專(zhuān)利名稱(chēng)：用于內(nèi)燃機(jī)的可變幾何形狀進(jìn)氣歧管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃才幾的可變幾何形狀進(jìn)氣歧管。
技術(shù)背景內(nèi)燃機(jī)設(shè)置有多個(gè)氣缸，每個(gè)氣缸通過(guò)至少一個(gè)進(jìn)氣閥連^t妻于 進(jìn)氣歧管，并通過(guò)至少一個(gè)排氣閥連接于排氣歧管。進(jìn)氣歧管通過(guò) 設(shè)置有節(jié)氣閥的供應(yīng)管接收新鮮空氣(即，來(lái)自于外部環(huán)境的空氣) 并借助于相應(yīng)的進(jìn)氣管連接于氣缸，每個(gè)進(jìn)氣管都終止于與至少一 個(gè)進(jìn)氣閥相對(duì)應(yīng)的4立置中。在現(xiàn)代內(nèi)燃才幾中，進(jìn)氣歧管可為可變幾何形狀類(lèi)型的；即，該 進(jìn)氣歧管可具有部分化(partialization )裝置，該部分化裝置改變作 為發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)(regime)(即，發(fā)動(dòng)機(jī)軸的r.p.m.(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)))的 函數(shù)的進(jìn)氣管的橫截面。在低r.p.m.下，空氣通過(guò)進(jìn)氣管的通路截 面減小，以便于在進(jìn)氣流中產(chǎn)生紊流，該紊流提高氣缸中空氣與燃 料之間的混合。由于提高混合的這些紊流的存在，注入的所有燃料 都凈皮燃燒，因而減少了燃燒產(chǎn)生的污染物排;改。在高r.p.m.下，空 氣通過(guò)進(jìn)氣管的通路截面被最大化，以便能夠完全充滿氣缸并因而 能夠產(chǎn)生最大可能的功率。例如，與以上所述相同類(lèi)型的部分化裝置也可為滾流裝置或渦 流裝置。滾流裝置對(duì)于每個(gè)進(jìn)氣管均使用可移動(dòng)得遠(yuǎn)離作用位置 (active position )以及移動(dòng)至該作用位置的部分化本體，其中部分
化本體減小進(jìn)氣管的橫截面。渦流系統(tǒng)設(shè)計(jì)成使每個(gè)進(jìn)氣管均包括 兩個(gè)通道，該兩個(gè)通道彼此平行并設(shè)置在彼此的旁邊，渦流系統(tǒng)對(duì) 于每個(gè)進(jìn)氣管均使用可移動(dòng)得遠(yuǎn)離作用位置以及移動(dòng)至該作用位 置的部分化本體，其中該部分化本體完全封閉進(jìn)氣管的兩個(gè)通道中 的一個(gè)。市場(chǎng)上現(xiàn)有的部分化裝置中，所有的部分化本體都裝配在7>共 軸上，從而在公共致動(dòng)裝置的推力下一起轉(zhuǎn)動(dòng)得遠(yuǎn)離作用位置以及 轉(zhuǎn)動(dòng)至該作用位置，該/>共致動(dòng)裝置祐 沒(méi)計(jì)成以同時(shí)且同步的方式 控制所有部分化本體本身的位置。另外，市場(chǎng)上現(xiàn)有的部分化裝置 中，設(shè)置有位置傳感器，該位置傳感器通常連接于公共致動(dòng)裝置或 連4妄于 >共軸并確定部分化本體的位置，進(jìn)而確定7>共軸的角位 置。然而，目前市場(chǎng)上可得到的用在部分化裝置中的已知位置傳感 器都較為昂貴且安裝復(fù)雜。另外，由于已知的位置傳感器檢測(cè)公共軸的角位置，它們并不直接;險(xiǎn)測(cè)部分化本體的實(shí)際位置，因此不能 夠檢測(cè)出是否由于機(jī)械問(wèn)題而使得部分化本體中的 一 個(gè)不再?gòu)闹?動(dòng)裝置中接收運(yùn)動(dòng)。最終，由于尺寸的原因，已知的位置傳感器適化本體本身的實(shí)際位置。在這一點(diǎn)上，應(yīng)該注意的是，部分化裝置 的適當(dāng)操作對(duì)于減少由低r.p.m.下的燃燒產(chǎn)生的污染物排放來(lái)說(shuō)是 必要的。因此，對(duì)部分化裝置適當(dāng)才喿作的精確控制對(duì)于滿足^皮稱(chēng)為 EURO-4的歐洲共同體標(biāo)準(zhǔn)的要求來(lái)說(shuō)是必要的。WO2006045027A1 ^>開(kāi)了一種充電(charge)運(yùn)動(dòng)4空制閥至丈動(dòng) 器方法和裝置，該方法和裝置使用電機(jī)、輸出軸、控制電路、以及 傳感器，以便通過(guò)電機(jī)提供對(duì)輸出軸位置的閉環(huán)控制；來(lái)自傳感器 的反饋能夠使得控制電路控制輸出軸的位置，并且控制電路還可以 輸出與輸出軸的位置有關(guān)的數(shù)據(jù)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種用于內(nèi)燃機(jī)的可變幾何形狀進(jìn)氣 歧管，該進(jìn)氣歧管沒(méi)有上述缺點(diǎn)，并且尤其具有可容易且經(jīng)濟(jì)地制 造的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種用于內(nèi)燃機(jī)的可變幾何形狀進(jìn)氣歧 管，該進(jìn)氣歧管包括-至少一個(gè)進(jìn)氣管，其將進(jìn)氣歧管連接至內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)氣缸；-部分化裝置，用于改變進(jìn)氣歧管的幾何形狀，該部分化裝置 包括至少一個(gè)部分化本體，該部分化本體設(shè)在進(jìn)氣管內(nèi)部，并設(shè)置有安裝成可圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的軸；以及-至少一個(gè)角位置傳感器，用于確定軸圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的角位置；進(jìn)氣歧管的特征在于，該角位置傳感器包括-永磁體，其固定在軸上，并凈皮i殳置在進(jìn)氣管的內(nèi)部上；以及-閱讀器，其^皮設(shè)計(jì)成讀取永^茲體的方位，并被i殳置在進(jìn)氣管 的外部上且位于進(jìn)氣管本身的壁附近和永i茲體的附近。


下面將參照示出了本發(fā)明實(shí)施例的一些非限制性實(shí)例的附圖 來(lái)描述本發(fā)明，其中圖i是設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的進(jìn)氣歧管的內(nèi)燃機(jī)的示意圖；圖2是放大比例下的圖1進(jìn)氣歧管的視圖，其中為了清楚起見(jiàn)移除了一些部分；
圖3是圖1進(jìn)氣歧管的部分化本體的示意性透^見(jiàn)圖；圖4是圖1進(jìn)氣歧管的角位置傳感器的示意性截面圖，其中為 了清楚起見(jiàn)移除了 一些部分；圖5是設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的另 一實(shí)施例的進(jìn)氣歧管的內(nèi)燃 斗幾的示意圖；以及圖6是圖5進(jìn)氣歧管的部分化本體的示意性透視圖。
具體實(shí)施方式
在圖1中，參考標(biāo)號(hào)l表示作為整體的內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)具有 四個(gè)氣缸2 (圖1中4又示出了其中的一個(gè))，每個(gè)氣缸通過(guò)至少一個(gè) 進(jìn)氣閥4連接于進(jìn)氣歧管3,并通過(guò)至少一個(gè)排氣閥6連接于排氣 歧管5。進(jìn)氣歧管3通過(guò)由節(jié)氣閥8調(diào)節(jié)的供應(yīng)管7接收新鮮空氣(即， 來(lái)自于外部環(huán)境的空氣)，并借助于相應(yīng)的進(jìn)氣管9 (圖1中僅示出 了其中的一個(gè))連接于氣缸2,每個(gè)進(jìn)氣管9都由相應(yīng)的進(jìn)氣閥4 調(diào)節(jié)。同樣地，排氣歧管5借助于相應(yīng)的排氣管10 (圖1中僅示出 了其中的一個(gè))連接于氣缸2，每個(gè)排氣管IO都由相應(yīng)的排氣閥6 調(diào)節(jié)。出口管11從排氣歧管5伸出，該出口管終止于消聲器(該 消聲器為公知的且未示出)，以便將燃燒所產(chǎn)生的氣體排放到大氣 中。根據(jù)所示的實(shí)施例，燃料(例如汽油、柴油、甲烷、LPG等) 借助于設(shè)置在進(jìn)氣閥4附近的噴射器12被噴射到每個(gè)進(jìn)氣管9中。 根據(jù)另一實(shí)施例(未示出)，噴射器12被布置成將燃料直接噴射至 氣釭2中。
進(jìn)氣歧管3包括滾流類(lèi)型的部分化裝置13，該部分化裝置改變 作為發(fā)動(dòng)機(jī)1的r.p.m.的函數(shù)的進(jìn)氣管9的橫截面。根據(jù)圖2中所 示的，部分化裝置13對(duì)于每個(gè)進(jìn)氣管9都包括部分化閥14，該部 分化閥具有裝配在軸16上的部分化本體15,以《更于在致動(dòng)裝置17 的推力下圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線18轉(zhuǎn)動(dòng)，該致動(dòng)裝置沿^f黃向方向設(shè)置且位 于相應(yīng)進(jìn)氣管9外部。優(yōu)選地，|是供一個(gè)7>共致動(dòng)裝置17，該7>共致動(dòng)裝置才幾4成地連 接于四個(gè)部分化閥14的所有部分化本體15?？商?灸地，每個(gè)部分 化閥14可包4舌其自己的致動(dòng)裝置17,并因此而在才凡械上獨(dú)立于其 它部分4匕閥14。換句話i兌，這四個(gè)部分4b閥14的部分4匕本體15可 以不才幾才成地^皮此連才妄，因此可相對(duì)于4皮此自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在4吏用中，每個(gè)部分化本體15都在致動(dòng)裝置17的推力下在作 用位置(在圖2中以實(shí)線示出)與靜止位置(在圖2中以虛線示出) 之間轉(zhuǎn)動(dòng)，其中在作用位置中部分化本體15減小進(jìn)氣管9的空氣 通3各的截面，而在靜止位置中部分化本體15不會(huì)引起進(jìn)氣管9的 空氣通路的截面的4壬4可減小。對(duì)于每個(gè)部分化本體15來(lái)說(shuō)，軸16都嵌在進(jìn)氣管9的壁l9 中，并圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線18轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，每個(gè)進(jìn)氣管9的壁1SJ都具有 內(nèi)部座20,該內(nèi)部座被設(shè)計(jì)成用于當(dāng)部分化本體15本身^皮設(shè)在靜 止位置中時(shí)容納部分化本體15。當(dāng)部分化本體15凈皮設(shè)在靜止位置 中時(shí)，部分化本體15的頂表面21構(gòu)成進(jìn)氣管9的內(nèi)表面22的一 部分，并基本上呈輻射狀，而無(wú)需解決與內(nèi)表面22本身的連續(xù)性。 具體地，在靜止位置中，每個(gè)部分化本體15的頂表面21都基本平 行于進(jìn)氣管9的中心軸線，同時(shí)，在其露出最多的位置中，每個(gè)部 分化本體15的頂表面21都與進(jìn)氣管9的中心軸線形成約30°-45° 的角度。 根據(jù)圖3和圖4中所示的，部分化裝置13包括連接于部分化 本體15中之一的位置傳感器23,用于確定相應(yīng)軸16圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線 18的角位置。通常，由于所述部分化本體15設(shè)置在用于傳輸來(lái)自 致動(dòng)裝置17的運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)裝置的最末端位置，因此位置傳感 器23連沖妄于距致動(dòng)裝置17最遠(yuǎn)的部分化本體15， 乂人而最易遇到4壬 何可能的機(jī)械問(wèn)題。才艮據(jù)另一實(shí)施例(未示出)，部分化裝置13對(duì)于每一部分化本 體15都包括一個(gè)相應(yīng)的位置傳感器23。顯然，當(dāng)每個(gè)部分化閥14 均包括其自己的致動(dòng)裝置17并且因而在積4成上獨(dú)立于其它部分化 閥14時(shí)，所述選擇是必要的。角位置傳感器23包括固定在軸16上的永石茲體24、以及閱讀器 25,該閱讀器是》茲阻類(lèi)型的，被設(shè)計(jì)成用于讀取永^茲體24的方位， 并^^殳置在進(jìn)氣管9的外部上，并在進(jìn)氣管9本身的壁19附近和 7io 茲體24的附近。才艮據(jù)圖3中所示的，軸16具有圓柱形形狀，并具有圓柱形側(cè) 壁26以及一對(duì);波此相對(duì)的平面端壁27。角位置傳感器23的永石茲體 24固定于軸16的端壁27。優(yōu)選地，角位置傳感器23的永》茲體24 被嵌在軸16中并與軸16本身共同模制在一起。根據(jù)圖4中所示的優(yōu)選實(shí)施例，進(jìn)氣管9的壁19包括盲外部 座28，角位置傳感器23的閱讀器25^皮容納在該盲外部座中。優(yōu)選 地，角位置傳感器23的閱讀器25通過(guò)螺釘連接于外部座28。可替 換地，閱讀器25可置放在進(jìn)氣管9的壁19上(即，與進(jìn)氣管9的 壁19直接接觸)，或者可相對(duì)于進(jìn)氣管9的壁19略微升高。根據(jù)圖5和圖6中所示的另一實(shí)施例，每個(gè)進(jìn)氣管9在其中間 部分中包括;波此平4亍的兩個(gè)通道29。部分化裝置13是渦流類(lèi)型的
并且7于于每個(gè)進(jìn)氣管9均包4舌一個(gè)部分^f匕閥14,該部分^匕閥沿進(jìn)氣 管9的兩個(gè)通道29中之一^皮安裝并械 沒(méi)計(jì)成用于改變流過(guò)通道29 本身的空氣通路的截面。具體地，每個(gè)部分化閥14的部分化本體 15可在關(guān)閉位置與最大打開(kāi)的位置之間移動(dòng)，在關(guān)閉位置中部分4b 本體完全封閉通道29。由于所述角位置傳感器23不昂貴、安裝方便且快捷、并具有 高測(cè)量精確度，因此上述角位置傳感器23的使用存在許多優(yōu)點(diǎn)。 具體地，由于角位置傳感器23的閱讀器25 i殳置在進(jìn)氣管9的外部 上，因而不需對(duì)進(jìn)氣管9進(jìn)行任何類(lèi)型的穿孔，因此角位置傳感器 23的安裝是方便且快捷的。另外，甚至在將進(jìn)氣歧管3安裝在發(fā)動(dòng) 機(jī)l中時(shí)，也可簡(jiǎn)單且直接了當(dāng)?shù)貙?duì)角位置傳感器23的閱讀器25 進(jìn)行檢查、維修操作或更換。由于角位置傳感器23的閱讀器25是無(wú)接觸類(lèi)型的，因此在機(jī) 械上獨(dú)立于永磁體24,并且由于不需存在任何連接于軸16的動(dòng)態(tài) 或靜態(tài)密封環(huán)，因此上述的角位置傳感器23不會(huì)在軸16的轉(zhuǎn)動(dòng)上 引起任何類(lèi)型的摩擦。最后，上述的角位置傳感器23直接4企測(cè)部分化本體15的有效 位置，因而能夠檢測(cè)出是否由于機(jī)械問(wèn)題而使得部分化本體15不 再?gòu)闹聞?dòng)裝置17中接收運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)(1)的可變幾何形狀進(jìn)氣歧管(3)，所述進(jìn)氣歧管(3)包括-至少一個(gè)進(jìn)氣管(9)，其將所述進(jìn)氣歧管(3)連接至所述內(nèi)燃機(jī)(1)的至少一個(gè)氣缸(2)；-部分化裝置(13)，用于改變所述進(jìn)氣歧管(3)的幾何形狀，所述部分化裝置包括至少一個(gè)部分化本體(15)，所述部分化本體設(shè)在所述進(jìn)氣管(9)內(nèi)部，并設(shè)置有安裝成可圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(18)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸(16)；以及-至少一個(gè)角位置傳感器(23)，用于確定所述軸(16)圍繞所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(18)的角位置；所述進(jìn)氣歧管(3)的特征在于，所述角位置傳感器(23)包括-永磁體(24)，其固定在所述軸(16)上，并被設(shè)置在所述進(jìn)氣管(9)的內(nèi)部上；以及-閱讀器(25)，其被設(shè)計(jì)成讀取所述永磁體(24)的方位，并被設(shè)置在所述進(jìn)氣管(9)的外部上且位于所述進(jìn)氣管(9)本身的壁(19)附近和所述永磁體(24)的附近。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣歧管(3 )，其中，所述軸(16 )具 有圓柱形形狀，并具有圓柱形側(cè)壁(26)以及一對(duì)4皮此相對(duì)的 平面端壁(27);所述角位置傳感器(23)的所述永一磁體(24) 固定于所述軸(16)的端壁(27)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣歧管(3 )，其中，所述進(jìn)氣管(9 ) 的所述壁(19)包括盲外部座(28),所述角位置傳感器(23) 的所述閱讀器(25)被容納在所述盲外部座中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的進(jìn)氣歧管(3 )，其中，所述角位置傳感 器(23 )的所述閱讀器(25 )通過(guò)螺^"連接于所述進(jìn)氣管(9 ) 的所述壁(19)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣歧管(3 ),其中，所述角位置傳感 器(23)的所述閱讀器(25)是^f茲阻類(lèi)型的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣歧管(3 )，其中，所述角位置傳感 器(23 )的所述永》茲體(24 )凈皮嵌在所述軸(16 )中，并與所 述軸(16)本身共同模制在一起。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣歧管(3 )，其中，所述部分化裝置(13 )是滾流類(lèi)型的，并且所述部分化本體(15 )可朝向作用 位置移動(dòng)，在所述作用位置中所述部分化本體(15 )本身減小 所述進(jìn)氣管(9)的橫截面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的進(jìn)氣歧管(3 ),其中，所迷部分化本體(15 )的所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(18 )以下述方式相對(duì)于所述進(jìn)氣管(9 ) 設(shè)置在外部上，所述方式為，在靜止位置中，所述部分化本體(15)不會(huì)引起所述進(jìn)氣管(9)的空氣通路的截面的任何減 小。
9. 根據(jù)片又利要求8所述的進(jìn)氣歧管(3 )，其中，所述部分化本體(15 )的所述軸(16 )被嵌在所述進(jìn)氣管(9 )的壁(19 )中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的進(jìn)氣歧管(3 )，其中，所述進(jìn)氣管(9 ) 的所述壁(19)具有內(nèi)部座(20),所述內(nèi)部座(20)被設(shè)計(jì) 成當(dāng)所述部分化本體(15 )本身被設(shè)在靜止位置中時(shí)容納所述 部分化本體(15 )。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣歧管(3 ),其中，所述進(jìn)氣管(9 ) 在其中間部分中包括彼此平行的兩個(gè)通道(29)，所述部分化裝置(13 )是渦流類(lèi)型的，并且所述部分化本體(15 )被設(shè)置 在所述進(jìn)氣管(9)的一通道(29)內(nèi)部，以便在關(guān)閉位置與 最大打開(kāi)的位置之間位移，在所述關(guān)閉位置中所述部分化本體 完全封閉所述通道(29)。
全文摘要
一種用于內(nèi)燃機(jī)(1)的可變幾何形狀進(jìn)氣歧管(3)，具有至少一個(gè)進(jìn)氣管(9)，將進(jìn)氣歧管(3)連接至內(nèi)燃機(jī)(1)的至少一個(gè)氣缸(2)；部分化裝置(13)，用于改變進(jìn)氣歧管(3)的幾何形狀，部分化裝置具有至少一個(gè)部分化本體(15)，該部分化本體設(shè)在所述進(jìn)氣管(9)內(nèi)部，并具有安裝成可圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(18)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸(16)；以及至少一個(gè)角位置傳感器(23)，設(shè)計(jì)成確定軸(16)圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(18)的角位置，并具有永磁體(24)和閱讀器(25)，永磁體固定在軸(16)上的永磁體(24)，閱讀器被設(shè)計(jì)成讀取永磁體(24)的方位并被設(shè)置在進(jìn)氣管(9)的外部上且位于進(jìn)氣管(9)本身的壁(19)附近和永磁體(24)的附近。
文檔編號(hào)F02D41/22GK101117912SQ20071013804
公開(kāi)日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2007年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月2日
發(fā)明者米凱萊·佩科拉, 費(fèi)代里科·蘭喬尼 申請(qǐng)人:瑪涅蒂瑪瑞利動(dòng)力系公開(kāi)有限公司