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CN106605050A - 用于惯性空气循环阀的调节机构 - Google Patents

用于惯性空气循环阀的调节机构 Download PDF

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CN106605050A CN201580047232.5A CN201580047232A CN106605050A CN 106605050 A CN106605050 A CN 106605050A CN 201580047232 A CN201580047232 A CN 201580047232A CN 106605050 A CN106605050 A CN 106605050A
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Abstract

已知一种用于惯性空气循环阀的调节机构，其具有可平动移动的操作元件(32)和调节体(40)，所述调节体能够与操作元件(32)一起移动。为了在降低成本的情况下改善耐热性和密封性而推荐，调节体(40)具有带有在圆周上闭合的外周面(46)的第一空心体(42)，从所述外周面的第一轴向端部沿径向向内延伸有环形板(48)，并且调节体具有第二空心体(44)，所述第二空心体具有径向外部的环形板(54)，该径向外部的环形板在轴向上环绕密封地固定在第一空心体(42)的环形板(48)上，并且外周面(56)从第二空心体的环形板的径向内部的区域朝操作元件(32)的方向在第一空心体(42)内部延伸。

Description

用于惯性空气循环阀的调节机构
本发明涉及一种用于惯性空气循环阀的调节机构，其具有可平动移动的操作元件和调节体，所述调节体与该操作元件一起可移动。
用于使压缩的新鲜气体再循环的惯性空气循环阀早已是已知的，其必要时将废气从涡轮增压机的压缩机的压力侧反馈到压缩机的吸气侧。在压缩机的压力侧和吸气侧之间通过旁路管道的连接需要用于从高负载到内燃机的惯性运行的过渡，以便阻止增压泵相对闭合的节流阀较高的传输并且阻止由此产生的泵送效应以及涡轮机转速的剧烈的突然的下降(伴随着热力学问题的后果)。
惯性空气循环阀常常是电磁操作的，其中阀的阀关闭体借助衔铁通过电磁力运动。这种装置的实施例在DE 100 20 041 A1中被描述。所述控制通过控制单元与当时发动机数据相应地进行。所述阀在阀关闭体上具有压力平衡开口，由此在相应设置有效面时形成了相对气压力的力平衡。在这种阀中，封闭体直接与衔铁相连并且阀的内部通过膜与外部区域隔开。在衔铁和在封闭体中构成一个孔，在涡轮增压机的压力侧和阀内部之间通过所述孔建立压力平衡。
在随后的几代惯性空气循环阀中，通常取消了薄膜，因此使用基本上圆柱形的调节体，该调节体万向轴式地与衔铁相连并且其在径向外部区域不是通过薄膜密封而是通过密封环密封。这种惯性空气循环阀例如由DE 10 2010 026 121 A1已知。基本上圆柱形的调节体在其指向衔铁的端部上具有收缩部，滑动套筒的扩展部在收缩部后方抓紧，所述滑动套筒与衔铁相连，因此衔铁连同滑动套筒和调节体从阀座升起或者下降到所述阀座上。
在另外的公开文献中，如WO 2014/102133 A1或者DE 10 2004 044 439 B4，在衔铁上直接构成具有后续扩展部的收缩部，因此调节体在推入之后通过扩展部嵌入收缩部结构中并且因此形状配合地被固定。为此在调节体上设置径向向内指向的、弹性的元件。相应地调节体通常构造为塑料构件，但是该塑料构件在其耐热性方面受到限制。
这种调节体的指向阀座的端部由其圆柱形外周面的轴向端部构成。所述实施形式相应地具有的缺点在于，对于产生不同压力的涡轮增压机必须分别制造用于调节体的新的形状，所述调节体的直径与待密封的横截面相适配。此外，这些调节体对于升高的运行温度、由于所用的塑料材料常常不能适合。由于过大声音的关闭和打开运动也会产生问题。关键在密封性方面会产生问题。
因此所要解决的技术问题在于，提供一种用于惯性空气循环阀的调节机构，该调节机构尽可能低噪音地打开和关闭、廉价地制造、耐热并且具有横高的密封性。此外，通过与各种待密封的横截面的可能的适配而降低制造成本。
所述技术问题通过具有独立权利要求1的特征的调节机构解决。
调节体具有带有在圆周上闭合的外周面的第一空心体，一个环形板从所述外周面的第一轴向端部沿径向向内延伸，并且调节体具有第二空心体，所述第二空心体具有径向外部的环形板，该径向外部的环形板在轴向上环绕密封地固定在第一空心体的环形板上，并且一个外周面从第二空心体的环形板的径向内部的区域朝操作元件的方向在第一空心体内部延伸，由此可以实现的是，调节体可以简单地与其锁闭的横截面相适配。通过单个零件的简单的成型，调节机构可以简单和廉价地制造并且可以选择耐热的材料，如金属板。同样可以简单地保证部件之间的密封性。
第一空心体的外周面优选设计为圆柱形。这种形状可以特别简单地制造并且可以在整个行程区域上保证外周上的密封。
在一种对此备选的实施形式中，第一空心体的外周面朝操作元件的方向锥状地扩大地构成。通过这种方式可以在阀的闭合状态中保证密封的封闭，而在行程运动中使周围的密封件上的磨损最小化。
在第二空心体的外周面中优选构成至少一个开口，通过所述开口能够以简单的方式在调节机构的下侧和阀的内部空间之间建立压力平衡。
在一种优选的实施形式中，调节体与操作元件固定连接。这可以或者直接地进行，或者通过中间布置的构件进行。在各种情况中，保证了通常设计为衔铁的操作元件和调节体的运动直接耦合。
优选在操作元件上固定有连接元件，所述连接元件延伸进第二空心体的内部并且在其远离操作元件的端部上具有径向的扩展部，并且第二空心体具有对应的径向收缩部，所述收缩部沿径向设置在操作元件和连接元件的径向扩展部之间，其中连接元件的径向扩展部的外圆周大于第二空心体的径向收缩部的内圆周。由此可以以简单方式产生调节体在操作元件上的固定装置，通过此固定装置允许调节体相对操作元件的倾斜，而不需要构件之一在固定时变形。
在本发明对此扩展的结构设计中，连接元件固定在操作元件的中央凹口中，所述凹口的直径相当于连接元件的伸入所述凹口中的区域的外径。所述连接元件因此同时用于调节体相对操作元件的对中。这简化了调节机构的组装。
在连接元件和第二空心体之间优选设置弹性体，由此可以在连接元件和调节体之间实现减振的运动。因此一方面允许调节体轻微的倾斜、而且在运动时实现噪音衰减。
为此，在一种扩展的实施形式中，弹性体从操作元件延伸至连接元件的径向扩展部，并且填充一个设置在连接元件的径向扩展部和第二空心体的径向收缩部之间的空间。相应地，弹性体既在轴向上也在径向上发挥减振作用，并且如果期望、则可以沿轴向密封固定元件和第二空心体之间的空间。此外，弹性体设计成，使得其完整地或者部分地在圆周上具有相同形状的或者不同形状的分布的轴向连接结构，所述连接结构提供在内部空间和封闭体之前的压力空间之间的压力平衡。
为了产生在阀中的调节机构的压力平衡性，在第二空心体中、在第二空心体的径向收缩部和第二空心体的环形板之间的区域中、构成多个在圆周上分布的开口。所述开口可以以简单的方式、例如通过冲裁制成并且提供在压力突然改变时足以快速压力平衡的通流横截面。
在第二空心体的环形板的远离操作元件的侧面上有利地固定有密封环，密封环的直径相当于第一空心体的最大的直径。这一方面导致了在支撑于阀座中时的密封的封闭、另一方面导致了在调节机构的轴向对置侧面上的相同的力作用面，因此形成力平衡，该力平衡需要较小的调节力并且由此保证了非常短的操作时间。
在两个空心体之间沿径向优选设置弹簧，所述弹簧沿轴向预紧地安置在第一空心体的径向向内延伸的板上。由此保证了调节机构复位到其封闭通道的位置上。所述弹簧在此可以特别简单地装配。
在本发明一种优选的结构设计中，两个空心体和连接元件构造为由板件构成的冲压件。相应地，封闭机构可以非常廉价地制成，其中同时结果是，形成很高的强度、耐腐蚀性和耐热性。
有利的是，两个空心体相互间通过焊接、粘接、卷边或者皱缩固定和/或连接元件通过焊接、粘接、卷边或者皱缩固定在操作元件上。这些连接技术同样可以廉价地实施并且保证了连接的长久的牢固性。
因此，实现一种用于惯性空气循环阀的调节机构，该调节机构保证了很高的牢固性和密封性并且可以廉价地制成。此外，可以以简单方式与其他横截面相适配，而不必改变形状。这种封闭机构可以低噪音地接通并且是耐热的。
具有按照本发明的封闭机构的惯性空气循环阀的实施例在附图中示出并且在下面描述。
图1以剖视图示出具有按照本发明的调节机构的惯性空气循环阀的侧视图。
图2以剖视图示出按照本发明的调节机构的侧视图。
在图1中显示的惯性空气循环阀由电磁调节器10组成，在其壳体12中线圈14设置在线圈支架16上。在线圈支架16的径向内部区域中固定有可磁化的铁芯18，该铁芯的轴向端部超出线圈载体16，其中铁芯18在其轴向端部被挡板20包围，该挡板20与包围线圈的轭架22连接。在线圈支架16的与铁芯18对置的端部上存在另一个挡板24，该另一个挡板24在径向外部的区域中与轭架22接触并且具有内部的轴向延伸部段26，该内部的轴向延伸部段26延伸进线圈支架16中。在所述部段26的径向内部设有引导套筒28，该导引套筒延伸至铁芯18的中央凹口30中并且在所述凹口中支承用作操作元件32的衔铁。线圈14可以通过导线34(其在插头36中通入)通电。
一旦通过这种方式在线圈14中流动足够强的电流，则产生磁场，通过该磁场、操作元件朝铁芯18的方向移动。
因此，操作元件32用作调节机构38的第一构件，其附加地具有固定在操作元件32上的调节体40，借助该调节体可以释放或锁闭在未示出的流体壳体的进口和出口之间的通流横截面，方式是调节体40下降到包围通流横截面的阀座上或从该阀座升起。
按照本发明，调节体40由第一空心体42和第二空心体44构成，该第二空心体44设置在第一空心体42的径向内侧。第一空心体42具有在圆周上闭合的圆柱形外周面46，在该圆柱形外周面46的远离操作元件32的端部上构成环形的板48，该环形的板径向向内延伸。在板48上附加地压制远离调节器10指向的隆起50。第一空心体42对置的轴向端部52完全向外弯曲，用于避免在朝向调节器10指向的侧面上尖锐的棱边。该空心体42由板件通过冲压制成。
第二空心体44同样通过冲压由板件制成并且具有径向靠外的环形的板54，外周面56从环形的板54的内延伸进第一空心体42的内部区域中，第一空心体的环形的板48在轴向上设置在调节器10和第二空心体的环形板54之间，并且以其隆起50支承在环形板54上并且在此处环绕地与环形板54焊接。在第二空心体的环形板54的径向外部的区域中喷注密封环58，该密封环的用于支承在阀座上的有效的直径相当于第一空心体42的圆柱形外周面46的直径。第二空心体的外周面56在第一部段60中锥形地缩细，圆柱部段62沿轴向与该第一部段60邻接，在圆柱部段62中构造10个径向孔，这些径向孔作为用于压力平衡的开口64。径向的收缩部66与这种圆柱部段62邻接，另外的圆柱部段68从该收缩部的内径朝操作元件32的方向延伸，该另外的圆柱部段68相应地具有比第一圆柱部段62更小的直径。在其轴向端部上，圆柱部段68略微向内弯曲。
圆柱部段68以及收缩部66的径向内侧部分被弹性体70压力注塑包封，该弹性体朝操作元件的方向突出圆柱部段68并且抵靠到操作元件32上。
为了将调节体40固定在操作元件上，使用连接元件72，该连接元件72同样通过冲压制成。连接元件72基本上罐状地构成，其中底板74设置在操作元件32的轴向端部上的中央的圆形的凹口76中，并且在该位置通过焊接固定。邻接底板74的圆柱部段78延伸至弹性体70的远离操作元件32的(在第二空心体40上的)端部并且具有外径，该外径小于弹性体70的内径。径向的扩展部80在与底板对置的侧面上与圆柱部段78相连，该径向扩展部径向地大约延伸至弹性体70的径向向外指向的端部因此其外径大于第二空心体44的收缩部66的内径。在调节机构38组装时产生的空间82沿轴向位于第二空心体44的收缩部66和连接元件72的扩展部80之间，所述空间82相应地被弹性体79填充，所述弹性体在连接元件72焊接在操作元件32上时略微被挤压到一起。
在壳体12中构成空间84，调节体40在阀操作时可以伸入该空间84中。所述空间84沿径向被壳体壁86限定，在其背离调节器10的端部上构成环形的板88，该环形的板88的内径略微大于第一空心体84的外径。具有两个侧边的V形密封件90贴靠在该环形的板88上，两个侧边中的第一侧边抵靠在第一空心体42的在圆周上闭合的外周面46上，并且其第二侧边抵靠在径向限定的壳体壁86上，因此空间84在阀闭合状态中仅通过开口64与位于其下的通道相连。为了也为操作元件32和铁芯18之间的中央凹口30提供相应的压力并因此形成压力平衡阀，在操作元件32的外圆周上设置一个或多个槽。此外，为了保证在线圈14未通电时将调节体40调整到其支承在阀座的状态中，在空心体42的内部设置螺旋弹簧94，该螺旋弹簧94张紧地贴靠在第一空心体42的板48上支承并且其对置的轴向端部贴靠在调节器10的壳体12上。
因此当按照本发明的调节机构38运动时可能的是，调节体40相对操作元件32略微倾斜，用于建立可靠的封闭。因此所有运动通过弹性体70减振，由此避免了开关噪音。调节体可以简单和牢固地与操作元件相连。此外，调节体可以廉价地借助板材冲压技术制造并且非常耐热。整个系统的优点在于很高的密封性，这导致了很快的打开和闭合时间。
应该明确的是，本发明不局限于所述的实施例。按照本发明的调节机构也适用于其他的调节器，因此操作元件并非必须是电磁体的衔铁。这种调节机构也可以用于调节其他引导液体或气体的通道的通流横截面。调节体的形状同样可以在独立权利要求的保护范围内进行改变。

Claims (14)

1.一种用于惯性空气循环阀的调节机构，该调节机构具有可平动移动的操作元件(32)和调节体(40)，所述调节体能够与操作元件(32)一起移动，其特征在于，所述调节体(40)具有带有在圆周上闭合的外周面(46)的第一空心体(42)，从所述第一空心体(42)的外周面(46)的第一轴向端部沿径向向内延伸有环形板(48)，并且调节体具有第二空心体(44)，所述第二空心体具有径向外部的环形板(54)，该环形板在轴向上环绕密封地固定在第一空心体(42)的环形板(48)上，并且外周面(56)从第二空心体的环形板的径向内部的区域朝操作元件(32)的方向在第一空心体(42)内部延伸。
2.按照权利要求1所述的用于惯性空气循环阀的调节机构，其特征在于，所述第一空心体(42)的外周面(46)设计为圆柱形。
3.按照权利要求1所述的用于惯性空气循环阀的调节机构，其特征在于，所述第一空心体(42)的外周面(46)朝操作元件(32)的方向锥状地扩大地构成。
4.按照前述权利要求之一所述的用于惯性空气循环阀的调节机构，其特征在于，在第二空心体(44)的外周面(56)中构成至少一个开口(64)。
5.按照前述权利要求之一所述的用于惯性空气循环阀的调节机构，其特征在于，调节体(40)与操作元件(32)固定连接。
6.按照权利要求5所述的用于惯性空气循环阀的调节机构，其特征在于，在操作元件(32)上固定有连接元件(72)，所述连接元件延伸进第二空心体(44)的内部并且在其远离操作元件(32)的端部上具有径向的扩展部(80)，并且第二空心体(44)具有对应的径向收缩部(66)，所述收缩部沿轴向设置在操作元件(32)和连接元件(72)的径向扩展部之间，其中连接元件(72)的径向扩展部(80)的外圆周大于第二空心体(44)的径向收缩部(66)的内圆周。
7.按照权利要求6所述的用于惯性空气循环阀的调节机构，其特征在于，连接元件(72)固定在操作元件(32)上的中央凹口(76)中，所述中央凹口的直径相当于连接元件(72)的伸入所述凹口(76)中的区域的外径。
8.按照权利要求6或7所述的用于惯性空气循环阀的调节机构，其特征在于，在连接元件(72)和第二空心体(44)之间设置弹性体(70)。
9.按照权利要求8所述的用于惯性空气循环阀的调节机构，其特征在于，弹性体(70)从操作元件(32)延伸至连接元件(72)的径向扩展部(80)，并且填充一个在第二空心体(44)的径向收缩部(66)和连接元件(72)的径向扩展部(80)之间的空间。
10.按照权利要求5至9之一所述的用于惯性空气循环阀的调节机构，其特征在于，在第二空心体(44)中、在第二空心体(44)的径向收缩部(80)和第二空心体(44)的环形板(54)之间的区域中、构成多个在圆周上分布的开口(64)。
11.按照前述权利要求之一所述的用于惯性空气循环阀的调节机构，其特征在于，在第二空心体(44)的环形板(54)的远离操作元件(32)的侧面上固定密封环(58)，密封环的直径相当于第一空心体(42)的最大的直径。
12.按照前述权利要求之一所述的用于惯性空气循环阀的调节机构，其特征在于，在两个空心体(42、44)之间沿径向设置弹簧(94)，所述弹簧(94)沿轴向预紧地安置在第一空心体(42)的径向向内延伸的板(48)上。
13.按照前述权利要求之一所述的用于惯性空气循环阀的调节机构，其特征在于，两个空心体(42、44)和连接元件(72)制造为由板件构成的冲压件。
14.按照前述权利要求之一所述的用于惯性空气循环阀的调节机构，其特征在于，两个空心体(42、44)相互间通过焊接、粘接、卷边或者皱缩固定和/或连接元件(72)通过焊接、粘接、卷边或者皱缩固定在操作元件(32)上。
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