一種渦輪增壓器的廢氣旁通閥的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機渦輪增壓系統(tǒng)，具體為一種用于渦輪增壓器的廢氣旁通閥。
【背景技術】
[0002]增壓器廢氣旁通閥的基本功能，是調(diào)節(jié)增壓器渦輪機的旁通廢氣流量，從而實現(xiàn)對增壓器乃至發(fā)動機整機空氣質(zhì)量流量及進排氣壓力的控制和調(diào)節(jié)，保障發(fā)動機安全穩(wěn)定工作；由于廢氣是發(fā)動機的做功工質(zhì)，因此廢氣旁通閥在調(diào)節(jié)廢氣的同時，還包括調(diào)節(jié)發(fā)動機進排氣壓力以保持盡可能好的燃油經(jīng)濟性，避免廢氣作用在零部件上產(chǎn)生令人不適的異響噪聲。
[0003]參見圖1，目前的廢氣渦輪增壓內(nèi)燃式發(fā)動機，包含發(fā)動機本體1，壓氣機2、廢氣旁通閥3、渦輪機4、催化器5。其中，渦輪機4連接發(fā)動機排氣系統(tǒng)，吸收高溫廢氣能量，推動同軸連接的壓氣機2旋轉并壓縮新鮮空氣進入發(fā)動機本體I。對于發(fā)動機特定的目標工作負荷，通過廢氣旁通閥3調(diào)節(jié)通過渦輪機4的廢氣流量，以調(diào)節(jié)渦輪機4的工作功率，進而調(diào)節(jié)壓氣機2的工作功率，從而調(diào)節(jié)壓縮空氣增壓壓力及質(zhì)量流量，最終實現(xiàn)發(fā)動機空氣系統(tǒng)調(diào)節(jié)，支持發(fā)動機工作負荷調(diào)節(jié)，輸出所需扭矩動力。
[0004]參見圖2，現(xiàn)有的廢氣旁通閥3，包括正壓壓力執(zhí)行器33、執(zhí)行器基座34、執(zhí)行器推桿33a、搖臂35、蓋板閥閥蓋32、旁通流道31。在缺省狀態(tài)下，通入正壓壓力執(zhí)行器33的控制壓力為大氣壓，蓋板閥閥蓋32在其預緊壓力作用下關閉旁通閥流道，因此閥門的缺省狀態(tài)為常關。當需要調(diào)節(jié)發(fā)動機工作負荷時，輸入正壓壓力執(zhí)行器33的控制壓力升高，推動執(zhí)行器推桿33a，進而推動搖臂35，轉動蓋板閥閥蓋32，打開廢氣旁通流道31，減少通過渦輪機4的廢氣流量，調(diào)節(jié)渦輪負荷，進而調(diào)節(jié)與渦輪機同軸連接的壓氣機負荷，進而調(diào)節(jié)壓氣機2的壓縮空氣流量，從而輔助實現(xiàn)發(fā)動機空氣系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能。
[0005]現(xiàn)有廢氣旁通閥存在以下的問題:
1、發(fā)動機冷啟動時，廢氣旁通閥3的缺省狀態(tài)為關閉，發(fā)動機廢氣不能經(jīng)由廢氣旁通閥3流道排出，只能經(jīng)由渦輪機4流入下游的催化器，由于渦輪機4會吸收廢氣熱量，進入催化器5的廢氣溫度會被渦輪機4冷卻，催化器5內(nèi)的介質(zhì)不能快速升溫至工作溫度而發(fā)揮催化作用，因此發(fā)動機冷啟動排放污染物較多；
2、發(fā)動機在低負荷工作時，正壓壓力執(zhí)行器33控制壓力也相應較低，不足以推開蓋板閥閥蓋32，廢氣不能經(jīng)由旁通閥流道31排出，只能通過渦輪機流道流向催化器5，因此發(fā)動機本體與增壓器渦輪機4之間的氣道氣壓較高，不利于發(fā)動機順利排出廢氣，因此發(fā)動機會額外消耗一部分做功能力用于排氣，惡化燃油經(jīng)濟性；
3、在發(fā)動機需要調(diào)節(jié)空氣流量時，搖臂35與蓋板閥閥蓋32在執(zhí)行器33驅(qū)動下轉動角度，打開廢氣旁通閥流道31。但是廢氣旁通流道有效的通流面積與蓋板閥打開的角度不成線性相關。同時，廢氣脈沖作用在蓋板閥的閥面上，會額外增大或減小閥蓋行程。由于上述兩個原因，旁通閥對空氣流量控制不夠穩(wěn)定；
4、發(fā)動機高負荷工作時，廢氣氣壓較高，由于蓋板閥閥蓋32的行程方向與其廢氣氣壓作用方向相同，閥蓋受廢氣推動，容易導致其對廢氣旁通閥通道31關閉不嚴，降低發(fā)動機性能。同時，發(fā)動機本體I間斷排氣導致廢氣壓力動態(tài)波動，蓋板閥閥蓋32受其作用容易產(chǎn)生抖動，形成異響噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種渦輪增壓器的廢氣旁通閥，加速冷啟動催化器預熱時間，降低發(fā)動機低負荷下排氣背壓，提高發(fā)動機各負荷工作情況下的控制精度，增強發(fā)動機高負荷下廢氣旁通閥的密封性，減少廢氣旁通閥異響噪聲。
[0007]本發(fā)明所述的渦輪增壓器的廢氣旁通閥，所述廢氣旁通閥具有將所述渦輪機的進氣口和出氣口相連通的旁通流道和將所述旁通流道開口部開啟或關閉的閥芯，所述閥芯包括閥桿部分和連接在閥桿部分上的閥板部分，所述閥桿部分可軸向移動，以帶動閥板部分沿旁通流道開口部端面平移，使閥板部分將所述開口部端面開啟或封閉。
[0008]進一步的，所述閥芯的閥桿部分由驅(qū)動器帶動軸向運動。
[0009]進一步的，所述驅(qū)動器同閥芯構成一常開式閥，即驅(qū)動器在無外部激勵的缺省狀態(tài)時，所述閥板部分保持使所述旁通流通開啟的狀態(tài)。
[0010]進一步的，所述驅(qū)動器包括回位彈簧以及由膜片分割的壓力腔和活塞腔，外部控制壓力輸入所述壓力腔內(nèi)，所述活塞腔內(nèi)的推桿與所述閥芯的閥桿部分連接，所述回位彈簧套設在推桿上，其具有使所述閥板部分保持相對旁通流道開啟的趨勢。
[0011]進一步的，在所述旁通流道開口部外側設置有導向板，該導向板中部具有與開口部正對的過氣孔，所述導向板與開口部端面間形成供所述閥板部分沿其內(nèi)滑動的導向槽。
[0012]相比于現(xiàn)有的廢氣旁通閥采用轉動式閥芯而言，本發(fā)明所述廢氣旁通閥采用徑向平移的常開式閥芯，具有如下的優(yōu)點:
1、旁通閥缺省狀態(tài)為開啟，發(fā)動機冷啟動時，發(fā)動機廢氣可以繞開渦輪機，經(jīng)由廢氣旁通閥的流道流入下游的催化器，這會減少渦輪機吸收的廢氣熱量，使進入催化器的廢氣溫度更高，處于冷態(tài)的催化器的催化介質(zhì)預熱時間可以縮短，催化器可以更快達到工作溫度，因此可以減少排放污染物。
[0013]2、發(fā)動機在低負荷工作時，由于旁通閥可以選擇完全開啟，增大了發(fā)動機排氣流通面積，有利于發(fā)動機順利排出廢氣，因此相比于現(xiàn)有技術中在此發(fā)動機狀態(tài)下無法開啟旁通閥的設計，本發(fā)明使得發(fā)動機為排氣所耗做功要少，燃油經(jīng)濟性更好。
[0014]3、在發(fā)動機需要調(diào)節(jié)空氣流量時，閥芯在導向槽內(nèi)直線運動，閥芯打開的有效通流面積與其行程線性相關，因此流量控制更接近線性，控制精度與準確性明顯提升。同時，作用在閥板部分上的廢氣脈沖，其作用力與閥芯的運動方