增压空气换向阀制造技术

本实用新型专利技术公开了一种增压空气换向阀，与增压空气系统（10）一起使用。所述换向阀可具有配置为接收加热空气流的多个第一入口（46）、配置为接收冷却空气流的多个第二入口（48）、以及单个出口（52）。所述换向阀还可具有单个阀元件（38），其可移动到将多个第一入口流体连通到单个出口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多个第二入口流体连通到单个出口并且将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。本实用新型专利技术可对通过单个出口的多路流体流进行换向控制。

【技术实现步骤摘要】

本技术总体涉及换向阀，更具体来说，涉及用于增压空气系统的换向阀。
技术介绍
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。本技术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。
技术实现思路
本技术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，本技术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。再进一步的，所述增压空气换向阀还包括壳体、第一套管、第二套管、紧固件和致动器，所述壳体配置为接纳所述板；所述第一套管配置为接纳所述轴的第一端并从所述壳体的内部插入到所述壳体中；所述第二套管配置为接纳所述轴的第二端并从所述壳体的外侧插入到所述壳体中；所述紧固件具有配置为接合所述壳体外侧的头部和配置为穿过壳体并接合所述第一套管的杆部；所述致动器配置为接合所述壳体的所述外侧并具有配置为穿过所述壳体并进入所述轴的第二端中的杆。在另一方面，本技术涉及另一增压空气换向阀，所述增压空气换向阀可包括壳体，所述壳体包括具有第一入口的第一部分和具有第二入口和出口的第二部分，第二部分可配置为接合第一部分；所述增压空气换向阀还可包括设置在壳体第一部分内的阀元件，所述阀元件可在第一入口流体连接到出口并且第二入口通过阀元件与出口阻隔处的第一位置和第二入口流体连接到出口并且第一入口通过阀元件与出口阻隔处的第二位置之间移动；所述增压空气换向阀还可包括致动器，所述致动器安装到壳体的第一部分上并且配置为使阀元件在第一位置与第二位置之间移动。在又一方面，本技术涉及用于具有多个汽缸的发动机的增压空气系统，所述增压空气系统可包括：进气歧管，其配置为将增压空气引入多个汽缸中；第一压缩机，其与第一子组多个汽缸相关联；以及第二压缩机，其与第二子组多个汽缸相关联；所述增压空气系统还可包括第一后冷却器、第二后冷却器以及换向阀，所述换向阀配置为使进气歧管、第一压缩机、第二压缩机、第一后冷却器和第二后冷却器相互连接；所述换向阀可包括两件式壳体，所述两件式壳体具有与第一压缩机相关联的第一入口、与第二压缩机相关联的第二入口、与第一后冷却器相关联的第三入口、与第二后冷却器相关联的第四入口、以及与进气歧管相关联的出口；所述换向阀还可包括配置在两件式壳体内的单个阀元件，所述单个阀元件可在第一入口和第二入口流体连接到出口并且第三入口和第四入口被单个阀元件阻隔处的第一位置和第三入口和第四入口流体连接到出口并且第一入口和第二入口被单个阀元件阻隔处的第二位置之间移动；所述换向阀还可包括致动器，其安装到两件式壳体上并且配置为选择性地使阀元件在第一位置与第二位置之间移动。上述技术方案提供对通过单个出口的多路流体流的换向控制。附图说明图1是具有示例性公开的增压空气系统的发动机的示意图；图2是可结合图1的增压空气系统使用的示例性公开的换向阀的等距视图；图3至图5是图2的换向阀的剖视图；图6是图2的换向阀的截面图。具体实施方式图1图示说明具有增压空气系统12的发动机10。出于本技术的目的，将发动机10描绘和描述为四冲程柴油发动机。然而，本领域技术人员将认识到发动机10可为任本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增压空气换向阀（32），其特征在于，包括：多个第一入口（46），其配置为接收加热空气流；多个第二入口（50），其配置为接收冷却空气流；单个出口（52）；以及单个阀元件（38），其在将所述多个第一入口与所述单个出口连通并且将所述多个第二入口与所述单个出口阻隔处的第一位置以及将所述多个第二入口与所述单个出口连通并且将所述多个第一入口与所述单个出口阻隔处的第二位置之间的任何位置移动。

【技术特征摘要】
2014.01.02 US 14/1463081.一种增压空气换向阀（32），其特征在于，包括：
多个第一入口（46），其配置为接收加热空气流；
多个第二入口（50），其配置为接收冷却空气流；
单个出口（52）；以及
单个阀元件（38），其在将所述多个第一入口与所述单个出口连通并且将所述多个第二入口与所述单个出口阻隔处的第一位置以及将所述多个第二入口与所述单个出口连通并且将所述多个第一入口与所述单个出口阻隔处的第二位置之间的任何位置移动。
2.根据权利要求1所述的增压空气换向阀，其特征在于，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。
3.根据权利要求2所述的增压空气换向阀，其特征在于，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。
4.根据权利要求1所述的增压空气换向阀，其特征在于，所述单个阀元件包括：
板（58），其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（60）和平衡部分（62）；以及
轴（64），其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。
5.根据权利要求4所述的增压空气换向阀，其特征在于，所述平衡部分配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·P·希特尔，S·D·鲁森布，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：新型
国别省市：美国;US