随着社会的进步，人们节能环保的意识不断提高，过去被白白排掉且造成大气污染的发动机废气因含大量高温热能得到广泛利用。尤其是在汽车改装行业，目前国内已有了许多项利用发动机废气进行集热、制冷、发电的技术和产品问世。为匹配这些装置，往往需要对发动机原有的排气系统进行改装，灵活调整烟道内的废气气流方向，以便充分利用烟气能量，增强节能效果。针对以上需求，我们设计制作了一种非常简单的废气换向阀门装置。

    1．设计想要达到的预期目的

    ①.该阀门应能在不同季节及用户使用不同功能时可对废气的流向作方便的切换。

    ②.各支路间能可靠地密封，不漏气，提高能量利用率。

    ③.可以调整阀门开度大小，为各支路分配不同的流量。

    ④.结构简单、体积小，便于安装。

    ⑤.能通用于各种机型，且不影响其性能，操作方便，价格低。

    2．废气换向阀门的研制过程

    设计之初因受汽车排气制动阀的启发，我们在用气支路上分别设置蝶阀（见图1），通过蝶阀的开闭及开度大小的配合控制两个出气口的通断和过气流量比例。此结构达到了一定的效果，但当两个阀门距离较远时，分别调整就不太方便，并且使用两个阀的成本也高。不同口径的排气管还需要匹配不同的阀门或添加变径零件，难以批量推广。

为克服图1所示结构的缺点，我们将两个阀换为一个三通阀的形式（见图2），这种结构的阀门是由圆筒形的阀体与长方形阀板及固定在阀板上的转轴组成。只需用转轴带动阀板旋转，在阀体中隔出不同空间，就能使三个阀孔中的任意两孔相通，实现废气的换向功能。这个设计的不足之处在于它是斜三通型，而原厂发动机的排气管路大多数都是水平或竖直走向的，安装过程中要对原排气管路作较大改动，有时还会影响发动机的性能。

在图2结构的基础上，我们又将Y形斜三通阀改成T形三通阀（见图3），方便了客户改装。使用T形三通阀会出现两种情况，一种是中间管进气两侧为用气支路的情况，如图3所示，这时可以满足分别向两侧用气支路供气的要求。

第二种情况是为适应发动机原厂排气管路的布置及走向，合理地利用空间，避免多余的折弯，需要从一侧管进气，中间管和另一侧管为用气支路，这种情况下图3的结构就无法按要求引导发动机废气流向，不能保证让废气完全从另一侧管流出，能量利用不充分。为解决此问题，设计人员经仔细研究，决定更改阀板形状，把原先长方形阀板折成角形（见图4）。通过简单的变化，困难迎刃而解。新设计的阀板可封闭任一阀孔使其余两孔相通，改变出气方向。中间管进气和侧管进气都适用，并且角形阀板的结构不仅可用于T形三通阀也能用于Y形斜三通阀，具有通用性强的优点，适合产品定型和大量生产的要求。图4中的结构基本实现了设计的预期目标，试制后被定型投产。

一些生产单位在配套使用废气换向阀门时向我们反映说，排气管路与圆形阀体焊接时需按相贯线切割，计算和制作样板很麻烦，费工费时，质量也无法保证。于是，在帮助他们提高加工能力的同时，我们又开发了一种方形三通阀门。根据前面的经验，一开始便注意了中间管进气与侧管进气的不同及零件的通用化，新产品很快研制成功（见图5）。

方形三通阀门阀体为方盒形，长方形阀板与转轴连在一起。阀体上有两个转轴孔，一个在底边，另一个在角上，用户可按中间管进气或侧管进气的方式选择不同的孔来安装转轴与阀板，把不用的转轴孔堵上。阀板的尺寸能保证在各个位置都可有效的封闭一个相应的阀孔，让废气从敞开的通道流向集热装置。方形结构的阀门不必切割相贯线，简化了工艺，能大大提高生产效率，受到生产单位的欢迎。

3.应用效果

经检测，安装废气换向阀门的发动机和车辆的噪声、排放等指标均达到国家有关规定标准，发动机的动力特性也很正常。此废气换向阀门结构简单，使用方便，目前已批量生产。某汽车改装厂在自卸车和罐式车的加热装置上大量配套本产品，并随整车出口到俄罗斯、哈萨克斯坦等国，获得了可观的利润。

更重要的是，推广三通换向阀门等废气利用装置，符合当今节约能源、减少污染的环保理念，社会效益显著。