首页> 中国专利> 具有两个通道的经由每个通道控制的分配器

具有两个通道的经由每个通道控制的分配器

摘要

本发明涉及一种双分配器,用于分配发动机的进入流体,该双分配器包括本体,在该本体中设置有第一流动通道和第二流动通道,第一可移动闸板和第二可移动闸板定位在所述流动通道中,所述分配器还包括用于同时促动所述第一和第二闸板的促动马达,其特征在于,运动学器件设置使得,通过旋转第一闸板分配通过第一输出通道的流,通过同时旋转两个闸板经由两个输出通道进行比例分配,和通过旋转第二闸板分配通过第二输出通道的流。

著录项

  • 公开/公告号CN104136733A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2014-11-05

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 法雷奥电机控制系统公司;

    申请/专利号CN201280070356.1

  • 发明设计人 M.拉勒曼特;

    申请日2012-12-10

  • 分类号F02B29/04(20060101);F02M25/07(20060101);

  • 代理机构11105 北京市柳沈律师事务所;

  • 代理人葛青

  • 地址 法国瑟吉圣克里斯托夫

  • 入库时间 2023-12-17 02:14:13

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2016-11-30

    授权

    授权

  • 2014-12-10

    实质审查的生效 IPC(主分类):F02B29/04 申请日:20121210

    实质审查的生效

  • 2014-11-05

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明的领域是机动车辆的领域,更特别地,是用于供给发动机的设备。

背景技术

机动车辆的热机包括燃烧腔室,一般由多个气缸形成,燃料和空气的混合物在其中燃烧,以产生发动机功。

已知一些结构,进入流体流在两个通道之间分开,所述流体包括发动机操作所必须的空气。一个通道承载用于冷却所述流体的装置,而另一通道不包括这样的装置。所述通道则在发动机入口处组合。节流装置可由此在进入流体引入气缸之前改变其温度,无论更多流体是经由穿过冷却器的通道(称为冷却通道)传送还是经由旁通冷却器的通道(称为旁通通道或非冷却通道)传送。以此方式,节流装置允许进入到气缸中的流体的量和其温度被控制。

在现有技术中,该节流装置初始地制造为两个单个节流器的形式,其接收来自发动机控制单元的指令,且利用被自动控制在位的促动器或多或少地打开它们的闸板。所述节流器还具有在特定命令时通过将它们的闸板定位在完全关闭位置而确保发动机停止的功能,其使发动机关闭。在它们闲置位置,即,在伺服系统崩溃的情况下或当没有接收到指令时被闸板使用的位置,所述闸板在复位弹簧动作下自动地布置在打开位置。这些装置具有的缺点是,使用两个部件且需要明显增加它们成本的两个具有相关电连接件的伺服系统、且使节流控制系统更复杂以确保两个节流器的同时操作。

已经做出第一改进,其制造双节流器,其将两个闸板和用于它们位置的控制器组合在同一个部件中。这样的装置在申请人的专利WO 2007125205或FR 2 900 455中被披露,其披露了双节流器,其机构被共用的促动马达促动。在该申请中,在正常操作期间,一个闸板阀吸入流体,第二闸板保持关闭;在第二模式中,第一闸板关闭,而第二闸板保持完全打开。

但是,由用于控制空气和/或调节其温度的这些装置提供的不同选项收到限制,因为不可能利用第二闸板执行控制,且不可能经由两个通道执行控制。

申请EP 1 512 853还披露了利用两个闸板的双节流器,每个闸板允许来自一个通道的控制,且两个闸板被永久促动,从而来自单个通道的控制不可行。

专利FR 2 947 319还披露了双节流器,使得可以仅经由一个或另一个通道控制或同时经由两个通道控制。

发明内容

本发明的目的是改善已知装置的缺点,通过提出一种双节流器,其在调整可能性上具有更大的灵活性。

为此,本发明的主题涉及一种双节流器,用于控制内燃机的进入流体,并调整其温度,该双节流器包括本体,在该本体中设置有所述进入流体的第一流动通道和第二流动通道,第一移动密封闸板和第二移动密封闸板定位在所述通道中,以便控制通过所述通道的流,所述节流器还包括用于所述闸板的促动马达,和能够响应所述马达的旋转促动第一闸板和/或第二闸板的运动学系统。本发明特征在于,所述运动学系统设计为确保:

-通过促动第一闸板控制通过第一出口通道或流动通道的流,

-通过同时促动两个闸板经由两个出口通道或流动通道进行比例控制,经由一个出口通道或流动通道的流的增加与经由另一通道的流减小相关联,和

-通过促动第二闸板控制通过第二出口通道或流动通道的流。

双节流器可特征在于,所述运动学系统设计为选择性地确保:

-通过促动第一闸板控制通过第一流动通道的流,

-通过同时促动两个闸板经由两个流动通道进行比例控制,经由一个流动通道的流的增加与经由另一通道的流减小相关联,和

-通过促动第二闸板控制通过第二流动通道的流。

所述节流器提供了控制进入流体的流和温度的高度灵活性,使得可以在第一情况下控制冷却流体或非冷却流体,在第二情况下调整该流体在恒定流时的温度。

运动学系统被设置为能够同时促动所述闸板。所述闸板是可移动的且被促动,特别是促动旋转。

有利地,促动马达的连续旋转相继地导致所述经由第一通道的控制、所述经由两个通道的比例控制和所述经由第二通道的控制。获得期望的控制或温度通过促动马达更大或更小旋转实现,其具有单向的优点。

优选地,运动学系统设计为,在所述比例控制期间确保全恒定流。由此,在马达位置和进入流体温度之间存在节流器的该操作分支的一对一关系,而没有改变受控流。进入流体的控制被辅助。

运动学系统被例如构造为:

-在所述控制通过第一出口通道的流期间,第二通道中的流保持不变,特别是为零,和/或

-在所述控制通过第二出口通道的流期间,第一通道中的流保持不变,特别是为零。

根据本发明的第一特征,运动学系统构造为确保:

-所述控制通过第一出口通道的流,第二闸板的位置被固定,特别是关闭,和/或,

-所述控制通过第二出口通道的流,第一闸板的位置被固定,特别是关闭。

换句话说,运动学系统构造为允许,在控制通过第二通道的流期间断开接合第一闸板,和/或在控制通过第一通道的流期间断开接合第二闸板。对于促动马达的一些旋转值,第一闸板可被断开接合,而对于促动马达的另一些旋转值,第二闸板可被断开接合。根据一实施例,运动学系统包括:

-驱动第一闸板的第一驱动构件,所述第一驱动构件在定位在闲置位置每侧上的两个极限位置之间旋转移动,该闲置位置对应于促动马达导致的夹带缺乏,

-驱动第二闸板的第二驱动构件,

-中间移动构件,特别是绕第一闸板的驱动轴旋转移动,该驱动轴与所述第一驱动构件的旋转轴线共用,

-弹簧,定位在第一驱动构件和中间移动构件之间,和

-促动器件,能够抵抗所述弹簧抵靠所述中间移动构件或所述弹簧相对于所述中间移动构件的延伸部的压缩,使第一驱动构件从闲置位置移位到其极限位置中的第一个。

在第一实施例中,在所述压缩期间,所述中间移动构件撑靠连接至双节流器的本体的邻接部。

优选地,所述促动器件是由通过所述促动马达绕共用轴驱动旋转的带齿轮承载的指状物,第一驱动构件是刚性地连接到共用轴的第一板,并包括径向延伸的至少一个延伸部以形成用于所述驱动指状物的邻接部,中间移动构件是绕共用轴旋转移动的第二板,所述弹簧的端部每个都固定到两个板的一个。

在第二实施例中,在所述第一驱动构件移位期间,所述中间移动构件移位,所述压缩通过所述第一驱动构件移位而执行,所述第一驱动构件比所述中间移动构件慢。

有利地,所述中间移动构件是行星齿轮系的环,第一驱动构件附连到其行星轮支架。

更优选地,第二驱动构件附连到所述行星齿轮系的行星轮。

在特定实施例中,所述行星齿轮系的部件的旋转通过促动马达促动的元件提供,所述元件抵抗所述双节流器的单个复位弹簧作用。

在所述双节流器的优选实施例中,第一或第二通道的闸板的所述固定位置在来自另一通道的流的控制期间是关闭位置。

优选地,运动学系统设计为使得,根据两个位置,将每个闸板带入到关闭位置,两个位置的一个对应于所述闸板相对于另一个的复位。

有利地,运动学系统抵抗所述弹簧的动作定位闸板,可行地通过所述节流器的第二弹簧的作用补充,朝向闸板的闲置位置施加回复力。

在没有马达的促动时,给定两个通道的闸板的所述闲置位置,可对应于一个通道的打开位置和另一个通道的关闭位置。

在第一实施例中,促动马达可经由驱动小齿轮驱动彼此啮合的两个带齿轮,促动马达的驱动小齿轮与其一个轮啮合。

第二复位弹簧的端部的一个固定到一板,该板刚性地连接到第二闸板的轴,并包括至少一个被相应驱动指状物撑靠的邻接部,所述弹簧的另一端通过所述双节流器本体承载的邻接部保持旋转。

根据本发明的另外的特征,双节流器操作没有使用断开接合运动学系统。

节流器的本体由此例如包括具有圆形横截面的柱形内部壳体,其分为包括所述第一闸板的用于第一流动通道的第一级,和包括所述第二闸板的用于第二流动通道的第二级,所述第一和第二闸板包括沿一平面设置的至少一个密封部分,该平面相对于所述柱形壳体倾斜且通过周边母线与所述壳体的侧向壁协作,以便确保所述闸板和本体在至少一个角位置中的密封接触。所述节流器还包括控制杆,由所述运动学系统驱动,并连接至第一和第二闸板,所述第一和第二闸板相对于所述控制杆彼此偏置一角度和/或所述流动通道相对于所述控制杆彼此偏置一角度。

流动通道例如沿相同方向取向,第一和第二闸板偏置60°。

所述控制杆例如可以是连续的且通过所述壳体。

根据本发明的该另外特征的不同实施例,其可一起或单独地考虑:

-闸板的所述倾斜部件设计为旋转盘,其周边边缘构成与柱形壳体的侧向壁的接触母线,以便确保一个柱体和另一柱体之间的接触,

-倾斜部件与本体柱形壳体的轴线形成大约45°的角,

-控制杆设置在所述柱形壳体的轴线中,并通过闸板的所述倾斜部件的中心,

-在壳体的轴向端的一个或每个上,杆安装在引导支承部中,该引导支承部固定至节流器本体,特别地是固定至关闭所述壳体的盖,

-所述杆和所述闸板可制成为单件,

-节流器还包括将所述第一和第二级分开的间隔,

-在每个级上,用于流体的至少一个入口和一个出口形成在所述本体中,所述入口和出口相对于所述内部柱形壳体排放,闸板在其至少一个角位置中将入口和出口分开,

-同一级的入口和出口是同轴的,且垂直于所述内部柱形壳体的轴线,换句话说,进入流体,特别是空气,在壳体的该级中径向且没有轴向地循环,

-入口和出口是圆形的,且其直径小于形成每个闸板的盘的小轴线。

本发明还涉及一种用于内燃机的空气进入模块,包括上述的双节流器。

节流器的第一通道例如连接到进入模块的冷却器,而第二通道短路所述冷却器,特别是为了使进入管道直接连结。在节流器的闲置位置,即在缺乏或损失驱动马达导致的夹带的情况下,第一闸板可以打开,即,允许进入流体朝向冷却器流动,而第二闸板可关闭,防止来自冷却器的进入流体的短路。

附图说明

通过以下参考示意性附图仅作为示例且为非限制的例子给出的本发明不同实施例的详细解释性描述,将更清楚地理解本发明,且本发明的其他目的、细节、特征和优势将变得更清楚。

图1是用于供给涡轮增压发动机的高压结构的示意图,

图2是用于供给涡轮增压发动机的低压结构的示意图,

图3是根据本发明的用于涡轮增压发动机的供给回路的第一双节流器的前视图,

图4是图3的双节流器的闸板及其控制装置的透视图,

图5、6和7是图4的控制装置的三个元件的透视图,分别是上板、下板和带齿驱动轮,

图8是在被双节流器的单个马达促动期间,两个通道的闸板开度的图示,其作为带齿驱动轮的角位置的函数,

图9是用于使流体通过双节流器的双节流器的有效横截面以及该流体温度演变的图示,该演变根据双节流器的马达导致的闸板位置,

图10至13是图5至7的元件的相对位置的示意图,分别是在两个闸板关闭的情况下、与第一通道全开相关联的第二通道的闸板关闭的情况下、与第一通道关闭相关联的第二通道全开的情况下和两个闸板沿差180°的相反方向关闭的情况下。

图14至16是根据图5至7的元件的定位的线性图示的示意图,分别是在第一通道关闭、第二通道关闭期间,第一通道关闭同时第二通道打开期间,和第二通道关闭、第一通道关闭期间,

图17是根据第二实施例实施的节流器的组成元件的透视示意图,和

图18至21是根据图17的元件的定位的示意图,分别是在第一通道关闭、第二通道关闭结束时,闲置位置,第一通道关闭结束同时第二通道打开结束,最后是第二通道关闭、第一通道关闭结束时,

图22是根据本发明的具有两级的第二双节流器的径向截面的示意图,

图23是示出图22的双节流器的一级的侧视图,

图24是示出图2所示的双节流器的该级的本体的透视图,

图25是示出图2所示的双节流器的该级的闸板的透视图,

图26是示意性地示出图22的双节流器的闸板的不同位置的俯视图,

图27a至30a是分别示出在四个相继的角位置中的图22的双节流阀的第一闸板的在所述节流器本体的壳体上的接触区域的图,其示出为平坦的,

图27b至30b是分别示出在图27a至30a的四个相继角位置中的图22的双节流阀的第二闸板的在所述节流器本体的壳体上的接触区域的图表,其示出为平坦的。

具体实施方式

参考图1可以看到用于机动车辆的涡轮增压内燃机的至气缸100的空气供应回路。来自外界的空气通入到空气过滤器101中,且然后被涡轮增压机的压缩机102压缩,该涡轮增压机将空气发送到作为本发明主题的双节流器中。该双节流器的本体1具有入口通道2以及两个出口通道3和4,来自压缩机的空气经由该入口通道2通过。其从计算机103(称为电子控制单元(ECU))接收用于控制在所述两个通道之间的空气的命令。这些命令以闸板位移的形式执行,闸板在电促动马达(未示出)和适当运动学系统的作用下或多或少关闭通道3和4,所述电促动马达和运动学系统并入在双节流器的本体中。热交换器或冷却器5安装在其中一个通道上,称为冷却通道3,而另一通道,称为旁通通道或非冷却通道4,直接连接到发动机的进入管道。通过改变在进入管道上游结合的两个通道之间的空气控制,由此可以调节发动机的进口温度。

在发动机气缸出口处,燃烧气体朝向排气回路引导,并通入到涡轮增压机的涡轮104,该涡轮增压机使它们残余能量的一部分引出,以促动相应的压缩机102。通常,这些排气则在从车辆排出之前通过颗粒过滤器和/或催化转化器105。

在高压结构的情况下,如图1所示,一部分排气被经由涡轮104上游定位的高压阀106再循环到两个出口通道3和4的结合处下游的进气回路中。

在低压结构的情况下,如图2所示,可以发现与高压结构相同的元件,只是排气的再循环部分在涡轮104下游移除,并经由低压阀107在涡轮增压机的压缩机102上游被重新注入。在进气回路中循环的流体则不仅是空气,而是空气和排气的混合物。但是,双节流器1的操作在两个结构中保持相同。

现参考图3,可以看到双节流器的本体1,其具有入口通道2和两个出口通道3和4。第一通道3能够连接到冷却器5,而第二通道4能够使该冷却器短路以与进入管道直接连结。通过绕轴的移动闸板,控制对两个通道3和4的每个发生,该轴安装在用于第一通道的轴支撑件7和用于第二通道的轴支撑件8上。每个通道上的控制通过闸板旋转而执行,该闸板或多或少地阻挡通过相应通道的空气或气体流。本体1还包括用于两个闸板的电促动马达的支撑件6,所述闸板通过适当运动学系统连接至其。

图4示出在被设计用于冷却通道3的版本中的闸板10及其控制装置。闸板11安装在其轴11上,其下端能够在节流器的轴支撑件7中旋转。闸板由此能够相对于本体1旋转移动。就轴11的上端部而言,其继而承载第一上板12,该上端部刚性地固定至上板,从而所述上板的旋转触发闸板10的相同幅度的旋转。在轴11上还安装有下板13,其在上板11旋转的情况下,绕轴自由旋转且作为结果没有被驱动。最后,轴11具有带齿轮14,其绕所述轴自由旋转,所述轴允许根据将在以下解释的原理驱动两个板的一个或另一个或二者。带齿轮14沿一个方向或另一方向通过小齿轮驱动,该小齿轮安装在被ECU 103控制的电马达的输出轴上。该带齿轮是两个板的促动构件,且最终是闸板10的定位件。

在两个板12和13之间定位有旋转复位弹簧15,其倾向于沿相反方向旋转两个板。为此,每个板包括槽口,分别标记为121和131,其形成壳体,复位弹簧15的相应端部容纳在其中,且吸收由弹簧施加的力。

现将参考图4至6描述上板12和下板13。上板12具有榫眼类型的槽122,由轴11承载的榫插入到其中以便将其固定至轴,下板13包括管状支承部132,轴11可在其中自由旋转。由此,确保上板12固定至轴和下板13相对于该轴的自由旋转。所述两个板的每个还包括两个径向延伸的突出部,以便形成上短邻接部123、下短邻接部133和上长邻接部124、下长邻接部134,它们具有构成所述板相对于环绕部件的旋转极限的目的。长邻接部124和134与定位在所述本体上的固定邻接部协作具有限制相对于双节流器的本体1旋转的目的,而短邻接部用作用于在带齿轮14的动作下驱动板和/或弹簧15的压缩的支撑件。所述邻接部(长和短)的角位置被限定,以便将闸门的位置适应于马达的相关操作。

参考图7,带齿轮14具有盘的形式,该盘在其外部面141的圆周的大部分上具有齿,以便能够被双节流器的促动马达的小齿轮驱动旋转。在其中心处,其包括轴向地延伸的柱形管142,其形成用于控制通过相关通道的流的闸板的轴11的轴承。最后,在周边上,带齿轮包括驱动指状物143,驱动指状物轴向地延伸且具有与第一通道的两个板12和13的上短邻接部123和下短邻接部133协作的功能。其距轴11的径向距离由此与两个板的短邻接部的距轴11的径向距离大体相等,以确保其驱动。相反,其小于长邻接部的距轴11的径向距离,以便能够在它们前方在相应角扇区的区域中通过,且由此允许带齿轮的旋转继续,而不与意图用于板的长邻接部的固定邻接部干涉。

在此对应于非冷却通道4的第二通道包括与所述控制装置类似的控制装置,只是其仅包括一个上板,称为第二上板22,而没有下板。第二带齿轮24的指状物243因此仅与上短邻接部223协作。在该构造中,第二通道的复位弹簧25在其端部处一方面通过上板上定位的槽口、另一方面通过固定邻接部承载,该固定邻接部定位在双节流器的本体上。所述元件在图10至16中示意性地显示。所有其他元件类似于第一通道的那些元件。还非常清楚的是,第一通道可选择为非冷却通道,其则包括两个板,第二通道由此是冷却通道,其则可仅包括单个板。

现参考图8和9,可见在双节流器的控制动作下的两个闸板的定位的相对发展,以及两个带齿轮14和24的驱动运动学系统。在该第一实施例中,促动马达的小齿轮与两个带齿轮中的一个直接啮合,第二个与第一个啮合且由此沿相反方向旋转。该第一实施例可还通过小齿轮被实施,该小齿轮与两个带齿轮啮合,其则沿相同方向旋转,第二闸板的驱动运动学系统因此相适应。

在这些图中,在缺乏或损失促动马达导致的夹带情况下,闲置位置——即,第一通道3的第一板12和13及第二通道4的第二上板22所使用的位置——与坐标轴线相对应。这是在每个通道的弹簧15和25的动作下被闸板占据的标作“0”的位置。在该闲置位置,第一通道3的闸板10打开,而第二通道4的闸板关闭。相对于闲置位置,促动马达能够驱动带齿轮旋转具有沿一个方向的幅度-α和旋转具有沿另一方向的幅度-2α。

在图中,带齿轮进行的由分支A表示的角-α的旋转导致第一通道的闸板关闭,同时第二通道的闸板保持关闭。相反,带齿轮进行的由分支B表示的角α的正旋转导致第一通道的闸板关闭和第二通道的闸板的打开两者。最后,进行通过分支C表示的第二角α的继续旋转导致第二通道的闸板关闭,第一通道的闸板保持关闭。图9一方面描述,这些运动对节流器用于进入流体在两个通道中通过的有效表面的影响,且因此对被控制的流的影响,另一方面描述,它们对流体在两个通道汇合处下游进入气缸时流体温度的影响。

分支A对应于通过单个第一通道3的流体的控制。通过将该通道选择为冷却通道,所获得的温度保持恒定且等于在冷却器的出口处获得的温度,因为所有流体经由所述冷却通道通过。分支B对应于流体温度的调节,而没有对其体积的控制。用于打开和关闭两个闸板的运动学系统在此示出为它们彼此互补(但在这并非必须的),这使得可以对于分支B的所有位置,获得恒定的出口流。最后,分支C对应于仅单个第二通道上的流的控制,且因此对应于在非冷却温度的流体的流的控制。

现参考图10至13,将披露允许这样的操作的第一实施例。这些附图显示了带齿轮以及上和下板在图8的分支A、B和C的极端位置中的相对位置。图11对应于闲置位置,图10、12和13分别对应于-α、+α和+2α的相应旋转。在这些图10、12和13中,在闲置位置中的两个带齿轮的指状物143和243的位置由虚线表示。最后第一通道的带齿轮14被示出两次,并指示出指状物143的在上板12的区域和下板13的区域中的位置。

图10显示出在将第一通道3的闸板10带入到关闭位置的促动马达旋转(促动马达旋转角-α,在此等于-83°)之后的双节流器的各种元件在分支A的极端构造中的位置。由于带齿轮彼此啮合的齿和它们的仅一个与促动马达的小齿轮啮合,通过它们被选择的构造,两个通道的带齿轮14和24已经沿相反方向转动。作为结果,参考顺时针旋转方向,所述带齿轮的指状物143和243已经旋转83°(对于第一指状物)和-83°(对于第二指状物)。在第二通道4上,上板22没有旋转,被其第二长邻接部224与定位在双节流器本体1上的第二长固定邻接部225协作而被阻挡。在与分支A的点相对应的促动马达的所有位置中,第二通道4的闸板保持关闭。

关于第一通道3,促动马达的旋转导致上板12的等同旋转,其被与所述第一通道关闭相关联的第一指状物143的旋转驱动。同时,第一带齿轮14的旋转没有改变下板13的取向,通过其长邻接部134与定位在双节流器本体1上的下固定邻接部135协作而被阻止旋转。上板12的旋转和下板13的不旋转允许第一通道的弹簧15的压缩,导致在弹簧15的两端的圆周取向之间相对于其在闲置位置中的偏置的83°偏置。该压缩允许当促动马达将其角从-α返回到0°时,第一上板自动返回到闲置位置。

在图11中,第一通道的两个上和下板以及第二通道的上板在它们的闲置位置,其对应于分支A和B相遇的点。仅在提供给这两个通道的弹簧15和25的预张紧的作用下,第二通道的上板22和第一通道的下板13与分别的固定邻接部225和135接触,以便确保闸板在它们闲置位置的自动定位,特别是在促动马达故障的情况下。在该位置中,第一通道3完全打开,允许入口流通过到冷却通道,第二通道4关闭,出于安全原因允许气缸被供应有尽可能最低温度的流体。

图12示出各个元件在分支B与分支C相遇的点处的极端构造中的位置,即在已经将第一通道3的闸板10逐渐带入到关闭位置和将第二通道的闸板逐渐带入到打开位置中的促动马达旋转(促动马达旋转+α,在此等于83°)之后。值得指出,第一闸板10的关闭位置是在分支A结束时获得的166°,即基本在闸板绕其轴11完全返回之后。带齿轮的指状物143和243已经因此一个旋转-83°、另一个旋转+83°。贯穿分支B(对于第一通道3的闸板10,其从位置0°行进到位置83°),在相应通道的复位弹簧15的动作下,第一上板12已经旋转-83°,直到其上长邻接部124与相应的第一上固定邻接部125邻接。更具体地,同时,第一指状物143已经驱动下板13旋转-83°,其具有不改变复位弹簧15压缩水平的效果,使其留在其预张紧水平,以驱动上板12。同时,第二带齿轮24的指状物243已经驱动第二上板22旋转+83°,压缩第二弹簧25以允许装置在促动马达故障的情况下回到其闲置位置。当发动机处于图9所示的全功率时,第一闸板10的关闭与同时第二闸板20的关闭使得可以对于节流器整体保留基本恒定的有效截面,且调整进入流体的温度。

最后,图13示出各个元件在分支C的极端构造中的位置,即在将第二通道4的闸板逐渐带入关闭位置且第一通道3的闸板10保持关闭位置的促动马达第二旋转以角+α之后。这里再次地,第二闸板的关闭位置处于距在分支A结束时获得的关闭位置大约180°。所述带齿轮的指状物143和243继续它们的旋转以第二值α。贯穿分支C,第一上板12保持被其上长邻接部124抵靠第一上固定邻接部125的协作而被阻挡,而下板13已经旋转角α以使第一弹簧15张紧。同时,第二通道的上板22已经继续其旋转,驱动相应的闸板,并确保经由第二通道4的流体流在恒定温度的控制,因为第一通道保持完全关闭。上板22的旋转还具有以互补方式压缩第二弹簧25的效果。两个弹簧15和25的压缩由此被组合,以允许装置回到它们的闲置位置。

现参考图14至16,实施图8和9的图的运动学系统可在进一步视图中看到。这些图描述了在分支A、B和C期间的元件的移位,以虚线表示当其对应于相应闸板的闲置位置时被板占据的位置。板12、13和22通过改变位置的矩形示出。对应于板的定位的闸板的状态在所述矩形中用“O”表示打开,用“F”表示关闭。板沿分支A、B和C的移位还通过箭头连接在一起的两个位置显示。

图14示出分支A上的序列,其中,促动马达从0°到-α,即第一通道3的闸板10从其闲置位置(对应于全开位置)的逐渐关闭。其还与在单个第一通道3上的进入流体的控制的相对应,第二通道4保持被第二闸板20密封。在该分支A上,第一带齿轮14的指状物143驱动第一通道的上板12压缩第一弹簧15。第一上板12在其标记为O的初始的完全打开位置示出为无阴影的,在关闭位置示出为带阴影的且标记为F。下板13通过节流器本体的下固定邻接部135保持在位,该邻接部防止其旋转并允许第一弹簧15的压缩。第二通道在该分支A期间没有被影响,第二弹簧25处于其预张紧位置,且在所述第二弹簧25的作用下,第二上板22处于其闲置位置,撑靠第二上固定邻接部225。

图15显示了各元件在分支B上的位置,其对应于进入流体的所谓的比例控制。分支B的所有点特别地对应于在两个通道中通过的流体的可变比例的控制。第一带齿轮14的指状物143在其已经大体进行半圈转动之后推动下板13并逐渐关闭第一闸板10。第一弹簧15在该分支B中保持在预张紧位置,只要第一上板12没有与第一上固定邻接部125接触并驱动第一上板12。同时,第二指状物243逐渐打开第二通道4,推动第二上板22以及然后是第二闸板20。第二弹簧25逐渐地被压缩,与第一弹簧相反,其贯穿分支B保持预张紧。在分支B结束时,第一闸板10完全关闭,第二闸板20完全打开。如上指出的,两个闸板的运动学系统先验地设计为,对于两个通道3和4的二者、对于分支B的所有点保持恒定流。

图16最后显示通过第二带齿轮24的作用下的第二上板22的位移对第二通道4的控制。更具体地,第二带齿轮24的指状物243驱动第二上板的短邻接部223,且然后是第二通道的闸板,该闸板逐渐关闭。同时,第一上板12保持邻接抵靠第一上固定邻接部125,且第一弹簧15的压缩随着第一下板13被第一指状物143驱动旋转而增加,同时第一上板12处于邻接中。两个弹簧15、25的压缩被组合。

现参考图17至21,将描述第二实施例的特征,其在于存在单个弹簧和周转齿轮系,该行星齿轮系包括两个带齿轮。在该实施例中,促动马达没有直接驱动带齿轮,但其经由促动器作用,该促动器旋转与带齿轮啮合的行星轮支架或旋转两个通道中的一个的带齿轮,在该情况下为第二通道,沿与之前相反的方向。闸板也被驱动,对于第一通道,通过行星轮支架的轴,对于第二通道,通过促动器直接作用的带齿轮。具有与第一实施例相同功能的第二实施例的元件具有相同附图标记,且不再描述。

图17是该装置的示意性透视图,同时图18至21是在一平面上展开的相同这种的视图。在图19中,装置在闲置位置描述,即,第一通道的闸板10打开,第二通道的闸板关闭。定位由此类似于第一实施例中的图11的,即,在分支A和B之间的过渡处。图18对应于驱动马达旋转角-α,同时图20和21对应于所述驱动马达分别旋转角+α和+2α。

第一带齿轮14作为周转齿轮系的外环操作,而第二带齿轮24作为该齿轮系的行星轮操作。和行星轮支架34旋转连接的行星轮33收纳在所述带齿轮之间,且提供对其的综合的驱动。由促动马达(未示出)促动的驱动元件30绕周转齿轮系的轴线旋转移动,且具有驱动销31,在第一情况下为第二带齿轮的指状物243的驱动销以及在第二情况下为由行星轮支架34承载的第三指状物343的驱动销。驱动元件在图17中以实线显示,在分别与第二带齿轮的指状物243接合和与行星轮支架的指状物343接合的两个位置中以虚线显示。复位弹簧35意图将行星轮支架34的指状物343从第一带齿轮的指状物143回推,并将行星轮支架带回到其对应于弹簧预张紧状态的闲置位置。

最后,双节流器的本体1包括在以下描述的一定数量的固定邻接部,带齿轮的指状物和行星轮支架的指状物抵靠该邻接部,以便操作周转齿轮系并允许其元件的两个旋转而第三个停止。

在促动马达的位置-α中,其在图18中示出且对应于分支A结束,促动器30处于完全缩回位置,其与第一通道的闸板10的完全关闭位置相关联。同时,第二带齿轮24保持在第二通道4的闸板也关闭的位置;该位置通过定位在形成在双节流器本体1上的第二通道的第一固定邻接部246上而被限定。更具体地,贯穿分支A,第二带齿轮的指状物243保持与第二通道246的所述第一固定邻接部接触,并且第二闸板20因此保持关闭。相反,第一通道的闸板10跟随行星轮支架34的运动,并从位置0°至-α沿该分支A逐渐关闭,由此确保单个第一通道3上的控制。对于定位为周转齿轮系的环的第一带齿轮14,其被行星轮支架34的带齿轮33驱动旋转,因为行星轮24被第二通道的第一固定邻接部246阻挡。沿分支A没有遇到邻接部。作为对比,弹簧35受到第一压缩,这是由于行星轮支架34旋转的比周转齿轮系的环14慢;该压缩确保当驱动元件30释放或回推到位置0°时,行星轮支架34回到闲置位置。

在闲置位置,由图19示出且对应于促动马达旋转到0°,如已经提出的第二指状物243邻接抵靠其第一固定邻接部246,同时促动器30的销31与该第二指状物243接触。第三指状物343还与销31接触,在复位弹簧35的动作下回到该位置。促动器30的位置对应于行星轮支架34的一位置,在该位置中第一通道3的闸板10打开。第二通道仍在关闭位置,第一带齿轮的指状物143邻接抵靠其固定邻接部146。

贯穿分支B,第一带齿轮的指状物143保持邻接抵靠其固定邻接部146。促动器30的延伸部推动第二带齿轮24,由此打开第二通道;同时,在作为行星轮作用的第二带齿轮的动作下,行星轮支架34被驱动旋转,这确保第一通道的闸板10的关闭。由此,获得期望的比例控制和两个通道上的进入流体流的恒定性。在分支B结束时,由图20所示,在复位弹簧35的作用下,促动器30对于行星轮支架34充分移位以抵靠行星轮支架的固定邻接部346,这对应于第一通道3的完全关闭位置。第二带齿轮24处于其第二通道的第一邻接部246和第二通道的第二邻接部247之间的中间位置,如下所述,这对应于第二闸板20的完全打开位置。

分支C对应于促动器30的较大延伸部,其最终位置在图21中示出。行星轮支架34保持被其固定邻接部346阻挡,且周转齿轮系产生两个带齿轮的同时旋转。促动器30通过其销31将第二带齿轮24完全推回,并逐渐关闭第二通道4的闸板,同时第一通道3保持关闭,由此确保经由单个第二通道的进入流体控制。该进程持续,直到第二指状物243撞击第二通道的第二邻接部247,其形成在双节流器的本体1中。该第二邻接部的位置对应于第二闸板20的完全关闭位置,由此防止所述闸板超过该完全关闭位置。对于第一带齿轮,当促动器再次缩回时,其通过周转齿轮系的旋转压缩复位弹簧35,以防止第二带齿轮24在分支C及继而在分支B上的返回。

最后,该第二实施例重现与如图8和9所示的第一实施例相同的用于打开和关闭两个通道3和4的闸板的模式。

在前述实施例中,运动学系统允许闸板10、20中的一个相对于另一个闸板断开接合,以确保经由一个通道的控制功能,另一通道的闸板保持固定。根据本发明的另外的特征,这是这种情况:根据本发明的双节流器可还运行而没有断开接合运动学系统。

如图22所示,根据另外的特征,节流器的本体1包括内部壳体404,其分为用于包括所述第一闸板10的第一流动通道3的第一级500,和包括所述第二闸板20的第二流动通道4的第二级502。

如图23至25更清楚地看到,尽管附图仅示出所述内部壳体404的单级500,所述壳体是圆柱形的,具有圆形横截面。此外,所述第一和第二闸板10、20包括至少一个密封部件414,其布置在相对于所述圆柱形壳体404倾斜的平面中且通过圆周母线与所述壳体的侧壁405协作,以便至少在一个角位置中确保闸板10、20和本体1之间的密封接触。所述节流器还包括控制杆415,其通过所述运动学系统驱动,并连接到第一和第二闸板10、20。

换句话说,节流器的本体1设置有内部壳体404,其是圆柱形的,具有轴线A,且具有圆形截面,并通过侧向壁405界定。

在该情况下,内部壳体404可并入到孔中。在每个级上,形成用于设计为通过阀壳体循环的流体的通道的入口406和出口407向其壁排放,径向于轴线A。该入口406和407相对于彼此对齐。它们在该情况下具有和壳体404的轴线A垂直相交的纵向轴线X,并具有相同的直径。它们经由导管(未示出)延伸超过壳体的侧向壁405,该导管并入在本体1中并被设计为用于与设置有所述节流器的回路连接。

级500、502通过间隔409分开,该间隔设置有孔413。在其一个端部和/或另一个端部处定位有横向盖410,该横向盖通过具有轴向孔412的端部件411延伸。间隔409的孔413和/或横向盖(一个或多个)的轴向孔410被所述控制杆415穿过。

倾斜部件414成形为设置在一平面中的椭圆闸板416,该平面相对于圆柱形壳体404的轴线A倾斜,且该闸板定心在所述轴线A上,从而其周边边缘417与壳体4的侧向壁405一直接触,以便在密封器件的至少一个给定角位置中将每级入口406和出口407隔开,以干扰流体流或将入口406和出口407布置为流体连通,流能够根据闸板10、20的给定角度开度而被控制。该周边边缘417由此构成母线G,其总是与壳体的侧壁405密封接触。

“倾斜”理解为严格地在0°至90°之间。“闸板”在此理解为具有两个表面的部件,这两个表面相对于轴线A倾斜且经由周边边缘417连接。所述倾斜表面可平行于彼此。部件具有小厚度,即比本体直径小很多的所述倾斜表面之间的距离,特别是小十倍。例如,其是盘。

可考虑几何以确保节流器的正确操作。闸板416具有椭圆形状,其具有大于圆形壳体404的直径的大轴线,且具有明显小于圆形壳体404的直径的小轴线。在该情况下,圆形壳体404的直径还大于流体入口406和出口407的相同直径。连接杆415沿壳体轴线A设置,以便定心在倾斜盘上,具有在盘的倾斜平面和轴线A之间的角B,其在此等于45°。为了获得与壳体的侧向壁405的恒定接触,盘416的大轴线由此基本等于壳体的直径乘以√2。该接触可限定为壳体404的圆形截面的壁405和对应于倾斜盘416的周边边缘417的母线G之间的圆柱体/圆柱体接触,且在垂直于闸板旋转轴线的平面上投影为圆形。闸板416的小轴线可以明显大于流体入口406和出口407的直径。

闸板10、20在阀本体的壳体404中的安装不要求麻烦的调整操作,其仅需要将控制杆415布置为在壳体中轴向邻接,以将盘416相对于流体入口和出口定心。

杆415通过组装或包覆模制附连到盘416,或成形为具有盘,以便产生单件式密封器件。作为例子,根据单件式实施例或选择的复合物,盘416可由塑料制成,杆415由金属制成,反之亦然,或这两个可由塑料材料或金属制成。端部件411的轴向孔412可设置有引导支承部418。所述控制杆416可以是连续的且通过所述壳体。

在图23中示出的位置中,倾斜盘416将入口406与出口407隔绝,防止流体流通过阀1。为此,倾斜盘416的周边边缘417以将壳体分为两个单独和密封腔室的间隔地方式密封地且完全地与柱形壳体404的侧壁405协作,每个朝向用于流体通过的入口和出口通道406、407的一个旋转。倾斜盘416的该角位置对应于所示的流体通道的关闭。

当驱动装置被激活时,其导致控制杆415和闸板10、20的根据期望角的旋转,对应于通过相关通道的流体的确定流。作为旋转的结果,周边边缘417不再与壳体的侧向壁405完全接触,而仅是部分地接触,因为边缘417的相反部件定位为与圆形入口和出口406和407相对。盘的该角度缩回位置允许一级和/或另一级的区域中的入口406和出口407之间的流体通过,经由本体404的密封内部壳体。

值得指出,节流器可以从原始位置沿两个方向操作,因为节流器能够在多于360°上操作。这样的阀因此确保通过将倾斜盘在圆形壳体中适应而沿两个关闭方向密封(圆柱体-圆柱体接触),该盘通过其对称性可以任何方式沿两个方向安装,而没有在阀本体中的极化。此外,随着盘边缘以线性方式在柱形壁上移位,这使得可以避免盘和壁之间的污染,并确保阀的自清洁。

为了确保根据本发明的控制原理,所述第一和第二闸板10、20相对于所述控制杆415以一角度彼此偏置,和/或所述流动通道3、4相对于所述控制杆415以一角度彼此偏置,闸板10、20的成角度偏置与所述流体通道3、4的成角度片相关联。

根据所示的例子,流动通道3、4沿相同方向取向,第一和第二闸板10、20偏置60°。换句话说,入口和出口孔406、407沿相同方向从一级到另一级对齐。

图26和27至30有助于更清楚地理解由闸板10、20占据的相继位置如何允许期望的控制原理被实施。

图26示出在闸板绕轴线A旋转期间,闸板相对于相应通道的入口和出口孔406、407的通过的不同点。当闸板位于所述孔的轴线内时,这是完全打开位置。一旦它们被沿一个方向或另一个方向旋转多于60°,相应的流动通道则被关闭。

图27a至30a和27b至30b分别示出第一闸板10、第二闸板20的倾斜盘416的位置,沿壳体的侧壁405的高度(mm),该壁以平面图展开为-180°至+180°。闸板10、20在侧向壁405上的轮廓504、506通过双波纹线示出,该双波纹线由此具有正弦形状。入口孔406对应于圆,定心在图上。出口孔407每个对应于两个半圆,定位在图的两侧。首先,注意到,无论它们的角位置,所述轮廓504、506相对于彼此在图27a和27b、28a和28b、29a和29b以及30a和30b每一个之间偏置60°。

在图27a和27b中,闸板10、20都关闭,它们的轮廓504、506没有与孔406、407的圆相交。

在图28a和28b中,第一闸板10打开,轮廓504与第一通道的孔406、407的圆相交,而第二闸板仍是关闭的,其轮廓506没有与第二通道的孔406、407的圆相交。由此,控制仅经由第一通道实现,第二闸板10从图27a所示的关闭位置通过到图28a所示的完全打开位置,而第二闸板,尽管是可移动的,继续密封第二通道。

在图29a和28b中,第一闸板10再次关闭,轮廓504不再与第一通道的孔406、407的圆相交,而第二闸板20是打开的,其轮廓506与第二通道的孔406、407的圆相交。由此同时控制经由第一和第二通道执行,第一通道从对应图28a的完全打开位置通过到对应于图29a的新关闭位置,而第二通道从对应图28b的关闭位置通过到对应于图29b的完全打开位置。

在图30a和30b中,两个闸板10、20都再次关闭,它们的轮廓504、506没有与孔406、407的圆相交。由此,控制仅经由第二通道执行,第二闸板20从图29b所示的完全打开位置通过到图30b所示的关闭位置,而第一闸板10,尽管是可移动的,继续密封第二通道。

从图27a、27b所示的位置到图30a、30b所示的位置,闸板10、20已经执行180°的旋转。它们可沿相反方向执行相同循环,或继续它们的旋转,直到到达图27a、27b的初始位置。

所述控制415可直接连接到促动马达。所述运动学系统由此包括所述促动马达的轴。

总之,无论哪个实施例,根据本发明的双节流器通过单个促动马达的逐渐旋转允许进入流体经由单个第一通道被控制(根据接合实施例的分支A),而第二通道关闭;经由单个第二通道(在接合实施例中的分支C)被控制,第一通道关闭;或通过在两个通道之间控制而同时经由两个通道(根据接合实施例的分支B)被控制。当一个通道在节流器下游朝向冷却器5打开,而另一通道在与第一通道汇合之前旁通该冷却器时,双节流器允许进入流体的温度被调节。另外,通过标定作为促动马达旋转角函数的闸板的打开和关闭曲线,可以在该比例控制期间保持恒定的总体流,并在该分支上仅对流体的最终温度有影响。

去获取专利,查看全文>

相似文献

  • 专利
  • 中文文献
  • 外文文献
获取专利

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号