專利名稱：用在帶有收放翻轉系統(tǒng)的進氣歧管上的阻氣閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種進氣歧管的阻氣閥，進氣歧管具有收放翻轉系統(tǒng)。
背景技術：
內(nèi)燃機具有多個汽缸，每個汽缸通過相應的進氣閥與排氣閥連接到進氣歧管與排氣歧管閥。進氣歧管通過由蝶形閥控制的供氣道接收新鮮空氣(即來自于外界環(huán)境的空氣)，且通過相應的進氣道與汽缸連接，每個進氣道由相應的進氣閥控制。
最近提出了引進一種翻轉系統(tǒng)的建議，在發(fā)動機運轉時，翻轉系統(tǒng)可以依據(jù)發(fā)動機的速度(即驅動軸的旋轉角速度)來改變進氣道的截面積。在低速時，流經(jīng)進氣道的空氣的通道截面減小，以在截面變化處附近的吸入空氣流內(nèi)產(chǎn)生湍流，湍流運動促進空氣與燃料在汽缸內(nèi)的混合；作為這些促進混合的湍流運動存在的結果，所有射入的燃料燃燒，從而減少了燃燒所產(chǎn)生的污染排放。在高速時，流經(jīng)進氣道的空氣的通道截面最大化以充分地填充汽缸，從而產(chǎn)生盡可能大的功率。
為了改變流經(jīng)進氣道的空氣的通道截面，提出了在每個進氣道內(nèi)放置一個相應的蝶形阻氣閥的建議，此閥繞著置于相應進氣道中心處的軸線旋轉。這個解決方法實施起來很簡單而且經(jīng)濟，但是在翻轉系統(tǒng)未激活時，因為整個蝶形閥都浸沒于空氣流中，因此位于進氣道中心的蝶形阻氣閥給空氣流帶來了很大的負載損耗；顯然，這些負載損耗減少了可以被汽缸吸入的最大氣流，從而減少了可以產(chǎn)生的最大功率。
為了彌補上述的缺陷，提出了給每個汽缸配置兩個進氣道的建議，兩個進氣道彼此獨立，且只有一個進氣道配置了蝶形阻氣閥。這個解決方法可以在高速時更好地填充汽缸，然而因為每個汽缸都配置了兩個獨立的進氣道，它更加昂貴且實施復雜；此外，在低速時產(chǎn)生的湍流運動并沒有最優(yōu)化，因為對于每個汽缸來說兩個進氣道中任一個的截面不變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用在具有收放翻轉系統(tǒng)的進氣歧管上的阻氣閥，其沒有上述的缺陷，特別地，其制造容易而且經(jīng)濟。
從而，本發(fā)明涉及一種用在發(fā)動機進氣歧管上的阻氣閥，進氣歧管具有收放翻轉系統(tǒng)，發(fā)動機具有多個汽缸，阻氣閥用來改變流經(jīng)進氣道的空氣的通道截面，進氣道連接每個汽缸與進氣歧管，且由至少一個進氣閥控制，阻氣閥置于進氣道內(nèi)且具有一個蝶形閥，安裝蝶形閥使其在致動裝置的推動下繞旋轉軸線轉動，旋轉軸線相對于進氣道橫向布置，阻氣閥的特征在于致動裝置包括其自身的回轉電動馬達，回轉電動馬達包括一個直接置于相應蝶形閥內(nèi)的定子與轉子。
本發(fā)明還涉及一種用于內(nèi)燃機并具有收放翻轉系統(tǒng)的進氣歧管，內(nèi)燃機具有多個汽缸，進氣歧管都包括與每個汽缸相應的進氣道，進氣道用于連接進氣歧管與汽缸且由至少一個進氣閥控制；所述的翻轉系統(tǒng)包括有與各個進氣道相應的且位于進氣道內(nèi)的阻氣閥，阻氣閥用于改變流經(jīng)進氣道的空氣的通道截面，且具有一個蝶形閥，安裝蝶形閥使其在致動裝置的推動下繞旋轉軸線轉動，旋轉軸線相對于進氣道橫向布置，進氣歧管的特征在于致動裝置包括與每個蝶形閥相應的回轉電動馬達，該電動馬達完全獨立于其它蝶形閥的馬達，且包括一個直接置于相應蝶形閥內(nèi)的定子與轉子。


下文參照附圖描述了本發(fā)明，附圖顯示了一個非限制性的實施方式，其中圖1顯示了一個具有進氣歧管的內(nèi)燃機，進氣歧管帶有一個收放翻轉系統(tǒng)，其使用了依據(jù)本發(fā)明實施例的蝶形閥；
圖2是圖1中部分進氣歧管的橫截面圖；圖3是圖1和2中進氣歧管的蝶形阻氣閥的局部放大立體圖。
具體實施例方式
在圖1中，內(nèi)燃機整體表示為1且具有四個汽缸2(圖1中只顯示了一個汽缸)，每個汽缸都通過相應的進氣道4連接至進氣歧管3，并通過相應的排氣道6連接至排氣歧管5。
進氣歧管3通過由蝶閥8控制的供氣道7接收新鮮空氣(即來自外界環(huán)境的空氣)，且通過相應的進氣道9(圖1中只顯示了一個進氣道)與汽缸2連接，每個進氣道由相應的進氣閥4控制。類似地，排氣歧管5通過相應的排氣道10(圖1中只顯示了一個排氣道)與汽缸2連接，每個排氣道由相應的排氣閥6控制。排氣管11起始于排氣歧管5，終止于催化劑(已知且未示)，以把燃燒產(chǎn)生的氣體排放到大氣中。
依據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，燃料(例如汽油、柴油、甲烷、液化石油氣等等)通過相應的噴射器12射入每個進氣道9內(nèi)，噴射器位于相應的進氣閥4附近。依據(jù)一個不同的實施方式(未示)，噴射器12放置成可以把燃料直接地射入每個汽缸2內(nèi)。
進氣歧管3包括一個翻轉系統(tǒng)13，其在發(fā)動機1運轉期間可以根據(jù)發(fā)動機1的速度改變進氣道9的截面積，使之成為發(fā)動機1速度的函數(shù)。如圖2所示，翻轉系統(tǒng)13包括與每個進氣道9相應的阻氣閥14，阻氣閥包括一個蝶形閥15，蝶形閥栓接于軸16上，以在致動裝置17的推動下繞軸線18轉動，軸線18相對于相應的進氣道9橫置且位于其外。
在運轉時，每個蝶形閥15在致動裝置17的推動下在最大拔起位置(圖2中實線所示)與擱置位置(rest position)(圖2中虛線所示)之間移動，在最大拔起位置時，蝶形閥15把相應進氣道9的空氣通道截面減到最小，在擱置位置時，蝶形閥15基本上不減少相應進氣道9的空氣通道截面。
每個蝶形閥15的相應的軸16裝入相應進氣道9的壁19內(nèi)，以繞其相應的旋轉軸線18轉動；此外，每個進氣道9的壁19包括一個座20，其可以在蝶形閥15處于擱置位置時容納此蝶形閥15。每個蝶形閥15包括一個上表面21，在使用時，其受到流經(jīng)相應進氣道9的氣流的沖擊；當?shù)伍y15處于擱置位置時，蝶形閥15的上表面21為相應進氣道9內(nèi)表面22的延續(xù)，且大體上與該內(nèi)表面22連續(xù)地聯(lián)接。
在運轉時，致動裝置17使得蝶形閥15繞其相應的軸線18在擱置位置與最大拔起位置之間旋轉；特別地，在擱置位置時，每個蝶形閥15的上表面21與相應進氣道9的中心軸線大致平行，而與最大拔起位置時，每個蝶形閥15的上表面21與進氣道9的中心軸線大致成30至45度角。
如圖3所示，每個蝶形閥15的致動裝置17包括一個相應的回轉電動馬達23，其完全獨立于其他蝶形閥15的馬達23。每個馬達23包括一個位于相應蝶形閥15的軸16內(nèi)的定子24以及一個與相應蝶形閥15的軸16固接、從而在使用時與定子24耦合的轉子25。換句話說，由于軸是中空的且內(nèi)部容放馬達23的定子24與轉子25，因此每個馬達23結合于相應蝶形閥15的軸16內(nèi)；應當理解，轉子25與軸16固接，而定子24相對于進氣道的壁19是固定的，定子24的安裝使得軸16可以相對于定子24繞軸線18旋轉。
為了易于在相應的軸16上安裝各個蝶形閥15，定子24位于轉子25的內(nèi)部，從而，定子24的形狀是一個實心的圓柱體，而轉子25的形狀是一個具有用于容納定子24的中心孔的管狀圓柱體。
優(yōu)選地，每個馬達23的轉子25由永久磁鐵通過磁組(magnetic pack)形成，因此不需要任意類型的電連接；為此，轉子25可以容易地連接到相應的蝶形閥15；相反地，定子24具有一個線圈，在使用時，線圈由已知類型的驅動裝置26供電。
優(yōu)選地，每個蝶形閥15由模塑塑性材料構成，在模塑蝶形閥15的同時模塑相應的轉子25；由此，每個轉子25大體位于相應的蝶形閥15內(nèi)。
依據(jù)另一個實施方式(未示)，每個軸16也可以連接到一個相應的彈簧，彈簧用于把蝶形閥15保持在擱置位置處；在運轉時，相應的馬達23抗衡彈簧的作用，把蝶形閥15從擱置位置處移到最大拔起位置處。
在上述的實施方式中，每個蝶形閥15在穩(wěn)定時只會位于擱置位置與最大拔起位置；依據(jù)另一個實施方式(未示)，每個蝶形閥15在穩(wěn)定時也可以位于擱置位置與最大拔起位置之間的中間其他位置。
由于每個汽缸2具有單個進氣道9，上述的結構方案簡單經(jīng)濟，具有許多的優(yōu)點；當?shù)伍y15處于擱置位置時，這些蝶形閥15可使吸入空氣流的負載損耗最少甚至為零，從而最優(yōu)化汽缸2的充氣且提高可能產(chǎn)生的最大功率。此外，每個馬達23結合于相應軸16的內(nèi)部，消除了進氣道9的任意外部構件，具有高度緊湊以及極易制造的優(yōu)點。最后，實驗測試已經(jīng)證明，由于慣性和摩擦減小，上述的致動裝置17具有極低的功率需求和能耗；特別地，在運轉時，上述的致動裝置17所需要的功率為4至6瓦，作為對比，常規(guī)致動裝置所需要的功率大于40瓦。
權利要求
1.一種用于發(fā)動機(1)進氣歧管(3)上的阻氣閥(14)，所述進氣歧管具有收放翻轉系統(tǒng)(13)，所述發(fā)動機具有多個汽缸(2)，阻氣閥(14)被用來改變流經(jīng)進氣道(9)的空氣的通道截面，所述進氣道連接每個汽缸(2)與進氣歧管(3)且由至少一個進氣閥(4)控制，阻氣閥(14)置于進氣道(9)內(nèi)且具有一個蝶形閥(15)，安裝所述蝶形閥使其在致動裝置(17)的推動下繞旋轉軸線(18)轉動，所述旋轉軸線相對于進氣道(9)橫向布置，阻氣閥(14)的特征在于致動裝置(17)包括其自身的回轉電動馬達(23)，所述回轉電動馬達包括一個直接置于相應蝶形閥(15)內(nèi)的定子(24)與轉子(25)。
2.如權利要求1所述的阻氣閥(14)，其中，蝶形閥(15)的旋轉軸線(18)基本放置在進氣道(9)外部。
3.如權利要求2所述的阻氣閥(14)，其中，蝶形閥(15)在最大拔起位置與擱置位置之間移動，在所述最大拔起位置時，蝶形閥(15)把相應進氣道(9)的空氣通道截面減少到最小，在所述擱置位置時，蝶形閥(15)基本上不減少進氣道(9)的空氣通道截面。
4.如權利要求3所述的阻氣閥(14)，其中，進氣道(9)包括一個限定空氣通道截面的壁(19)，蝶形閥(15)安裝于相應軸(16)上，所述軸固定并裝入相應進氣道(9)的壁(19)內(nèi)。
5.如權利要求4所述的阻氣閥(14)，其中，進氣道(9)的壁(19)包括一個座(20)，其可以在蝶形閥(15)處于擱置位置時容納此蝶形閥(15)。
6.如權利要求2所述的阻氣閥(14)，其中，蝶形閥(15)包括一個上表面(21)，在使用時，所述上表面受到流經(jīng)相應進氣道(9)的氣流的沖擊，當?shù)伍y(15)處于擱置位置時，此蝶形閥(15)的上表面(21)形成相應進氣道(9)的部分內(nèi)表面(22)，此時，蝶形閥(15)基本上不減少相應進氣道(9)的空氣通道截面。
7.如權利要求1所述的阻氣閥(14)，其中，轉子(25)裝入蝶形閥(15)內(nèi)。
8.如權利要求7所述的阻氣閥(14)，其中，蝶形閥(15)由模塑塑性材料構成，轉子(25)與相應的蝶形閥(15)同時模塑而成。
9.如權利要求1所述的阻氣閥(14)，其中，蝶形閥(15)安裝于承載轉子(25)的軸(16)上。
10.如權利要求9所述的阻氣閥(14)，其中，定子(24)容納于軸(16)內(nèi)。
11.如權利要求1所述的阻氣閥(14)，其中，定子(24)位于轉子(25)的內(nèi)部。
12.一種具有收放翻轉系統(tǒng)(13)的內(nèi)燃機(1)進氣歧管，所述內(nèi)燃機具有多個汽缸(2)，所述的進氣歧管(3)包括有與每個汽缸(2)相應的進氣道(9)，所述進氣道用于連接進氣歧管(9)與汽缸(2)且由至少一個進氣閥(4)控制；翻轉系統(tǒng)(13)包括有與每個進氣道(9)相應、并位于進氣道(9)內(nèi)的阻氣閥(14)，所述阻氣閥(14)用來改變流經(jīng)進氣道(9)的空氣的通道截面且具有一個蝶形閥(15)，安裝所述蝶形閥使其在致動裝置(17)的推動下繞旋轉軸線(18)轉動，所述旋轉軸線相對于進氣道(9)橫向布置，進氣歧管(3)的特征在于致動裝置(17)包括有與每個蝶形閥(15)相應的回轉電動馬達(23)，所述回轉電動馬達完全獨立于其它蝶形閥(15)的馬達(23)，且包括一個直接置于相應蝶形閥(15)內(nèi)的定子(24)與轉子(25)。
全文摘要
一種發(fā)動機(1)進氣歧管(3)的阻氣閥(14)，所述進氣歧管具有收放翻轉系統(tǒng)(13)，所述發(fā)動機具有多個汽缸(2)，阻氣閥(14)可以改變流經(jīng)進氣道(9)的空氣的通道截面，所述進氣道連接每個汽缸(2)與進氣歧管(3)，且由至少一個進氣閥(4)控制；阻氣閥(14)包括一個蝶形閥(15)，安裝所述蝶形閥使其在相應回轉電動馬達(23)的推動下繞旋轉軸線(18)轉動，所述旋轉軸線相對于相應的進氣道(9)橫置且位于其外，所述電動馬達包括一個直接置于蝶形閥(15)內(nèi)的定子(24)與轉子(25)。
文檔編號F02D9/10GK1661218SQ20051000887
公開日2005年8月31日 申請日期2005年2月24日 優(yōu)先權日2004年2月27日
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