專利名稱：燃料供應組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于采用分層掃氣(layered scavenging,分層 回流)來操作的二沖程曲軸箱掃氣式(scavenged,回流式)內燃才幾 的燃料供應組件，所述組件包括 一個殼體和兩個延伸貫穿殼體的 平行通道，即用于燃料/空氣混合物的第一通道和用于輔助空氣的第 二通道；在所述通道之間的一個平面內延伸的隔離壁；以及具有在 殼體中樞轉的蝶形件(盤)的蝶形閥，所述蝶形件具有與隔離壁平 面重合的;j走^爭軸線、下游側、上游側、以及至少在i萊形4牛的下游側 沿著旋轉軸線而延伸橫穿蝶形件的凸出部件。
背景技術：
在EP 1.221.545 A2、 DE 10345653 Al和DE 102004009310 Al 中公開了上述類型的燃料供應組件。在EP 1.221.545 A2中公開的燃 料供應組件中，汽化器設置有具有蝶形件(節(jié)流盤)的蝶形閥(節(jié) 流閥)。當轉動至完全節(jié)流(full throttle )時，蟲茱形閥封閉隔離壁中 的孔，并確^床所有燃^j"流入上述序言中定義為第一通道的通道中， 同時基本上純凈的空氣流過第二通道。然而，在部分節(jié)流(part throttle)的情況下，隔離壁中的所述孔部分;也打開，乂人而允i午大部 分燃料流入第一通道。 一部分燃料(顯然是相當可觀的量)也將流 入第二通道，從而導致增加了進入發(fā)動才幾排氣口的燃料損失。
DE 10345653 Al中公開的組件使用了與EP 1.221.545 A2相同
設計的汽化器，并且其特別提到，當二沖程發(fā)動機在低負載下運行
5時，兩個通道之間的開口 (其在蝶形件采用稍微打開的位置時產(chǎn)生) 促進了空氣通道(即第二通道)中的壓力平衡。
DE 1002004009310 Al中公開的組件也使用了具有蟲萊形閥的汽 化器，該蝶形閥在除了全負載位置以外的所有位置都將在蝶形件的 下游側以及上游側留下通過隔離壁的通^各(passage-way )。隔離壁 中的這些開口比根據(jù)前述兩個現(xiàn)有技術公開的開口小得多，但是它 們仍然足夠大從而導致相當可觀數(shù)量的燃料從第 一通道離開而進入 第二通道，即進入輔助空氣通道。為了減少這種流入輔助空氣通道 的燃料流，并因此減少該通道中的燃料含量，在第一通道(即用于 輸送空氣/燃料混合物的通道)中設置折流才反元件。然而，位于第一 通道一空氣/燃料混合物通道_中的每個元件都形成阻礙空氣/燃料 混合物流的障礙，當需要完全的燃氣時，這尤其是個缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明構思的一部分是，在第一通道(即用于燃料/空氣混合物 的通道)與第二通道(即用于輔助空氣的通道)之間的過渡壁
(transition wall,轉向壁)中開^L孔既不必須也不值得。這尤其涉 及在通道之間且在蝶形件(盤)的下游側設立任何通道。代替地， 本發(fā)明旨在兩個通道之間且在蝶形件的所有位置處都確保密封
(seal),這種密封足夠有效來防止在蝶形件下游側從用于燃料-空氣 混合物的第 一通道至用于輔助空氣的第二通道的任何不可忽略的燃 料流通。4艮據(jù)本發(fā)明的一個方面，這將以如下方式實現(xiàn)，其中隔離 壁的 一 個邊緣或隔離壁上的 一 個密封構件至少在蝶形件的下游側接 觸或幾乎^t妾觸蟲萊形件上的所述凸出部件。
一個眾所周知的現(xiàn)象是，任何二沖程發(fā)動機入口通道中的燃料、 空氣以及它們的混合物的流動都會因二沖程發(fā)動機的工作原理而脈 動。事實上，該^K動可以十分強烈以至于燃并+可能一直^皮吸回到空氣過濾器中，此空氣過濾器通常設置在汽化器的或相應燃料供應組 件的上游。因此，才艮據(jù)本發(fā)明的另一個方面，在蟲萊形件的上游側還 設置有沿著旋轉軸線延伸橫穿蝶形件的 一個凸出部件，其中隔離壁 的邊緣或隔離壁上的密封構件至少在蝶形件的上游側接觸或幾乎接 觸所述凸出部件，進而還在兩個通道之間的蝶形件的該側上且在蝶 形件的所有位置處都確保密封，這種密封足夠有效來防止在蝶形件 的上游側^人第 一通道至第二通道的任何不可忽略的燃沖牛流通。關于 這一點還需指出的是，所述密封也防止在蝶形件的任一側上從第二 通道至第 一通道的任何不可忽略的空氣流通，由于兩個通道中的流 動脈動特性，這種流通在現(xiàn)有技術的組件中可能是很顯著的。
本發(fā)明的原理旨在首先應用在設置在汽化器或其它用于二沖程 曲軸箱掃氣式內燃才幾的燃料供應單元中的節(jié)流閥上，^f旦是也可應用 在阻氣閥上。即4吏阻氣閥位于空氣過濾器與汽化器之間，如上述已 i兌明的，燃津+也可一直^皮吸回/人而超過節(jié)流閥，因此當閥部分打開 時，有利于防止經(jīng)由節(jié)流閥及經(jīng)由阻氣閥乂人第 一通道至第二通道的 葉壬^可燃津十泄漏。
適應于蝶形件的所述凸出部件的適當設計，上述密封可以通過 適當設計隔離壁的邊緣或隔離壁上的密封構件而以各種方式實現(xiàn)。 如果將隔離壁的邊緣或隔離壁上的密封構件設計成接觸蝶形件的所 述凸出部件，則可以適宜地將隔離壁的邊》彖或密封構件的^妄觸部分 設計為由彈性材料(即耐用的塑性材料)制成的舌狀物。作為替代 物，隔離壁的接觸構件或(更簡便地)隔離壁上的密封構件可由薄 的彈性鋼材料(即一塊通常用于擋板閥的類型的薄冷軋鋼)制成。 在這些情況中，凸出部件可以是非常低的，即僅稍微凸出于隔離壁 的主要部分的表面之上。這是有利的，因為其意味著凸出部件將不 會分別形成第 一通道與第二通道中的燃料/空氣混合物流或輔助空 氣流的嚴重障礙。在隔離壁的邊緣或隔離壁上的密封構在蟲某形件的任一側上都不 接觸而是僅幾乎接觸蝶形件的凸出部件的情況下，當?shù)渭D 時，所述凸出部件至少可能在將面向隔離壁的邊緣或隔離壁上的密 封構件的區(qū)域內具有圓柱形表面。
合適地，蝶形件的凸出部件或者至少在蝶形件一側上的凸出部 件將形成蝶形閥的軸或者軸的一部分，而蝶形件的相對側上的凸出 部件將形成一個包括在用于將蝶形件固定至軸的裝置內的構件。關 于這一點需要強調的是，軸的橫截面不必非是圓形的。在閥殼中轉
動的(journalled)軸頸(頸部)是圓柱形就足夠了，而蝶形件的任 一側上的、與軸頸相互連4妄的凸出部件可具有4壬意形狀，這些形狀 給凸出部件4是供足夠的強度以實現(xiàn)凸出部件的功能，即，作為相互 連接部同時能與隔離壁的邊緣或隔離壁上的密封構件配合以提供期 望的密封作用。
采用二沖程曲軸箱掃氣式內燃機的分層掃氣的操作的 一般目的
是減少排放，尤其是在高發(fā)動機負載的情況下。這些掃氣系統(tǒng)(有 些也稱、作氣頭系纟克(air-head system ))在減少有害介質(例^口總烴、 一氧化石灰、二氧化碳)的排放方面已極大地改善了二沖程發(fā)動才幾。 然而，這主要對當發(fā)動機以高負載工作時產(chǎn)生的排放是真實情況， 而根據(jù)現(xiàn)有技術，當發(fā)動才幾在中間負載以下工作時有害排放可能相 當嚴重?？梢哉J為這是由于燃料進入了輔助空氣通道(即上面提到
的第二通道)，該輔助空氣通道應該只#5"送壽#助空氣，而不應Hr送一 定濃度水平以上(即提到的不可忽略的)的燃料。然而，現(xiàn)在，本
i兌明書中i^為，當節(jié)流閥的^菜形件處于中間位置時，由于經(jīng)由節(jié)流 閥從所述第 一通道進入所述第二通道的溢出不大于供應至燃料/空 氣混合物通道(即所述第一通道)的燃料的5% (合適地小于1%)， 因而輔助空氣通道(即所述第二通道)內的燃料濃度水平是可以4妄 受的。換句話說，在那種情況下，從第一通道進入第二通道的燃料泄漏是可以忽略的，因此其也是上述使用的短語"從第一通道進入 第二通道的可忽略的燃料流通"的第一定義。如果隔離壁的邊緣或 隔離壁上的密封構件接觸蝶形件任一側上的所述凸出部件，那么將 有效地防止4壬4可不可忽略的燃^"流通。如果隔離壁的邊*彖或隔離壁 上的密封構件僅幾乎接觸蝶形件任一側上的所述凸出部件，那么當 蝶形件處于中間位置時，也將防止從第 一通道到第二通道的任何不 可忽略的燃并牛流通。4艮據(jù)本發(fā)明的一個方面，就此而言，"幾乎4妄觸" 意味著靜止隔離壁的邊緣或隔離壁上的密封構件與可旋轉蝶形件上
的凸出部件之間的距離應當小于lmm，合適地小于0.5mm，并且最 適宜地小于0.3mm。另一方面，才艮據(jù)本發(fā)明的此方面，該3巨離不應 該為零，因為微小間隙意味著避免了任何磨損，這是有利的。因此， 最小距離可以是0.05mm。


本發(fā)明的其它方面和伊C點,人下面對 一 些可想到的實施例的描述 中將變得顯而易見。在描述中將參照附圖，附圖中
圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第一可想到的實施例的燃料 供應組件的縱向橫截面；
圖2示出了包括在根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的組件內的蝶形閥 的原J里；
圖3示出了蟲泉形閥的第二實施例；以及 圖4示出了蟲茉形閥的第三實施例。
在示意性地示出了本發(fā)明的原理的附圖中，尺寸并未按比例而 設置。這尤其涉及到閥的蝶形件(盤)的厚度以及包括在組件內的 隔離壁的厚度。
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具體實施例方式
首先參照圖1，諸如汽化器的燃料供應系統(tǒng)大體上標記為1，而
其殼體標記為2。兩個平行的通道延伸貫穿該殼體，即用于燃料/空 氣混合物的第一通道3和用于輔助空氣的第二通道4。通道3、 4優(yōu) 選地具有近似半圓形的橫截面，并且由一個隔離壁#1此隔開，該隔 離壁大體上標記為5并在這些通道之間的平面內延伸。然而，通道 3、 4也可具有橢圓形或正方形的4黃截面。在此實施例中，隔離壁包 括三個部分，即第一或入口部分5a、第二或中央部分5b以及出口 或第三部分5c。隔離壁部分5a、 5b和5c可以其本身已知的方式通 過在殼體2的壁中的狹槽而固定至它們的位置中。
在汽化器1中，設計為蝶形閥的節(jié)流閥標記為7。可選地，本 發(fā)明的燃料供應組件也可以包括阻氣閥，如圖1所示，其中阻氣閥 標記為8。燃料輸送主通道9自身在節(jié)流閥/*萊形閥7上游的文氏管 (ventury )部分10里開啟，而燃^Ht送空載通道(idling duct) 12 在節(jié)流閥/*泉形閥7區(qū)域中的所述第一通道3里開啟。
節(jié)流閥7和節(jié)流閥8各自的蝶形件(盤)14和15分別具有傳 統(tǒng)的形狀，從而當它們獨立旋轉至完全關閉位置時，這兩個蝶形件 能夠以已知的方式分別關閉第一通道3和第二通道4。在閥的完全 打開位置中，蝶形件14和15各自的節(jié)流翼14a、 14b和15a、 15b 以已知的方式(至少涉及到節(jié)流閥)分別容納在隔離壁5的凹部中， 從而分別將蝶形件對燃料/空氣混合物的流型(flow pattern )以及輔 助空氣流的流型的影響降到最小。因此，翼14b將容納在第三隔離 壁部分5c側面上的面向所述第二通道4的凹部16b中。翼14a將容 納在中央隔離壁部分5b中的面向第一通道3的凹部16a中。阻氣 閥8的翼15b將容納在中央隔離壁部分5b中的面向第二通道4的 凹部17b中，而阻氣閥8的翼15a將容納在第一隔離壁部分5a的
10面向第一通道3的凹部17a中。圖1示出了處于完全打開位置與完 全關閉位置之間的中間位置的蝶形閥7和8。
汽化器2連接至分層掃氣操作類型(即空氣頭類型)的二沖程 曲軸箱掃氣式內燃機的進氣管20。將進氣管20 (其并未具體地形成 本發(fā)明的部分)分隔成包括用于燃料/空氣混合物的第一通道23和 用于輔助空氣的第二通道24,根據(jù)本發(fā)明，無論節(jié)流閥7處于任何 位置，該進氣管都不應包含超過不可忽略的濃度水平的燃料。所述 第一通道23與第二通道24之間的隔離壁25標記為25。隔離壁25 通過根據(jù)現(xiàn)有技術設計的連接器26連接于汽化器1的隔離壁5的出 口部分5c。類似地，軟管30的氣管中的由隔離壁35隔開的分隔的 空氣通道(即第一空氣通道33和第二空氣通道34)在汽化器的入 口側連4妻至汽化器1。隔離壁35通過可采用已知的方式i殳計的連4妄 器36連接至汽化器1的隔離壁5的入口部分5a?？諝膺^濾器標記 為31。
到目前為止所描述的燃料供應單元的基本設計屬于現(xiàn)有技術。 本發(fā)明具體地涉及節(jié)流閥/蝶形閥7的中央部分，并且還適當?shù)厣婕?阻氣閥/i萊形閥8的相應部分以及涉及鄰近或靠近該閥或這些閥的隔 離壁5的部分。因此現(xiàn)在參考圖2、圖3和圖4，它們以更大比例更 清楚地示出了所述細節(jié)。
圖2示出了節(jié)流閥7的蝶形件14的中央部分14c如何夾緊在主 動軸部(axle shaft section ) 40與夾緊構件41之間。主動軸部40和 夾緊構件41都具有圓柱形外表面，并且與蟲菜形件14的中央部分14c 結合而形成了根據(jù)本實施例的圓柱形本體。蝶形件14利用螺釘42 連接至主動軸部40,該螺4丁延伸穿過夾緊構件41中的貫通鉆孔43 以及穿過蝶形件14的中央部分14c中的孔，進而進入主動軸部中的 螺紋孔44。螺釘42的頭部凹入夾緊構件41內。才艮據(jù)圖2所示的實施例，隔離壁5的出口部分5c的位于凹部 16b下面的舌形件47與夾緊構件41的圓柱形表面4妄觸，從而獨立 于發(fā)的旋轉位置在節(jié)流閥7的蝶形件14的下游側提供了第一通道3 與第二通道4之間的密封。為此，舌片47或整個部分5c由耐磨損 和/或低摩擦材料制成，以承受節(jié)流閥7的反復旋轉?？梢韵氲玫降?材料可從包括增強塑料材料(例如增強聚酰胺6)、鋼、鋁、耐磨材 料(諸如銅基軸承合金)以及其他材料的組中選擇。夾緊構件41 適宜由給夾緊構件提供必要強度的鋼制成，但是也可考慮具有更低 摩擦系數(shù)的材料，例如銅基軸承合金乃至塑料。在蝶形件14的相對 側上，隔離壁5的中央部分5b的靠近蟲菜形閥7的部分以及主動軸 部40分別以與蝶形件下游側上的相應構件相同的方式設計，并且針
(形成節(jié)流閥的密封構件)的中央部分5b的材料。為增強密封作用， 也可適當?shù)貙⒏綦x壁的出口部分5c和中央部分5b的面向夾緊構件 41和主動軸部件40的末端設置成具有圓柱形表面，這些圓柱形表 面分別具有與夾緊構件41和主動軸部件40的半徑相同的半徑。
阻氣閥8可以采用與參照節(jié)流閥7描述的相同的方式來i殳計， 因此這里不再進一步詳細地描述其設計。
參考圖2描述的實施例分別在第一通道3和第二通道4之間損二 供了非常有效的密封。在圖3的實施例中，隔離壁5的出口部分5c 和中央部分5b各自的舌形部47和48的末端分別不與夾緊構件41 或主動軸部40接觸。這消除了任何摩擦問題，這使得不考慮任何摩 擦問題來選4奪夾緊構件41和主動軸部40的材料成為可能，鋼是天 然的材料。然而，此非接觸方案分別在一方面要求舌片47與48之 間的縫隙50非常窄，在另一方面要求夾緊構件41與主動軸部件40 之間的縫隙51非常窄，以確保從第一通道3至第二通道4的燃料流 通或者/人第二通道4至第一通道3的輔助空氣流通都維持在可忽略的水平。為此，縫隙50和51中的每一個均具有不超過1.0mm的寬 度，優(yōu)選地不超過0.5mm,并且最適宜地不超過0.3mm。適宜地， 舌片47禾口 48各自的面乂于夾緊構4牛41與主動4由部4牛40的表面52、 53是凹圓柱形表面，近似地與節(jié)流閥7'的旋轉構件的圓柱形表面匹S己。
在圖2的實施例中，隔離壁5的與節(jié)流閥7的旋轉圓柱形表面 接觸的部分由剛性材料或由至少具有低柔性的材料制成。相反地， 圖4的實施例分別4吏用彈性的、柔性的密封構件61和62。更具體 地，密封構件61和62分別形成舌片47和48的末端部分，而舌片 47和48的主要部分分別形成隔離壁的出口部分5c和中央部分5b 的結合部分，在此情況下，隔離壁適宜由鋼或其他金屬制成。如圖 4所示，密封構件61和62稍微彎曲，其中這些密封構件的偏轉部 分63和64分別彈性地壓靠在夾緊構件41'和主動軸部40'上。這分 別消除了對夾緊構件41 '和主動軸部4(T上的圓柱形表面的需要。因 此，可以4吏這些構件41'和40'比前述實施例中描述的圓柱形構件凸 出得更少，在圖4所示的實施例中利用了這種可能性。因此，根據(jù) 本實施例，夾緊構4牛41'和主動軸部40'制作的相對平坦。主動軸部 40'和夾緊構件41'各自的表面65和66 (分別與彈性密封構件61和 62 4矣觸)均是平坦的，并且與蟲萊形件14的中央部分14c平4亍。適 當?shù)兀嵝悦芊鈽嫾?1和62由諸如聚酰胺6的塑性材料組成。
1權利要求
1. 燃料供應組件，用于采用分層掃氣來操作的二沖程曲軸箱掃氣式內燃機，所述組件包括殼體(2)；延伸穿過所述殼體的兩個平行通道(3，4)，所述兩個平行通道即用于燃料/空氣混合物的第一通道(3)和用于輔助空氣的第二通道(4)；隔離壁(5)，在所述通道之間的一平面內延伸并且同時布置在蝶形閥的上游和下游；以及至少一個蝶形閥(7，8)，所述蝶形閥具有在所述殼體中樞轉的蝶形件(盤)(14)，所述蝶形件具有與所述隔離壁的平面重合的旋轉軸線、下游側、上游側、以及一個凸出部件(41)，所述凸出部件至少在所述蝶形件的所述下游側上沿著所述旋轉軸線而延伸橫穿所述蝶形件，其特征在于，所述隔離壁的邊緣或所述隔離壁上的密封構件至少在所述蝶形件的所述下游側上接觸或幾乎接觸所述凸出部件，從而在所述兩個通道之間且在所述蝶形件的所有位置處都確保密封，所述密封足夠有效來防止在所述蝶形件的所述下游側上從所述第一通道至所述第二通道的任何不可忽略的燃料流通。
2. 4艮據(jù)權利要求1所述的燃料供應組件，其特征在于， 一個凸出 部件(40)也在所述蝶形件(盤)的下游側上沿著所述旋轉軸 線延伸橫穿所述蝶形件(盤)，并且所述隔離壁的邊緣或所述 隔離壁的密封構件在所述蝶形件的所述上游側上接觸或幾乎 才妄觸所述凸出部件，乂人而在所述兩個通道之間且在所述蟲乘形件的所有位置處都確保密封，所述密封足夠有效來防止也是在所 述蟲乘形件的所述上游側上乂人所述第一通道至所述第二通道的 4壬4可不可忽略的燃沖+流通。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的燃料供應組件，其特征在于，所述 隔離壁的邊緣或所述隔離壁的密封構件由剛性材料制成，并且 接觸所述蝶形件(盤)的面向所述邊緣或密封構件的所述凸出部件。
4. 根據(jù)權利要求3所述的燃料供應組件，其特征在于，所述凸出 部件具有圓柱形表面。
5. 根據(jù)權利要求1或2所述的燃料供應組件，其特征在于，所述 隔離壁的邊緣或所述隔離壁的密封構件由彈性材料制成，并且 所述密封構件的所述彈性隔 離壁邊緣的偏轉部(63， 64)^接觸 所述凸出部4牛的表面(65, 66)。
6. 根據(jù)權利要求5所述的燃料供應組件，其特征在于，至少在所 述閥的中間位置與所述偏轉部4妄觸的所述表面基本上是平坦 的，而且當所述閥關閉時，所述表面基本上與所述隔離壁平行。
7. 根據(jù)權利要求1或2所述的燃料供應組件，其特征在于，所述 隔離壁的邊緣或所述隔離壁的密封構件幾乎4矣觸所述凸出部 件，在所述邊緣或密封構件與所述凸出部件之間形成了縫隙(50, 51)，并且所述縫隙具有在所述閥的任何旋轉位置處都 不超過l.Omm的寬度。
8. 根據(jù)權利要求7所述的燃料供應組件，其特征在于，所述寬度 不超過0.5mm。
9. 根據(jù)權利要求8所述的燃料供應組件，其特征在于，所述寬度 不超過0.3mm。
10. 根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的燃料組件，其特征在于， 所述蝶形閥(7 )是節(jié)流閥。
11. 根據(jù)權利要求1至9中的任一項所述的燃料組件，其特征在于， 所述^^形閥是阻氣閥(8)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于采用分層掃氣來操作的二沖程曲軸箱掃氣式內燃機的燃料供應組件，所述組件包括殼體(2)和延伸穿過殼體的兩個平行通道(3，4)，即用于燃料/空氣混合物的第一通道(3)和用于輔助空氣的第二通道(4)；隔離壁(5)，在所述通道之間的一平面內延伸并且同時布置在蝶形閥的上游和下游；以及至少一個蝶形閥(7，8)，該蝶形閥具有在殼體中樞轉的蝶形件(盤)(14)，所述蝶形件具有與隔離壁平面重合的旋轉軸線、下游側、上游側、以及至少在蝶形件的下游側上沿著旋轉軸線而延伸橫穿蝶形件的凸出部件(41)。特別地，隔離壁的邊緣或隔離壁上的密封構件至少在蝶形件的下游側上接觸或幾乎接觸所述凸出部件，從而在兩個通道之間且在蝶形件的所有位置處都確保密封，該密封足夠有效來防止在蝶形件的下游側上從第一通道至第二通道的任何不可忽略的燃料流通。
文檔編號F02M9/08GK101512137SQ200680055805
公開日2009年8月19日 申請日期2006年9月14日 優(yōu)先權日2006年9月14日
發(fā)明者芒努斯·瑟德奎斯特 申請人:胡斯華納有限公司