蝶形閥的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明是改進的蝶形閥，以便減少在蝶形閥關閉位置的內部損失。
[0002]根據本發明的改進減少通過蝶形閥的翻板的軸主要發生的流體損失。
[0003]本發明對于在內燃發動機中使用蝶形閥管理排氣借助于EGR(排氣再循環)系統引入進氣裝置具有特殊益處。
【背景技術】
[0004]內燃發動機(主要是那些設在車輛上的內燃發動機)包含EGR系統，以用于降低氮氧化物排放。EGR系統帶走一部分缺少氧的排氣并將該排氣再引入進氣裝置。將排氣再引入進氣裝置減小進入發動機的燃燒室的氧的百分比，然后結果，降低燃燒后排放的氮氧化物的百分比。
[0005]排氣的再引入需要所述氣體被預先處理。通過一個或多個熱交換器冷卻這種氣體并經過過濾器，從而阻止顆粒物通過，其中該顆粒物可以損壞布置在下游的元件。壓縮機-渦輪組中的渦輪是對顆粒物最敏感的元件中的一個。
[0006]使用壓縮機渦輪組以增加內燃發動機中的空氣的量增加發動機輸出。根據再循環氣體是在壓縮機之前還是壓縮機之后被再引入，EGR系統分別被稱為低壓EGR系統或高壓EGR系統。
[0007]當EGR系統是高壓EGR系統時，被引入發動機橫向進給裝置(engine infeed)的再循環氣體用通常被稱為提升閥的閥來管理。即使在閥的兩側有非常高的壓力差，這些閥仍然關閉的非常好。然而，這些閥的缺點是其高負荷損失，因為穿過所述閥的管道具有復雜的幾何配置。這種閥在本技術領域被稱為“相當不滲透性的”。
[0008]當EGR系統是低壓EGR系統時，再循環氣體在低壓下被引入發動機橫向進給裝置，則不需要使用提升閥。允許使用在段中無變化的管道的蝶形閥通常被使用，從而阻止產生相當大負荷損失的顯著的流轉向。這種閥在本技術領域被稱為“高滲透性的”。
[0009]盡管這種閥不具有等于提升閥的關閉能力的關閉能力，但當入口和出口之間的壓力差不高時，由于在發動機性能中的損失是無關緊要的，在低壓系統中對這種閥的應用是滿意的直到現在。
[0010]當EGR閥關閉且發動機在滿負荷下運轉時，EGR閥具有入口和出口之間的最高壓力差。盡管在這種情況下損失一些EGR氣體，但在滿負荷下即將到來的空氣流是高的而不影響發動機性能。
[0011]盡管有上述規定，現今應當遵守的來源于日益嚴格的標準的規定已經強加了若干狀況，使得這些EGR氣體損失不再可接受。
[0012]催化轉化器的存在使得部分S02轉變成S0 3，并且當其與水接觸時S03與水結合并產生硫酸。當冷凝發生時，硫酸降低pH值并導致腐蝕發生。
[0013]為了阻止這種不期望的影響，EGR氣體損失的水平在閥關閉時必須被減少。
[0014]在這些狀況下且伴隨這種使用減少這種閥中損失的方式在本領域從未被考慮過，因為直到現在，得到的損失被認為足夠低，并且在不得不關閉具有較高壓力差的管道的情況中，該方法旨在改變設計階段期間的閥類型。
[0015]在本領域用于減少蝶形閥關閉位置中的損失的所用的另一個替代是通過改進翻板的支撐、基于在翻板和管道的內壁之間的接觸中總是發生的損失的理解通過使用最低可能的公差。然而，已經證明這種策略具有不能減小的極限。
[0016]同樣，諸如在日本專利JP2013245625A中描述的替代配置是已知的，在該專利中，由于軸的存在導致的在翻板和管道的內壁之間的支撐的干擾被避免，這種避免借助于關于軸的傾斜翻板配置。這種替代配置具有兩個末端位置之間、打開位置和關閉位置之間的過渡位置的存在的缺點，從而產生關閉支撐的位置和翻板之間機械干擾，這種干擾必須用具有復雜配置或甚至具有可移動支撐的后修飾(finishing)解決。
[0017]本發明改進諸如在專利W02008/144686A1中所描述的傳統蝶形閥的設計，其中在該專利中軸被包含在由翻板限定的平面中。該軸允許所述翻板旋轉，從而導致其打開和關閉。
【發明內容】
[0018]本發明通過改進蝶形閥的配置以減少蝶形閥在其關閉位置的損失而克服上述缺點。較少滲透性提升閥在低壓EGR系統中的使用因而是不必要的。
[0019]與本領域之前的已有的做法不同，該閥的改進在固定翻板的軸上執行。給定在管道的內壁上的翻板的支撐的該改進被看作具有極限，為存在的損失要建立的的流體通道的途徑已經假設假定，給定實際中核實流體流過從而產生損失的實際路徑或者仿真技術是不可靠的都是不可能的，因為由被壁主要限定的輪廓狀況造成的困難，該壁與摩擦接觸并且該壁還遭受摩擦和磨損，從而產生其形狀和定位的變化。該最后主張基于將被施加在表面上的輪廓狀況的事實，這些表面由周長部分和殼體的壁構成，其中殼體的壁與所述周長部分等接觸。
[0020]在整個描述中，應當理解其中用于打開和關閉的翻板被封裝的閥的管道限定縱向方向。進而，移動翻板的軸被橫于該縱向方向布置。管道的縱向方向或軸的軸向方向將被可交換地使用，如本文中所參考的，其中根據上下文對本文的合適的理解為二者本質上相互垂直。
[0021]根據一個或多個實施例，該軸將以懸臂的方式被布置，以便向具有旋轉能力的閥主體的固定將通過單個殼體來執行，該單個殼體具有位于閥的內壁中的入口。根據另一些實施例，軸至少在兩個點處被支撐，以便所述軸在帶有通向閥的內壁的開口的兩個殼體之間延伸。
[0022]假設已經考慮:通過軸發生損失，以及泄漏流跟隨具有至少三個部件的路徑，根據軸的方向以用于引入到所述軸的殼體(即，在軸的外表面和殼體的壁之間，其中殼體與所述軸的外表面接觸)的軸向部件、流至由翻板限定的主平面的其他側的周長部件以及根據軸的方向的第三軸向部件，該第三軸向部件沿所述第一部件的方向的相反方向以再次接近管道但在翻板的下游的空間中。
[0023]本發明建議引入特定裝置來中斷或至少約束這些路徑的至少一個，尤其是第二路徑或主要圍繞軸的周向流動的泄漏流的部件。該特定解決方案合并干擾或約束在軸和軸的殼體的壁之間推測出現的流的通道。術語“約束”是指定的，因為存在其中根據本發明建立的裝置與閥的其他部件相互作用的配置示例，從而抵制泄漏流，部件和泄漏流之間可以存在必要的小空間以確保軸的旋轉或操作而沒有會導致過度磨損的機械干擾。
[0024]根據本發明的閥解決了該技術問題，其通過借助于蝶形閥的特定布置建立用于泄漏流的第二部件的屏障或約束，以便蝶形閥包含:
[0025]一用于將由閥調節的流的通道的管道，具有板結構的翻板；以及用于致動翻板以用于打開和關閉閥的軸，其中軸沿軸線延伸，并且其中所述管道包含用于軸的第一殼體，第一殼體具有壁。
[0026]根據優選的實施例，用于流的通道的管道借助于管形腔被配置，該管形腔被配置在閥的主體中。翻板是這樣的元件，即該元件通過在其具有平行于管道的主方向的取向時允許流或通過在其具有基本橫向取向時阻止流來確定流的通道。之所以稱為基本橫向是因為該取向傾向于支持將翻板的邊緣楔入管道的內壁，以便與減少的泄漏一致的支撐產生。翻板與軸集成為一體，且軸的旋轉建立翻板至少在兩個末端位置之間(打開或半打開位置和關閉位置)的運動。
[0027]帶有板結構的翻板主要在一個平面中延伸，所述板由例如金屬薄片組成。被確定為翻板的主平面的翻板的中平面在整個本文中將是參考。當翻板處于關閉位置時，主平面通常將是傾斜的且不垂直于管道的縱向方向。