一种圆锥形旋转阀包括：圆锥形阀体，其具有圆锥的截头锥体和第一流体通路；该阀还包括：圆锥形接合体，其至少部分地覆盖圆锥形阀体，其中圆锥形接合体包括第二流体通路。该阀还包括阀促动器，其可旋转地接合到圆锥形阀体以提供可变流通面积，可变流通面积包括第一流体通路与第二流体通路的相交区域。第一流体通路和第二流动通路结构化从而使得值δAf/δθv单调增加，其中Af为可变流通面积且θv为圆锥形阀体的旋转角。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进的流通量和控制的圆锥形空气流量阀
技术介绍
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。
技术实现思路
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I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δ/\ ·/δθν的圆锥形旋转阀的说明性视图，其中Af为可变流通面积且θν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。具体实施例方式为了促进理解本专利技术的原理，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，由此预期到本专利技术的范围没有限制，在本专利技术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专利技术的原理的任何另外的应用，如本专利技术相关领域的技术人员通常将会想到的那些。图I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I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、NOx吸附催化剂、贫NOx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)。参看图3，圆锥形旋转阀126包括圆锥形阀体204，圆锥形阀体204包括至少圆锥 的截头椎体，其中圆锥形阀体204置于发动机气态流体流中、且具有第一流体通路410 (参看图4)。圆锥形旋转阀126还包括圆锥形接合体206，圆锥形接合体206至少部分地覆盖圆柱形阀体204，且包括第二流体通路412 (参看图4)。阀促动器202旋转所述圆柱形阀体204以提供穿过它的可变流通面积210，其中可变流通面积包括第一流体通路410与第二流体通路412的相交区域。圆锥形接合体206可在圆锥形阀体204的上游或下游，且圆锥形旋转阀126的圆锥的截头椎体可指向上游或下游。圆锥形接合体206可作为外覆盖物(如图3所示)或者内部覆盖物而至少部分地覆盖圆锥形阀体204。在某些实施例中，圆锥形旋转阀126具有作为圆锥形旋转阀126的旋转角的基本上线性函数的穿过它的有效流通面积。在某些备选或额外实施例中，圆锥形旋转装置126被结构化使得值调增加，其中~为可变流通面积210且θν为旋转角。例如，参看图5，看出第一流体通路410的形状使得当圆锥形阀体204在方向502上旋转时，对于所有θ ν值而言，由于第一流体通路410与第二流体通路412的相交所造成的可变流通面积210的递增增加速率发生了增加。参看图6，可看出，在方向502上的递增旋转导致了可变流通面积210的变化的速率增加，因为当圆锥形阀体204旋转时，第一流体通路410暴露了一种递增地更大的面积。在某些另外的实施例中，第一流体通路110和第二流体通路412被结构化从而使得对于θν的值的一部分而言，§Α卩单调增加。虽然设想到旋转值的任何部分，在某些实施例中，对于在刚打开之后的θν值而言、或者对于小于30度的07值而言，值δ a『通ν单调增加。另外，本领域技术人员将会意识到对于具体的圆锥形阀体204和圆锥形接合体206而言，第一流体通路410和/或第二流体通路412可成形为(大约如图所示)使得圆锥形旋转阀126的有效流通面积作为旋转角θν的函数基本上为线性的。可对于特定值利用经验分析、或者经由计算流体动力学，来做出对于形状的确定以实现线性流动、或任何其它所需流动特征。圆锥形旋转阀126可被设计为在值的整个范围是线性的，或者在需要为线性的范围内的具体位置处为线性的。参看图7,示出了多个阀的示例性流动曲线。图7中的曲线表示所指示的阀的总体流动特性但并非从具体系统的实际数据来确定。提升阀的曲线702示出了阀的位置为以高流量值通过阀的流率的弱杠杆，且该阀并不允许高流率。旋转阀的曲线704示出了利用旋转阀不能实现如对于蝶形阀所观察到的那些一样高的流率，且曲线704的部分是高度非线性的。蝶形阀的曲线706允许高流率，但包括作为阀打开的函数的一种高度非线性的流率。曲线708示出了可利用圆锥形旋转阀126实现的一个曲线，其具有成形的流体通路410、412从而使得流体流率相对于旋转角为线性化的。在一示例中，误差带710、712限定了一区域，其中如果流率相对于旋转角在误差带内，那么圆锥形旋转阀被认为是基本上线性的。根据具体应用所需的易于控制性，从误差带710、712到线性曲线708的 距离可比图示更大或更小。误差带710、712可被限定为绝对带(S卩，在具体旋转角，在线性函数的绝对流率量内)或者为相对带(即，在具体旋转角，在线性函数的百分比数值内)。在某些实施例中，流体通路410、412为矩形的，虽然在圆锥的截头椎体的表面上经历非欧几里得矩形(例如，如图4所示)。具有矩形流体通路410、412的圆锥形旋转阀对于旋转阀展现出具有曲线704形状的流动曲线，除了圆锥形旋转阀在完全打开时提供比平板旋转阀更高的流率。圆锥本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：JV佩尔，
申请(专利权)人：卡明斯公司，
类型：
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。