涡轮增压器用新型废气阀
技术领域
本实用新型涉及车辆技术领域，特别是涉及一种涡轮增压器用新型废气阀。
背景技术
现有技术中，在发动机排气口与废气涡轮增压器的涡壳进气口之间设置废气阀，能够保证发动机在低、中速范围内与涡轮增压器具有最佳的匹配效果，从而增大发动机的低速扭矩，减少油耗；能够保证发动机在高速范围内，通过排气以避免涡轮增压器的转子超速或超压而引起的气缸内燃烧压力过大，进而发生安全事故。综上，在发动机排气口与废气涡轮增压器的涡壳进气口之间设置废气阀，能够有效改善发动机的低速扭矩特征，同时兼顾发动机在高速运行时的使用可靠性和安全性。
现有技术中，如图1和图2所示，废气阀包括压力腔01和下盖02；由发动机排气口排出的废气通常温度在400～500℃。由于下盖02及以上的部件均由铝制材料制成，其耐热能力十分有限。在实际使用过程中，当废气流经压力腔01时，废气中的热量会通过热传导传递给下盖02，使下盖02产生蠕变风险，进而降低下盖02的强度，严重的，甚至造成废气阀的泄露和损坏。
实用新型内容
为了解决在实际使用过程中，当废气流经压力腔01时，废气中的热量会通过热传导传递给下盖02，使下盖02产生蠕变风险，进而降低下盖02的强度，严重的，甚至造成废气阀的泄露和损坏的技术问题，本实用新型提供的技术方案为：
本实用新型提供一种涡轮增压器用新型废气阀，包括阀盖总成、气门顶杆、压力腔和隔热片；所述涡轮增压器用新型废气阀沿竖直方向放置；所述阀盖总成包括下盖；所述下盖构成所述阀盖总成的底部；所述压力腔的底部设置有废气入口；所述压力腔的侧部设置有废气出口；所述气门顶杆包括气门头部和杆身部；所述气门头部与所述杆身部连接；所述气门顶杆的杆身部套设有衬套；所述气门头部位于所述压力腔的内部；所述气门头部可活动地密封所述废气入口；所述下盖、所述隔热片、所述压力腔由上而下依次设置；所述杆身部和所述衬套由下而上竖直贯穿所述压力腔的顶部、所述隔热片和所述下盖；所述压力腔的顶部、所述隔热片和所述下盖通过所述衬套固定。
本实用新型提供的涡轮增压器用新型废气阀，优选地，所述隔热片具体为硅酸铝陶瓷纤维板。
本实用新型提供的涡轮增压器用新型废气阀，优选地，所述下盖的盖体内部设置有水冷通道。
本实用新型提供的涡轮增压器用新型废气阀，优选地，所述下盖的上表面或者下表面上焊接有水冷管道；所述水冷管道为导热金属材质。
本实用新型提供的涡轮增压器用新型废气阀，优选地，所述下盖的盖体内部开设有流道槽；所述下盖的侧部开设有入水口和出水口；所述流道槽的入口与所述入水口连通，所述流道槽的出口与所述出水口连通；所述入水口、所述出水口和所述流道槽共同构成所述水冷通道。
本实用新型提供的涡轮增压器用新型废气阀，优选地，所述下盖的横截面为圆形；所述下盖的侧部还设置有两个流道接口；所述入水口、所述出水口、全部所述流道接口和所述水冷通道均位于同一水平面内；所述入水口和所述出水口相邻设置；所述流道槽具体由多段从所述入水口，或者所述出水口，或者所述流道接口，向所述下盖的盖体内部直线延伸的分流道槽构成；相邻的所述分流道槽相互连通；所述分流道槽的长度小于所述分流道槽所在的弦的弦长。
本实用新型具有的优点或者有益效果：
本实用新型提供的涡轮增压器用新型废气阀，通过在压力腔和下盖中间添加了隔热片；由于隔热片的导热系数较低，从而能够延缓传热，减少热量交换，即减少高温废气的热量由压力腔传导至下盖；从而降低了下盖及以上部件升温过快和温度过高，甚至超过耐热温度的风险；进而减小了下盖及以上部件因超温造成的蠕变风险，以及废气阀的泄露和损坏的风险，有利于延长废气阀的使用寿命以及提高涡轮增压器运行的可靠性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
图1是现有技术中一种废气阀的主视图；
图2是对照图1的俯视图；
图3是本实用新型的实施例1的涡轮增压器用新型废气阀的主视图；
图4是本实用新型的实施例1的涡轮增压器用新型废气阀的剖视图；
图5是图3对应的本实用新型的实施例1的涡轮增压器用新型废气阀的下盖沿A-A截面的剖视图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的说明，显然所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对附图中提供的本实用新型实施例中的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
现有技术中，如图1和图2所示，废气阀包括压力腔01和下盖02；由发动机排气口排出的废气通常温度在400～500℃。由于下盖02及以上的部件均由铝制材料制成，其耐热能力十分有限。在实际使用过程中，当废气流经压力腔01时，废气中的热量会通过热传导传递给下盖02，使下盖02产生蠕变风险，进而降低下盖02的强度，严重的，甚至造成废气阀的泄露和损坏。
实施例1
为解决上述技术问题，如图3和图4所示，本实施例提供一种涡轮增压器用新型废气阀，包括阀盖总成1、气门顶杆2、压力腔3和隔热片4；涡轮增压器用新型废气阀沿竖直方向放置；阀盖总成1包括下盖11；下盖11构成阀盖总成1的底部；压力腔3的底部设置有废气入口31；压力腔3的侧部设置有废气出口32；气门顶杆2包括气门头部21和杆身部22；气门头部21与杆身部22连接；气门顶杆2的杆身部22套设有衬套23；气门头部21位于压力腔3的内部；气门头部21可活动地密封废气入口31；下盖11、隔热片4、压力腔3由上而下依次设置；杆身部22和衬套23由下而上竖直贯穿压力腔3的顶部、隔热片4和下盖11；压力腔3的顶部、隔热片4和下盖11通过衬套23固定。
本实施例提供的涡轮增压器用新型废气阀，通过在压力腔3和下盖11中间添加了隔热片4；由于隔热片4的导热系数较低，从而能够延缓传热，减少热量交换，即减少高温废气的热量由压力腔3传导至下盖11；从而降低了下盖11及以上部件(阀盖总成1)升温过快和温度过高，甚至超过耐热温度的风险；进而减小了下盖11及以上部件因超温造成的蠕变风险，以及废气阀的泄露和损坏的风险，有利于延长废气阀的使用寿命以及提高涡轮增压器运行的可靠性。
为了适应废气阀的具体使用需求，亟待寻求一种成本低廉、隔热效果好的隔热片。本实施例提供的涡轮增压器用新型废气阀，优选地，隔热片4具体为硅酸铝陶瓷纤维板。硅酸铝陶瓷纤维板成本低廉，耐热温度在1200℃以上；即使在高温的环境(800～1000℃)下硅酸铝陶瓷纤维板也保持良好的机械强度和支撑强度；硅酸铝陶瓷纤维板可通过模具加工成形，加工精度高，有利于适应废气阀上复杂的安装环境，可适应批量化定制生产需求；硅酸铝陶瓷纤维板的导热系数较小、热容量较小(不利于蓄热)，具有良好的隔热性能，完全能够适应废气阀的具体使用需求，是一种成本低廉、隔热效果好的隔热片4。
尽管隔热片4能够起到一定的隔热效果，但是在实际使用过程中，由于压力腔3长期处于高温状态，隔热片4本身与压力腔3的外壁存在非常大的温差，根据傅里叶传热原理，导热过程中，单位时间内通过给定截面的导热量，正比于垂直于该截面方向上的温度变化率和截面面积，而热量传递的方向则与温度升高的方向相反。因此，尽管使用了导热系数较低的隔热片4，热量仍然会不可避免地由相对高温的压力腔3向相对低温的隔热片4的进行传递；因此，实际工作中，隔热片4也会慢慢升温并将热量传导至下盖11，造成下盖11的蠕变风险。为了解决上述技术问题，本实施例提供的涡轮增压器用新型废气阀，优选地，下盖11的盖体内部设置有水冷通道。通过向水冷通道内注入流动的常温水(或者冰水)，根据傅里叶传热原理，上盖11的温度高于水冷通道的温度，因此，上盖11的热量会传递至水冷通道中，并通过流动的水带走热量，如此，避免了上盖4的热量的积累和温度升高。通过改变水的温度、流速以及水冷通道的排布设置还可以进一步提高换热效果，从而能够将上盖11的温度控制在合理范围以内，进而大大减小了下盖11的蠕变风险，有利于延长废气阀的使用寿命和提高废气阀的可靠性。
为了适应废气阀的轻量化发展趋势，本实施例提供的涡轮增压器用新型废气阀，优选地，如图3和图5所示，下盖11的盖体内部开设有流道槽5；下盖11的侧部开设有入水口1101和出水口1102；流道槽5的入口与入水口1101连通，流道槽5的出口与出水口1102连通；入水口1101、出水口1102和流道槽5共同构成水冷通道。通过设置流道槽5，将水冷通道与下盖11一体化设置，避免了新部件的加入，有利于减少废气阀的占用空间以及适应废气阀的轻量化发展趋势；此外，通过设置流道槽5的方式，还有利于增大与下盖11的换热面积，提高换热效率，更加的节能环保。
为了便于带有水冷通道的废气阀的下盖11的生产制造，本实施例提供的涡轮增压器用新型废气阀，优选地，如图5所示，下盖11的横截面为圆形；下盖11的侧部还设置有两个流道接口1103；入水口1101、出水口1102、全部流道接口1103和水冷通道均位于同一水平面内；入水口1101和出水口1102相邻设置；流道槽5具体由多段从入水口1101，或者出水口1102，或者流道接口1103，向下盖11的盖体内部直线延伸的分流道槽51构成；相邻的分流道槽51相互连通；分流道槽51的长度X小于分流道槽51所在的弦的弦长L。本实施例提供的涡轮增压器用新型废气阀可以在现有的废气阀的下盖11的基础上，通过在下盖11的侧部采用钻头打孔的方式方便地进行加工制造。具体地，首先布置好入水口1101、出水口1102和流道接口1103的具体位置(比如，按照图4所示位置布置)，然后选择合适粗细和长度的钻头沿着预设的分流道槽51的延伸方向钻孔，通过控制钻孔深度来调节分流道槽51的长度X。分流道槽51的长度X小于分流道槽51所在的弦的弦长L，是为了避免分流道槽51贯穿下盖11，造成漏水。本实用新型的水冷通道在具体使用时，按照图4中，密封两个流道接口1103的开口部，进而实现水冷通道的贯通。如此以后，通过入水口1101以一定速度注水，当水充满全部分流道槽51后，由出水口1102排出下盖11。
实施例2
为了达到更好的换热效果，通常需要对水冷装置的流道进行优化设计，而流道槽5的设置方式，势必局限于下盖11本身的形状，对于比较复杂的流道设计，无法通过流道槽5的方式实施。本实施例提供的涡轮增压器用新型废气阀，优选地，下盖11的上表面或者下表面上焊接有水冷管道；水冷管道为导热金属材质。通过焊接的方式设置水冷管道，加工方式更简单可靠，水冷管道的布局设置更加自由灵活，尤其适应于比较复杂的水冷管道(流道)设计。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
