CN100516477C - 用于多缸内燃机的可变进气装置 - Google Patents

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Abstract

由隔板(4A)分隔开的一对进气收集器(1A，1B)经由支管(3A-3F)将气体吸入多缸内燃机的每个气缸。切断各进气收集器(1A，1B)之间气体流动的阀(8A，8B)通过阀框架(11)和设置在该阀框架(11)上的支撑凸台(16A)安装在隔板(4A)上。隔板(4A)的边缘安装在形成在阀框架(11)外周上的槽(18)内，以便利用迷宫效应阻止气体通过隔板(4A)和阀框架(11)之间的接合部泄漏。而且，设置在支撑凸台(16A)两侧的弹性连接件(20)弹性地连接阀框架(11)和槽(18)，从而防止隔板(4A)和阀框架(11)之间的相对振动。

Description

用于多缸内燃机的可变进气装置
技术领域
本发明涉及一种可变进气装置，其通过控制阀单元连接和断开一对进气收集器，以改善内燃机的充气效率，且更具体地说，改善控制阀单元的气体阻挡性能。
背景技术
日本专利局于1994年公开的JPH06-002625A披露了一种用于火花点火式多缸内燃机的可变进气装置。该可变进气装置在惯性充气和共振充电之间交替改变，以改善发动机的充气效率。
该可变进气装置包括一对进气收集器、连接该对进气收集器的联通通道、开启和关闭该联通通道的控制阀单元。当发动机的转速超过阈值时，该控制阀单元开启该联通通道，而发动机在进气的惯性作用下吸气。当发动机的转速不大于阈值时，该控制阀单元关闭该联通通道，而发动机在所述对隔离的进气收集器的共振效应下吸气。
每个进气收集器通过支管向点火并不连续发生的发动机气缸供给气体。例如通过将铝合金模制为独立的联通通道结构来形成所述连通通道。所述控制阀单元由围绕阀轴形成的蝶形阀体和形成在该连通通道结构上用于支撑阀轴的支撑凸台构成，以便自由转动。
由于共振效应伴随以压力脉动，处于关闭位置的控制阀单元必须可靠地阻断气体在所述收集器之间流动，以便不阻尼共振效应。
通过对由铝合金件制成的所述联通通道结构进行机加工，形成对阀轴进行支撑的支撑凸台以及蝶形阀体装配其中的阀框架。为了在处于关闭位置时在控制阀单元中获得优异的气密性，必须以高精度进行该机加工。因而现有技术的装置具有高昂制造成本的缺陷。
发明内容
因此，本发明的目的是改善控制阀单元的气体阻断性能，同时维持简单的结构。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于多缸内燃机的可变进气装置，包括：
分别分支出通向各气缸的支管的一对进气收集器；
将所述进气收集器分开的隔板；
连接所述一对进气收集器的阀，其中，所述阀通过阀框架和设置在该阀框架上的支撑凸台安装到所述隔板上，所述隔板和所述阀框架之一具有槽，该槽与所述隔板和所述阀框架中的另一个的边缘接合；以及
弹性连接件，该弹性连接件在所述槽与所述边缘接合的状态下、在所述支撑凸台的两侧位置处弹性地连接所述槽和所述边缘，所述弹性连接件包括在所述支撑凸台两侧从所述槽伸向所述边缘的一对突起，每个所述突起弹性夹持所述边缘。
优选地，所述阀框架具有所述槽，而所述隔板具有所述边缘。
优选地，所述一对突起中的每一个突起包括一对突伸件，而所述隔板包括厚部，所述厚部在其插在所述突伸件之间时将所述突伸件张开。
优选地，所述阀包括由所述支撑凸台支撑而自由转动的阀轴，而所述一对突起平行于所述阀轴设置。
优选地，所述一对进气收集器形成在公用壳体中，而所述阀框架与固定于所述壳体的开口上的固定法兰整体形成。
优选地，所述阀轴穿过所述固定法兰，并连接于设置在所述固定法兰外侧的促动器。
优选地，所述阀框架具有支撑所述弹性件的拱形结构。
优选地，所述阀作为所述阀事先配装在所述阀框架上的阀单元被安装在所述隔板上。
优选地，所述阀包括在所述阀框架内转动以连接或断开所述一对进气收集器的蝶形阀。
本发明的细节以及其它优点和特征在说明书其余部分中予以说明并图示在附图中。
附图说明
图1是应用本发明的内燃机的进气歧管的平面视图；
图2是该进气歧管的水平横截面视图；
图3是沿图1中III-III线截取的本发明控制阀单元的横截面视图；
图4是该控制阀单元的平面视图；
图5是本发明的在控制阀单元的阀框架与所述进气收集器之间的隔板之间的吸气部分的放大垂直横截面视图；
图6是本发明的在阀框架的凸起与所述隔板之间的吸气部分的放大垂直横截面视图。
具体实施方式
参考图1，火花点火式多缸内燃机的进气歧管1包括集气部分4、进气管5以及6个支管3A-3F。
该内燃机包括被命名为#1-#6的6个气缸。
参考图3，集气部分4的内部由隔板4A分隔为一对进气收集器1A和1B。集气部分4因此构成进气收集器1A和1B的壳体。
参考图2，进气管5由接续于隔板4A的隔板4B分成进气通路2A和2B。支管3A、3C和3E通向进气收集器1A的内部空间，而支管3B、3D和3F通向进气收集器1B的内部空间。
进气收集器1A将通过进气通路2A吸入的气体经由支管3A、3C和3E供应给内燃机的3个气缸内。进气收集器1B将通过进气通路2B吸入的气体经由支管3B、3D和3F供应给内燃机的另外三个气缸。进气收集器1A向其供应气体的三个气缸如此选择，使得在所选择的各气缸内不连续发生点火。同样，进气收集器1B向其供应气体的三个气缸如此选择，使得在所选择的气缸内不连续发生点火。这里，支管3A、3C和3E分别和#1、#3和#5气缸相连，而支管3B、3D和3F分别和#2、#4和#6气缸相连。进气通路2A和2B分别通过节流阀与空气滤清器相连。
进气歧管1通过以高尺寸精度注射模制诸如Nyron等聚合合成物事先形成为单体部件。
将进气收集器1A连接于进气收集器1B的第一凹口7A和第二凹口7B形成在隔板4A的每一端上。
开启和关闭第一凹口7A的第一控制阀8A安装于隔板4A，开启和关闭第二凹口7B的第二控制阀8B安装于隔板4B。
再次参考图3，第一控制阀8A包括固定法兰10A。通过使用螺栓将该固定法兰10A紧固于被预先固定在集气部分4的开口上的法兰9A上，将第一控制阀8A固定于集气部分4。同样，通过使用螺栓将固定法兰10B紧固在被预先固定在集气部分4另一开口上的法兰9B上，将第二控制阀8B固定于集气部分4。
由于第一控制阀8A和第二控制阀8B的结构是相同的，因而下文将针对第一控制阀8A进行介绍。
参考图4，第一控制阀8A包括从固定法兰10A垂直地突伸出的阀框架11。通过注射模制与用于进气歧管1的材料相同的材料而将该阀框架11与固定法兰10A整体形成。
在阀框架11内部形成阀孔12。在该阀孔12内，开启和关闭阀孔12的阀体13由阀轴14予以支撑。
阀体13是具有与阀孔12相同形状的蝶形阀。阀体13的平面形状基本呈矩形，但是，远离固定法兰10A的两个角部呈大直径曲线形。此外，阀体13的面向固定法兰10A的底侧随着距阀轴14的距离的增加而朝向曲线角部稍微倾斜。
再次参考图3，阀轴14与阀体13构作成整体。阀轴14的前端***形成在阀框架11的冠顶部上的支撑凸台16A内并由轴承合金17A支撑以便自由转动。阀轴14的后端穿过形成在阀框架11基端部分上的支撑凸台16B和固定法兰10A，并由装配在该支撑凸台16B上的轴承合金17B支撑以便自由转动。阀轴14的后端由固定于固定法兰10A的推力轴承17C支撑。
再次参考图4，从固定法兰10A伸出到外侧的阀轴14的后端与固定在固定法兰10A上的阀促动器15相连。阀促动器15根据从外部输入的信号使阀轴14转动，从而使阀体13转动以开启和关闭阀孔12。
阀框架11的外形基本上是矩形的，但是类似于阀体13平面形状的形状，远离固定法兰10A的两个角部呈大直径曲线形，以便构成拱形结构。确定阀孔12的阀框架11的内周具有与阀体13的外形相同的形状，从而将阀体13安装在阀孔12内。
如图中虚线所示，槽18形成在阀框架11的除底部以外的外周上。
参考图5，槽18具有这样的横截面形状，使得槽18的宽度朝向底部逐渐变窄。另一方面，确定第一凹口7A的隔板4A的边缘具有宽度朝向端部逐渐变窄的锥形横截面形状。隔板4A的边缘与槽18接合。通过将隔板4A的边缘***槽18内，将阀框架11安装在隔板4A上。隔板4A的边缘与槽18之间的接合状态是所谓的间隙配合。
再次参考图3，支撑凸台16A形成为从阀框架11朝向隔板4A突出的圆柱形状。为了适应支撑凸台16A，在隔板4A的边缘上形成具有半圆横截面形状的凹部19，从而支撑凸台16A外周的下部安装在该凹部19内。
隔板4A的边缘与槽18之间的间隙配合以及使用凹部19支撑支撑凸台16A的支撑结构形成所谓的迷宫效应，其有助于阻止气体通过隔板4A和阀框架11之间的接合部泄漏。
再次参考图4，在支撑凸台16A的两侧，一对指向隔板4A的突起20形成在阀框架11的外周上。
参考图6，突起20包括一对设置得平行的突伸件20A和20B，从而彼此竖直地间隔开。突伸件20A和20B各自形成为厚度朝向端部逐渐减少的锥形形状。突伸件20A和20B的突出方向与阀轴14的方向平行。
在隔板4A的面向突起20的边缘上，自第一凹口7A稍微后缩的位置处形成有厚部22。该厚部22包括具有恒定厚度的基部22A和厚度朝向第一凹口7A逐渐变小的锥部22B。基部22A的厚度比突伸件20A和20B之间的间距稍大。阀框架11以这样一种状态配装于隔板4A，使得该对突起20接合隔板4A的边缘，而厚部22被夹持在突伸件20A和20B之间，如图6中实线所示，突伸件20A和20B分别向上和向下弹性变形。图中的虚线表示突伸件20A和20B没有变形时的初始状态。
采用下述方式将第一控制阀8A安装在第一凹口7A内。
具体地说，通过将阀轴14、阀体13和促动器15组装在阀框架11上，首先组装作为第一控制阀单元的第一控制阀8A。如上所述，通过事先实施注射模制，将阀框架11和固定法兰10A整体模制。
然后，在将形成第一凹口7A的隔板4A的边缘安装在槽18内的同时，从集气部分4的侧孔将阀框架11插装到隔板4A的第一凹口7A内，法兰9A被事先固定在集气部分4的侧孔中。一旦隔板4A边缘的一部分与槽18接合，则阀框架11由隔板4A的边缘朝向第一凹口7A端部引导。由于隔板4A的边缘与槽18之间的间隙配合，当阀框架11插装到第一凹口7A内时，变形负荷不施加在阀框架11上，因而阀框架11能够平顺地进入第一凹口7A内。
将阀框架11***到第一凹口7A内，直至所述对突起20的突伸件20A和20B夹持隔板4A的边缘。当阀框架11到达该位置时，用螺栓将固定法兰10A紧固在集气部分4的法兰9A上。
当突伸件20A和20B夹持隔板4A的边缘时，伴随着突伸件20A和20B的弹性变形，阻力作用在前行的阀框架11上。由于阀框架11形成为上述的拱形结构，大部分阻力经由阀框架11的腿部由固定法兰10A承受。由于部分阻力通过支撑凸台16A作用在阀轴14上，因而阀轴14由固定于固定法兰10A的推力轴承17C支撑。
根据这种固定结构，第一控制阀8A被组装于集气部分4上，而没有使框架11变形且没有在阀体13上施加负载。应该指出的是，阀框架11的拱形结构增加了阀框架11对由突起20施加的变形压力的刚性。
采用与上述将第一控制阀8A固定在第一凹口7A上的方式相同的方式，将第二控制阀8B固定在第二凹口7B上。
如此固定在第一凹口7A上的第一控制阀8A在关闭位置和开启位置之间操作，在所述关闭位置上，阀体13保持在与阀框架11处于相同的平面内，如图4所示，在开启位置，通过由促动器15使阀体13转动90度，将阀体13维持与阀框架11垂直，如图3所示。
由于在将第一控制阀8A装配在第一凹口7A内之前和之后，阀框架11的形状不改变，因此阀框架11和阀体13之间的间隙可以设定为最小间隙而无需考虑阀框架11的变形。因而，阀孔12可以由阀体13高精度地关闭。
就阀框架11和隔板4A之间的接合而言，由隔板4A的边缘与槽18之间的间隙配合以及支撑凸台16A和凹部19之间的接合实现迷宫效应。由于该迷宫效应，有效地防止了气体在进气收集器1A和1B之间经由阀框架11和隔板4A之间的接合部的泄漏。
因此，根据本发明，由简单的结构，能够改善第一控制阀8A和第二控制阀8B在进气收集器1A和1B之间的气体阻塞功能。
一对突起20通过突伸件20A和20B弹性地夹持隔板4A的边缘防止了隔板4A和阀框架11之间的相对振动。因此，防止了从进气歧管1传递的内燃机的振动导致隔板4A和阀框架11之间的相对振动，还防止了由上述相对振动而产生的噪音。
而且，可以仅通过将阀框架11***第一凹口7A直至突起20夹持隔板4A的边缘，而将第一控制阀8A固定在集气部分4上。因而，无需特殊操作来使突起20夹持隔板4A的边缘。这也同样适用于第二控制阀8B的安装。因而，将控制阀8A和8B安装在集气部分4上变得容易。
申请日为2006年1月23日的日本申请Tokugan2006-013533的内容被结合在本发明申请中。
虽然上文通过参照本发明特定实施例介绍了本发明，但是本发明并不局限于上述实施例。在本发明的范围内，本领域技术人员能够对上述实施例进行改进和变型。
例如在上述实施例中，将突起20形成在阀框架11上，但是也可以将该突起形成在隔板4A的边缘上，以便夹持阀框架11。此外，所述突起20由一对突伸件20A和20B构成，但是也可以将隔板4A的边缘夹持在形成在槽18内表面上的单一一个突伸件和槽18的面对该单一突伸件的壁表面之间。
在上述实施例中，在支撑凸台16A的两侧形成了一对突起20，但是也可以替代一对突起，仅设置一个伸出该支撑凸台16A之外的突起。本发明中重要的不是突起的数量，而是突起设置在支撑凸台16A的两侧。
在上述实施例中，进气收集器1A和1B由隔板4A分开，将第一控制阀8A和第二控制阀8B安装在隔板4A上。然而本发明也可以应用于这样一种装置，其中一对进气收集器由一连接管相连，而隔板和控制阀设置在该连接管中。

Claims (9)

1一种用于多缸内燃机的可变进气装置，包括：
分别分支出通向各气缸的支管(3A-3F)的一对进气收集器(1A，1B)；
将所述进气收集器(1A，1B)分开的隔板(4A)；
连接所述一对进气收集器(1A，1B)的阀(8A，8B)，其中，所述阀(8A，8B)通过阀框架(11)和设置在该阀框架(11)上的支撑凸台(16A)安装到所述隔板(4A)上，所述隔板(4A)和所述阀框架(11)之一具有槽(18)，该槽(18)与所述隔板(4A)和所述阀框架(11)中的另一个的边缘接合；以及
弹性连接件(20，20A，20B)，该弹性连接件在所述槽(18)与所述边缘接合的状态下、在所述支撑凸台(16A)的两侧位置处弹性地连接所述槽(18)和所述边缘，所述弹性连接件(20，20A，20B)包括在所述支撑凸台(16A)两侧从所述槽(18)伸向所述边缘的一对突起(20)，每个所述突起(20)弹性夹持所述边缘。
2根据权利要求1所述的可变进气装置，其特征在于，所述阀框架(11)具有所述槽(18)，而所述隔板(4A)具有所述边缘。
3根据权利要求2所述的可变进气装置，其特征在于，所述一对突起(20)中的每一个突起包括一对突伸件(20A，20B)，而所述隔板(4A)包括厚部(22)，所述厚部(22)在其插在所述突伸件(20A，20B)之间时将所述突伸件(20A，20B)张开。
4根据权利要求2所述的可变进气装置，其特征在于，所述阀(8A，8B)包括由所述支撑凸台(16A)支撑而自由转动的阀轴(14)，而所述一对突起(20)平行于所述阀轴(14)设置。
5根据权利要求4所述的可变进气装置，其特征在于，所述一对进气收集器(1A，1B)形成在公用壳体(4)中，而所述阀框架(11)与固定于所述壳体(4)的开口上的固定法兰(10A，10B)整体形成。
6根据权利要求5所述的可变进气装置，其特征在于，所述阀轴(14)穿过所述固定法兰(10A，10B)，并连接于设置在所述固定法兰(10A，10B)外侧的促动器(15)。
7根据权利要求1-6之一所述的可变进气装置，其特征在于，所述阀框架(11)具有支撑所述弹性件(20，20A，20B)的拱形结构。
8根据权利要求1-6之一所述的可变进气装置，其特征在于，所述阀作为所述阀事先配装在所述阀框架上的阀单元被安装在所述隔板上。
9根据权利要求1-6之一所述的可变进气装置，其特征在于，所述阀(8A，8B)包括在所述阀框架(11)内转动以连接或断开所述一对进气收集器(1A，1B)的蝶形阀(13)。
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