用于内燃机的废气阀装置 |
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| 申请号 | CN201380015678.0 | 申请日 | 2013-03-15 | 公开(公告)号 | CN104169560B | 公开(公告)日 | 2017-12-22 |
| 申请人 | 皮尔伯格有限责任公司; | 发明人 | H-U.库恩尔; P.科巴赫; E.索瓦; | ||||
| 摘要 | 已知一种用于 内燃机 的废气 阀 装置，其具有阀壳(10)，被废气流过的通道(12)设置在所述阀壳(10)内；废气阀 门 (14)，所述废气阀门(14)能够转动地安置在废气通道(12)内并且支承在所述阀壳(10)内；促动器(28)，其具有促动器壳体(30)和 电动机 (32)，所述废气阀门(14)能够通过所述电动机(32)被驱动；和冷却剂通道(42)，所述冷却剂通道(42)设置在所述阀壳(10)内并且至少部分围绕所述废气阀门(14)。为了在没有另外 接口 情况下确保促动器的足够的冷却，废气阀门(14)通过该促动器被驱动，在此建议，所述阀壳(10)内的所述冷却剂通道(42)与所述促动器壳体(30)内的冷却剂通道(44)的直接的 流体 连接。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于内燃机的废气阀装置，具有 |
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| 说明书全文 | 用于内燃机的废气阀装置[0001] 本发明涉及一种用于内燃机的废气阀装置，它具有阀壳，被废气流过的通道设置在所述阀壳内；还具有废气阀门，所述废气阀门能够转动地安置在所述废气通道内并且支承在所述阀壳内；还具有促动器，该促动器具有促动器壳体和电动机，所述废气阀门能够通过所述电动机被驱动；并且还具有冷却剂通道，所述冷却剂通道设置在所述阀壳内并且至少部分围绕所述废气阀门。 [0002] 这种废气阀装置可以在废气再循环区域内用于热量回收或者作为废气减速装置用于增大压差。由于所出现的较高温度，对于废气阀装置提出了特别的要求，以便确保功能安全性。在此，不仅阀门体自身或其轴承而且用于驱动阀门的促动器都要承受热负荷。出于该原因，通常或者使用热敏调节器、如真空调节器以用来驱动这种阀门，或者以相对热废气足够远的距离安置促动器。此外，使用可承受较高热量负荷的轴承、如陶瓷轴承用于阀门轴的支承。 [0003] 阀壳被冷却并且促动器与阀壳热学分离，由此可以使用廉价材料和电动机驱动的促动器。 [0004] 由此在DE 602 08 832 T2中描述了一种废气再循环装置，其中在热交换器之前安置用于调节废气流的阀门体。在废气阀的壳体内安置有冷却剂罩，该冷却剂罩通过冷却剂管与热交换器的冷却剂罩流体连接。阀门的促动器固定在壳体以外并且通过所述冷却剂罩与废气通道热学分离。 [0005] 此外，由DE 10 2006 054 041 B3已知一种具有双阀门的废气再循环装置，该双阀门通过电动机被驱动，电动机被螺旋形式的冷却剂通道环绕。未设计对阀门的冷却。 [0006] 此外，EP 1 420 158 A2公开了一种废气再循环装置，其中在共同的壳体内安置电动机和由电动机驱动的阀门。阀门被冷却剂通道环绕，其中冷却剂通道之一布置在阀门和电动机中间。 [0008] 由此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种废气阀装置，通过该废气阀装置确保阀门、轴承和促动器被较好的冷却。在此应尽可能降低装配耗费，尤其应避免附加的管路。 [0009] 所述技术问题通过一种具有独立权利要求的技术特征的废气阀装置解决。因为在阀壳内的冷却剂通道与在促动器壳体内的冷却剂通道直接的流体连接，所以建立了冷却剂封闭的循环，由此不仅阀门或者阀壳内的轴承被冷却，而且电动机或促动器的控制单元也直接被冷却。由于直接的连接，没有附加的管路，从而使装配耗费最小化。 [0010] 优选的是，促动器壳体的冷却剂入口与阀壳的第一冷却剂出口相连接，并且阀壳的第一冷却剂入口与促动器壳体的冷却剂出口相连接。相应地，产生从阀壳到促动器壳体内并且返回至阀壳的流动。相应地，在促动器壳体上没有固定连接管路或入口和出口接管。 [0012] 在特别优选的实施例中，在阀壳的第一冷却剂入口和阀壳的第一冷却剂出口之间设置有分隔壁。分别根据冷却剂入口和出口的布置，即根据阀壳的冷却剂入口与冷却剂出口是沿轴向还是沿周向相互错位地安置，则分隔壁或者沿轴向或者沿周向延伸。以这种方式确保了促动器壳体内的流动，因为从阀壳的入口到出口的短接流动被阻止。 [0013] 在本发明有利的设计方案中，阀壳内的所述冷却剂通道具有用于强制冷却剂流动的导流壁。该壁被如此安置，使得尽可能以均匀的流动阻力构成通道，该通道围绕整个阀门并且必须完全地在阀壳内从入口到出口流动并且流过促动器壳体。 [0014] 在延伸的实施例中，导流壁相应的沿阀壳的轴向如此相互布置，使得沿平行于通道轴线的交替改变方向的冷却剂流动被沿阀壳的周向强制导引。这例如可以这样实现，即沿阀壳的轴向长度在整个圆周上观察在对置侧上交替缩短地相应设置沿轴向延伸的分隔壁，使得在这些位置上冷却剂可以溢流到相邻的通道内。延伸的分隔壁通过安置的壳体件被封闭。由此，以简单的方式实现完全强制导引的流动。 [0016] 还有利的是，冷却剂通道螺旋形状地在阀壳内延伸，因为这在周向上产生对壳体的基本均匀的冷却。 [0017] 在本发明的延伸实施例中，在阀壳内的冷却剂通道具有与设置在热交换器壳体内的冷却剂通道的直接的流体连接，由此热交换器、阀门和促动器构成结构单元，该结构单元在没有附加的连接管路的情况下构造并且具有共同的冷却循环。相应地，一个单独的冷却剂入口接管和一个单独的冷却剂出口接管足够用于形成流过所有三个设备的冷却剂流。 [0018] 相应地，阀壳的第二冷却剂入口与热交换器壳体的冷却剂出口相连接，并且热交换器壳体的冷却剂入口与阀壳的第二冷却剂出口相连接。相应产生从热交换器通过阀壳到促动器壳体的冷却剂流和回流，而不必使用设置在外面的管路。 [0019] 这样实现特别简单的装配，即阀壳通过法兰连接件固定在热交换器壳体上，使得所建立的壳体的机械连接也用于通道的流体连接。 [0020] 在此为了可靠地避免短接流动，在阀壳的第二冷却剂入口和阀壳的第二冷却剂出口之间也设置有分隔壁。相应地确保了阀壳的足够的流动。 [0021] 由此提供一种废气阀装置，其具有较长的使用寿命，因为通过确保在阀壳和促动器壳体内的冷却剂流动可以实现持续地散热。在此，保持极小的必要的装配耗费，从而避免了附加的成本。备选地可以使用明显廉价的材料，因为保证了在没有附加接口情况下的足够的冷却。 [0023] 图1示出按照本发明的废气阀装置的前视剖面图； [0024] 图2示出根据图1的按照本发明的废气阀装置的局部侧视剖面图； [0025] 图3示出根据图1的按照本发明的废气阀装置的侧视俯视图。 [0026] 附图所示的废气阀装置由阀壳10构成，通过阀壳径向限定了废气流经通道12的边界，废气阀门14安置在通道内。废气阀14门由阀门体16以及轴18构成，阀门体16固定在轴18上。轴18在废气通道12的两个对置侧上可转动地支承在阀壳10内。 [0027] 轴18在一侧从阀壳10上突出。在此，在轴18的端部上固定有偏心轮22，在所述偏心轮的第二轴20上可转动地固定有杠杆24，所述杠杆的对置的一端可转动地固定在第二偏心轮26上，所述第二偏心轮的旋转轴线由促动器28的驱动轴27构成。 [0028] 促动器28具有安置在促动器壳体30内的电动机32，所述电动机32通过电子控制单元34被控制，所述控制单元34安置在促动器壳体30内的一个空间36内，所述空间36被盖板38封闭。 [0029] 当通过控制单元34对电动机32进行相应的控制时，阀门体16可以相应地借助偏心轮22、26和杠杆24以及轴18的机械耦连被置于转动状态，从而调节废气通道12内的流动横断面并由此调节废气流。沿废气阀门14的打开方向被预紧的复位弹簧40缠绕在轴18上，以用于控制单元34、电动机32或传动杆22、24、26失效的情况，从而在其中一个设备失效时，废气阀门14通过弹簧力转动到开放横断面的紧急运行位置。 [0030] 为了可靠地避免轴承、电动机32和控制单元34过热，按照本发明在阀壳10内设计有冷却剂通道42，并且在促动器壳体30内设计有冷却剂通道44，这些冷却剂通道在本实施例中流体地直接通过法兰连接件46相互连接。 [0031] 通过将促动器壳体30的法兰板48借助螺栓50连接在相应地设计在阀壳10上的具有内螺纹的凸起52上，使得同时阀壳10的冷却剂通道42的第一冷却剂出口54与促动器壳体30的冷却剂通道44的冷却剂入口56并且阀壳10的冷却剂通道42的第一冷却剂入口58与促动器壳体30的冷却剂通道44的冷却剂出口60流体地连接，从而在冷却剂通道42内流动的冷却剂通过冷却剂入口56流入冷却剂通道44内，并且从那里通过第一冷却剂入口58再次回流到冷却剂通道42内。法兰连接件46尤其在具有相应未示出的密封垫片的情况下进行连接，该密封件环绕冷却剂入口和出口54、58。 [0032] 在阀壳10内的冷却剂通道42的第一冷却剂入口58和第一冷却剂出口54之间安置有分隔壁62，该分隔壁62防止从冷却剂出口54流出的冷却剂直接短接流动至冷却剂入口58，由此确保了冷却剂的流动。 [0033] 在促动器壳体30内的冷却剂通道44相应地也在冷却剂入口56和冷却剂出口60之间具有分隔壁64。附加地，在促动器壳体30内不仅设置有分隔壁64，而且一同确保强制流动，方法是，在促动器壳体30内的冷却剂通道44至少由第一通道段66构成，冷却剂从冷却剂入口56流入第一通道段内并且该第一通道段至少部分围绕电动机32，并且冷却剂通道44还由第二通道段68构成，冷却剂从第一通道段流入第二通道段内并随后从第二通道段流至冷却剂出口60。通道段68沿着控制单元34导引至后壁70，从而也对控制单元34实现积极冷却。 [0034] 在阀壳10内的冷却剂通道42也如此设计，从而借助导流壁72通过强制流动避免了死水区域。该导流壁72平行于通道轴线延伸，并且分布在废气通道12的周向上，其以优选的方式被如此设计，从而产生大约恒定的流动阻力以及压力损失。为了产生封闭的冷却剂通道42，导流壁72分别沿周向观察交替地延伸至端部或者与阀壳10的轴向端部间隔地终止。由此，当阀壳10固定在继续延伸的管道壳体上时，冷却剂通道42通过法兰轴向地被封闭。在此，导流壁72轴向在阀壳10的端部之前终止，相应地在上述位置冷却剂流可以转入相邻的冷却剂通道内。由此产生具有交替的轴向流动方向的流动，该流动方向在周向上进行调整。 [0035] 在图3中可看到，这种形式的阀壳10直接与用作废气冷却器的热交换器78的热交换器壳体76相连接。该固定也通过法兰连接件80的形式实现，通过法兰连接件产生热交换器78的冷却剂通道82与阀壳10的冷却剂通道42的流体连接。为此，阀壳10具有第二冷却剂入口84，该第二冷却剂入口与热交换器壳体76的冷却剂出口86相连接，并且阀壳10还具有第二冷却剂出口88，该第二冷却剂出口与热交换器壳体76的冷却剂入口90相连接。当然如果需要的话，在热交换器壳体76和阀壳10之间也安置未示出的密封件，该密封件围绕冷却剂入口和出口84、88。在该实施例中，同样在冷却剂入口84和冷却剂出口88之间设置有分隔壁92，如图1所示。 [0036] 按照本发明的废气阀装置相应地即在产生热负荷的区域内，也在防止热过载的区域内(即在轴承、电动机和电子器件上)被持续积极地冷却。这种积极的冷却通过内燃发动机的冷却系统实现，从而可以舍弃附加的连接管路和管道连接。通过现有的在所有设备上的冷却剂的强制输送，防止了由死水区域产生的极热处。由此持续地散热，从而提高了使用寿命。 [0037] 应明确的是，本发明的保护范围并不局限于所述实施例。尤其例如促动器和阀门之间的耦连也可以以其它方式，例如通过传动机构实现。冷却剂入口和出口也可以另外地相互布置，例如由径向相互错位，取代轴向。在这种情况下，分隔壁也另外地在冷却剂通道内延伸，用于防止短接流动。当然也可以考虑另外的强制流动导引。 |
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