[发明专利]一种涡轮增压器的废气旁通阀

说明书

技术领域

本发明涉及发动机涡轮增压系统，具体为一种用于涡轮增压器的废气旁通阀。

背景技术

增压器废气旁通阀的基本功能，是调节增压器涡轮机的旁通废气流量，从而实现对增压器乃至发动机整机空气质量流量及进排气压力的控制和调节，保障发动机安全稳定工作；由于废气是发动机的做功工质，因此废气旁通阀在调节废气的同时，还包括调节发动机进排气压力以保持尽可能好的燃油经济性，避免废气作用在零部件上产生令人不适的异响噪声。

参见图1，目前的废气涡轮增压内燃式发动机，包含发动机本体1，压气机2、废气旁通阀3、涡轮机4、催化器5。其中，涡轮机4连接发动机排气系统，吸收高温废气能量，推动同轴连接的压气机2旋转并压缩新鲜空气进入发动机本体1。对于发动机特定的目标工作负荷，通过废气旁通阀3调节通过涡轮机4的废气流量，以调节涡轮机4的工作功率，进而调节压气机2的工作功率，从而调节压缩空气增压压力及质量流量，最终实现发动机空气系统调节，支持发动机工作负荷调节，输出所需扭矩动力。

参见图2，现有的废气旁通阀3，包括正压压力执行器33、执行器基座34、执行器推杆33a、摇臂35、盖板阀阀盖32、旁通流道31。在缺省状态下，通入正压压力执行器33的控制压力为大气压，盖板阀阀盖32在其预紧压力作用下关闭旁通阀流道，因此阀门的缺省状态为常关。当需要调节发动机工作负荷时，输入正压压力执行器33的控制压力升高，推动执行器推杆33a，进而推动摇臂35，转动盖板阀阀盖32，打开废气旁通流道31，减少通过涡轮机4的废气流量，调节涡轮负荷，进而调节与涡轮机同轴连接的压气机负荷，进而调节压气机2的压缩空气流量，从而辅助实现发动机空气系统的调节功能。

现有废气旁通阀存在以下的问题：

1、发动机冷启动时，废气旁通阀3的缺省状态为关闭，发动机废气不能经由废气旁通阀3流道排出，只能经由涡轮机4流入下游的催化器，由于涡轮机4会吸收废气热量，进入催化器5的废气温度会被涡轮机4冷却，催化器5内的介质不能快速升温至工作温度而发挥催化作用，因此发动机冷启动排放污染物较多；

2、发动机在低负荷工作时，正压压力执行器33控制压力也相应较低，不足以推开盖板阀阀盖32，废气不能经由旁通阀流道31排出，只能通过涡轮机流道流向催化器5，因此发动机本体与增压器涡轮机4之间的气道气压较高，不利于发动机顺利排出废气，因此发动机会额外消耗一部分做功能力用于排气，恶化燃油经济性；

3、在发动机需要调节空气流量时，摇臂35与盖板阀阀盖32在执行器33驱动下转动角度，打开废气旁通阀流道31。但是废气旁通流道有效的通流面积与盖板阀打开的角度不成线性相关。同时，废气脉冲作用在盖板阀的阀面上，会额外增大或减小阀盖行程。由于上述两个原因，旁通阀对空气流量控制不够稳定；

4、发动机高负荷工作时，废气气压较高，由于盖板阀阀盖32的行程方向与其废气气压作用方向相同，阀盖受废气推动，容易导致其对废气旁通阀通道31关闭不严，降低发动机性能。同时，发动机本体1间断排气导致废气压力动态波动，盖板阀阀盖32受其作用容易产生抖动，形成异响噪声。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡轮增压器的废气旁通阀，加速冷启动催化器预热时间，降低发动机低负荷下排气背压，提高发动机各负荷工作情况下的控制精度，增强发动机高负荷下废气旁通阀的密封性，减少废气旁通阀异响噪声。

本发明所述的涡轮增压器的废气旁通阀，所述废气旁通阀具有将所述涡轮机的进气口和出气口相连通的旁通流道和将所述旁通流道开口部开启或关闭的阀芯，所述阀芯包括阀杆部分和连接在阀杆部分上的阀板部分，所述阀杆部分可轴向移动，以带动阀板部分沿旁通流道开口部端面平移，使阀板部分将所述开口部端面开启或封闭。

进一步的，所述阀芯的阀杆部分由驱动器带动轴向运动。

进一步的，所述驱动器同阀芯构成一常开式阀，即驱动器在无外部激励的缺省状态时，所述阀板部分保持使所述旁通流通开启的状态。

进一步的，所述驱动器包括回位弹簧以及由膜片分割的压力腔和活塞腔，外部控制压力输入所述压力腔内，所述活塞腔内的推杆与所述阀芯的阀杆部分连接，所述回位弹簧套设在推杆上，其具有使所述阀板部分保持相对旁通流道开启的趋势。

进一步的，在所述旁通流道开口部外侧设置有导向板，该导向板中部具有与开口部正对的过气孔，所述导向板与开口部端面间形成供所述阀板部分沿其内滑动的导向槽。

相比于现有的废气旁通阀采用转动式阀芯而言，本发明所述废气旁通阀采用径向平移的常开式阀芯，具有如下的优点：