四通排氣閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種四通排氣閥，其具有恒定入口、恒定出口、可選擇入口、可選擇出口和可樞轉(zhuǎn)的閥片。該可樞轉(zhuǎn)的閥片配置成在第一運(yùn)行模式和第二運(yùn)行模式之間切換，在第一運(yùn)行模式中，經(jīng)恒定入口進(jìn)入的排氣被直接導(dǎo)入到恒定出口，在第二運(yùn)行模式中，經(jīng)恒定入口進(jìn)入的排氣經(jīng)可選擇出口排出且經(jīng)可選擇入口重新進(jìn)入的排氣經(jīng)恒定出口排出。
【專利說明】四通排氣閥
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年8月24日在德國提交的專利申請N0.102012107839.4的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過弓I用的方式包括在本申請內(nèi)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本申請涉及一種四通排氣閥，尤其用于在內(nèi)燃機(jī)的某些特定操作情況下選擇性地將潛熱存儲器耦合/結(jié)合到排氣流中或從排氣流斷開。這種排氣閥有時也稱為四通蝶閥。
【背景技術(shù)】
[0004]內(nèi)燃機(jī)的排氣后處理系統(tǒng)通常由被動系統(tǒng)構(gòu)造而成，在所有的運(yùn)行情況下都完全地被排氣通過。當(dāng)流過所述系統(tǒng)時，排氣受到一些阻力，這降低了系統(tǒng)的整體效率。為了降低在低負(fù)載的一般運(yùn)行情況下的排放和排氣噪音，希望具有可用的可切換系統(tǒng)，其中排氣裝置的某些部分被控制元件斷開或關(guān)閉，僅使用部分區(qū)域。
[0005]例如，由國際專利申請W02010/034450A1 (尤其參考其附圖1_3)可知，借助于排氣閥使部分排氣流經(jīng)由再循環(huán)管道再循環(huán)到內(nèi)燃機(jī)中。
[0006]如果要使排氣主管對于全部排氣體積流關(guān)閉，以及要使排氣流通過封閉件上游的獨(dú)立元件偏轉(zhuǎn)且通過所述封閉件下游的另外一個元件再導(dǎo)入，必須在系統(tǒng)中采用和協(xié)調(diào)若干已知的閥，導(dǎo)致需要相應(yīng)的空間和努力來致動和選擇。
[0007]另外，給潛熱存儲器充以來自汽車發(fā)動機(jī)的熱并在冷啟動時釋放存儲在該潛熱存儲器中的能量，這是已知的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在實施例中，提供了一種排氣閥，其使得可以以一種簡單、牢固、經(jīng)濟(jì)的方式實現(xiàn)排氣裝置的各部分的選擇性耦合。
[0009]實施例中的四通排氣閥具有恒定入口、恒定出口、可選擇出口、可選擇入口和可以在第一和第二密封位置之間樞轉(zhuǎn)的閥片。所述閥片配置成在第一運(yùn)行模式和第二運(yùn)行模式之間切換，在第一運(yùn)行模式中，經(jīng)恒定入口進(jìn)入的排氣被直接導(dǎo)入到恒定出口，在第二運(yùn)行模式中，經(jīng)恒定入口進(jìn)入的排氣經(jīng)可選擇出口排出，且經(jīng)可選擇入口重新進(jìn)入的排氣經(jīng)恒定出口排出。此處，閥片的樞軸配置在恒定入口和可選擇入口之間以及恒定出口和可選擇出口之間。所述樞軸橫切所述四通排氣閥的閥體，在這種方式下獲得了閥片在閥體內(nèi)部的可樞轉(zhuǎn)配置。恒定入口可連接到內(nèi)燃機(jī)的排氣出口，恒定出口可連接到消音器。可選擇出口可連接到潛熱存儲器的入口，可選擇入口可連接到潛熱存儲器的出口。所述閥片可旋轉(zhuǎn)地固定安裝在所述樞軸上，因此通過樞軸的旋轉(zhuǎn)而可強(qiáng)制樞轉(zhuǎn)。
[0010]采用這種方式，可以以一種簡單的方式在預(yù)選的操作情況下或者基于請求將全部排氣流直接引導(dǎo)到排氣出口，或者首先將其引導(dǎo)到附加的部件例如潛熱存儲器，之后再引導(dǎo)到排氣出口。[0011]根據(jù)一個實施例，閥體由常規(guī)的拉制金屬片一體成型有入口和出口。因此，入口和出口與閥體一體成型為杯狀的突出物(有時稱為“凸臺(Butzen) ”)，當(dāng)連接到管道上時可簡單地通過打孔或切削而開口。采用這種方式，所有的入口和出口都可以采用常規(guī)的工具與閥體一體成型。另外，對于閥體上的入口和出口可以確保良好密封。
[0012]根據(jù)一個實施例，閥片是剛性不可彎曲的、平的(平面的)，且具有大致相應(yīng)于由閥體封閉的空間的橫截面的形狀，但是略小。此處，“略小”意味著相對于由閥體封閉的空間的橫截面，閥片的公差間隙大于0.1mm且小于0.2mm。
[0013]根據(jù)一個實施例，樞軸被閥體支撐且在支承區(qū)域具有軸承密封，特別是軸墊圈、滑環(huán)密封、徑向軸封、端面機(jī)械密封、壓合密封或者填料密封。采用這種方式，能夠防止諸如在閥體內(nèi)被引導(dǎo)的內(nèi)燃機(jī)排氣之類的流體的泄漏。
[0014]根據(jù)一個實施例，樞軸的支承區(qū)域借助于以流體密封方式連接到閥體的覆蓋件連接。
[0015]根據(jù)一個實施例，所述樞軸在其一端具有一驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置的殼體可旋轉(zhuǎn)地固定安裝到閥體上，且該驅(qū)動裝置的軸壓合/力鎖合地連接到所述樞軸。所述驅(qū)動裝置可以被同軸布置的旋轉(zhuǎn)磁體致動。
[0016]根據(jù)一個實施例，所述入口或出口中的一個中的第一流向分別與相互共面的其余入口和出口的流向位于不同的平面。根據(jù)一個實施例，所述不同的平面是非平行于其它流向的平面。
[0017]根據(jù)一個實施例，三個入口和出口中的流向分別相互共面，而剩余的第四流向垂直于其它共面的流向所處的平面。這樣，視安裝情況而定，可以獲得更為緊湊的布置，因為側(cè)面的延伸被減少了。另外，在該結(jié)構(gòu)中，更容易對于相同的閥尺寸提供更大的連接橫截面，或者對于給定的連接橫截面提供更小的閥尺寸，因為連接直徑可以更有利的環(huán)繞閥體的外周配置。
[0018]根據(jù)另一個實施例，在四個入口和出口中的全部四個排氣流向分別共面，因此位于相同的平面。這獲得了一種尤其平的結(jié)構(gòu)，同時使得軸承和閥片的致動更為容易。這樣還可以避免在閥體內(nèi)引導(dǎo)的排氣的過量偏轉(zhuǎn)，該偏轉(zhuǎn)會造成壓力損失。
[0019]根據(jù)一個實施例，在恒定入口中的排氣流向和在可選擇出口中的排氣流向限定了第一偏轉(zhuǎn)平面；在可選擇入口中的排氣流向和在恒定出口中的排氣流向限定了第二偏轉(zhuǎn)平面；所述第一和第二偏轉(zhuǎn)平面包括大于20°、尤其大于40°的平面間夾角。
[0020]根據(jù)一個實施例，在恒定入口中的排氣流向和在可選擇出口中的排氣流向限定了第一偏轉(zhuǎn)平面；在可選擇入口中的排氣流向和在恒定出口中的排氣流向限定了第二偏轉(zhuǎn)平面；所述第一和第二偏轉(zhuǎn)平面包括大于20°且至多到90°的平面間夾角。這樣，獲得了特別緊湊的布置。在完全相反的流向的情況下，兩個相反面對的流向之間的偏移可以用來定義偏轉(zhuǎn)平面。
[0021]在另外的實施例中，可選擇入口的最小橫截面的平面法向與可選擇出口的最小橫截面的平面法向之間的角度，或者可選擇入口中的排氣流向與可選擇出口中的排氣流向之間的角度，小于70°或者小于40°。即，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這兩個連接之間的特別小的角度由此獲得了其它連接之間較大的角度。此處，總是考慮最小的角度(因此對于大于90°的角，用其相對于180°的補(bǔ)角)。其它連接之間的流體偏轉(zhuǎn)具有趨向于隨偏轉(zhuǎn)角而增大的流通阻力損失，但是在上述兩者之間并非如此。其它連接之間的更大角度導(dǎo)致了較小的偏轉(zhuǎn)角，因此趨向于更小的損失。
[0022]根據(jù)一個實施例，恒定入口的最小橫截面的平面法向與恒定出口的最小橫截面的平面法向之間的(最小的)角度，或者恒定入口中的排氣流向與恒定出口中的排氣流向之間的(最小的)角度，要么在70°和90°之間，要么小于30° (8卩，在0°到30°之間)。
[0023]根據(jù)一個實施例，恒定入口的最小橫截面的平面法向與可選擇出口的最小橫截面的平面法向之間的最小角度，或者恒定入口中的排氣流向與可選擇出口中的排氣流向之間的最小角度，以及可選擇入口的最小橫截面的平面法向與恒定出口的最小橫截面的平面法向之間的最小角度，或者可選擇入口中的排氣流向與恒定出口中的排氣流向之間的最小角度，分別在70°和90°之間，這樣損失可以保持在低水平。
[0024]為了保持低水平損失，根據(jù)一個實施例，恒定入口中的排氣流向和恒定出口中的排氣流向之間的偏轉(zhuǎn)角小于40°。這種布置在被傳送的排氣不被引導(dǎo)通過排氣設(shè)備的附加部件例如潛熱存儲器時尤其有利，因為全部排氣體積流都實際上直接被引導(dǎo)到排氣出口。
[0025]根據(jù)一個實施例,恒定入口的最小橫截面面積比可選擇入口的最小橫截面面積大多于10%。這樣，可以獲得恒定入口對可選擇入口的良好調(diào)整。
[0026]根據(jù)一個實施例,恒定出口的最小橫截面面積與恒定入口的最小橫截面面積相差小于10%。
[0027]根據(jù)一個實施例，可選擇出口的最小橫截面面積與可選擇入口的最小橫截面面積相差小于10%。
[0028]根據(jù)一個實施例，同時提供下面三個特征，即:恒定出口的最小橫截面面積與恒定入口的最小橫截面面積相差小于10% ;可選擇出口的最小橫截面面積與可選擇入口的最小橫截面面積相差小于10%。同時,恒定入口的最小橫截面面積比可選擇入口的最小橫截面面積大10%，和/或恒定出口的橫截面面積比可選擇出口的最小橫截面面積大多于10%。
[0029]通過這種成對調(diào)整，考慮了以下事實:在使用了耦合部件的運(yùn)行模式下，在任何比率下僅有一小部分的排氣體積流被處理(部分負(fù)載操作)，因此不需要主排氣流的全部管道橫截面。這種差異允許采用更小結(jié)構(gòu)的閥。
[0030]根據(jù)一個實施例，可選擇出口的最小橫截面面積與恒定入口的最小橫截面面積相差小于10% ο
[0031]根據(jù)一個實施例,可選擇入口的最小橫截面面積與恒定出口的最小橫截面面積相差小于10% O
[0032]通過對直接緊跟的連接的橫截面的該調(diào)整，在閥中沒有產(chǎn)生實質(zhì)的節(jié)流效應(yīng)。
[0033]根據(jù)一個尤其緊湊的實施例，閥片為具有兩個不同直徑和相應(yīng)半徑的卵形形狀，其中樞軸適當(dāng)?shù)匮刂鴥蓚€直徑中較短的一個布置，因此也沿著較短的半徑布置。另外，閥體具有內(nèi)壁，該內(nèi)壁的部分部段具有扁平旋轉(zhuǎn)橢球體形狀，該旋轉(zhuǎn)橢球體的旋轉(zhuǎn)軸大于或等于閥片的較短直徑，而其最大的直徑大于或等于閥片的較長直徑，其中樞軸布置在旋轉(zhuǎn)橢球體的旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)。該結(jié)構(gòu)是相對扁平的。另外，在該布置中，可以基本平行于樞軸布置恒定入口，這樣可獲得用于其連接的相對大的區(qū)域；可以分別將可選擇入口和出口布置在所得到的扁平旋轉(zhuǎn)橢球體的相對窄的周面上。
[0034]根據(jù)一個實施例，可以相對于恒定入口沿著徑直直線布置恒定出口，也具有大橫截面。這種結(jié)構(gòu)在所有運(yùn)行模式下都獲得了小的偏轉(zhuǎn)角，即恒定入口與恒定出口之間的第一偏轉(zhuǎn)角、恒定入口與可選擇出口之間的第二偏轉(zhuǎn)角以及可選擇入口與恒定出口之間的第三偏轉(zhuǎn)角之和小于250°，低至180° (0° +90° +90° )。另外，所述三個角度都相等且總和僅為180° (60° +60° +60° )的布置也是可以的。為此，如果可選擇入口和可選擇出口相互平行定位，這將是所期望的。如果所有四個連接都相互成四面體布置，所述三個偏轉(zhuǎn)角度之和為212°。在該布置與其中第一偏轉(zhuǎn)角和可選擇入口與可選擇出口之間的角都很小的布置之間還有其它方案。
[0035]根據(jù)一個實施例，閥體的內(nèi)表面和/或閥片的外表面——例如通過噴涂——涂有彈性材料。這可以增強(qiáng)閥體和閥片之間的密封特性，和/或可以減小噪音。此處，涂層厚度小于1mm，特別是小于0.5mm。
[0036]根據(jù)一個實施例，所述彈性材料為可以通過火焰噴射施加的閉孔金屬泡沫，或者為金屬織物、金屬絲網(wǎng)或金屬非織物形式的金屬氈。
[0037]車輛的實施例具有帶排氣出口的內(nèi)燃機(jī)、潛熱存儲器、消音器和根據(jù)上述描述的四通排氣閥片。四通排氣閥片的恒定入口連接至內(nèi)燃機(jī)的排氣出口，四通排氣閥片的恒定出口連接至消音器。另外，四通排氣閥的可選擇出口和可選擇入口連接至潛熱存儲器。
[0038]根據(jù)一個實施例，在內(nèi)燃機(jī)和四通排氣閥之間配置有排氣渦輪增壓器。
[0039]根據(jù)一個實施例，在四通排氣閥和消音器之間配置有催化轉(zhuǎn)換器和/或柴油顆粒過濾器。
[0040]根據(jù)一個實施例，四通排氣閥布置在車輛的底部。四通排氣閥的閥片的驅(qū)動裝置可以布置在四通排氣閥的下方，能夠被空氣流冷卻。
[0041]所述四通排氣閥可以適當(dāng)?shù)赝ㄟ^由金屬片或鑄造金屬制成的兩個半殼制造而成?？梢栽趦蓚€半殼中的合適位置插入半環(huán)或類似物來提供密封輪廓，使得閥片在一個或兩個樞轉(zhuǎn)位置靠接該半環(huán)。
[0042]通過在斷開附加部件一尤其可以是潛熱存儲器一的情況下密封直接排氣路徑，自動地獲得了該附加部件與環(huán)境的隔絕。這意味著，沒有對流傳熱可以從附加部件——特別是潛熱存儲器——傳出，不需要提供任何第二閥及其相關(guān)的致動。這在車輛發(fā)動機(jī)停止后是尤其有用的，因為其使得大部分的存儲熱量可被用來幫助在隨后的冷啟動后快速地加熱發(fā)動機(jī)。為此，潛熱存儲器合適地與熱交換器結(jié)合，繼而熱耦合到發(fā)動機(jī)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]本發(fā)明的前述和其他優(yōu)點(diǎn)將在以下參考附圖對的示例性實施例的詳細(xì)描述中變得顯而易見。不要求所有可能的實施例都必須展現(xiàn)本文所確定的優(yōu)點(diǎn)的每一個或者任意一個。
[0044]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的具有四通排氣閥的車輛的底部的示意圖；
[0045]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的四通排氣閥的平行于其軸線的橫截面示意圖；
[0046]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的四通排氣閥的平行于其軸線的橫截面示意圖；
[0047]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的四通排氣閥的平行于其軸線的橫截面示意圖；
[0048]圖5不出了圖4中的實施例的垂直于其樞軸的橫截面視圖；
[0049]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的四通排氣閥的平行于其軸線的橫截面視圖；
[0050]圖7不出了圖6中的實施例的垂直于其樞軸的橫截面視圖。
【具體實施方式】
[0051]在下面描述的示例性實施例中，功能和結(jié)構(gòu)相同的部件盡可能以相同的附圖標(biāo)記表示。因此，為了理解特定實施例的各個部件的特征，應(yīng)當(dāng)參考其他實施例的描述和
【發(fā)明內(nèi)容】
部分的描述。
[0052]圖1示意性地示出了一車輛的底部的底視圖。
[0053]靠近車輪107a、107b、107c、107d，在車輛100的底部，可見到內(nèi)燃機(jī)101的底部、排氣渦輪增壓器102，根據(jù)本發(fā)明的四通排氣閥10、潛熱存儲器103、催化轉(zhuǎn)化器104和消音器105。
[0054]內(nèi)燃機(jī)101布置在前輪107a和107b之間，且被聯(lián)接到排氣渦輪增壓器102，使得從內(nèi)燃機(jī)101排出的排氣流過排氣渦輪增壓器102。在渦輪增壓器的102的下游，排氣經(jīng)由恒定入口 I進(jìn)入四通排氣閥10。
[0055]在圖1中以實線示出的四通排氣閥10的閥片5的位置處，排氣從恒定入口 I經(jīng)由可選擇出口 3導(dǎo)入進(jìn)入到潛熱存儲器103，在經(jīng)由恒定出口 2排放到催化轉(zhuǎn)換器104之前，再從潛熱存儲器103經(jīng)由可選擇入口 4返回到四通排氣閥10。這樣，潛熱存儲器103從排氣中加載和抽取熱量。在圖1中以虛線示出的四通排氣閥10的閥片5的位置處，排氣從恒定入口 I經(jīng)由恒定出口 2直接導(dǎo)入到催化轉(zhuǎn)化器104，而不流經(jīng)潛熱存儲器103。由此避免了從潛熱存儲器向排氣的非故意的熱排放。在催化轉(zhuǎn)換器104下游，排氣流過消音器105并經(jīng)車輛100的尾部管106排出到外部。排氣的流向如圖1中的箭頭所示。
[0056]應(yīng)注意，排氣渦輪增壓器和催化轉(zhuǎn)換器都是完全可選擇的?？蛇x擇地，或附加于催化轉(zhuǎn)換器，可以提供柴油顆粒過濾器。另外，可以提供排氣系統(tǒng)的其它可選系統(tǒng)來替代潛熱存儲器103。
[0057]圖2示意性示出了四通排氣閥10的結(jié)構(gòu)。此處，觀察方向平行于閥片5的樞軸。
[0058]閥片5的樞軸11被居中地支承在由兩個半球殼形成的閥體中。在所示的實施例中，閥片5是剛性不可彎曲的圓盤，樞軸布置在其直徑處，該圓盤由與形成閥體的半球殼相同的鋼片制成。閥體在其內(nèi)部具有作為球體表面一部分的壁，球體的半徑比閥片5的半徑大 0.5mmο
[0059]閥片5可旋轉(zhuǎn)地固定連接到樞軸11，并可借助于用于樞軸的驅(qū)動裝置在閥體內(nèi)部幾乎0°的樞轉(zhuǎn)。閥片5的極端位置將閥體內(nèi)部分成四個相同大小的部分。然而這種四個相同大小部分的分隔僅僅是可選的。
[0060]在每一個相同大小的部分中，都設(shè)置有一個入口或出口，從而經(jīng)由恒定入口 I來自內(nèi)燃機(jī)101 (或者排氣渦輪增壓器)的流入排氣通過樞轉(zhuǎn)閥片而可選擇地引導(dǎo)到可選擇出口 3 (圖2虛線所示的閥片5的位置)或者直接引導(dǎo)到恒定出口 2 (圖2實線所示的閥片5的位置)。然而，不可能將來自內(nèi)燃機(jī)的流入排氣直接引導(dǎo)到可選擇入口 4。
[0061]如果來自內(nèi)燃機(jī)101的排氣流經(jīng)可選擇出口 3朝著潛熱存儲器103被引導(dǎo)，則與此同時，從潛熱存儲器103回流的排氣被閥片5經(jīng)由恒定出口 2引導(dǎo)至消音器105 (或催化轉(zhuǎn)換器104或柴油顆粒過濾器)。
[0062]在圖2中，三個入口和出口 1、2、3的布置的可能變型分別由虛線示出；根據(jù)結(jié)構(gòu)情況，這些連接中的每一個的取向都可以自由地在各自的部分內(nèi)選擇。
[0063]盡管在所描述的實施例中的閥體是球狀的，但是本發(fā)明并非限制于此。例如，其他具有垂直于樞軸方向的圓形橫截面的結(jié)構(gòu)都是可行的。實際上，甚至圓形都不是絕對必須的，但僅在閥片的極端位置，需要閥體壁和閥片密切鄰近以獲得某種密封性能。在閥片本身是圓形、橢圓形或卵形且在整個切換路徑上應(yīng)移動靠近閥體壁的情況下，需要該壁在空間上是彎曲的，即是球形或類球形的(如果閥片是卵形的)。在切換期間閥片在它們內(nèi)部移動的兩個相對的部分(2和3)與另外兩個閥片不會掃過的相對部分(I和4)相比可以具有更大的半徑(或者在第一位置的彎曲形狀)。因此，可以將向較小部段過渡的部分同時構(gòu)造成用于閥片的止擋，增強(qiáng)了其密封特性，避免了需要提供單獨(dú)的密封件。
[0064]在示出的實施例中，樞軸11居中地橫穿大致球形的閥體并在其中央支撐閥片5。然而，這并非唯一的布置:樞軸在閥體內(nèi)的偏心布置是同樣可行的。然而這需要對閥片的偏心支撐和對閥片短側(cè)的調(diào)節(jié)。
[0065]圖3以橫截面視圖示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的具有兩根樞軸7’、7”的四通排氣閥20的結(jié)構(gòu)。
[0066]在第二實施例中，四通排氣閥20的閥體被垂直地分隔，且兩個半部相互偏置以提供兩個密封止擋9、9’。在該實施例中，閥片兩側(cè)的樞軸7’、7”相互分開，使得必須提供兩個閥片5a’、5a”。分開的距離由一縱長的帶齒共用樞軸7連接，該共用樞軸7配置在兩根樞軸7’、7”之間，其可以同時以不同的傳動比驅(qū)動兩個閥片5a’、5a”從而獲得不同的切換角度。例如，其可以以這樣的方式實現(xiàn):在一個密封位置時所述閥片位于同一平面，在另一個密封位置時所述閥片相互成鈍角。這使得相對比較大的恒定出口 2a布置在被大角度的閥片5a”掃過的部分，而相對比較小的可選擇出口 3a布置在被另一個小角度的閥片5a’掃過的部分。在示出的實施例中，密封止擋9、9’被閉孔金屬泡沫覆蓋，以增強(qiáng)其密封特性和減小由于閥片靠接引起的噪音。
[0067]在圖4和5中示出了第三實施例的四通排氣閥30。此處，圖4示出了平行于軸線的橫截面視圖，圖5示出了沿著V-V線的橫截面視圖。由于第三實施例與上述第一實施例非常相似，因此在下面僅主要強(qiáng)調(diào)其特殊之處，其他參考第一實施例。
[0068]在第三實施例中，密封止擋9b、9b’由閥體的相對于閥片5b的樞軸Ilb對置地布置的壁段提供，所述壁段具有小比相對于閥體5b的樞軸Ilb對置地布置的相鄰壁段的直徑。換句話說，內(nèi)表面包括構(gòu)成密封止擋的臺階。為了增強(qiáng)密封特性和減小噪音，閥片5b在其徑向外緣涂覆有閉孔金屬泡沫D。
[0069]如從圖5可見，第三實施例中的閥體的內(nèi)部具有大致扁平旋轉(zhuǎn)橢球體形狀。在圖5中，與球形相比的空間減少以虛線示出。在該實施例中，閥下方節(jié)省出的空間被用于配置用作閥片5b的致動器驅(qū)動的電磁體13，閥上方的空間被用于配置樞軸Ilb的軸承16、16’。軸承16、16’都相對環(huán)境密封。
[0070]在圖4，構(gòu)成閥體的半殼被圖中的豎直平面、即包含樞軸11的平面分割，其中一個半殼提供恒定入口 Ib和恒定出口 2b (此處以管座形式畫出)，而另一半殼提供可旋轉(zhuǎn)入口3b和可選擇出口 4b。在它們的接縫處，兩個半殼相互壓接/卷邊接合。
[0071]在該實施例中，閥體由常規(guī)的拉制金屬片與各個入口和出口一起成型。所述入口因此一體地且無縫地作為開口的杯狀突出物連接到閥體上。
[0072]在圖6和7中，示出了第四實施例的四通排氣閥40。此處，圖6示出了平行于軸線的橫截面視圖，而圖7示出了沿著V1-VI線的橫截面視圖，在圖7中閥片相對于圖6中所示的位置旋轉(zhuǎn)了 90°。由于第四實施例與上述第三實施例非常相似，因此在下面主要強(qiáng)調(diào)其特殊之處，其他參考第三實施例。
[0073]四通排氣閥40的閥體同樣是由兩個半殼構(gòu)成。然而，該實施例中的兩個半殼是沿著垂直于樞軸的平面分隔的。在該實施例中，密封止擋9c、9c’由半殼的向內(nèi)變形區(qū)域提供。在該實施例中，上部半殼提供了可選擇出口 3c以及恒定入口 lc、恒定出口 2c的上半部分，下部半殼提供了可選擇入口 4c以及恒定入口 lc、恒定出口 2c的下半部分。兩個半殼局部地相互嵌入，并在它們的連接部位15c、15c’焊接在一起。采用這樣的半殼分隔，簡化了樞軸Ilc和用于該樞軸的軸承16c、16c’的組裝。
[0074]盡管本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合其某些示例性實施例進(jìn)行了描述，然而許多替換、修正和變化對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，本文闡述的示例性實施例僅僅是示意性而在任何意義上都不是限制性的。在不背離在由下述權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變。例如，可以省去可選擇入口 4c，將所述裝置作為三通閥使用。這使得可以進(jìn)一步以一定角度(如120° )分隔剩余的三個連接部，使得以非平面的閥片(如，成120°的角)進(jìn)行切換。這樣偏轉(zhuǎn)的排氣流與主排氣管的再結(jié)合因而可以通過簡單的、相反安裝的支管得到實現(xiàn)。此外，也可以采用所述四通排氣閥來引導(dǎo)排氣之外的其它流體。
【權(quán)利要求】
1.一種四通排氣閥，包括: 恒定入口 ； 恒定出口 ； 可選擇出口； 可選擇入口 ；和 可在第一密封位置和第二密封位置之間樞轉(zhuǎn)的閥片，其中所述閥片優(yōu)選為平面的，所述閥片配置成在第一運(yùn)行模式和第二運(yùn)行模式之間切換，在第一運(yùn)行模式中，經(jīng)恒定入口進(jìn)入的排氣被直接導(dǎo)入到恒定出口，在第二運(yùn)行模式中，經(jīng)恒定入口進(jìn)入的排氣經(jīng)可選擇出口排出且經(jīng)可選擇入口重新進(jìn)入的排氣經(jīng)恒定出口排出； 其中，所述閥片的樞軸配置在恒定入口和可選擇入口之間以及恒定出口和可選擇出口之間，并且該樞軸橫切所述四通排氣閥的閥體；以及 其中，在所述入口或出口中的一個中的第一排氣流向分別與在其余入口和出口中的流向位于不同的平面，其中所述其余入口和出口中的流向是相互共面的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四通排氣閥，其特征在于，在恒定入口中的排氣流向和在可選擇出口中的排氣流向限定了第一偏轉(zhuǎn)平面，在可選擇入口中的排氣流向和在恒定出口中的排氣流向限定了第二偏轉(zhuǎn)平面；所述第一偏轉(zhuǎn)平面和所述第二偏轉(zhuǎn)平面形成了大于20°且至多90°的平面間夾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四通排氣閥，其特征在于，所述恒定入口適于連接到內(nèi)燃機(jī)的排氣出口 ；和/或 所述恒定出口適于連接到消音器；和/或 所述可選擇出口適于連接到潛熱存儲器；和/或 所述可選擇入口適于連接到所述潛熱存儲器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的四通排氣閥，其特征在于，所述其余入口和出口中的共面的流向限定了一參考平面，所述第一排氣流向垂直于所限定的參考平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的四通排氣閥，其特征在于，由所述可選擇入口的最小橫截面限定的平面的法向與由所述可選擇出口的最小橫截面限定的平面的法向之間的最小角度小于70°或者小于40° ;和/或 所述可選擇入口中的排氣流向與所述可選擇出口中的排氣流向之間的最小角度小于70?；蛘咝∮?0°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的四通排氣閥，其特征在于，由所述恒定入口的最小橫截面限定的平面的法向與由所述恒定出口的最小橫截面限定的平面的法向之間的最小角度在70°和90。之間或者小于30° ;和/或 所述恒定入口中的排氣流向與所述恒定出口中的排氣流向之間的最小角度在70°和90。之間或者小于30°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的四通排氣閥，其特征在于，由所述恒定入口的最小橫截面限定的平面的法向與由所述可選擇出口的最小橫截面限定的平面的法向之間的最小角度以及由所述可選擇入口的最小橫截面限定的平面的法向與由所述恒定出口的最小橫截面限定的平面的法向之間的最小角度在70°和90°之間；和/或 所述恒定入口中的排氣流向與所述可選擇出口中的排氣流向之間的最小角度以及所述可選擇入口中的排氣流向與所述恒定出口中的排氣流向之間的最小角度在70 °和90 °之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的四通排氣閥，其特征在于，所述恒定入口中的排氣流向與所述恒定出口中的排氣流向之間的偏轉(zhuǎn)角小于40°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的四通排氣閥，其特征在于，所述恒定出口的最小橫截面面積與所述恒定入口的最小橫截面面積的區(qū)別小于10%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的四通排氣閥，其特征在于，所述可選擇出口的最小橫截面面積與所述可選擇入口的最小橫截面面積的區(qū)別小于10%。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項所述的四通排氣閥，其特征在于，所述恒定入口的最小橫截面面積比所述可選擇入口的最小橫截面面積大多于10%。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項所述的四通排氣閥，其特征在于，所述可選擇出口的最小橫截面面積與所述恒定入口的最小橫截面面積的區(qū)別小于10% ;和/或 所述可選擇出口的最小橫截面面積與所述恒定出口的最小橫截面面積的區(qū)別小于10%。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項所述的四通排氣閥，其特征在于，所述閥片為具有最小半徑和最大半徑的卵形形狀，所述樞軸沿著所述最小半徑布置；所述閥體具有內(nèi)壁，該內(nèi)壁的部分部段具有扁平旋轉(zhuǎn)橢球體形狀，該旋轉(zhuǎn)橢球體的旋轉(zhuǎn)軸大于或等于所述閥片的較短直徑；所述閥體的最大直徑大于或等于所述閥片的較長直徑；所述閥片的樞軸與所述旋轉(zhuǎn)橢球體的旋轉(zhuǎn)軸同軸。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項所述的四通排氣閥，其特征在于，所述閥體的內(nèi)壁和/或所述閥片涂有彈性材料，所述彈性材料的涂覆厚度小于Imm且特別是小于0.5mm。
15.一種車輛，包括: 內(nèi)燃機(jī)，特別是具有排氣渦輪增壓器并且具有排氣出口的內(nèi)燃機(jī)； 潛熱存儲器； 消音器，特別是具有上游催化轉(zhuǎn)換器和/或柴油顆粒過濾器的消音器；和 根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項所述的四通排氣閥， 其中，所述四通排氣閥的恒定入口連接至所述內(nèi)燃機(jī)的排氣出口或所述排氣渦輪增壓器； 其中，所述四通排氣閥的恒定出口——特別是經(jīng)由所述催化轉(zhuǎn)換器和/或所述柴油顆粒過濾器一連接至所述消音器； 并且其中，所述四通排氣閥的可選擇入口和可選擇出口連接至所述潛熱存儲器。
【文檔編號】F16K11/052GK103628963SQ201310498557
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月24日
【發(fā)明者】D·朔爾特, C·伊利, R·杜爾斯滕, G·沃斯 申請人:埃貝施佩歇爾排氣技術(shù)有限及兩合公司