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CN103867346B - 用于车辆的废气再循环阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于车辆的废气再循环阀，包括：壳体，具有废气流经的流动通道；轴，安装在壳体中以能够旋转；瓣阀，设置为能够绕该轴旋转并配置成打开和关闭流动通道；衬套，设置在轴上；耐磨垫圈，安装在瓣阀与衬套之间的轴上；以及弹簧装置，安装在轴上并配置为弹性地支撑衬套。根据本发明的用于车辆的废气再循环阀能够通过改善瓣阀的耐用性来延长使用寿命。

Description

用于车辆的废气再循环阀
相关申请的交叉引证
本申请要求于2012年12月17日提交的韩国专利申请第10-2012-0147803号的优先权，该申请的全部内容通过引证结合于此用于所有目的。
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的废气再循环阀（或排气再循环阀），并且更特别地，涉及一种用于车辆的能够提高阀门的耐用性的废气再循环阀。
背景技术
通常，氧化氮（NOx）是在高温高压下将氧气与氮气结合而产生的有毒气体。为了抑制NOx的产生，使用废气再循环（EGR，或排气再循环）系统通过将排放至大气中的废气的一部分送回至进气系统来降低最大燃烧温度，并通过减少氧气的供应来减少NOx的产生。
在EGR系统中，排放至大气但被送回至进气系统的废气的一部分的量影响燃料的燃烧状态，并且影响发动机的输出、包含在废气中的NOx、微粒物质（PM）等。
也即，EGR系统通过使从发动机排放的废气（或排气）的一部分回流至气缸的入口装置降低发动机的燃烧温度并且减少NOx的产生。
如上所述，返回的废气量在EGR系统中至关重要，并且EGR阀控制返回的废气。
此外，为了控制废气的再循环，瓣阀（flap valve，或止回阀）被安装在再循环流动通道中，并且使用传动单元和连接至传动单元的控制杆来控制瓣阀的开放度。
然而，因为再循环的废气的温度高并且根据发动机的操作状态反复地执行瓣阀的打开和关闭操作，所以反复应力集中在包含瓣阀和控制杆的部件上，因而，部件的耐用性可能变差。
也即，如图1中所示，在一般的EGR阀的情况下，存在这一问题：由于瓣阀12与衬套11之间的接触面的磨损，瓣阀12沿向上的方向移动（shift），所以瓣阀12与壳体13彼此接触的部分A被磨损。
此外，存在这一问题：因为在加热时瓣阀12在壳体中受到限制，所以瓣阀12的操作失败。
如果用不锈钢（SUS）作为材料以解决上述问题，那么在550℃以上硬度迅速变差，并且因此，不利于抗磨损性。此外，存在这一问题：就制造方法而言，当考虑铸造性和焊接性时，难以用相同的材料制造瓣阀12和衬套11。
在本背景技术部分中公开的信息仅用于加深对本发明总体背景技术的理解，而不应被视为承认或者以任何形式暗示该信息构成了已经为本领域技术人员所知晓的现有技术。
发明内容
本发明已经努力提供一种用于车辆的废气再循环阀，其能够通过改善瓣阀的耐用性来延长使用寿命。
本发明的各个方面提供一种用于车辆的废气再循环阀，废气再循环阀可以包括：壳体，具有废气流经的流动通道；轴，安装在壳体中以能够旋转；瓣阀，设置为能够绕轴旋转并配置成打开和关闭流动通道；衬套，设置在轴上；耐磨垫圈，安装在瓣阀与衬套之间的轴上；以及弹簧装置，安装在轴上并配置为弹性地支撑衬套。
瓣阀可以包括通过切割瓣阀的上部的一部分而形成的瓣切割部，该瓣切割部用于将耐磨垫圈固定至瓣阀。瓣切割部的高度可以是约2.3mm至2.7mm。耐磨垫圈的厚度可以是约2.3mm至2.7mm。
耐磨垫圈可具有通过切割耐磨的两个边缘的一部分而形成的垫圈切割部，该垫圈切割部用于将耐磨垫圈固定至瓣切割部。耐磨垫圈可以由包括INCONEL713C的材料制成。
在耐磨垫圈与衬套彼此接触的部分可以涂覆有包括TACSiCoN（TiAlCrSiCN）的材料。衬套可以通过键被固定到壳体上。弹簧装置可以由包括INCONEL X-750的材料制成。
可以在弹簧与衬套之间的轴上设置上衬套。上衬套可以由不锈钢制成。
本发明的方法和设备具有其他的特征和优点，这些特征和优点在结合至此的附图以及随后的具体实施方式中将是显而易见的，这些附图和以下的具体实施方式共同用于解释本发明的某些原理。
附图说明
图1是示出了用于车辆的一般废气再循环阀的配置的示图。
图2是示出了根据本发明完全装配之前的用于车辆的示例性废气再循环阀的立体图。
图3是示出了根据本发明的完全装配的用于车辆的废气再循环阀的示例性示图。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的各种实施方式，在附图中示出本发明的实例并且在下文进行描述。虽然本发明将结合示例性实施方式进行说明，但是应理解，本说明并不旨在将本发明局限于那些示例性实施方式。相反，本发明不仅旨在涵盖示例性实施方式而且还旨在涵盖包含在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替换、修改、等同物以及其他实施方式。
在附图中示出的每种配置的尺寸和厚度是为了便于说明而任意示出的，但是本发明不限于此，并且为了清楚表示各个部分和区域而将厚度放大。
此外，为了清楚地说明本发明的实施方式，省去与描述无关的部分，并且贯穿本说明书，相似参考标号表示相似和类似的组成元件。
图2是示出了在被完全装配之前的用于车辆的废气再循环阀的立体图，并且图3是示出了根据本发明的各种实施方式的完全装配好的用于车辆的废气再循环阀的示图。
参考附图，根据本发明的用于车辆的废气再循环阀包括：壳体20，具有废气流经的流动通道20a；轴21，安装在壳体20中以能够旋转；瓣阀22，设置为能够绕轴21旋转并配置成打开和关闭流动通道20a；衬套23，设置在轴21上；耐磨垫圈26，安装在瓣阀22与衬套23之间的轴21上；以及弹簧或者弹簧装置25，安装在轴21上以便弹性地支撑衬套23。
瓣阀22具有通过切割瓣阀22的上部的一部分而形成的瓣切割部22a，使得耐磨垫圈26被固定在瓣阀22内部。
此外，瓣切割部22a的高度为约2.3mm至约2.7mm，并且耐磨垫圈26的厚度也可以为约2.3mm至约2.7mm，以便与瓣切割部22a的高度相对应。例如，如果耐磨垫圈26的厚度为约2.5mm，那么瓣切割部22a的高度可以为约2.5mm。
此外，耐磨垫圈26具有通过切割耐磨垫圈26的两个边缘的一部分而形成的垫圈切割部26a，使得耐磨垫圈26可以被插入瓣切割部22a。因而，在瓣阀22旋转时使耐磨垫圈26与瓣阀22一同旋转。
此外，耐磨垫圈26由INCONEL713C（因科镣合金713C，或铬镍铁合金713C）等制成，以便即使当其厚度为约2.5mm时仍维持高温刚性。
此外，当随着瓣阀22旋转耐磨垫圈26与衬套23旋转时，耐磨垫圈26与衬套23彼此接触的接触部分涂有TACSiCoN（TiAlCrSiCN）等。上述TACSiCoN（TiAlCrSiCN）是本发明的申请人发明的耐磨、耐燃及增强包覆材料。
键槽23a形成在衬套23的外圆周，并且键23b被插入键槽23a中，使得衬套23被固定至壳体20。因此，通过衬套23与壳体20之间的键安装结构防止了由高温下热膨胀的差异造成的衬套23脱离。在一般的废气再循环阀的情况下，由于衬套23a通过压入法被安装，在约700℃以上的高温下存在衬套23脱离的问题。
此外，弹簧或者弹簧装置25应用INCONEL X-750等，因此防止由于瓣阀22的上下运动而造成的耐磨垫圈26变脆。也即，应用INCONEL材料以维持弹簧或者弹簧装置25在高温下的弹性。
在一般的废气再循环阀的情况下，因为弹簧或者弹簧装置25由不锈钢制成，其弹性在使用过程中消失。
此外，上衬套24设置在弹簧或者弹簧装置25与衬套23之间的轴21上，并且上衬套24由不锈钢制成（例如SUS316）。
下文将描述根据本发明的具有上述配置的用于车辆的废气再循环阀的操作。这里，将仅描述根据本发明的用于车辆的废气再循环阀的特性操作。
参照图2和图3，发动机控制单元（ECU）根据发动机的操作状态使轴21旋转以打开和关闭瓣阀22。因为根据发动机的操作状态的ECU的操作和配置在本领域中是已知的，将省去其详细说明。
根据本发明的用于车辆的废气再循环阀是EGR阀，该EGR阀应用在高温（750℃以上）下可以使用的瓣阀22方式，该EGR阀防止在与（高硬度烧结材料的）衬套23接触并与衬套23一起旋转时产生摩擦的（不锈钢材料的）瓣阀22的磨损。
因此，为了维持高温刚性，耐磨垫圈26由INCONEL713C等制成，并且在耐磨垫圈26上进行高温耐磨/耐燃专用涂覆（例如：TiAlCrSiCN）。此外，通过在包括用于固定耐磨垫圈26的瓣切割部22a的瓣阀22和具有用于防止脱离的键槽23a的衬套23之间组装耐磨垫圈26来防止瓣阀22的磨损。
此外，通过将在高温下能保持弹性的INCONEL X750材料等应用至弹簧或弹簧装置25并吸收上下方向上的振动来维持厚度约为2.5mm的垫圈26的坚韧性。
为了便于说明并准确限定权利要求，参考附图中显示的特征的位置，使用术语“上部的”或者“下部的”等描述示例性实施方式的特征。
已经出于说明及描述的目的给出了本发明的具体示例性实施方式的上述描述。他们不旨在详尽的或者将本发明限制于所公开的确切形式，并且鉴于上述示教，明显可以有许多修改与变化。为了说明本发明的某些原理与实际应用，选择并描述了示例性实施方式，从而使本领域的技术人员能够进行并且利用本发明的各种示例性实施方式及其各种可替代物和修改。本发明的范围旨在通过所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于车辆的废气再循环阀，所述废气再循环阀包括：
壳体，具有废气流经的流动通道；
轴，安装在所述壳体中以能够旋转；
瓣阀，设置为能够绕所述轴旋转并配置为打开和关闭所述流动通道；
衬套，设置在所述轴上；
耐磨垫圈，安装在所述轴上介于所述瓣阀与所述衬套之间；以及
弹簧装置，安装在所述轴上并配置为弹性地支撑所述衬套，其中，所述瓣阀包括通过切割所述瓣阀的上部的一部分而形成的瓣切割部，所述瓣切割部用于将所述耐磨垫圈固定至所述瓣阀。
2.根据权利要求1所述的废气再循环阀，其中，所述瓣切割部的高度为2.3mm至2.7mm。
3.根据权利要求1所述的废气再循环阀，其中，所述耐磨垫圈的厚度为2.3mm至2.7mm。
4.根据权利要求1所述的废气再循环阀，其中，所述耐磨垫圈包括通过切割所述耐磨垫圈的两个边缘的一部分而形成的垫圈切割部，所述垫圈切割部用于将所述耐磨垫圈固定至所述瓣切割部。
5.根据权利要求1所述的废气再循环阀，其中，所述耐磨垫圈由包括INCONEL 713C的材料制成。
6.根据权利要求1所述的废气再循环阀，其中，在所述耐磨垫圈与所述衬套彼此接触的部分上涂覆有包括TiAlCrSiCN的材料。
7.根据权利要求1所述的废气再循环阀，其中，所述衬套通过键被固定到所述壳体。
8.根据权利要求1所述的废气再循环阀，其中，所述弹簧装置由包括INCONEL X-750的材料制成。
9.根据权利要求1所述的废气再循环阀，其中，在所述轴上且于所述弹簧装置与所述衬套之间设置有上衬套。
10.根据权利要求9所述的废气再循环阀，其中，所述上衬套由不锈钢制成。
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