[实用新型]增压空气换向阀

说明书

技术领域

本实用新型总体涉及换向阀，更具体来说，涉及用于增压空气系统的换向阀。

背景技术

发动机燃烧空气和燃料的混合物以生成随着热排出气体输出的机械、液压和/或电力输出。涡轮增压发动机包括一个或多个涡轮增压器，所述涡轮增压器由排出气体驱动以压缩进入发动机的燃烧空气。通过使压缩空气进入发动机的方法与通过发动机的活塞运动将空气抽吸到发动机中的其他方式相比，可用于燃烧的空气更多。这一增加空气供应的操作允许相应增加燃料供应，从而增加动力输出。涡轮增压发动机通常比相同的非涡轮增压发动机产生更多动力。

涡轮增压器压缩的空气通过压缩过程还被加热。这一加热操作可减小空气的密度，导致在发动机活塞的每一冲程期间强制进入到发动机的空气减少。因此，一些涡轮增压发动机包括一个或多个后冷却器，所述后冷却器在增压空气进入发动机之前冷却增压气体。冷却增压空气增加了增压空气的密度以及在每一活塞冲程期间进入发动机的空气的量。

在一些情况下，后冷却器有可能过度冷却进入发动机的增压空气。具体来说，在发动机启动时或在寒冷环境条件下操作期间，空气可能被冷却到不再支持期望操作的程度。例如，空气可被冷却到在其之下发动机的排放控制装置不再操作或低效操作的温度水平。在这些情况下，合意的情形是，将增压空气换向到后冷却器周围并直接换向到发动机中。

历来，具有后冷却器的涡轮增压发动机设置有一系列帮助调节增压空气温度的蝶形控制阀和/或恒温器。然而，这些多个蝶形阀和/或恒温器会增加相关增压空气系统的成本和复杂性，同时还降低了系统的耐用性。

2002年11月26日发布的授予Bailey的美国专利6,484,703（“’703专利”）公开了另一类型的阀。具体来说，’703专利公开了一种换向阀，其具有两个入口、两个出口和安装在枢轴上的蝶形板。蝶形板可移动到第一位置与第二位置之间的任何位置。当蝶形板位于第一位置时，流体从入口中的第一个流到出口中的第一个并从入口中的第二个流到出口中的第二个。当蝶形板位于第二位置时，流体从第一入口流到第二出口并从第二入口流到第一出口。当蝶形板位于第一位置与第二位置之间时，来自第一入口和第二入口的流体混合并流到第一出口和第二出口两者。基于感测到的关于不同流体流的信息，蝶形板通过电磁线圈的方式在不同位置之间移动。

虽然’703专利的阀在一些情况下可适用，但其对增压空气系统可能缺乏适用性。具体来说，’703专利的阀可能不能调节流体在多个入口和单个出口之间流动。另外，阀可能制造困难和/或昂贵，并且在压力下需要电磁线圈的巨大扭矩以在不同位置之间移动。

本实用新型的换向阀解决了上文陈述的一个或多个问题和/或本领域中的其他问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于增压空气系统的换向阀，可以调节来自若干不同入口的多个空气流，并通过单个出口排出。

在一个方面，本实用新型涉及一种增压空气换向阀，所述增压空气换向阀包括配置为接收加热空气流的多个第一入口、配置为接收冷却空气流的多个第二入口、以及单个出口；所述增压空气换向阀还包括单个阀元件，所述单个阀元件可移动到将所述多个第一入口与单个出口连通并且将多个第二入口与单个出口阻隔处的第一位置以及将所述多个第二入口与单个出口连通并且将所述多个第一入口与单个出口阻隔处的第二位置之间的任何位置。

优选的，所述多个第一入口彼此轴向对齐，并且配置为沿正交于所述单个出口的空气流方向接收所述加热空气流。所述多个第二入口包括两个入口，所述两个入口配置为与通过所述单个出口的空气流方向形成对称的Y形形状。

进一步的，所述单个阀元件包括板和轴，所述板具有配置为选择性阻挡所述加热空气流和冷却空气流的阀部分和平衡部分；所述轴形成在所述板内且位于所述阀部分和所述平衡部分之间的位置处。

其中，所述平衡部分配置为在所有位置处都暴露于所述加热空气流和冷却空气流两者中。

进一步的，增压空气换向阀还包括第一唇形密封件和第二唇形密封件，所述第一唇形密封件一体形成于位于所述板上仅一侧处的所述阀部分的外围；所述第二唇形密封件一体形成于位于所述板上所述第一唇形密封件相对侧处的所述平衡部分的外围。

其中，所述阀部分的压力区域大于所述平衡部分的压力区域。

其中，所述阀部分的两侧和所述平衡部分的两侧在操作期间都暴露于所述加热空气流和冷却空气流中。