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CN106715862A - 用于内燃机的压缩机的惯性空气循环阀 - Google Patents

用于内燃机的压缩机的惯性空气循环阀 Download PDF

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CN106715862A CN201580050064.5A CN201580050064A CN106715862A CN 106715862 A CN106715862 A CN 106715862A CN 201580050064 A CN201580050064 A CN 201580050064A CN 106715862 A CN106715862 A CN 106715862A
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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的压缩机的惯性空气循环阀，其具有流体壳体(48)、电磁致动器(10)、调节体(54)、壳体内部空间(66)、所述调节体(54)中的开口(64)、阀壳体(11，40)和径向密封圈(90)，在流体壳体中构造有通道(50)，调节体(54)借助致动器(10)可运动并且借助调节体可调节通道(50)的流通横截面，在壳体内部空间(66)中，与调节体(54)连接的电磁致动器(10)的衔铁(32)可运动，在调节体(54)中的开口(64)，通过开口(64)壳体内部空间(66)与通道(50)的轴向地贴靠在调节体(54)上的部分在流体壳体(48)中流体连接，阀壳体(11，40)径向地包围电磁致动器(10)和调节体(54)的轴向延伸区段，通过径向密封圈(90)、壳体内部空间(66)相对于通道(50)的径向地贴靠在调节体(54)上的部分密封并且径向密封圈(90)轴向地支承在支承环(82)的径向向内指向的环形板(88)上，支承环沿径向从外部以圆柱壁(84)贴靠阀壳体(11,40)的壳体壁(76)。为了获得具有在两个有待分离的通道部分之间增大的密封性的可成本低廉地制造的阀，在此建议，径向密封圈(90)径向向外地贴靠在阀壳体(11,40)的壳体壁(76)上。

Description

用于内燃机的压缩机的惯性空气循环阀
本发明涉及一种用于内燃机的压缩机的惯性空气循环阀，其具有流体壳体、电磁致动器、调节体、壳体内部空间、所述调节体中的开口、阀壳体、径向密封圈，在所述流体壳体中构造有通道，所述调节体借助致动器可运动，并且借助所述调节体可调节通道的流通横截面，在所述壳体内部空间中，所述电磁致动器的与所述调节体连接的衔铁可运动，通过所述开口，所述壳体内部空间与通道的轴向地贴靠在调节体上的部分在流体壳体中流体连接，所述阀壳体径向地包围电磁致动器和所述调节体的轴向延伸区段，通过径向密封圈，所述壳体内部空间相对于通道的径向地贴靠在所述调节体上的部分密封并且所述径向密封圈轴向地支承在支承环的径向朝内指向的环形板上，所述支承环沿径向从外部以圆柱壁贴靠阀壳体的壳体壁。
用于使压缩的新鲜气体必要时与循环的废气一起从涡轮增压器的压缩机的压力侧循环回到压缩机的吸气侧的惯性空气循环阀充分已知。压缩机的压力侧和吸气侧之间通过旁路管道的连接被用于从高负载转换成内燃机的惯性运行，以阻止增压泵向关闭的节流阀的较高的输送量和由此导致的泵效应，以及阻止会导致热力学问题的涡轮转速的剧烈的突然下降。
惯性空气循环阀通常被电磁操作，其中，衔铁通过电磁力使阀的阀关闭体运动并且可阀关闭体可下降到阀座上并且从阀座取出来，阀座在流体壳体中构造在压缩机的入口和出口之间。对于该惯性空气循环阀，非常快的接通由于压缩机迅速改变的负载状态是需要的。基于此原因，惯性空气循环阀优选压力平衡地实施，方式是在调节体中构造有开口，通过这些开口，轴向地从下方形成在调节体上压力导入阀的壳体内部空间，其中，在调节体的两个轴向侧面上的有效直径同样相同地选择。相应地，仅在关闭方向作用的弹簧的力以及电磁铁在开口方向上作用的力作用到调节体上。在具体设计中，此处通过非常短的关闭和打开时间实现。为了创造这种压力平衡，必须至少在阀的闭合状态下密封在运动的调节体和周围的壳体之间的空隙。这或者通过径向的或通过轴向的密封圈实现，该密封圈支承在壳体的面上。
这种阀例如由专利文献DE102010026121A1已知。该惯性空气循环阀的电磁致动器被塑料壳体包围，连接壳体贴靠该塑料壳体，该连接壳体具有环形凹槽，另一个用作支承环的塑料壳体部分插入环形凹槽中，该另一个塑料壳体部分包围调节体并且容纳在横截面中V-形的径向密封圈。在制造该壳体部分时，应当注意，保持精确的公差，以便可以将支承环安装在连接壳体上。为了防止壳体部分在运输时从中掉落，支承环与连接壳体具有在环形凹槽的区域内的形状配合连接。这虽然简化了安装，但导致，气体可以通过这些部分之间的缝隙从壳体内部空间渗入侧向连接的通道。这种气流还会导致，污染的气体渗入该缝隙，从而导致结块，该结块明显使阀的拆卸困难。此外，所用的塑料由于其更小的热负载能力也易于形成增多的结垢。备选地，必须使用非常昂贵的塑料。
因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种惯性空气循环阀(Schubumluftventil)，该惯性空气循环阀容易安装并且拆卸，尽可能对于结垢不敏感并且可受热负载。应当避免经过两个有待分离的通道部分之间的缝隙的气流。应当降低用于制造这种惯性空气循环阀的成本。
该技术问题通过一种具有独立权利要求1所述特征的用于内燃机的压缩机的惯性空气循环阀解决。
通过径向密封圈径向向外地贴靠阀壳体的壳体壁，则不存在从壳体内部空间出来、对于气流可进入的、在支承环和阀壳体之间的缝隙，从而无需附加的部件就能避免气流通过该缝隙。在安装时首先可以推入径向密封圈，然后将支承环推上壳体壁。在此，不必维持小的公差，从而降低了成本并且减小阀在运行时的结垢。
支承环优选具有圆柱壁，该圆柱壁包围阀壳体的壳体壁并且在朝致动器指向的端部上延伸有从支承环的圆柱壁延伸径向向外指向的环形板件，该环形板件在轴向上夹紧在阀壳体和流体壳体之间。相应地，支承环具有非常简单且可成本低廉制造的形状。
在一种有利的扩展设计中，支承环在圆柱壁的背离致动器的轴向端部上具有环形向径向内部指向的板件，其内径略大于调节体的外径并且径向密封圈支承在该板件上。这意味着，支承环设计成具有部分开口的底部的基本上盆形形状，其可以以任意的材料不用较高的工具成本制造。
特别有利的是，支承环是由金属构成的深冲件。这种深冲件可成本低廉地制造。此外，该金属具有较高的热负载能力并且对于结垢不敏感。
在本发明的一种扩展设计中，支承环的圆柱壁的高度略大于阀壳体的远离致动器指向的壳体壁，由此确保上部板件在阀壳体上的贴靠和由此形成的密封性。
为了防止气体从径向上通到在调节体上的通道流入外部区域，在径向向外指向的环形板件的外部，密封圈夹紧在流体壳体和阀壳体之间。
支承环优选通过壳体壁固定在阀壳体上，从而能够实现完全的预安装和已完成安装但未装入的阀的运输。
特别优选的是，支承环的圆柱壁在其沿轴向远离致动器指向的端部上这样地贴靠阀壳体的扩宽部，使得产生用于固定的夹紧力。惯性空气循环阀通过该夹紧力可以被完全预安装地运输并且在流体壳体中使用，因为避免了支承环的损失。
在与之进一步改进的有利的方案中，在阀壳体上在扩宽部和致动器之间构造有收缩部，该收缩部弹性地可变形。通过该略微的可变形性可以用简单的方式为支承环提供夹紧力。
因此形成用于内燃机的压缩机的惯性空气循环阀，其中，可靠地避免了沿阀壳体和径向密封圈的支承环之间的缝隙流动的气体流，而无需附加的部件。这提高了在流体壳体的两个有待相互分离的通道区段之间的密封性。此外，成本廉价地制造和安装这种阀，其中，为了运输阀完全的预安装同样是可行的。惯性空气循环阀可受到热负载并且很不易于结垢。
用于内燃机的压缩机的按本发明的惯性空气循环阀的实施例在附图中示出并且下列描述。
图1示出按本发明的惯性空气循环阀的剖面的侧视图。
图2示出图1中的按本发明的惯性空气循环阀的支承环的剖面的侧视图。
图1中所示的按本发明的惯性空气循环阀由带有致动器壳体11的电磁致动器10组成，在致动器壳体11中，线圈12布置在线圈支架14上。在线圈支架14的径向内部区域中固定有可磁化的铁芯16，铁芯16的轴向端部突伸出线圈支架14，其中，铁芯16在该轴向端部被挡板18包围，该挡板18与包围线圈12的轭铁20连接。在线圈支架14的与铁芯16相反的端部上存在另一个挡板22，该另一个挡板在径向外部的区域中与轭铁20接触并且具有内部轴向延伸区段24，该轴向延伸区段24在线圈支架14中延伸。
在轴向延伸区段24的径向内部中设有导引套筒26，该导引套筒26延伸直到铁芯16的中央凹槽28中并且支承在衔铁32中，该中央凹槽被铁芯16的径向外部的和轴向延伸的环形突起部30包围。线圈12通过导线34供电，该导线通入插头36中。
导引套筒26的朝径向外部指向的凸缘38在背离铁芯16的侧面上轴向地贴靠第二挡板22的平坦侧，该第二挡板22朝轭铁20的方向延伸。凸缘38和带有凸缘的整个导引套筒26通过固定在致动器壳体11上的连接壳体40在中间夹有第一密封圈42的情况下压靠到挡板22上，使得挡板22和连接壳体40之间的缝隙朝外部密封，该连接壳体40与致动器壳体11共同地形成惯性空气循环阀的阀壳体。
连接壳体40具有基本上板形的带有内部圆形的缺口的基体44，衔铁32突伸通过该内部圆形的缺口，连接壳体40通过该缺口贴靠在致动器壳体11上并且基体44被致动器壳体11的位于径向外部的环形突起部46围绕。该突起部46用于将惯性空气循环阀固定在流体壳体48上，在该流体壳体中，构造有通过惯性空气循环阀在其流通横截面中有待调节的通道50和阀座52。在阀的闭合状态下，调节体54支承在阀座52上。
调节体54由第一空心体56和第二空心体58组成，该第二空心体58布置在第一空心体56的径向内部中并且与第一空心体56牢固地连接。第一空心体56具有在圆周上闭合的圆柱形的外周面60，当调节体54以其密封装置62支承在阀座52上时，通道50的径向贴靠在外周面60上的部分通过该外周面60与通道50的轴向贴靠在调节体54上的部分相分隔，所述密封装置62固定在调节体54的轴向上背离远离衔铁32的端部上。该密封装置62用于支承在阀座52上的有效直径相当于第一空心体56的圆柱形外周面60的直径。在第二空心体58中构造有十个开口64，通过这些开口，通道50的轴向贴靠的部分与壳体内部空间66总是流体连接，该壳体内部空间66通过第一空心体56、连接壳体40和导引套筒26限定边界，从而壳体内部空间66中的压力沿惯性空气循环阀的关闭方向作用的横截面是等于调节体54的横截面，在调节体的横截面上压力沿惯性空气循环阀的打开方向作用。
第二空心体58的朝衔铁32指向的圆柱形区段被弹性体68压力注塑包封，该弹性体轴向地贴靠到衔铁32上。为了将调节体54固定在衔铁32上，使用连接元件70，该连接元件70固定在衔铁32上并且布置在弹性体68的基本上径向内部。连接元件70在背离衔铁32的侧面上具有径向扩宽部72，该径向扩宽部轴向地贴靠弹性体68，其轴向相反的端部贴靠第二空心体58的收缩部74，从而它和第一空心体56通过它固定在衔铁32上并且与衔铁32一起运动。还为了确保，在线圈12未通电时，调节体54在其支承在阀座52上的状态下被提供，在第一空心体56的内部设置螺旋弹簧94，该螺旋弹簧94靠着第一空心体54轴向地张紧并且其相反的轴向端部贴靠连接壳体40的基体44。该螺旋弹簧94通过连接壳体40的在调节体54的方向上轴向延伸的环形突起部96径向地保持在其位置。为此，突起部96具有略微小于螺旋弹簧94的内径的外径。
连接壳体40具有轴向延伸的环形壳体壁76，该环形壳体壁76将连接壳体40径向限定在该轴向区段中。在其径向的外侧，壳体壁76具有环形的径向收缩部78，与该径向收缩部78邻接有在轴向远离致动器壳体11指向的端部上的扩宽部80。
按本发明，壳体壁76在径向上被支承环82包围，该支承环具有圆柱壁84，该圆柱壁牢牢地贴靠扩宽部80。收缩部78在此用于，壳体壁76能够在该区域内略微地弹性变形，该壳体壁76使支承环的推套更容易，但通过扩宽部80将夹紧力施加到支承环82上，使得在运输时也不必附加地固定支承环。
如尤其在图2中可见，在支承环82的圆柱壁84的指向致动器壳体11的端部上连接径向向外指向的环形板件86，该环形板件86牢固地贴靠连接壳体40的基体44并且当惯性空气循环阀固定在流体壳体48上时可靠地防止支承环82的脱落，同时也用作密封装置。在相反的轴向端部，支承环82具有环形向径向内部指向的板件88，其内径略微大于调节体54的外径并且相应径向地包围调节体54。在横截面中呈V-形的径向密封圈90以两个臂轴向地支承在该板件88上，两个臂中的第一臂径向贴靠调节体54的四周闭合的外周面60，第二臂按本发明径向地贴靠径向限定边界的壳体壁76，从而壳体内部空间66在阀的闭合状态下仅仅通过开口64与通道50的轴向延伸的部分(在阀的闭合状态下)连接，通道50的径向延伸的部分在该状态下完全地相对壳体内部空间66密封。这尤其通过径向密封圈90在壳体壁76上的贴靠实现，因为以这种方式污染的气体不会从壳体内部空间66渗入支承环82和壳体壁76之间的缝隙中。圆柱壁84在用作夹紧面的扩宽部80上牢固的贴靠部以及板件86在连接壳体40上较大的贴靠面同样用作可靠的密封装置。支承环82由于其简单的形状成本低廉地制造成由板件构成的深冲件并因此可承受热负载。这种金属件也不易于增多的结垢，由于在输入的气流中携带的油和必要时存在的废气而担心增多的结垢。
径向上紧邻在支承环82的环形板件86外部、在基体44上设有在流体壳体48和连接壳体40之间的第二密封圈98，该第二密封圈98当惯性空气循环阀通过致动器壳体11固定时弹性密封地变形。通过该密封圈98保证，无气体或其他污染物或油通过支承环82和连接壳体40之间的缝隙可以渗入外部区域。
因此，获得这样的惯性空气循环阀，该惯性空气循环阀具有在支承密封圈的支承环和阀壳体之间的可靠的密封装置。阀可简单并且成本低廉地制造和安装并且不易结垢。此外，也可以在运输之前完全地预安装阀。
应当明确的是，本发明的保护范围不应限定为所述的实施例。尤其是由组成的阀壳体的壳体部分的划分和实施方式与调节体在衔铁上的实施和连接方式同样可改变。

Claims (9)

1.一种用于内燃机的压缩机的惯性空气循环阀，其具有
流体壳体(48)，在所述流体壳体(48)中构造有通道(50)，
电磁致动器(10)，
调节体(54)，所述调节体(54)借助致动器(10)可运动，并且借助所述调节体(54)可调节通道(50)的流通横截面，
壳体内部空间(66)，在所述壳体内部空间(66)中，所述电磁致动器(10)的与所述调节体(54)连接的衔铁(32)可运动，
所述调节体(54)中的开口(64)，所述壳体内部空间(66)通过所述开口(64)与流体壳体(48)中的通道(50)的沿轴向接触调节体(54)的部分流体连通，
阀壳体(11，40)，所述阀壳体(11，40)径向地包围电磁致动器(10)和所述调节体(54)的轴向延伸区段，
径向密封圈(90)，所述壳体内部空间(66)通过径向密封圈(90)相对于通道(50)的沿径向接触所述调节体(54)的部分密封，并且所述径向密封圈(90)在轴向上支承在支承环(82)的径向向内指向的环形板(88)上，所述支承环(82)径向地从外部以圆柱壁(84)贴靠阀壳体(11，40)的壳体壁(76)，其特征在于，所述径向密封圈(90)径向向外地贴靠所述阀壳体(11，40)的壳体壁(76)。
2.按权利要求1所述的用于内燃机的压缩机的惯性空气循环阀，其特征在于，所述支承环(82)具有圆柱壁(84)，所述圆柱壁(84)包围所述阀壳体(11，40)的壳体壁(76)，并且在朝致动器(10)指向的端部上、从支承环(82)的圆柱壁(84)延伸出径向向外指向的环形板件(86)，所述环形板件轴向地夹紧在阀壳体(11，40)和流体壳体(48)之间。
3.按权利要求1或2所述的用于内燃机的压缩机的惯性空气循环阀，其特征在于，所述支承环(82)在圆柱壁(84)的背离致动器(10)的轴向端部上具有径向向内指向的环形的板件(88)，所述板件的内径略微大于调节体(54)的外径并且径向密封圈(90)支承在所述板件上。
4.按权利要求1至3之一所述的用于内燃机的压缩机的惯性空气循环阀，其特征在于，所述支承环(82)是由金属构成的深冲件。
5.按前述权利要求之一所述的用于内燃机的压缩机的惯性空气循环阀，其特征在于，支承环(82)的圆柱壁(84)的高度略大于所述阀壳体(11，40)的背离致动器(10)指向的壳体壁(76)的高度。
6.按权利要求2至5之一所述的用于内燃机的压缩机的惯性空气循环阀，其特征在于，在径向向外指向的环形板件(86)的径向外部、密封圈(98)夹紧在流体壳体(48)和阀壳体(11，40)之间。
7.按前述权利要求之一所述的用于内燃机的压缩机的惯性空气循环阀，其特征在于，支承环(82)通过壳体壁(76)固定在阀壳体(11，40)上。
8.按权利要求7所述的用于内燃机的压缩机的惯性空气循环阀，其特征在于，支承环(82)的圆柱壁(84)在其轴向地远离致动器(10)指向的端部上这样地贴靠阀壳体(11，40)的扩宽部(80)，使得产生用于固定的夹紧力。
9.按权利要求8所述的用于内燃机的压缩机的惯性空气循环阀，其特征在于，在阀壳体(11，40)上在扩宽部(80)和致动器(10)之间构造有收缩部(78)，所述收缩部(78)可弹性地变形。
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