本發(fā)明涉及本柴油發(fā)動機廢氣再循環(huán)技術領域，特別涉及一種柴油發(fā)動機EGR閥。

背景技術：

柴油機廢氣再循環(huán)Exhaust Gas recirculation,EGR是在柴油機工作過程中，將一部分廢氣引回進氣系統(tǒng)，與新鮮空氣混合后進入氣缸內(nèi)部再次參與燃燒過程的方法，其主要作用是用來減少柴油機氮氧化合物NO_x的排放量。在高溫富氧的環(huán)境下，氮氣與氧氣發(fā)生氧化反應容易產(chǎn)生NO_x，由于柴油機的空燃比大、氧氣有剩余，所以柴油機在燃燒過程中會產(chǎn)生大量的NO_x有害氣體排放。在柴油機工作過程中，通過再循環(huán)將適量的廢氣再次引入氣缸后，一方面，廢氣對缸內(nèi)的新鮮空氣產(chǎn)生稀釋作用，可降低缸內(nèi)氧的濃度；另一方面，因廢氣中的主要成分為H₂O、CO₂等比熱容比較大的氣體，在燃燒過程中廢氣會吸收較多燃燒產(chǎn)生的熱量，可降低缸內(nèi)的最高燃燒溫度。因此，采用EGR能夠破壞生成NO_x所依賴的高溫富氧條件，可有效抑制柴油機的NO_x排放，目前EGR系統(tǒng)已成為柴油機達標排放的重要后處理標準配置之一。隨著柴油機排放限制法規(guī)的日趨嚴格，EGR技術將在車用柴油機上得到越來越廣泛的應用。

在柴油機工作過程中，不同工況對再循環(huán)廢氣回流量可用EGR率表示的大小有不同的要求，因此，隨著柴油機工況的變化需要及時調(diào)整廢氣回流量，以滿足柴油機最佳動力性、經(jīng)濟性和排放指標的要求。在柴油機EGR系統(tǒng)中，EGR閥是調(diào)整廢氣回流量的關鍵器件，其性能指標主要包括動態(tài)響應性能、流量的線性度以及工作可靠性等方面。

柴油機EGR系統(tǒng)主要采用真空膜片式或電控真空膜片式EGR閥控制廢氣的回流量，但由于真空膜片式EGR閥存在動態(tài)特性差、響應速度慢、流量控制精度以及EGR率實現(xiàn)范圍窄等缺點，因此已不能很好地適應柴油機越來越嚴格的排放控制法規(guī)的要求，已趨于淘汰。電動式EGR閥利用通過比例電磁鐵、直流電機或步進電機配合減速機構(gòu)調(diào)節(jié)EGR閥芯開度，控制精度高、響應速度快，因此電動式EGR閥成為主流的發(fā)展趨勢。目前，國產(chǎn)柴油機上配用的電動EGR閥主要有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是閥片軸向移動式EGR閥，通過控制閥片軸向移動改變EGR閥的通流面積，調(diào)節(jié)廢氣流量，這種EGR閥在使用過程中存在閥芯易積碳，控制性能逐步惡化的問題；二是節(jié)氣門式EGR閥，通過控制閥片在殼體中轉(zhuǎn)動改變通流面積，主要缺 點是流動阻力大，廢氣流量與閥芯開度之間的線性度差，難以實現(xiàn)廢氣流量的精確控制。在新型電動EGR閥開發(fā)方面，李澤平等人公布了一種旋轉(zhuǎn)式EGR閥[專利號：201210542381.7]，通過控制閥芯軸向旋轉(zhuǎn)改變閥芯通流面積，實現(xiàn)廢氣流量的調(diào)控。該閥利用閥瓣和閥座的平面接觸并借助預緊彈簧實現(xiàn)平面密封，但分析發(fā)現(xiàn)其閥體和閥桿之間的預緊彈簧起不到提升閥桿的作用，因而，該機構(gòu)不能保障閥的密封性；另外，從工程流體力學的角度來看，該閥的廢氣流通呈現(xiàn)不規(guī)則形狀，存在較大的流動損失。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種響應速度快，流動阻力小、密封性能好、廢氣流量控制線性好的柴油發(fā)動機EGR閥。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案為：一種柴油發(fā)動機EGR閥，包括控制裝置、閥體及設于閥體安裝腔內(nèi)的傳動裝置，所述的閥體的下端設有進氣口，且所述的閥體的一側(cè)設有排氣口，它還包括通過傳動裝置驅(qū)動在閥體內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運動的驅(qū)動軸及固定在驅(qū)動軸下端且用于控制排氣口開度的閥芯，所述的閥芯設有與閥體內(nèi)腔相配合以使得所述的排氣口打開或密封的圓柱形側(cè)面，且所述的閥芯設有從閥芯下端貫穿一側(cè)周壁的呈弧狀的廢氣引流通道，所述的廢氣引流通道的一端設用于與所述的進氣口相連通的第一連接口，所述的廢氣引流通道的另一端設可與所述的排氣口相連通的第二連接口。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明的EGR閥通過傳動裝置驅(qū)動在閥體內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運動的驅(qū)動軸及固定在驅(qū)動軸下端的閥芯來實現(xiàn)對排氣口的開度的控制，芯設有與閥體內(nèi)腔相配合以使得排氣口打開或密封的圓柱形側(cè)面，且閥芯設有從閥芯下端貫穿一側(cè)周壁的呈弧狀的廢氣引流通道，廢氣引流通道的一端設用于與進氣口相連通的第一連接口，廢氣引流通道的另一端設可與排氣口相連通的第二連接口。隨著柴油機工況變化開大或關小，閥芯轉(zhuǎn)向變化產(chǎn)生的自潔作用可有效清除閥芯處產(chǎn)生的積碳，防止閥芯卡死以及廢氣流量因積碳而發(fā)生變化，且響應速度快，流動阻力小。且采用閥芯圓柱形側(cè)面密封的形式，密封效果也很好，廢氣流量控制線性好，能很好的解決上述現(xiàn)有技術的EGR閥的缺點。

作為優(yōu)選，所述的閥體由分體式的上閥體和下閥體組成，所述的上閥體的上端設有上蓋；且所述的上閥體和下閥體之間設有密封隔熱墊；所述的閥芯完全置于所述的下閥體的腔體內(nèi)，且所述的進氣口設于所述的下閥體的下端，所述的排氣口設于所述的下閥體的一側(cè)。這樣，上閥體及下閥體是分體設置的，廢氣僅通過下閥體的進氣口及排氣口，可以有效阻隔熱量傳導到上閥體，防止電機以及其它電子器件因過熱而造成損壞。

作為優(yōu)選，所述的下閥體與所述的閥芯之間間隔設有多個環(huán)形密封件。這樣，可有效防止廢氣泄露。

作為優(yōu)選，所述的傳動裝置包括無刷電機及二級齒輪減速機構(gòu)，所述的二級齒輪減速機構(gòu)包括安裝于無刷電機輸出軸上的減速齒輪、與減速齒輪相嚙合的第一齒輪、與第一齒輪同設置于過渡齒輪軸上的第二齒輪及與第二齒輪相嚙合的缺齒齒輪，且所述的缺齒齒輪固定套合于所述的驅(qū)動軸上。這樣，傳動裝置的結(jié)構(gòu)非常緊湊，且驅(qū)動力矩大。

作為優(yōu)選，所述的缺齒齒輪和所述的閥體之間設有復位彈簧，所述的復位彈簧的上端固定于所述的缺齒齒輪上，所述的缺齒齒輪的下端固定于所述的驅(qū)動軸上。這樣，復位彈簧力與電機作用在閥芯上的力相平衡，可維持閥芯的穩(wěn)定開啟，當電機斷電時，電機作用在閥芯上的力消失，復位彈簧帶動閥芯復位。

作為優(yōu)選，所述的缺齒齒輪一側(cè)的外周設有限位塊，且所述的閥體上設有用于與所述的限位塊相配合的第一限位點和第二限位點。這樣，可以利用限位塊和兩限位點的配合對缺齒齒輪的轉(zhuǎn)動角度進行限位，即為對閥芯的轉(zhuǎn)動角度進行限位。

作為優(yōu)選，所述的過渡齒輪軸固定在閥體上，過渡齒輪軸上套合安裝有銅套。

作為優(yōu)選，所述的驅(qū)動軸上套合安裝有軸及用于對缺齒齒輪的軸向位置進行定位的軸套，所述的閥體內(nèi)腔設有用于與軸承的外圈相配合的安裝部，所述的軸承的內(nèi)圈套合于所述的驅(qū)動軸上；所述的軸套的上端與所述的缺齒齒輪相抵，所述的軸套的下端與所述的軸承相抵。這樣，利用軸套可以很好地對缺齒齒輪的軸向位置進行定位，軸承的設置則使得驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動更為順利。

作為優(yōu)選，所述的驅(qū)動軸和上閥體之間套合安裝有定向套，所述的定向套與上閥體之間裝配有第一隔熱密封圈，所述的定向套與驅(qū)動軸之間間隔裝配有第二隔熱密封圈及第三隔熱密封圈。這樣，通過定位套及多個隔熱密封圈可起到很好的密封作用，可防止電機以及其它電子器件因過熱而造成損壞。

作為優(yōu)選，所述的驅(qū)動軸上還設有用于檢測閥芯的轉(zhuǎn)動角度以確定閥芯的開度大小的帶有與控制裝置電連接的光電編碼盤的固定套。這樣，利用光電編碼器對驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動位置進行檢測，具有響應速度快，位置檢測精度高的特點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明柴油發(fā)動機EGR閥的剖面結(jié)構(gòu)視圖之一。

圖2為本發(fā)明柴油發(fā)動機EGR閥的剖面結(jié)構(gòu)視圖之二。

圖3為本發(fā)明柴油發(fā)動機EGR閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明柴油發(fā)動機EGR閥的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明柴油發(fā)動機EGR閥的立體結(jié)構(gòu)示意圖(去掉上蓋)。

圖1-5中：1下閥體、1.1進氣口、1.2排氣口、2閥芯、2.1廢氣引流通道、2.2第一連接口、2.3第二連接口、3密封隔熱墊、4第一隔熱密封圈、5第一隔熱密封圈、6定向套、7第三隔熱密封圈、8軸承、9軸套、10復位彈簧、11固定套、12上蓋、13缺齒齒輪、13.1限位塊、14上閥體、15驅(qū)動軸、16過渡齒輪軸、17銅套、18第二齒輪、19減速齒輪、20無刷電機、21第一齒輪、22第一限位點、23第二限位點。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步描述。

如附圖1-5所示，一種柴油發(fā)動機EGR閥，包括控制裝置、閥體及設于閥體安裝腔內(nèi)的傳動裝置，所述的閥體的下端設有進氣口1.1，且所述的閥體的一側(cè)設有進氣口1.1，它還包括通過傳動裝置驅(qū)動在閥體內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運動的驅(qū)動軸15及固定在驅(qū)動軸15下端且用于控制排氣口1.2開度的閥芯2，所述的閥芯2設有與閥體內(nèi)腔相配合以使得所述的排氣口1.2打開或密封的圓柱形側(cè)面，且所述的閥芯2設有從閥芯2下端貫穿一側(cè)周壁的呈弧狀的廢氣引流通道2.1，所述的廢氣引流通道2.1的一端設用于與所述的進氣口1.1相連通的第一連接口2.2，所述的廢氣引流通道2.1的另一端設可與所述的排氣口1.2相連通的第二連接口2.3。

第一連接口2.2及第二連接口2.3及進氣口1.1、排氣口1.2的截面均為圓形，且第一連接口2.2及進氣口1.1、第二連接口2.3及排氣口1.2的尺寸相配。

所述的閥體由分體式的上閥體14和下閥體1組成，所述的上閥體14的上端設有上蓋12；且所述的上閥體14和下閥體1之間設有密封隔熱墊3；所述的閥芯2完全置于所述的下閥體1的腔體內(nèi)，且所述的進氣口設于所述的下閥體1的下端，所述的排氣口設于所述的下閥體1的一側(cè)。

所述的下閥體1與所述的閥芯2之間間隔設有多個環(huán)形密封件。

所述的傳動裝置包括無刷電機20及二級齒輪減速機構(gòu)，所述的二級齒輪減速機構(gòu)包括安裝于無刷電機20輸出軸上的減速齒輪19、與減速齒輪19相嚙合的第一齒輪21、與第一齒輪21同設置于過渡齒輪軸16上的第二齒輪18及與第二齒輪18相嚙合的缺齒齒輪13，且所述的缺齒齒輪13固定套11合于所述的驅(qū)動軸15上。

所述的缺齒齒輪13和所述的閥體之間設有復位彈簧10，所述的復位彈簧10的上端固定于所述的缺齒齒輪13上，所述的缺齒齒輪13的下端固定于所述的驅(qū)動軸15上。

所述的缺齒齒輪13一側(cè)的外周設有限位塊13.1，且所述的閥體上設有用于與所述的限位 塊13.1相配合的第一限位點22和第二限位點23。

所述的過渡齒輪軸16固定在閥體上，過渡齒輪軸16上套合安裝有銅套17。

所述的驅(qū)動軸15上套合安裝有軸承8及用于對缺齒齒輪13的軸向位置進行定位的軸套9，所述的閥體內(nèi)腔設有用于與軸承8的外圈相配合的安裝部，所述的軸承8的內(nèi)圈套合于所述的驅(qū)動軸15上；所述的軸套9的上端與所述的缺齒齒輪13相抵，所述的軸套9的下端與所述的軸承8相抵。

所述的驅(qū)動軸15和上閥體14之間套合安裝有定向套6，所述的定向套6與上閥體14之間裝配有第一隔熱密封圈4，所述的定向套6與驅(qū)動軸15之間間隔裝配有第二隔熱密封圈5及第三隔熱密封圈7。

所述的驅(qū)動軸15上還設有用于檢測閥芯2的轉(zhuǎn)動角度以確定閥芯2的開度大小的帶有與控制裝置電連接的光電編碼盤的固定套11。

本發(fā)明的具體工作原理為：

在未接到電子控制單元(ECU)的脈寬調(diào)制控制信號時，無刷電機20處于斷電狀態(tài)，在復位彈簧10的作用下EGR閥的閥芯2關閉。

當EGR閥接收到ECU的脈寬調(diào)制控制信號時，無刷電機20帶動二級減速齒輪機構(gòu)的減速齒輪19轉(zhuǎn)動，經(jīng)第一齒輪21、第二齒輪18將動力傳動到缺齒齒輪13上。由于缺齒齒輪13固定于驅(qū)動軸15上，因而驅(qū)動軸15隨著缺齒齒輪13的轉(zhuǎn)運而旋轉(zhuǎn)。同理，連接在上閥體14和缺齒齒輪13上的復位彈簧10會隨著缺齒齒輪13的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生彈性勢能；由于帶有光電編碼盤的固定套11安裝于驅(qū)動軸15上，因而固定套11也會隨著驅(qū)動軸15的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動，從而可有效檢測閥芯2的旋轉(zhuǎn)角度；由于閥芯2固定于驅(qū)動軸15下端，因而，旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸15會帶動閥芯2繞著驅(qū)動軸15的軸線而轉(zhuǎn)動，此時，隨著閥芯2的轉(zhuǎn)動角度逐漸加大，其上的第二連接口逐漸與下閥體1的排氣口1.2相接通，隨著接通面積的增大，廢氣流量也越來越大，當重合面積達到最大時，廢氣流量達到最大值，此時缺齒齒輪13上的限位塊會接觸到上閥體14上的第一限位點22，ECU隨時檢測光電編碼器的輸出信號以判定閥芯2的開啟角度，當閥芯2達到最大開啟位置時，為防止無刷電機20因堵轉(zhuǎn)造成損壞，ECU不再增大脈寬調(diào)制控制信號的占空比。

當EGR閥接收到ECU的關閉信號時，無刷電機20斷電，此時，復位彈簧10帶動缺齒齒輪13以及閥芯2朝著關閉方向轉(zhuǎn)動，閥芯2上的第二連接口2.3與下閥體1上排氣口1.2的重合面積也逐漸減小，直到缺齒齒輪13的上限位點碰到上閥體14上的第二限位點23為止，此時閥芯2上的第二連接口2.3與下閥體1上排氣口1.2完全錯開，閥芯2處于完全關閉狀態(tài)。

以上僅就本發(fā)明的最佳實施例作了說明，但不能理解為是對權利要求的限制。本發(fā)明不 僅局限于以上實施例，其具體結(jié)構(gòu)允許有變化。凡在本發(fā)明獨立權利要求的保護范圍內(nèi)所作的各種變化均在本發(fā)明保護范圍內(nèi)。