專利名稱：發(fā)動機氣體流量可變進氣裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機氣體流量可變進氣裝置，尤其涉及一種適于可改變注入到燃燒室的燃油空氣混合氣的流動狀態(tài)以增加燃料消耗量和減少廢氣的發(fā)動機氣體流量可變進氣裝置。
注入到燃燒室的燃油空氣混合氣在發(fā)動機內燃燒以獲得動力，廢氣從發(fā)動機排放出來，最終將產生環(huán)境污染。因此，重要的是研制的發(fā)動機能通過將不完全燃燒降至最低，同時增加發(fā)動機燃燒效率，從而降低廢氣中的污染物質。
已經公開了各種減少廢氣和提高發(fā)動機燃燒效率的方法，這些方法可分為兩類一種方法是優(yōu)化燃燒室的結構，而另一種方法室是控制燃油空氣混合氣的流量以改進注入到燃燒室的燃油空氣混合氣的混合。
優(yōu)化燃燒室的結構以促進燃油空氣混合氣完全燃燒的方法是有缺點的，這是因為，研制配備有上述特點的燃燒室結構費時費財。此外，控制燃油空氣混合氣流量的方法還存在有一個缺點，因為其結構復雜，并且在實施方面，燃油空氣混合氣的流量控制是在極限狀態(tài)下完成的，即或者是完全打開燃油空氣混合氣流動的狀態(tài)，或者是完全關閉燃油空氣混合氣流動的狀態(tài)，以至于在從發(fā)動機怠速到發(fā)動機高速運行的完全載荷范圍內最優(yōu)地控制注入到燃燒室的氣體量是非常困難的。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，驅動裝置安裝在進氣歧管的一側，以響應電子控制單元傳送的控制信號而產生動力。操縱裝置接受驅動裝置傳來的動力，以調節(jié)進氣歧管的各氣道的開度。
如

圖1所示，進氣歧管1形成有多個連接到發(fā)動機各燃燒室的氣道(1a，……，1n)。驅動裝置2安裝在進氣歧管1的一側，以響應電子控制單元(下面用ECU表示)提供的控制信號而產生動力，電子控制單元用于以電子方式控制發(fā)動機。
各氣道設置有一操縱裝置4，操縱裝置4由驅動裝置2提供動力而運行，以調節(jié)各氣道口(1a，……，1n)的開度。
在本實施例中的驅動裝置2是由車輛電源驅動的電動機3，并且電動機的旋轉軸上形成有蝸桿3a。
操縱裝置4包括一蝸輪4b、一旋轉桿4c和一開/關部件5，其中，蝸輪4b與驅動裝置2的蝸桿3a嚙合并由蝸桿3a帶動，旋轉桿4c用作蝸輪4b的旋轉軸而穿過進氣歧管1的氣道(1a，……，1n)，開/關部件5連接到旋轉桿4c以打開或者關閉氣道(1a，……，1n)通路。
旋轉桿4c的橫剖面被加工成半圓形的形狀，并且進氣歧管1的各氣道(1a，……，1n)形成有凹槽(1a’，……，1n’)，凹槽(1a’，……，1n’)的橫剖面為半圓形以使旋轉桿4c能容置在各凹槽(1a’，……，1n’)內，這樣流經氣道(1a，……，1n)的空氣就不會在氣道(1a，……，1n)內被阻斷。
如圖2所示，開/關部件5包括多個旋轉板(5a，……，5n)，各旋轉板位于各氣道(1a，……，1n)的通路中半圓形旋轉桿的平面上，開/關部件5的一端焊接到旋轉桿的平面，另一端形成有波浪狀的末端以滾動(tumble)氣流。旋轉桿4c分別裝有阻擋板(5a”，……，5n”)，各阻擋板相對于旋轉板(5a，……，5n)以一預定的角度傾斜，以通過旋轉桿4c的旋轉覆蓋暴露在氣道(1a，……，1n)通路的凹槽(1a’，……，1n’)。
下面將參照附圖描述本發(fā)明的工作情況。
在本發(fā)明中，當發(fā)動機處于運行狀態(tài)而且延遲點火時間(ignitiontiming)至某一程度以提高發(fā)動機的轉矩時，控制發(fā)動機運行的電子控制單元(ECU)控制經進氣歧管1的各氣道(1a，……，1n)注入的燃油空氣混合氣的量。
ECU控制驅動裝置2，藉此，操縱裝置(如圖4所示)調節(jié)各氣道(1a，……，1n)的開/關量以延遲點火時間(ignition timing)，從而(如圖5所示)在低于預定轉速的范圍內(約為3500轉/分鐘)提高發(fā)動機轉矩。
當ECU發(fā)送信號至電動機3時，旋轉桿4c(如圖2、圖3所示)通過電動機3的旋轉而被蝸桿3a和蝸輪帶動，使旋轉板(5a，……，5n)轉動，從而調節(jié)各氣道(1a，……，1n)的開度。
當旋轉板(5a，……，5n)使氣道(1a，……，1n)的通路變窄時，流經通路的燃油空氣混合氣的量減少并且燃油空氣混合氣的氣流也被滾動(tumble)。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明在燃燒室內用相對較少的燃料實現(xiàn)了更加有效的燃燒。因此廢氣中的污染物質也相對減少。
下面將描述調節(jié)開/關部件5開度的裝置，如上所述，蝸輪4b受安裝在電動機3旋轉軸上的蝸桿3a轉動而帶動旋轉板(5a，……，5n)轉動，藉此響應于蝸桿3a和蝸輪4b的機械特性而能夠準確地打開或者關閉旋轉板(5a，……，5n)。
如圖5所示，在旋轉板(5a，……，5n)完全打開時可以看成使用沒有配備本發(fā)明設備的常規(guī)進氣歧管的情形，而在旋轉板(5a，……，5n)半打開時則顯示出在低于大約3500轉/分鐘的發(fā)動機工作區(qū)域內的發(fā)動機的轉矩相對提高的結果，應當注意到當車輛沿上坡行駛而需要大轉矩驅動車輛時，這樣可獲得非常有益的發(fā)動機性能。
如果旋轉板(5a，……，5n)完全被關閉，應當注意到總轉矩要比旋轉板(5a，……，5n)完全打開時的??；但是廢氣中的污染物質也大大減少，這樣在不需要大轉矩時，發(fā)動機能有效運行以將環(huán)境污染降至最低。
從上面的敘述可以明顯地看出，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機氣體流量可變進氣裝置具有優(yōu)點，這是因為經進氣歧管注入到燃燒室內的燃油空氣混合氣的流量是逐漸變化的以形成滾動(tumble)。此外，對應燃油空氣混合氣的注入量，點火時間被相應地延遲，從而提高燃料效率、減少廢氣并增加發(fā)動機的轉矩。
本發(fā)明的具體實施例的上述描述僅是為了闡釋和描述的目的。其意圖并不在于窮舉或是將本發(fā)明限制在披露的明確形式中。顯然，根據(jù)上面的技術內容可有許多修改和變化。已選擇和描述的實施例是為了最佳地解釋發(fā)明原理以及其實際使用，從而使本領域的其他技術人員能最佳地利用本發(fā)明和適于特定預期用途的具有各種修改的不同實施例。本發(fā)明的范圍由權利要求書及其等同的技術方案限定。
權利要求
1.一種發(fā)動機氣體流量可變進氣裝置，其特征在于，包含一安裝在進氣歧管一側的驅動裝置，以響應于電子控制單元傳送的控制信號而產生動力；以及一操縱裝置，用于接受驅動裝置傳送來的動力，以調節(jié)進氣歧管各氣道的開度。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述驅動裝置是由車輛電源驅動的電動機，電動機的旋轉軸形成有蝸桿，而操縱裝置包含一蝸輪，與驅動裝置的蝸桿嚙合而被蝸桿帶動；一旋轉桿，用作蝸輪的旋轉軸而穿過進氣歧管的各氣道；以及一開/關部件，連接到旋轉桿以打開或者關閉進氣歧管各氣道的通路。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于所述旋轉桿的橫剖面為半圓形的形狀，且進氣歧管的各氣道形成有橫剖面為半圓形的凹槽，以使旋轉桿容置在各凹槽內。
4.如權利要求2所述的裝置，其特征在于所述開/關部件包括多個旋轉板，各旋轉板位于各氣道的通路內半圓形旋轉桿的平面?zhèn)壬?，開/關部件的一端焊接到旋轉桿的平面?zhèn)?，另一端形成有波浪狀的末端以滾動氣流。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于所述旋轉桿分別地設置有阻擋板，各阻擋板相對于旋轉板以一預定角度傾斜，以通過旋轉板的轉動覆蓋暴露在氣道通路的凹槽。
全文摘要
一種發(fā)動機氣體流量可變進氣裝置，適用于逐漸改變通過進氣歧管注入到燃燒室內的燃油空氣混合氣的流量，以形成氣流的滾動(tumble)，延遲響應于注入的燃油空氣混合氣量的點火時間，在特定范圍內提高發(fā)動機燃燒效率和轉矩，并減少廢氣。該裝置包含安裝在進氣歧管一側的驅動單元，其用于響應自電子控制單元傳送來的控制信號而產生動力，以及操縱裝置，其接受驅動單元傳送的動力以調節(jié)進氣歧管各氣道的開度。
文檔編號F02M35/104GK1428500SQ02143380
公開日2003年7月9日 申請日期2002年9月26日 優(yōu)先權日2001年12月24日
發(fā)明者許宗會 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社