專利名稱：用于內(nèi)燃機的進(jìn)氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種為內(nèi)燃機設(shè)置的進(jìn)氣裝置。
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃機中，設(shè)有進(jìn)氣裝置以向燃燒室供給空氣-燃料混合物。該進(jìn)氣裝置包括連接氣室/穩(wěn)壓室(surge tank)與氣缸蓋中的進(jìn)氣口的進(jìn)氣通道。進(jìn)氣通道為各個進(jìn)氣口(即，各個氣缸)而設(shè)置。
日本專利申請公報No.JP-A-2001-82155記載了一種進(jìn)氣裝置，其中各進(jìn)氣通道的長度在預(yù)定值之間變化。日本專利申請公報No.JP-A-2001-509562記載了一種進(jìn)氣裝置，其中各進(jìn)氣通道的長度可以連續(xù)變化。
在內(nèi)燃機中，在進(jìn)氣沖程期間當(dāng)各氣缸的進(jìn)氣門開啟以將空氣-燃料混合物引入燃燒室時，脈動的進(jìn)氣通過進(jìn)氣通道。由于在進(jìn)氣通道中進(jìn)氣是脈動的，在進(jìn)氣流中交替出現(xiàn)高密度空氣和低密度空氣。進(jìn)氣的脈動周期根據(jù)進(jìn)氣通道的形狀、長度、橫截面積等而變化。同時，進(jìn)氣門開啟的時間點和進(jìn)氣門關(guān)閉的時間點根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速而變化。
如果高密度空氣在進(jìn)氣沖程的最后階段到達(dá)燃燒室，則即使在活塞經(jīng)過下死點后，由于慣性進(jìn)氣繼續(xù)流入燃燒室中。該效果被稱為“慣性增壓效果”。這提高了進(jìn)氣充填燃燒室的效率，以及內(nèi)燃機的輸出。
在其中各進(jìn)氣通道的長度可變的上述每個進(jìn)氣裝置中，各進(jìn)氣通道的長度根據(jù)指示工作狀況的參數(shù)，如內(nèi)燃機的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速而變化。結(jié)果，在所有發(fā)動機轉(zhuǎn)速都可以獲得上述慣性增壓效果。這提高了進(jìn)氣充填燃燒室的效率。
在每個進(jìn)氣裝置中，各進(jìn)氣通道的最大長度和橫截面積固定為各自的預(yù)定值，并且僅各進(jìn)氣通道的長度可以變化。因此，由于下述原因，需要增加進(jìn)氣裝置的尺寸以提高在所有發(fā)動機轉(zhuǎn)速時進(jìn)氣充填燃燒室的效率。
如果減小各進(jìn)氣通道的橫截面積以優(yōu)化在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速時供給的進(jìn)氣量，則在高發(fā)動機轉(zhuǎn)速時不能供給足夠量的進(jìn)氣。如果增大各進(jìn)氣通道的橫截面積以優(yōu)化在高發(fā)動機轉(zhuǎn)速時供給的進(jìn)氣量，則各進(jìn)氣通道的最大長度需要最大化從而在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速時供給適當(dāng)?shù)倪M(jìn)氣量。相應(yīng)地，需要增加構(gòu)成各進(jìn)氣通道的部件的尺寸。因此，如果車輛中沒有足夠的空間，則無法安裝進(jìn)氣裝置。
日本專利申請公報No.JP-A-3395009記載了一種進(jìn)氣裝置，其包括為每個氣缸設(shè)置的兩個進(jìn)氣通道。在該進(jìn)氣裝置中，其中一個進(jìn)氣通道在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速時使用，而另一個進(jìn)氣通道在高發(fā)動機轉(zhuǎn)速時使用。
該進(jìn)氣裝置需要設(shè)計為使得在所有發(fā)動機轉(zhuǎn)速時兩個進(jìn)氣通道中每個的長度和橫截面積都變得恰當(dāng)。這增加了進(jìn)氣裝置的尺寸。結(jié)果，如果車輛中沒有足夠的空間，則無法安裝進(jìn)氣裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于內(nèi)燃機的進(jìn)氣裝置，其可以根據(jù)內(nèi)燃機的工作狀況提供適當(dāng)?shù)倪M(jìn)氣量。
本發(fā)明的第一方面涉及一種用于內(nèi)燃機的進(jìn)氣裝置。該用于內(nèi)燃機的進(jìn)氣裝置將空氣-燃料混合物供給到內(nèi)燃機的燃燒室中。該進(jìn)氣裝置包括固定長度進(jìn)氣通道；可變長度進(jìn)氣通道；第一閥；第二閥；以及操作裝置?？勺冮L度進(jìn)氣通道的下游端接合/匯流(join)到固定長度進(jìn)氣通道的下游部分。第一閥設(shè)置在固定長度進(jìn)氣通道中。第一閥的開度可以調(diào)整。第二閥設(shè)置在可變長度進(jìn)氣通道中。第二閥的開度同樣可以調(diào)整。操作裝置根據(jù)內(nèi)燃機的工作狀況操作第一閥和第二閥。
在上述進(jìn)氣裝置中，例如，當(dāng)?shù)谝婚y關(guān)閉并且第二閥開啟時，僅可使用可變長度進(jìn)氣通道。當(dāng)?shù)谝婚y開啟并且第二閥關(guān)閉時，僅可使用固定長度進(jìn)氣通道。當(dāng)?shù)谝婚y和第二閥都開啟時，固定長度進(jìn)氣通道和可變長度進(jìn)氣通道都可使用。即，根據(jù)內(nèi)燃機的工作狀況(例如，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速)進(jìn)氣流動的模式可以在至少三種模式之間切換。因此，具有這種結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣裝置可以根據(jù)發(fā)動機的工作狀況將適當(dāng)?shù)倪M(jìn)氣量供給到燃燒室中。
在上述進(jìn)氣裝置中，第一閥和第二閥中至少一個的開度可以連續(xù)變化。利用這種結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速更精確地控制進(jìn)氣量。
在根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)氣裝置中，固定長度進(jìn)氣通道的長度可以比可變長度進(jìn)氣通道的最大長度長。此外，固定長度進(jìn)氣通道的橫截面積可以比可變長度進(jìn)氣通道的橫截面積大。
利用這種結(jié)構(gòu)，在中等發(fā)動機轉(zhuǎn)速時僅使用固定長度進(jìn)氣通道就可以提供需要的進(jìn)氣量。
在上述進(jìn)氣裝置中，在內(nèi)燃機的低轉(zhuǎn)速工作期間，操作裝置可以關(guān)閉第一閥并且開啟第二閥從而僅使用可變長度進(jìn)氣通道。在內(nèi)燃機的中等轉(zhuǎn)速工作期間，操作裝置可以關(guān)閉第二閥并且開啟第一閥從而僅使用固定長度進(jìn)氣通道。在內(nèi)燃機的高轉(zhuǎn)速工作期間，操作裝置可以開啟第一閥和第二閥從而既使用固定長度進(jìn)氣通道又使用可變長度進(jìn)氣通道。
利用這種結(jié)構(gòu)，可以使用操作裝置在三種模式之間切換進(jìn)氣流動的模式。另外，可以以簡單的方式控制操作裝置。在第一模式中，在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速時，僅使用可變長度進(jìn)氣通道供給需要的進(jìn)氣量。在第二模式中，在中等發(fā)動機轉(zhuǎn)速時，僅使用固定長度進(jìn)氣通道供給需要的進(jìn)氣量。在第三模式中，在高發(fā)動機轉(zhuǎn)速時，使用固定長度進(jìn)氣通道和可變長度進(jìn)氣通道供給需要的進(jìn)氣量。
在上述進(jìn)氣裝置中，可變長度進(jìn)氣通道可以通過將在內(nèi)表面具有凹槽的第一部件與在外表面設(shè)有凹槽的第二部件結(jié)合而形成。另外，通過繞其中心軸線轉(zhuǎn)動第二部件，可以連續(xù)改變可變長度進(jìn)氣通道的長度。
利用這種結(jié)構(gòu)，通過將第一部件與第二部件相結(jié)合形成可變長度進(jìn)氣通道。這可以簡化進(jìn)氣裝置的結(jié)構(gòu)，并且減少成本和所需的空間。


本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點從下面參照附圖對優(yōu)選實施例的說明中將會變得明顯，其中相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件，并且其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用于內(nèi)燃機的進(jìn)氣裝置的外觀的斜視圖；圖2示出設(shè)有圖1中的進(jìn)氣裝置的內(nèi)燃機的示意性橫截面圖；圖3示出沿圖2中III-III線的橫截面圖；圖4示出在第一模式中僅使用可變長度進(jìn)氣通道的進(jìn)氣裝置沿圖3中IV-IV線的橫截面圖；圖5示出圖1中的進(jìn)氣裝置的內(nèi)部的示意性分解透視圖；圖6示出圖5中的進(jìn)氣裝置的分解透視圖；圖7示出在第二模式中僅使用固定長度進(jìn)氣通道的進(jìn)氣裝置沿圖3中IV-IV線的橫截面圖；圖8示出在第三模式中既使用固定長度進(jìn)氣通道又使用可變長度進(jìn)氣通道的進(jìn)氣裝置沿圖4中IV-IV線的橫截面圖。
具體實施例方式
下面將參照圖1至圖8說明本發(fā)明的實施例。在該實施例中，本發(fā)明應(yīng)用到諸如車輛用四缸汽油機的內(nèi)燃機中。然而，本發(fā)明可以應(yīng)用到任何數(shù)量氣缸的發(fā)動機中。另外，本發(fā)明可以應(yīng)用到柴油機中。
如圖2所示，發(fā)動機1包括氣缸體2和氣缸蓋3。
在氣缸體2中，設(shè)有多個氣缸(在本示例中，四個氣缸)4?；钊?插入各氣缸4中。活塞5可以在各氣缸4中往復(fù)運動。各氣缸4中活塞5的上端和氣缸蓋3之間的空間形成燃燒室6。
在氣缸蓋3中，每個燃燒室6都設(shè)有進(jìn)氣口7和排氣口8。進(jìn)氣門9開啟和關(guān)閉在進(jìn)氣口7的一端的開口(即，通向燃燒室6的開口)。排氣門10開啟和關(guān)閉在排氣口8的一端的開口(即，通向燃燒室6的開口)。
在進(jìn)氣口7的另一端的開口與進(jìn)氣裝置15連接。進(jìn)氣裝置15連接到節(jié)氣門體(未示出)和空氣濾清器(未示出)上。節(jié)氣門體通過進(jìn)氣管基于加速踏板的操作開啟和關(guān)閉。各排氣口8連接到排氣歧管11。
將詳細(xì)說明進(jìn)氣裝置15的結(jié)構(gòu)。
如圖1至圖4所示，進(jìn)氣裝置15包括第一部件16和第二部件17。在第一部件16和第二部件17之間設(shè)有氣室18，該氣室18是具有預(yù)定容量的空間。在進(jìn)氣裝置15中設(shè)有固定長度進(jìn)氣通道19和可變長度進(jìn)氣通道20。固定長度進(jìn)氣通道19的數(shù)量與進(jìn)氣口7的數(shù)量相同(即，設(shè)有四個固定長度進(jìn)氣通道19)。同樣，可變長度進(jìn)氣通道20的數(shù)量與進(jìn)氣口7的數(shù)量相同(即，設(shè)有四個可變長度進(jìn)氣通道20)。下面將詳細(xì)說明這些元件。
第一部件16固定到氣缸蓋3上。第一部件16支承可轉(zhuǎn)動的第二部件17。
各固定長度進(jìn)氣通道19(在圖7中通過點劃線Lx表示)具有固定的預(yù)定長度。沿著圖3中的視角測量時，各固定長度進(jìn)氣通道19的橫截面積同樣固定為預(yù)定值。固定長度進(jìn)氣通道19在縱向上貫穿第一部件16。另外，固定長度進(jìn)氣通道19布置在軸向上。各固定長度進(jìn)氣通道19的下游端都連接到氣缸蓋3中相應(yīng)的進(jìn)氣口7。各固定長度進(jìn)氣通道19的上游端都連接到氣室18。
各可變長度進(jìn)氣通道20(在圖4中通過點劃線Ly表示)的長度是可變的。各可變長度進(jìn)氣通道20設(shè)置在第一部件16和第二部件17之間。將說明可變長度進(jìn)氣通道20的結(jié)構(gòu)。
如圖3至圖6所示，在第一部件16的一端設(shè)有外壁16a，并且在第一部件16的另一端設(shè)有外壁16b。在外壁16a和16b之間設(shè)有三個分隔部分/隔壁(partition)16c。通過外壁16a和16b以及三個分隔部分16c，在第一部件16的內(nèi)表面形成了四個凹槽20a。
外壁16a設(shè)有管狀的進(jìn)氣口16d。外部空氣通過進(jìn)氣口16d流入氣室18中。進(jìn)氣口16d經(jīng)由進(jìn)氣管(未示出)連接到節(jié)氣門體(未示出)和空氣濾清器(未示出)上。
如圖3至圖6所示，在第二部件17的一端設(shè)有外壁17a，并且在第二部件17的另一端設(shè)有外壁17b。在外壁17a和17b之間設(shè)有三個分隔部分17c。通過外壁17a和17b以及三個分隔部分17c，在第二部件17的外表面形成了四個凹槽20b。
可變長度進(jìn)氣通道20通過將第一部件16的四個凹槽20a與第二部件17的四個凹槽20b結(jié)合而形成。
各可變長度進(jìn)氣通道20的長度可以通過使用諸如伺服馬達(dá)或步進(jìn)馬達(dá)的致動器30繞中心軸線O轉(zhuǎn)動第二部件17而連續(xù)變化。
如圖5和圖6所示，在每個外壁17a和17b以及分隔部分17c的沿周向的預(yù)定位置形成有槽口17d?？諝鈴臍馐?8通過相應(yīng)的槽口17d流入各可變長度進(jìn)氣通道20中。
即，通過以順時針或逆時針方向轉(zhuǎn)動第二部件17，各槽口17d繞中心軸線O轉(zhuǎn)動。這改變了各可變長度進(jìn)氣通道20的長度。例如，通過在圖4中以逆時針方向轉(zhuǎn)動第二部件17，可變長度進(jìn)氣通道20的長度Ly減小。通過以順時針方向轉(zhuǎn)動第二部件17，可變長度進(jìn)氣通道20的長度Ly增大。
可變長度進(jìn)氣通道20沿著固定長度進(jìn)氣通道19的內(nèi)周設(shè)置?？勺冮L度進(jìn)氣通道20的下游端接合到固定長度進(jìn)氣通道19的下游側(cè)的彎曲部分。
在固定長度進(jìn)氣通道19中緊挨著可變長度進(jìn)氣通道20與固定長度進(jìn)氣通道19接合處的上游的位置設(shè)有第一閥21。第一閥21開啟和關(guān)閉固定長度進(jìn)氣通道19。在可變長度進(jìn)氣通道20中可變長度進(jìn)氣通道20與固定長度進(jìn)氣通道19接合的位置設(shè)有第二閥22。第二閥22開啟和關(guān)閉可變長度進(jìn)氣通道20。
第一閥21和第二閥22都支承在第一部件16內(nèi)部。第一閥21和第二閥22都繞其中心樞轉(zhuǎn)。第一閥21和第二閥22通過各自的致動器31和32如伺服馬達(dá)或步進(jìn)馬達(dá)根據(jù)表示發(fā)動機1的工作狀況的參數(shù)如發(fā)動機1的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速而開啟和關(guān)閉。例如，發(fā)動機1的負(fù)荷基于加速踏板等的操作量而確定。
接下來，將說明設(shè)有進(jìn)氣裝置15的發(fā)動機1的工作。
在該實施例中，固定長度進(jìn)氣通道19的長度Lx比可變長度進(jìn)氣通道20的最大長度Ly長。另外，固定長度進(jìn)氣通道19的橫截面積比可變長度進(jìn)氣通道20的橫截面積大。在下文中，將說明發(fā)動機1的工作狀況和具有上述結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣通道之間的關(guān)系。
當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速低時，進(jìn)氣裝置15以第一模式工作。在第一模式中，如圖4所示，第一閥21關(guān)閉并且第二閥22開啟，從而僅使用可變長度進(jìn)氣通道20。在第一模式中，外部空氣通過空氣濾清器(未示出)和進(jìn)氣管(未示出)流入進(jìn)氣裝置15中的氣室18。然后，脈動的空氣流入可變長度進(jìn)氣通道20中，并且通過氣缸蓋3上的進(jìn)氣口7流入燃燒室6中。
在第一模式中，由于僅使用可變長度進(jìn)氣通道20，進(jìn)氣通道的橫截面積小?？勺冮L度進(jìn)氣通道20的最大長度和橫截面積設(shè)定為各自的預(yù)定值。通過設(shè)定可變長度進(jìn)氣通道20的最大長度和橫截面積為各自的預(yù)定值，在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速時可以供給適當(dāng)量的空氣。
在第一模式中，可以根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的波動通過使第二部件17沿適當(dāng)?shù)姆较蜣D(zhuǎn)動適當(dāng)?shù)慕嵌雀淖兛勺冮L度進(jìn)氣通道20的長度。例如，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加時，通過在圖4中以逆時針方向轉(zhuǎn)動第二部件17減小可變長度進(jìn)氣通道20的長度Ly。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速減小時，通過在圖4中以順時針方向轉(zhuǎn)動第二部件17增加可變長度進(jìn)氣通道20的長度Ly。通過以這種方式改變可變長度進(jìn)氣通道20的長度Ly，可以根據(jù)低發(fā)動機轉(zhuǎn)速的波動供給適當(dāng)?shù)倪M(jìn)氣量。
在中等發(fā)動機轉(zhuǎn)速時，進(jìn)氣裝置15以第二模式工作。在第二模式中，如圖7所示，第一閥21開啟并且第二閥22關(guān)閉，從而僅使用固定長度進(jìn)氣通道19。在該模式中，外部空氣通過空氣濾清器(未示出)和進(jìn)氣管(未示出)流入進(jìn)氣裝置15中的氣室18。然后，脈動的空氣僅流入固定長度進(jìn)氣通道19中，并且通過氣缸蓋3上的進(jìn)氣口7流入燃燒室6中。
在第二模式中，由于使用固定長度進(jìn)氣通道19，進(jìn)氣通道的橫截面積比第一模式中的大。固定長度進(jìn)氣通道19的最大長度和橫截面積設(shè)定為各自的預(yù)定值。通過設(shè)定可變長度進(jìn)氣通道20的最大長度和橫截面積為各自的預(yù)定值，可以在中等發(fā)動機轉(zhuǎn)速時供給適當(dāng)量的空氣。
當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速高時，進(jìn)氣裝置15以第三模式工作。在第三模式中，如圖8所示，第一閥21和第二閥22都開啟，從而既使用固定長度進(jìn)氣通道19又使用可變長度進(jìn)氣通道20。在第三模式中，外部空氣通過空氣濾清器(未示出)和進(jìn)氣管(未示出)流入進(jìn)氣裝置15中的氣室18。然后，脈動的空氣流入固定長度進(jìn)氣通道19和可變長度進(jìn)氣通道20中，并且通過氣缸蓋3上的進(jìn)氣口7流入燃燒室6中。
在第三模式中，如上所述，既使用固定長度進(jìn)氣通道19又使用可變長度進(jìn)氣通道20。因此，在第三模式中進(jìn)氣流過的橫截面積比在第一模式和第二模式中進(jìn)氣流過的橫截面積大。
在第三模式中，可以根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的波動通過使第二部件17沿適當(dāng)?shù)姆较蜣D(zhuǎn)動適當(dāng)?shù)慕嵌雀淖兛勺冮L度進(jìn)氣通道20的長度。例如，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加時，通過在圖8中以逆時針方向轉(zhuǎn)動第二部件17減小可變長度進(jìn)氣通道20的長度Ly。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速減小時，通過在圖8中以順時針方向轉(zhuǎn)動第二部件17增加可變長度進(jìn)氣通道20的長度Ly。通過以這種方式改變可變長度進(jìn)氣通道20的長度Ly，可以根據(jù)高發(fā)動機轉(zhuǎn)速的波動供給適當(dāng)?shù)倪M(jìn)氣量。
可以通過發(fā)動機電子控制單元(未示出；在下文中稱為“發(fā)動機ECU”)控制進(jìn)氣裝置15。在這種情況下，發(fā)動機ECU基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣量檢測發(fā)動機1的工作狀況?；跈z測到的發(fā)動機1的工作狀況，發(fā)動機ECU通過使用致動器31和32開啟或關(guān)閉第一閥21和第二閥22，從圖4所示的第一模式、圖7所示的第二模式和圖8所示的第三模式中選取模式。另外，發(fā)動機ECU通過使用致動器30轉(zhuǎn)動第二部件17在第一模式和第三模式中改變可變長度進(jìn)氣通道20的長度。
發(fā)動機轉(zhuǎn)速通過轉(zhuǎn)速傳感器如曲柄轉(zhuǎn)角傳感器或凸輪轉(zhuǎn)角傳感器(未示出)而檢測。進(jìn)氣量使用設(shè)置在進(jìn)氣管中的空氣流量計、檢測進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)的壓力(即，進(jìn)氣壓力)的進(jìn)氣壓力傳感器、檢測節(jié)氣門的開度的節(jié)氣門傳感器等(未示出)而檢測。
通過基于發(fā)動機1的工作狀況計算目標(biāo)長度并轉(zhuǎn)動第二部件17從而使實際長度變?yōu)榈扔谀繕?biāo)長度來控制可變長度進(jìn)氣通道20的長度。此外，可以基于實際長度和目標(biāo)長度之差是否在容許范圍內(nèi)以反饋方式控制可變長度進(jìn)氣通道20的長度。在這種情況下，基于第二部件17的轉(zhuǎn)動相位計算實際長度。轉(zhuǎn)動相位傳感器(未示出)檢測第二部件17相對于預(yù)定基準(zhǔn)位置的轉(zhuǎn)動相位(角度)。轉(zhuǎn)動相位傳感器安裝在第一部件16上。
如上所述，根據(jù)本實施例，至少一個進(jìn)氣通道的橫截面積可以根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速適當(dāng)?shù)馗淖儭Ｒ虼?，在所有發(fā)動機轉(zhuǎn)速都可以提高進(jìn)氣充填燃燒室的效率。
另外，可以使用固定長度進(jìn)氣通道19的長度Lx作為基準(zhǔn)長度，在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速和高發(fā)動機轉(zhuǎn)速改變可變長度進(jìn)氣通道20的長度。因此，在所有發(fā)動機轉(zhuǎn)速都可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整可變長度進(jìn)氣通道20的長度。另外，可以基于進(jìn)氣門9開啟的時間點和進(jìn)氣門9關(guān)閉的時間點改變進(jìn)氣的脈動周期。
根據(jù)本實施例的進(jìn)氣裝置15，可以獲得上述效果，這提高了發(fā)動機1的輸出。
下面將說明本發(fā)明的其它實施例。
(1)在上述實施例中，在固定長度進(jìn)氣通道19的長度Lx比可變長度進(jìn)氣通道20的最大長度Ly長的同時，固定長度進(jìn)氣通道19的橫截面積可以等于或小于可變長度進(jìn)氣通道20的橫截面積。在這種情況下，優(yōu)選地，使用致動器31和32，在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速時選擇第二模式，在中等發(fā)動機轉(zhuǎn)速時選擇第一模式，在高發(fā)動機轉(zhuǎn)速時選擇第三模式。即，使用固定長度進(jìn)氣通道19的長度Lx作為基準(zhǔn)長度，在中等發(fā)動機轉(zhuǎn)速和高發(fā)動機轉(zhuǎn)速時可以改變可變長度進(jìn)氣通道20的長度。
(2)盡管未示出，進(jìn)氣裝置15可以包括(多個)彼此獨立的管狀的固定長度進(jìn)氣通道19，以及(多個)彼此獨立的管狀的可變長度進(jìn)氣通道20。管狀的固定長度進(jìn)氣通道19的數(shù)量與氣缸的數(shù)量相同。同樣，管狀的可變長度進(jìn)氣通道20的數(shù)量與氣缸的數(shù)量相同。管狀的固定長度進(jìn)氣通道19與管狀的可變長度進(jìn)氣通道20一體地結(jié)合。在這種情況下，盡管未示出，但是，例如，通過將在內(nèi)表面具有凹槽的外部半管與在外表面具有凹槽的內(nèi)部半管相結(jié)合，形成基本為矩形橫截面或基本為圓形橫截面的可變長度進(jìn)氣通道。外部半管固定在管狀的固定長度進(jìn)氣通道19上?？赊D(zhuǎn)動的內(nèi)部半管由管狀的固定長度進(jìn)氣通道19支承。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機的進(jìn)氣裝置(15)，該進(jìn)氣裝置將空氣-燃料混合物供給到內(nèi)燃機的燃燒室(6)中，其特征在于包括固定長度進(jìn)氣通道(19)；可變長度進(jìn)氣通道(20)，其中所述可變長度進(jìn)氣通道的下游端接合到所述固定長度進(jìn)氣通道(19)的下游部分；第一閥(21)，所述第一閥(21)設(shè)置在所述固定長度進(jìn)氣通道(19)中，且其開度可以調(diào)整；第二閥(22)，所述第二閥(22)設(shè)置在所述可變長度進(jìn)氣通道(20)中，且其開度可以調(diào)整；以及操作裝置(31，32)，所述操作裝置(31，32)用于根據(jù)所述內(nèi)燃機的工作狀況操作所述第一閥(21)和所述第二閥(22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機的進(jìn)氣裝置(15)，其特征在于，所述固定長度進(jìn)氣通道(19)的長度比所述可變長度進(jìn)氣通道(20)的最大長度長，并且所述固定長度進(jìn)氣通道(19)的橫截面積比所述可變長度進(jìn)氣通道(20)的橫截面積大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于內(nèi)燃機的進(jìn)氣裝置(15)，其特征在于，所述內(nèi)燃機的工作狀況基于所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷而確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于內(nèi)燃機的進(jìn)氣裝置(15)，其特征在于，在所述內(nèi)燃機的低轉(zhuǎn)速工作期間，所述操作裝置(31，32)關(guān)閉所述第一閥(21)并且開啟所述第二閥(22)從而僅使用所述可變長度進(jìn)氣通道(20)；在所述內(nèi)燃機的中等轉(zhuǎn)速工作期間，所述操作裝置(31，32)關(guān)閉所述第二閥(22)并且開啟所述第一閥(21)從而僅使用所述固定長度進(jìn)氣通道(19)；在所述內(nèi)燃機的高轉(zhuǎn)速工作期間，所述操作裝置(31，32)開啟所述第一閥(21)和所述第二閥(22)從而既使用所述固定長度進(jìn)氣通道(19)又使用所述可變長度進(jìn)氣通道(20)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機的進(jìn)氣裝置(15)，其特征在于，該進(jìn)氣裝置還包括用于改變所述可變長度進(jìn)氣通道(20)的長度的第二操作裝置(30)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的用于內(nèi)燃機的進(jìn)氣裝置(15)，其特征在于所述可變長度進(jìn)氣通道(20)包括在內(nèi)表面上具有凹槽的第一部件(16)以及在外表面上具有凹槽的第二部件(17)，其中所述可變長度進(jìn)氣通道(20)通過將所述第一部件(16)與所述第二部件(17)結(jié)合從而使所述第一部件(16)的內(nèi)表面上的所述凹槽與所述第二部件(17)的外表面上的所述凹槽相對而形成；并且所述第二操作裝置(30)操作所述第二部件(17)以連續(xù)改變所述可變長度進(jìn)氣通道(20)的長度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于內(nèi)燃機的進(jìn)氣裝置(15)，其特征在于，所述固定長度進(jìn)氣通道(19)形成于所述第一部件(16)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的用于內(nèi)燃機的進(jìn)氣裝置(15)，其特征在于，進(jìn)氣流過的所述橫截面積可根據(jù)所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速使用所述第一閥(21)和所述第二閥(22)在三個值之間切換。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于內(nèi)燃機的進(jìn)氣裝置(15)，其特征在于，隨著所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速的增加，進(jìn)氣流過的所述橫截面積增加。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的用于內(nèi)燃機的進(jìn)氣裝置(15)，其特征在于，所述第一閥(21)設(shè)置在所述固定長度進(jìn)氣通道(19)的下游部分附近。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的用于內(nèi)燃機的進(jìn)氣裝置(15)，其特征在于，所述第二閥(22)設(shè)置在所述可變長度進(jìn)氣通道(20)的下游端附近。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機的進(jìn)氣裝置。該進(jìn)氣裝置(15)包括固定長度進(jìn)氣通道(19)；可變長度進(jìn)氣通道(20)，其下游端接合到固定長度進(jìn)氣通道(19)的下游部分；第一閥(21)，該第一閥(21)設(shè)置在固定長度進(jìn)氣通道(19)中，且其開度可以調(diào)整；第二閥(22)，該第二閥(22)設(shè)置在可變長度進(jìn)氣通道(20)中，且其開度可以調(diào)整；以及用于根據(jù)內(nèi)燃機(1)的工作狀況操作第一閥(21)和第二閥(22)的操作裝置(31，32)。利用這種結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)內(nèi)燃機(1)的工作狀況適當(dāng)?shù)馗淖冞M(jìn)氣流過的橫截面積。
文檔編號F02B27/02GK1977097SQ200680000407
公開日2007年6月6日 申請日期2006年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者小堀洋一 申請人:豐田自動車株式會社