進口總管112的特定實施 例，但本領域的技術人員可以知道，可以對本發明進行改變和修改，但從 廣義上來講并不背離本發明以及所附權利要求的范圍。
權利要求
1.一種用于內燃機的EGR系統的組合閥門和進口總管組件，所述組件包括形成在進口總管中的室，所述室包括形成在所述室的內表面處的至少一個閥座；上閥門殼體，所述上閥門殼體可附連到內燃機的廢氣導管；閥軸，所述閥軸從所述上閥門殼體延伸并可軸向運動，所述閥軸包括大致垂直地從所述閥軸延伸的至少一個閥件，其中，所述至少一個閥件在所述室的所述內表面處與所述閥座密封地接合。
2. 如權利要求l所述的組件，其特征在于，所述組件還包括在所述室 中形成所述閥座的插入件和內襯中的一個，其中，所述插入件和內襯由低 摩擦材料制成。
3. 如權利要求2所述的組件，其特征在于，所述低摩擦材料為不銹鋼。
4. 如權利要求l所述的組件，其特征在于，所述閥軸沿朝向所述上殼 體的方向軸向運動，所述至少一個閥件從所述至少一個閥座脫開。
5. 如權利要求4所述的組件，其特征在于，所述室為大致圓筒形，該 大致圓筒形具有直徑增加的區域和直徑減小的區域，以及，所述至少一個 閥座被設置在所述內表面中的直徑減小的區域。
6. 如權利要求l所述的組件，其特征在于，所述閥門具有提動閥芯結構。
7. —種用于內燃機的EGR系統的組合閥門和進口總管組件，所述組 件包括形成在所述進口總管中的室，所述室在廢氣導管和內燃機之間； 上閥門殼體，所述上閥門殼體可附連到內燃機的所述廢氣導管； 閥軸，所述閥軸從所述上閥門殼體延伸并可軸向運動；以及 廢氣再循環通道，所述廢氣再循環通道用于使廢氣流過閥門，其中， 所述通道部分地由所述上殼體和部分地由所述室形成，其中，所述室基本 沿所述閥軸的長度而形成所述通道。
8. 如權利要求7所述的組件，其特征在于，所述組件還包括在所述室 中形成閥座的插入件和內襯中的一個，其中，所述插入件和內襯由低摩擦 材料制成。
9. 如權利要求8所述的組件，其特征在于，所述低摩擦材料為不銹鋼。
10. 如權利要求7所述的組件，其特征在于，所述組件還包括位于所述室的內表面上的閥座，并且，所述組件還包括大致橫向于所述閥軸延伸 的至少一個閥件，其中，所述通道通過所述至少一個閥件與所述閥座的接合而密封。
11. 一種用于內燃機的EGR系統、并被構造成安裝在進口總管的室的內 表面中的閥門，所述閩門包括上閥門殼體和閥軸，所述閥軸從所述上閥門殼體 延伸并可軸向運動，所述閥軸包括大致垂直地從閥軸延伸的至少一個閥件，其 中，所述至少一個閥件與室的內表面密封地接合。
12. 如權利要求11所述的閥門，其特征在于，所述閥門包括提動閥芯 結構。
13. 如權利要求11所述的閥門，其特征在于，所述閥軸由閥門殼體沿 所述閥軸的長度的不到一半而包圍。
14. 如權利要求11所述的閥門，其特征在于，所述閥軸的大部分從閥 門殼體暴露出來。
15. 如權利要求11所述的閥門，其特征在于，所述上閥門殼體包圍所 述閥軸的不到三分之一。
16. —種用于內燃機的EGR系統并被構造成容納具有至少一個閥件和閥 軸的閥門的進口總管，所述進口總管包括大致為圓筒形的室，所述室用于容納 所述閥門，在所述室的內表面上設置有至少一個閥座，其中，所述閥座被構造 成與所述至少一個閥件密封地接合。
17. 如權利要求16所述的進口總管，其特征在于，所述至少一個閥座 由插入件所形成，所述插入件由抗摩擦的不銹鋼材料形成。
18. 如權利要求16所述的進口總管，其特征在于，所述進口總管由鋁 形成。
19. 如權利要求16所述的進口總管，其特征在于，所述室形成廢氣再 循環通道，用于使廢氣基本沿閥軸的長度流過閥門。
20. 如權利要求16所述的進口總管，其特征在于，所述至少一個閥座 被設置在所述內表面中，位于直徑減小的區域。
全文摘要
一種用于內燃機的EGR系統的閥門和進口總管組件包括形成在進口總管中的室，該室包括形成在室的內表面上的至少一個閥座。該組件還包括上閥門殼體，它可附連到內燃機的廢氣導管上；以及閥軸，該閥軸從上閥門殼體延伸，并可軸向運動。閥軸包括至少一個閥件，該閥件大致垂直地從閥軸延伸，其中，該至少一個閥件與室的內表面上的閥座密封地接合。
文檔編號F02M25/07GK101173643SQ200710185000
公開日2008年5月7日 申請日期2007年10月30日 優先權日2006年10月31日
發明者B·Y·曼漢姆, P·S·巴勒凱 申請人:萬國引擎知識產權有限責任公司