專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的可變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動(dòng)力設(shè)備，特別涉及發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中進(jìn)氣截面控制機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代汽車采用電控燃油噴射系統(tǒng)后，為了進(jìn)一步改善汽油機(jī)的性能，對進(jìn)氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了諸多改進(jìn)。為兼顧高速性能和中低速性能，出現(xiàn)了可變進(jìn)氣技術(shù)?？勺冞M(jìn)氣 機(jī)構(gòu)的方式主要有改變氣門升程、改變配氣相位、改變進(jìn)氣歧管上穩(wěn)壓腔容積、改變進(jìn)氣 歧管長度、改變進(jìn)氣歧管流通截面。但目前實(shí)現(xiàn)可變進(jìn)氣的各種機(jī)構(gòu)都存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠 性低、制造工藝復(fù)雜、成本高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的可變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)，采用蝶式閥門控制雙進(jìn)氣 道中一個(gè)進(jìn)氣道的開閉，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況選擇合適的進(jìn)氣量，解決現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可 靠性低及成本高的技術(shù)問題。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的可變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)(PDA) 包括設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管連接發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸蓋雙進(jìn)氣道中一個(gè)氣道內(nèi)的碟式閥門，控制 該碟式閥門開閉的控制系統(tǒng)。所述碟式閥門為翻轉(zhuǎn)式閥門，該碟式閥門包括碟片，通過碟片 中心的翻轉(zhuǎn)軸，所述翻轉(zhuǎn)軸通過兩端的軸承套固定在進(jìn)氣歧管氣道內(nèi)，所述控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng) 翻轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述控制系統(tǒng)包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及信號(hào)控制機(jī)構(gòu)，所述 信號(hào)控制機(jī)構(gòu)接收發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)的控制信號(hào)并控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu) 接受發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元控制指令，并將控制指令轉(zhuǎn)化為控制碟式閥門開閉的動(dòng)作。所述信號(hào) 控制機(jī)構(gòu)包括電磁閥及真空執(zhí)行器，所述真空執(zhí)行器連接進(jìn)氣歧管的真空腔，發(fā)動(dòng)機(jī)控制 單元控制電磁閥通斷，電磁閥連接真空執(zhí)行器與進(jìn)氣歧管真空腔之間的真空通道。所述執(zhí) 行機(jī)構(gòu)包括連接真空執(zhí)行器的連接拉桿，該連接拉桿上鉸接有數(shù)量與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)相同的 曲柄，該曲柄的另一端連接碟式閥門的翻轉(zhuǎn)軸，并控制碟式閥門的碟片翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，所述曲柄 受連接拉桿控制繞與碟片連接端轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明的再進(jìn)一步改進(jìn)在于所述曲柄與碟片翻轉(zhuǎn)軸之間通過孔軸配合連接；所 述曲柄上設(shè)有方軸，碟片翻轉(zhuǎn)軸端設(shè)有與該方軸配合的方孔；或者所述碟片翻轉(zhuǎn)軸端設(shè)有 凸起的方軸，曲柄上設(shè)有與該方軸配合的方孔。本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)在于該可變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)還包括有限制碟片轉(zhuǎn)動(dòng)角度的 限制機(jī)構(gòu)，所述限制機(jī)構(gòu)包括設(shè)在連接拉桿與真空執(zhí)行器連接端突出該連接連桿表面的兩 個(gè)限位塊，所述真空執(zhí)行器的固定架上設(shè)有突出的定位擋塊，該定位擋塊位于上述兩個(gè)限 位塊之間?；蛘咚鱿拗茩C(jī)構(gòu)包括設(shè)在軸承套內(nèi)孔的開口環(huán)形的限位槽，所述碟片翻轉(zhuǎn)軸 外表面設(shè)有凸起的限位擋塊，所述限位擋塊嵌于所述限位槽內(nèi)。本發(fā)明直接由ECU控制，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況(轉(zhuǎn)速)自行調(diào)節(jié)進(jìn)氣通流界面大小。進(jìn)氣歧管與缸蓋連接端雙氣道設(shè)計(jì)，低速時(shí)，關(guān)閉一個(gè)氣道進(jìn)氣通流截面減小，使氣流保持較 高的流速，確保燃油充分霧化、混合；高速時(shí)，氣道全開進(jìn)氣通流截面大，氣體流動(dòng)阻力小， 充量系數(shù)ην高。PDA機(jī)構(gòu)在不影響高速性能的同時(shí)，有效的改善低速性能提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃 油經(jīng)濟(jì)性、改善發(fā)動(dòng)機(jī)怠速穩(wěn)定性、降低發(fā)動(dòng)機(jī)低速低負(fù)荷時(shí)的排放。


圖1是本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管可變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是蝶式閥門轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的爆炸圖；圖3是蝶式閥門的立體圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合上述附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。由圖1中可知，這種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的可變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣 歧管連接發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸蓋雙進(jìn)氣道中一個(gè)氣道內(nèi)的碟式閥門，控制該碟式閥門開閉的控制 系統(tǒng)。所述碟式閥門為翻轉(zhuǎn)式閥門，該碟式閥門包括碟片，通過碟片中心的翻轉(zhuǎn)軸，所述翻 轉(zhuǎn)軸通過兩端的軸承套固定在進(jìn)氣歧管氣道內(nèi)，所述控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明中 的PDA機(jī)構(gòu)通過進(jìn)氣歧管內(nèi)的蝶式閥門，控制發(fā)動(dòng)機(jī)在低速負(fù)荷下的進(jìn)氣速率。由于在低 速負(fù)荷下，發(fā)動(dòng)機(jī)需要的新鮮空氣質(zhì)量較小，在沒有PDA機(jī)構(gòu)下，兩個(gè)氣道同時(shí)進(jìn)氣，發(fā)動(dòng) 機(jī)節(jié)氣門需要關(guān)閉的非常厲害，因此通過節(jié)氣門體后的氣體流速較小，造成缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng) 不佳，而采用PDA機(jī)構(gòu)后，在發(fā)動(dòng)機(jī)低速負(fù)荷下，通過PDA機(jī)構(gòu)中蝶式閥門，適度關(guān)閉其中一 個(gè)氣道進(jìn)氣，而僅使用一個(gè)氣道進(jìn)氣，因此發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門不需要關(guān)閉較大的角度，提高了發(fā) 動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流速，在氣流進(jìn)入缸內(nèi)后，能夠沿缸壁產(chǎn)生較強(qiáng)的渦流，渦流伴隨著活塞下行，當(dāng) 活塞行駛到下止點(diǎn)后上行階段，缸內(nèi)渦流強(qiáng)度快速增強(qiáng)，當(dāng)活塞上行到上止點(diǎn)附近時(shí)，缸內(nèi) 渦流被活塞擠壓崩潰，渦流轉(zhuǎn)換成更為強(qiáng)度很高的紊流，大大增強(qiáng)火焰的傳播速度，從而迅 速增加燃燒速率，提升發(fā)動(dòng)機(jī)在低速負(fù)荷下的性能，改善燃油經(jīng)濟(jì)性；同時(shí)由于燃燒性能的 提升，對發(fā)動(dòng)機(jī)排放也有一定程度的改善。所述控制系統(tǒng)包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及信號(hào)控制機(jī)構(gòu)，所述信號(hào)控制機(jī)構(gòu)接收發(fā)動(dòng)機(jī)控 制單元的控制信號(hào)并控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元控制指令，并 將控制指令轉(zhuǎn)化為控制碟式閥門開閉的動(dòng)作。所述信號(hào)控制機(jī)構(gòu)包括電磁閥及真空執(zhí)行 器，所述真空執(zhí)行器連接進(jìn)氣歧管的真空腔21，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元控制電磁閥通斷，電磁閥連 接真空執(zhí)行器與進(jìn)氣歧管真空腔之間的真空通道。進(jìn)氣歧管與缸蓋連接的一段分為兩個(gè)氣 道，在其中一個(gè)氣道內(nèi)設(shè)有控制氣道開關(guān)的可轉(zhuǎn)動(dòng)的蝶式閥門2。缸蓋的進(jìn)氣口分隔為與進(jìn) 氣歧管對應(yīng)的兩個(gè)氣道。本PDA機(jī)構(gòu)直接由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU控制，ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工 況(轉(zhuǎn)速)給電磁閥9通電/斷電。低速時(shí)，ECU給電磁閥9通電，電磁閥9連通真空執(zhí)行 器7與進(jìn)氣歧管真空腔間的真空通道，真空執(zhí)行器7驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)11使四個(gè)氣道的蝶式閥 門同步關(guān)閉；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)，ECU給電磁閥9斷電，電磁閥9又使真空通道斷開， 真空執(zhí)行器7連通大氣，真空執(zhí)行器7驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)11使四個(gè)氣道的蝶式閥門恢復(fù)初始的 全開狀態(tài)，真空執(zhí)行器7通過真空執(zhí)行器支架8固定在進(jìn)氣歧管上。所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括連接真空執(zhí)行器的連接拉桿，該連接拉桿上鉸接有數(shù)量與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)相同的曲柄，該曲柄的另一端連接碟式閥門的翻轉(zhuǎn)軸，并控制碟式閥門的碟片翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，所述曲柄受連接拉桿控制繞與碟片連接端轉(zhuǎn)動(dòng)。所述曲柄與碟片翻轉(zhuǎn)軸之間通過 孔軸配合連接；所述曲柄上設(shè)有方軸，碟片翻轉(zhuǎn)軸端設(shè)有與該方軸配合的方孔；或者所述 碟片翻轉(zhuǎn)軸端設(shè)有凸起的方軸，曲柄上設(shè)有與該方軸配合的方孔。本發(fā)明的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括 連接拉桿6、曲柄3、軸承蓋5、密封圈4、蝶閥2、軸承套1。連接拉桿6為工字形塑料棒材， 在滿足功能需求的同時(shí)減少材料、節(jié)約成本，連接拉桿6與曲柄3以球窩的方式連接，驅(qū)動(dòng) 四個(gè)氣道的蝶閥2同步開關(guān)。該可變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)還包括有限制碟片轉(zhuǎn)動(dòng)角度的限制機(jī)構(gòu)，所述限制機(jī)構(gòu)包括 設(shè)在連接拉桿與真空執(zhí)行器連接端突出該連接連桿表面的兩個(gè)限位塊，所述真空執(zhí)行器的 固定架上設(shè)有突出的定位擋塊，該定位擋塊位于上述兩個(gè)限位塊之間?；蛘咚鱿拗茩C(jī)構(gòu) 包括設(shè)在軸承套內(nèi)孔的開口環(huán)形的限位槽，所述碟片翻轉(zhuǎn)軸外表面設(shè)有凸起的限位擋塊， 所述限位擋塊嵌于所述限位槽內(nèi)。連接拉桿6頭部工字形的設(shè)計(jì)與真空執(zhí)行器支架8伸出 的限位塊12，共同作用起到限定蝶閥開度和保護(hù)真空執(zhí)行器7的作用。軸承套4以鍵連接 的形式嵌入氣道口，其減重設(shè)計(jì)進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了低成本。軸承套4的一個(gè)軸承空設(shè)有限位塊 13，與蝶閥上的擋塊14共同起到限制蝶閥開度的作用，進(jìn)一步提高了 PDA機(jī)構(gòu)的可靠性。所述曲柄與碟片翻轉(zhuǎn)軸之間還設(shè)有定位機(jī)構(gòu)，包括設(shè)置于翻轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔內(nèi)的鍵，設(shè) 置于曲柄連接端的鍵槽。蝶閥2中央一端口處設(shè)有鍵17與曲柄上的鍵槽18配合。方軸配 合以及鍵配合，有效的防止蝶閥2相對軸轉(zhuǎn)動(dòng)，提高可靠性同時(shí)保證零件的壽命。止推環(huán)19 與擋塊14 一起，起到防止蝶閥軸向轉(zhuǎn)動(dòng)的作用。蝶閥2的槽口 20設(shè)計(jì)，使渦流效果更好、 燃燒更穩(wěn)定。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的可變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)，其特征在于該機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管連接發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸蓋雙進(jìn)氣道中一個(gè)氣道內(nèi)的碟式閥門，控制該碟式閥門開閉的控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的可變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)，其特征在于所述碟式 閥門為翻轉(zhuǎn)式閥門，該碟式閥門包括碟片，通過碟片中心的翻轉(zhuǎn)軸，所述翻轉(zhuǎn)軸通過兩端的 軸承套固定在進(jìn)氣歧管氣道內(nèi)，所述控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的可變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)，其特征在于所述 控制系統(tǒng)包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及信號(hào)控制機(jī)構(gòu)，所述信號(hào)控制機(jī)構(gòu)接收發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的控制 信號(hào)并控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元控制指令，并將控制指令轉(zhuǎn) 化為控制碟式閥門開閉的動(dòng)作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的可變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)，其特征在于所述信號(hào) 控制機(jī)構(gòu)包括電磁閥及真空執(zhí)行器，所述真空執(zhí)行器連接進(jìn)氣歧管的真空腔，發(fā)動(dòng)機(jī)控制 單元控制電磁閥通斷，電磁閥連接真空執(zhí)行器與進(jìn)氣歧管真空腔之間的真空通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的可變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)，其特征在于所述執(zhí)行 機(jī)構(gòu)包括連接真空執(zhí)行器的連接拉桿，該連接拉桿上鉸接有數(shù)量與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)相同的曲 柄，該曲柄的另一端連接碟式閥門的翻轉(zhuǎn)軸，并控制碟式閥門的碟片翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，所述曲柄受 連接拉桿控制繞與碟片連接端轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的可變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)，其特征在于所述曲柄 與碟片翻轉(zhuǎn)軸之間通過孔軸配合連接；所述曲柄上設(shè)有方軸，碟片翻轉(zhuǎn)軸 端設(shè)有與該方軸 配合的方孔；或者所述碟片翻轉(zhuǎn)軸端設(shè)有凸起的方軸，曲柄上設(shè)有與該方軸配合的方孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的可變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)，其特征在于該可 變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)還包括有限制碟片轉(zhuǎn)動(dòng)角度的限制機(jī)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的可變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)，其特征在于所述限制 機(jī)構(gòu)包括設(shè)在連接拉桿與真空執(zhí)行器連接端突出該連接連桿表面的兩個(gè)限位塊，所述真空 執(zhí)行器的固定架上設(shè)有突出的定位擋塊，該定位擋塊位于上述兩個(gè)限位塊之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的可變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)，其特征在于所述限制 機(jī)構(gòu)包括設(shè)在軸承套內(nèi)孔的開口環(huán)形的限位槽，所述碟片翻轉(zhuǎn)軸外表面設(shè)有凸起的限位擋 塊，所述限位擋塊嵌于所述限位槽內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的可變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)，其特征在于所述曲柄 與碟片翻轉(zhuǎn)軸之間還設(shè)有定位機(jī)構(gòu)，包括設(shè)置于翻轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔內(nèi)的鍵，設(shè)置于曲柄連接端的 鍵槽。
全文摘要
一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的可變進(jìn)氣截面機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管連接發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸蓋雙進(jìn)氣道中一個(gè)氣道內(nèi)的翻轉(zhuǎn)碟式閥門，控制該碟式閥門開閉的執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及信號(hào)控制機(jī)構(gòu)，信號(hào)控制機(jī)構(gòu)接收發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的控制信號(hào)并控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元控制指令，并將控制指令轉(zhuǎn)化為控制碟式閥門開閉的動(dòng)作。本發(fā)明進(jìn)氣歧管與缸蓋連接端雙氣道設(shè)計(jì)，由ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況自行調(diào)節(jié)進(jìn)氣通流界面大小。低速時(shí)，關(guān)閉一個(gè)氣道，使氣流保持較高的流速，確保燃油充分霧化、混合；高速時(shí)，氣道全開，氣體流動(dòng)阻力小。本系統(tǒng)在不影響高速性能的同時(shí)，有效改善低速性能、提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性、改善發(fā)動(dòng)機(jī)怠速穩(wěn)定性、降低排放。
文檔編號(hào)F02D9/10GK101943094SQ20091011445
公開日2011年1月12日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者曾令全, 楊曉, 藍(lán)志寶, 馬戎, 黃振霞 申請人:上汽通用五菱汽車股份有限公司