【技术实现步骤摘要】
本技术涉及汽车零部件，具体涉及气体发动机周边配套零部件，更具体涉及发动机egr阀。
技术介绍
1、天然气发动机，因为其尾气较好的环保特性、自然界储量大以及价格低廉的优势，目前被各国广泛推广与使用。
2、同时，因为世界各国对于环境的保护，各类汽车发动机的废气排放逐年加严，特别是国六标准对于内燃机废气中的nox排放要求提升非常大，需要针对减少nox排放实现内燃机燃烧方式的变革，因此诞生了针对国六标准的内燃机废气回用的egr技术。
3、egr是“排放气体循环使用”的英文缩写，其具体技术是发动机排放的废气部分地被回用于新鲜的空气中，与新鲜空气混合后注入发动机燃烧室，从而控制内燃机的空燃比，它降低了燃料在燃烧缸体内的爆燃温度，从而减少了nox的生成量，达到减少nox的排放。
4、egr技术涉及了被回用废气的冷却与废气量的回用比例之控制问题，其中，废气回用比例的控制是由废气回用蝶形阀实现的，业界称为egr阀。
5、egr阀采用阀体与轴向电机组合而成，轴向电机也称为扭矩电机，是由作为运动的动子组合、作为定子的通电螺线及导磁体所组成的电磁励磁结构；动子组合由稀土永磁体与导磁磁轭组成；动子组合提供了动子轴心处的连杆，连杆末端设计有一刚性金属驱动板，阀体与轴向电机是通过驱动板实现活动连接；驱动板把电机的扭矩驱动力施加到阀体的蝶形阀片上，使得阀片就在一规定的的开度范围内转动，从而打开与关断废气通道。
6、考虑到废气的腐蚀性以及废气中的水蒸气等成分，目前的egr阀体主要采用了不锈钢材料经过精密
7、但是，正是因为此一较大的预压力，造成了蝶形阀片在整个开度范围内的动态响应速度偏慢；同时，还因为这一较大的预压力，造成了电磁驱动过程需要一个较大的能量注入，此较大能量注入无疑使得汽车工作期间的励磁绕组温升加大，降低了电机的整体热性能。
8、另一方面，目前egr阀在设计轴向电机动子的连轴轴杆在驱动片连接处是暴露在汽车尾气气氛中的，无法避免废气经过驱动片的连轴轴杆而进入到轴向电机的内部，使得轴向电机的纯铁导磁块、稀土永磁体以及控制角度开度的霍尔传感器电子电路等被废气所腐蚀。
9、鉴于以上的问题，本技术提出了一种防水蒸气及废气渗漏进入电机的密封结构以及蝶形阀片在整个开度幅度的转动范围内低扭矩、快速响应以及低能量注入动力平衡结构。。
技术实现思路
1、本技术：一种密封且低扭矩动力平衡egr阀结构。主要解决的技术问题在于提供了一种防水蒸汽及废气渗漏进入轴向电机的密封结构以及蝶形阀片在整个转动范围内低扭矩、快速响应、低能量注入的动力平衡结构。
2、所述密封结构分为轴向电机下端驱动连杆密封结构以及轴向电机上部端盖密封结构。
3、轴向电机下端驱动连杆密封结构是由轴向电机外壳、动子轴心连杆、轴心连杆外轴套、轴心连杆下端密封圈、压盖外密封圈、压盖内密封圈、以及密封圈压盖组成；其中密封圈为三种，轴心连杆下端密封圈是径向密封，在动子轴心连杆与轴心连杆外轴套之间，为最小外径；压盖内密封圈是径向与轴向同步密封的，由密封圈压盖扣住并紧贴轴心连杆外轴套外径；压盖外密封圈是径向与轴向同步密封的，此密封圈阻止水汽沿导磁芯底部平面与轴向电机外壳间渗透进入导磁芯组件机构内部，具体是由密封圈压盖扣住压盖外密封圈并挤压实现在轴向平面与径向柱面密封。
4、轴向电机上部端盖密封结构是由上部端盖、端盖密封圈以及轴心连杆上端密封圈实现。
5、所述蝶形阀片在整个转动范围内低扭矩、快速响应、低能量注入之动力平衡结构首先涉及到轴向电机电磁扭矩td及永磁体磁阻扭矩ty与扭矩弹簧施加的扭矩tt三者间的动态平衡；其次，上述动力平衡结构还涉及到电磁蝶阀在汽车运行过程中的随机震动所造成的蝶阀在径向、因为随机震动施加的能量而发生非主动、非必要的打开。
6、本技术技术为实现快速响应、低能量注入以及防范汽车随机震动造成的非被动打开提供了一种小预压的动力平衡结构，其结构特征包括低转动惯量动子结构、低功率轴向电机定子结构、低转动惯量蝶形阀片以及较低弹性系数的扭矩弹簧。
7、所述低转动惯量动子结构是由永磁体与其叠加的导磁磁轭组成。
8、优选的，所述永磁体材料选用超高表面磁强的材料以提供足够的磁阻扭矩的同时实现动子转动惯量轻型化，具体地，保障必要的永磁体磁通情况下减轻永磁体体积。
9、优选的，所述导磁磁轭与永磁体均为圆环形状。
10、特别地，导磁磁轭在径向剖面上表现为严格的梯形结构，梯形结构的短段代表的环面远离永磁体，梯形结构的长段代表的环面与永磁体平面接触；
11、具体地，导磁磁轭长段圆环面外径小于等于49mm，短段圆环面外径小于等于47mm，导磁磁轭圆环厚度小于等于6mm。
12、具体地，永磁体厚度小于等于3mm；永磁体外圆直径小于等于49mm。
13、所述低转动惯量蝶形阀片在几何结构上表现为椭圆结构，其长轴与蝶阀阀体主轴同心；蝶形阀片的厚度h小于2.5 mm。
14、优选的，蝶形阀片材质选用低密度非金属材料，降低其转动惯量；
15、优选的，蝶形阀片的表面、特别是起密封作用的范围进行涂敷或者进行其他的表面处理，以减弱其碰触时候的冲击力。
16、所述较低弹性系数的扭矩弹簧为不锈钢材质，其弹性系数k的大小与扭矩弹簧预压量t的大小成正向关系；弹簧预压量t越小，弹性系数k就越小。
17、特别地，上述阀体动力平衡所涉及的扭矩弹簧提供的扭矩tt在蝶形阀片为零开度时刻至接近打开时刻的瞬间tt = t0，t0为扭矩弹簧预压扭矩，其动力平衡满足关系式td0≥t0 –ty0，td0是零开度时候的电磁扭矩，ty0是零开度时候的永磁体施加的磁阻扭矩。
18、特别地，蝶形阀片最大开度为α度，其动力平衡满足关系式tdα ≥t0 +tyα，tdα是最大开度时候的电磁扭矩，tyα是最大开度时候的永磁体施加的磁阻扭矩。
19、优选的，经上述动子、蝶形阀片的几何结构以及材料设定，扭矩弹簧预压扭矩t0最大值可以设定为0.10牛顿毫米。
20、优选的，经上述动子、蝶形阀片的几何结构以及材料设定、在最大开度α∈[68,72]度的条件下，ty0、tyα可设定在0.02 ~ 0.04牛顿米范围内。
21、优选的，在规定的最大开度α∈[68,72]度，ty0、tyα设定在0.02 ~ 0.04牛顿米范围内；以及t0最大值设定为0.10牛顿毫米情况下，轴向电机输出扭矩小于0.14牛顿米。
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1.一种密封且低扭矩动力平衡EGR阀结构，包括了防废气或水蒸气渗漏进入电机内部的密封结构以及EGR阀的轴向电机与阀体间的低扭矩动力平衡机构，其特征是：所述密封结构包括了轴向电机上端密封结构（1）以及轴向电机下端密封结构（2）；所述EGR阀轴向电机与阀体（8）间的低扭矩动力平衡机构包括了低转动惯量的轴向电机动子（3）、小功率低能量注入的轴向电机定子（4）、低转动惯量的蝶形阀片（5）以及小弹性系数的阀体（8）扭矩弹簧（6）。
2.根据权利要求1所述一种密封且低扭矩动力平衡EGR阀结构，其特征是：所述轴向电机上端密封结构（1）是由上部端盖（11）、端盖密封圈（12）以及轴心连杆上端密封圈（13）组成；所述轴向电机下端密封结构（2）是由轴向电机外壳（21）、动子轴心连杆（22）、轴心连杆外轴套（23）、轴心连杆下端密封圈（24）、压盖外密封圈（25）、压盖内密封圈（26）、以及密封圈压盖（27）组成。
3.根据权利要求1所述一种密封且低扭矩动力平衡EGR阀结构，其特征是：所述低转动惯量的轴向电机动子（3）与低转动惯量的蝶形阀片（5）组成了低转动惯量的EGR阀的运动
4.根据权利要求3所述一种密封且低扭矩动力平衡EGR阀结构，其特征是：所述低转动惯量的轴向电机动子（3）是由永磁体（31）与其叠加的导磁磁轭（32）组成；所述永磁体（31）选用超高表面磁强的材料，永磁体（31）为圆环结构；所述导磁磁轭（32）轴向视图为圆环形状，径向剖面视图表现为严格的梯形结构，梯形结构的短段代表的环面远离永磁体，梯形结构的长段代表的环面与永磁体（31）平面接触。
5.根据权利要求3所述一种密封且低扭矩动力平衡EGR阀结构，其特征是：所述低转动惯量的蝶形阀片（5）在几何结构上表现为椭圆结构，其长轴与阀体（8）主轴同心，蝶形阀片的厚度H小于2.5 mm，蝶形阀片（5）材质选用低密度非金属材料；蝶形阀片（5）的双表面外侧、沿长轴方向存在与阀体（8）腔体起密封以及碰停作用的区域A和B，A、B区域为高光基底、表面有涂敷层。
6.根据权利要求3所述一种密封且低扭矩动力平衡EGR阀结构，其特征是：所述扭矩弹簧（6）为不锈钢材质，提供的扭矩为Tt，弹性系数为K，弹性系数K依据公式K = T0 / X求取，X为扭矩弹簧（6）预压角度，T0为预压扭矩；Tt、T0在蝶形阀片（5）为零开度时刻至接近打开时刻的瞬间满足Tt = T0。
7.根据权利要求3所述一种密封且低扭矩动力平衡EGR阀结构，其特征是：所述轴向电机定子（4）提供扭矩输出为Tdx，其动力平衡满足关系式： Tdx ≥Tt +/- Tyx，Tyx是永磁体（31）提供的扭矩，其在轴向电机整个开度范围内会发生方向及大小改变，与Tt同向取“+”、反向取“-”；Td0是Tdx在x=0，零开度时候的电磁扭矩，Ty0是Tyx在x=0，零开度时候的永磁体（31）施加的扭矩；Tdα是Tdx在x=α，最大开度时候的电磁扭矩，Tyα是Tyx在x=α，最大开度时候的永磁体（31）施加的扭矩；最优的α确定在68度至72度之间；在最大开度α∈[68,72]度以及零开度的条件下，Ty0、Tyα设定在0.02 ~ 0.04牛顿米范围内，在零开度时弹簧预压扭矩T0设定为0.10牛顿米，则轴向电机输出扭矩Tdx满足：0.08≤Tdx≤ 0.14牛顿米；所述轴向电机输出扭矩Tdx满足0.08 ≤Tdx≤0.14牛顿米，亦即0.14牛顿米是轴向电机最大输出扭矩。
...【技术特征摘要】
1.一种密封且低扭矩动力平衡egr阀结构，包括了防废气或水蒸气渗漏进入电机内部的密封结构以及egr阀的轴向电机与阀体间的低扭矩动力平衡机构，其特征是：所述密封结构包括了轴向电机上端密封结构（1）以及轴向电机下端密封结构（2）；所述egr阀轴向电机与阀体（8）间的低扭矩动力平衡机构包括了低转动惯量的轴向电机动子（3）、小功率低能量注入的轴向电机定子（4）、低转动惯量的蝶形阀片（5）以及小弹性系数的阀体（8）扭矩弹簧（6）。
2.根据权利要求1所述一种密封且低扭矩动力平衡egr阀结构，其特征是：所述轴向电机上端密封结构（1）是由上部端盖（11）、端盖密封圈（12）以及轴心连杆上端密封圈（13）组成；所述轴向电机下端密封结构（2）是由轴向电机外壳（21）、动子轴心连杆（22）、轴心连杆外轴套（23）、轴心连杆下端密封圈（24）、压盖外密封圈（25）、压盖内密封圈（26）、以及密封圈压盖（27）组成。
3.根据权利要求1所述一种密封且低扭矩动力平衡egr阀结构，其特征是：所述低转动惯量的轴向电机动子（3）与低转动惯量的蝶形阀片（5）组成了低转动惯量的egr阀的运动机构；与低转动惯量的运动机构匹配的扭矩弹簧（6）选择小的弹性系数k及较小的预压扭矩t0；与较小的弹性系数k以及较小的预压扭矩t0匹配的轴向电机定子（4）选择小的注入功率以及相应地提供小的扭矩输出。
4.根据权利要求3所述一种密封且低扭矩动力平衡egr阀结构，其特征是：所述低转动惯量的轴向电机动子（3）是由永磁体（31）与其叠加的导磁磁轭（32）组成；所述永磁体（31）选用超高表面磁强的材料，永磁体（31）为圆环结构；所述导磁磁轭（32）轴向视图为圆环形状，径向剖面视图表现为严格的梯形结构，梯形结构的短段代表的环面远离永磁体，梯形结构的长段代表的环面与永磁体（31）...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈小青，崔玮康，农占奎，
申请(专利权)人：深圳科维新技术有限公司，
类型：新型
国别省市：
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