[发明专利]具有改进的流通量和控制的圆锥形空气流量阀

说明书

背景技术

技术领域大体而言涉及空气流量阀，其用于控制与内燃机操作有关的气态流。内燃机具有各种气态流，其中需要对流的流率加以控制。例如，可需要对排气再循环（EGR）流加以控制来满足排放目标、且改进发动机操作和响应。近来，用于控制EGR的许多可用的阀具有一些缺点。例如，提升阀具有随着以早期打开值打开的急剧的流率增加，且通过大部分移动范围，提升阀对于通过该阀的流率具有很小影响。蝶形阀同样通过较大阀移动范围提供较差的可控制性。已使用了旋转阀，其提供良好的可控制性，但阀的设计需要该阀保持对受控制的流动流的很大限制，即使当完全打开时。因此，在此领域中需要进一步的科技发展。

发明内容

一个实施例为独特的圆锥形旋转阀，其具有穿过它的可变流通面积。从下文的描述和附图，另外的实施例、形式、目的、特点、优点、方面和益处将会变得显然。

附图说明

图1为包括至少一个圆锥形旋转阀的系统的说明性视图。

图2为具有阀促动器的圆锥形旋转阀的说明性视图。

图3为圆锥形旋转阀的截面侧视剖视图。

图4为具有高纵横比/深宽比的第一流体通路的圆锥形旋转阀的说明性视图。

图5为具有单调增加的值                                                的圆锥形旋转阀的说明性视图，其中A_f为可变流通面积且θ_v为旋转角。

图6为图5所示的圆锥形旋转阀的另一视图。

图7为针对包括圆锥形旋转阀的若干阀的特征性流动行为的说明。

图8为用于控制通过阀的流动的控制器的示意说明。

具体实施方式

为了促进理解本发明的原理，现将参考在附图中所示的实施例，且将使用具体的语言来描述这些实施例。不过将会理解，由此预期到本发明的范围没有限制，在本发明中设想到对图示实施例的任何更改和进一步修改、以及如本文中例解的本发明的原理的任何另外的应用，如本发明相关领域的技术人员通常将会想到的那些。

图1为包括至少一个圆锥形旋转阀126的系统100的示意图。在系统100中，示出了在每个位置处的圆锥形旋转阀126，包括了在进气流104上、在EGR流108上、在压缩机旁通流110上、在涡轮旁通流114上、在后处理构件旁通流118上、以及在排气流106上的阀126。所图示的圆锥形旋转阀126的位置只是示例性的、且系统100可在除了图1所描绘的那些位置之外的位置具有圆锥形旋转阀126，且可不具有所描绘的圆锥形旋转阀126中的某些。图示的系统100包括压缩机112和涡轮116，为了简化图示，其被图示为离散装置，但其可容纳于与轴杆相连接的一个物理装置内。所图示的系统还包括后处理构件120，其可为本领域中已知的任何类型的后处理构件，包括下列中的至少一个：柴油氧化催化剂、NO_x吸附催化剂、贫NO_x转换催化剂、微粒过滤器和/或选择性还原催化剂。

该系统100包括内燃机102，内燃机102具有气态流体流和置于气态流体流中的圆锥形旋转阀126。发动机气态流体流可为发动机排气流106、发动机进气流104、排气再循环（EGR）流110、EGR冷却器旁通流(未图示)、压缩机旁通流110、涡轮旁通流114、和/或后处理构件旁通流118。圆锥形旋转阀126具有作为圆锥形旋转阀126的旋转角函数的穿过它的可变流通面积。参看图2，圆锥形旋转阀126包括阀促动器202，其旋转所述圆锥形旋转阀126以调制可变流通面积。图2中的阀促动器202被图示为电子阀促动器202，但阀促动器202可为本领域中了解的任何类型，包括至少气动和液压。在某些实施例中，阀促动器202沿着圆锥形阀体204的外圆周而接合圆锥形阀体204（如在图3中所示的那样）。