[发明专利]紧凑型计量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种计量装置，该装置包括装有活门的阀体，所述活门适于在关闭位置与开放位置之间移动，具有与活门连接的第一端和与凸轮元件连接的第二端的传动轴，以及旋转电致动器，该旋转电致动器包括定子组件和围绕旋转轴旋转的转子组件，转子组件包括支承转子磁体的磁轭。

背景技术

现在所有汽车热马达都装有不同性质的流体计量系统，以便优化机械效率或减少污染排放。这些计量阀通常从直流马达或转矩马达型致动器进行电控制。

由于收集器的刷的磨损和用于使有效力矩倍减的齿轮磨损，基于使用与机械减速器相关联的直流马达的计量阀提供的可靠性水平不高。相反，由于使用小尺寸马达，这些方法的好处是成本相当低。它们构成EGR（即排气再循环）阀市场的主要部分。它们的主要缺点是，一方面缺乏可靠性，另一方面由于结合了运动链而体积庞大，其结果是难以结合在马达上的不紧凑的阀。

特别地已知专利EP1091112A2和EP1526271A1，所述文献提出一种气体再循环阀，该阀包括与机械减速器结合的直流马达和凸轮运动转换系统。由于减速器的减速比大，这些方法具有施加在阀上的力最大的优点。相反，阀整体体积大，因此使得结合到马达周围很复杂。另外，使用电刷的马达以及减速器齿轮的磨损不可避免，这就使阀的性能随时间降低，因此不能达到非常高的寿命。这些方案因其低成本而是有意义的，但不能令人满意地满足可靠性和紧凑性的要求。另外，马达周围的环境越来越封闭，因此热和振动条件越来越严酷。

由于没有减速器和此类马达的简单结构，以使用转矩马达为基础的计量阀的优点是卓越的可靠性。由于没有机械减速器的凸轮直接驱动，该方案的紧凑性略好于直流马达的方案。相反地，这些使用稀土磁体的方案的价格一般更高。专利DE102007036286A1在图1-3中公开了一种方法，其中转矩马达包括驱动凸轮的控制轴，该凸轮与和平移活动阀相连的滚轮协作。此类结构仍导致阀的庞大的体积，这是因为电致动器偏离计量阀的对称轴。致动器相对阀的所述轴的定位约束限制了整个阀的紧凑性。

另外，所述方案导致组装顺序复杂，并且凸轮与致动器的所述轴的连接很昂贵。

实际上，转子的磁体只在不超过接近220度的极限温度条件下保持它的磁性。由于该原因，可以使凸轮与转子轴连接的焊接应借助激光射线类型的低强度源以非常局部的方式进行。该技术只有在二个零件之间的直径调整是非常好的条件下是可靠的，这导致非常严格的加工误差，因此相关的成本很高。

另外，滚轮在阀的轴上的就位通过受驱至支架中的销进行，以平衡滚轮在阀上的力。该安装很难实现，并产生复杂的自动安装过程。

另外，使用结合至转矩马达的旋转位置传感器，以控制阀的位置。该方案特别令人满意，因为它不能了解阀的准确位置，而只知道凸轮的角度位置。在这种情况下，滚轮凸轮的转换角度间隙使得阀的位置读数的准确性失效，且不能执行计量的最佳控制。

人们公知存在德国专利DE102009003882A1，该专利描述可以使磁场源在阀的杆定位并且在转矩马达的下部插入磁敏元件以直接检测阀的位置的概念。该概念在原理上似乎是有意义的，但在工业方面是不现实的，因为，一方面，支撑磁场源的阀的所述轴应由不锈钢构成，以承受该介质的温度和腐蚀性环境，这种等级的钢是非磁性的，且对磁场源产生的感应（强度）水平非常不利；另一方面，因为磁敏元件通过包覆模制而制成在定子中的软电缆电连接，而没有相关的过滤电子部件，并且没有保证传感器良好运行的定位元件。

最后，该阀的构造保留了具有与阀的所述轴垂直安装的非常长的管形电致动器的缺点，这使得阀不对称，因此对其结合到汽车马达上不利。

除了上述使用平移活动阀的计量阀的例子外，还在现有技术中得到许多使用旋转活动和堵塞柱形管的阀板的计量阀。特别注意到存在德国专利EP1526272B1，该专利描述了一种气体再循环阀，该阀基于电致动器、具有可以驱动旋转阀板的凸轮的旋转系统相结合，以便计量气体。此方案描述了一种安装在电致动器的控制机构与计量系统之间的单运动装置，目的是在动作行程开始时给阀板提供最大力矩。此方案对前面提到的计量系统的整体体积庞大的问题没有带来特别的好处。

人们还知道欧洲专利EP1526272，该专利描述一种排气再循环的阀，该阀包括旋转传动装置、可被致动在开放位置与关闭位置之间旋转的阀元件和将旋转运动传递给阀元件的凸轮元件。

此方案不能令人满意，因为它使用由与马达轴相联接的杠杆支承的滚轮。当磨损产生尺寸缺陷时，这导致间隙和悬突，所述间隙和悬突不能保证位置的重复性。