CN106687724A - 开闭阀结构 - Google Patents

Abstract

一种开闭阀结构，其包括：阀主体，开闭发动机的进气通道或排气通道；一对衬套构件，安装于阀主体的轴向的两端部；轴构件，沿轴向穿通一方的衬套构件的内部，在阀主体的一端侧的内部从衬套构件突出指定长度。各衬套构件以其一部分沿轴向嵌入于所述阀主体的端部而且其余的部分从所述阀主体的端部沿轴向突出的方式被安装，轴构件中的从所述一方的衬套构件突出的部分以在转动方向上相对于阀主体不能移动的方式结合于该阀主体。

Description

开闭阀结构

技术领域

本发明涉及开闭阀结构，尤其涉及开闭发动机的进气通道和排气通道的至少一方的开闭阀的结构。

背景技术

以往已知有具备多个蝶阀和将各蝶阀相互连结的轴部的开闭阀。例如，专利文献1中公开了一种开闭阀，该开闭阀包括：设置在内燃机的进气***的三个蝶阀；将各蝶阀互相连结的轴部。该开闭阀的两端部上一体地形成有沿着轴向突出的圆筒状的轴部，该两端的轴部被轴承支撑，由此，开闭阀可转动地被支撑。

若如所述专利文献1所示那样将开闭阀跨设于发动机的进气***中的多个通道时，有可能引起如下的问题：蝶阀及轴部等因受到进气压力而发生塑性变形，由此不能顺利地进行开闭动作，难以确保该开闭阀的可靠性。若开闭阀设置于发动机的排气***，则还进一步增加了因排气气体的热而导致的热变形，因此，引起问题的可能性进一步增高。

所述专利文献1中，连结蝶阀的多个轴部的易弯曲的方向被设为互不相同的方向。不过，这是考虑到利用树脂一体成形蝶阀和轴部时所发生的尺寸精度问题的对策。即，由于利用树脂成形时容易发生翘曲或挠曲等，随此而产生的轴部的尺寸及形状的偏差有可能导致滑动阻力的增加。所述专利文献1的对策是为了防止上述问题(为了抑制滑动阻力的增加)的对策，并不是针对因受热或受压而蝶阀及轴部发生变形的前面所述那样的问题的对策。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2001-241556号

发明内容

本发明鉴于开闭发动机的进气通道和排气通道的至少一方的开闭阀中的上述般的现状而作，其目的在于提供一种能够抑制热变形或压力变形从而能够顺利地进行开闭动作的可靠性高的开闭阀结构。

为了实现上述目的，本发明的开闭阀结构是开闭发动机的进气通道和排气通道的至少一方的开闭阀的结构，其包括：阀主体，包含多个蝶阀及将各蝶阀互相连结的轴部；一对衬套构件，安装于所述阀主体的轴向的两端部，可转动地被所述进气通道或所述排气通道的壁部支撑；轴构件，沿轴向穿通一方的衬套构件的内部，在所述阀主体的一端侧的内部从所述一方的衬套构件突出指定长度；其中，各所述衬套构件以其一部分沿轴向嵌入于所述阀主体的端部而且其余的部分从所述阀主体的端部沿轴向突出的方式被安装，所述轴构件中的从所述一方的衬套构件突出的部分以在转动方向上相对于所述阀主体不能移动的方式结合于该阀主体。

根据本发明，由于能够抑制设置在发动机的进气通道和排气通道中的开闭阀的热变形或压力变形，因此，能够顺利地进行开闭动作，确保可靠性。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的发动机的整体结构的图。

图2是表示所述发动机的气缸盖、排气歧管、增压器壳体的结构的图。

图3是沿图2的III-III线的向视剖面图。

图4是沿图3的IV-IV线的向视图。

图5是用于所述发动机的排气***的可变排气阀的阀主体的立体图。

图6是沿所述可变排气阀的轴心的剖视图。

图7是沿图6的VII-VII线的向视剖面图。

图8是从图4的状态去除所述可变排气阀后的图。

图9是表示从图8的状态组装所述可变排气阀的步骤的图。

图10A是表示所述实施方式的变形例的图，与图7相当。

图10B是表示所述实施方式的别的变形例的图，与图7相当。

具体实施方式

图1表示本实施方式所涉及的发动机1的整体结构。发动机1是作为行驶用的动力源而搭载在车辆中的直列四缸的四冲程火花点火式发动机，其包括：发动机主体1A；与发动机主体1A的进气侧的面连接的进气通道19；与发动机主体1A的排气侧的面连接的排气通道33；被排气气体驱动从而供应进气的涡轮增压器50。本实施方式中，称为“上游”、“下游”时，是表示对于流经该处的气流而言的“上游”、“下游”。

发动机主体1A以气缸盖2和气缸体(未图示)为主要构件，包括设置在一直线上的第一至第四气缸4a、4b、4c、4d。

进气通道19包括：与气缸盖2的进气侧的面连接的进气歧管14；设置在比进气歧管14更上游侧的进气管10；设置在进气管10与平衡箱13之间的平衡箱13。

排气通道33包括：与气缸盖2的排气侧的面连接的块状的排气歧管20(相当于本发明中的“上游侧壳构件”)；与排气歧管20的下游侧的面连接的增压器壳体30(相当于本发明中的“下游侧壳构件”)。

涡轮增压器50为周知的结构，其包括：设置在排气通道33中的涡轮52；设置在进气通道19中的压缩机53；将涡轮52与压缩机53连结的连结轴51。图1中，为方便起见而将涡轮52和压缩机53分开来表示，但实际上，涡轮52设置在一条连结轴51的一端，压缩机53设置在另一端。在涡轮增压器50的设置位置附近，进气通道19与排气通道33接近地设置，涡轮增压器50设置在它们之间。

涡轮增压器50以其轴向与发动机1的气缸列方向相一致的姿势被收容在增压器壳体30中。涡轮增压器50基于压缩机53随着接受排气气体We的压力而转动的涡轮52的转动而被驱动，从而压缩进气Wi以使进气压力上升。排气通道33中设置有绕过涡轮增压器50的涡轮52的废气通道55和开闭该废气通道55的废气旁通阀56。

进气管10中设置有冷却进气的中间冷却器11和与运转状态对应地调节进气量的节流阀12。中间冷却器11设置在压缩机53的下游侧，节流阀12设置在中间冷却器11的下游侧且平衡箱13的上游侧。

进气歧管14具有四个从平衡箱13分支的支管，各支管的下游端连接于气缸盖2。即，通过进气管10而被导入到平衡箱13的进气通过进气歧管14的各支管而被引导到第一至第四气缸4a、4b、4c、4d(以下，有时将这些气缸简单地总称为气缸4)。

气缸4为周知的结构，在能够往返移动地收容在气缸4内的活塞70的上侧具有燃烧室。气缸盖2中设置有：用于将从进气歧管14供应的进气Wi吸入到燃烧室的多个进气道5；用于将在燃烧室生成的排气气体We排出到排气通道33的多个排气道(第一至第三排气道)6a、6bc、6d；开闭进气道5的进气门7；开闭排气道6a、6bc、6d的排气门8。在燃烧室的顶部设置有火花塞9，在相应的位置设置有将燃料直接喷射到燃烧室内的燃料喷射阀(未图示)。

本实施方式中，按第一气缸4a→第三气缸4c→第四气缸4d→第二气缸4b的顺序，以每隔180°CA的时期来执行进气、压缩、膨胀、排气的各行程。此处，以“°CA”表示作为发动机1的输出轴的曲轴(未图示)的转角(曲柄角)。

气缸盖2中设置有进气侧的可变气门正时机构15i以及排气侧的可变气门正时机构15e。这些可变气门正时机构15i、15e在维持进气门7及排气门8的气门打开期间的情况下使进气门7及排气门8的气门打开开始时期及气门关闭时期平行地移动。

本实施方式中，在发动机1的低速区域(作用于涡轮52的排气气体量小于指定量的运转区域)中，以进气门7的气门打开期间和排气门8的气门打开期间重叠指定的重叠期间，而且任意的气缸4的排气门8在该气缸的前一个排气顺序的别的气缸4的重叠期间中开始打开的方式来设定进气门7和排气门8的开闭时期。

具体而言，在第一气缸4a的进气门7与排气门8的重叠期间中，第三气缸4c的排气门8打开，在第三气缸4c的进气门7与排气门8的重叠期间中，第四气缸4d的排气门8打开，在第四气缸4d的进气门7与排气门8的重叠期间中，第二气缸4b的排气门8打开，在第二气缸4b的进气门7与排气门8的重叠期间中，第一气缸4a的排气门8打开。

第一排气道6a是第一气缸4a专用的排气道，以在维持独立状态下在从第一气缸4a至气缸盖2的排气侧的面之间延伸的方式形成。第二排气道6bc是排气顺序不连续的第二气缸4b和第三气缸4c所共用的排气道，具有从第二气缸4b延伸的分支道6b、从第三气缸4c延伸的分支道6c、由各分支道6b、6c的下游端彼此集合而成的集合通道，该集合通道在气缸盖2的排气侧的面上开口。第三排气道6d是第四气缸4d专用的排气道，以在维持独立状态下在从第四气缸4d至气缸盖2的排气侧的面之间延伸的方式形成。

如图1至图3所示，排气歧管20及增压器壳体30的内部形成有低速用通道L(相当于本发明的“第一通道”)、高速用通道H(相当于本发明的“第二通道”)。这些低速用通道L及高速用通道H以在分隔在上下的状态下贯通排气歧管20及增压器壳体30双方的内部的方式形成。此外，在图1及图2的平面剖视图中，图1中图示有高速用通道H(后述的第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d及下侧集合通道32)，图2中图示有低速用通道L(后述的第一至第三上侧独立通道21a、21bc、21d及上侧集合通道31)。

如图1及图3所示，高速用通道H具有形成在排气歧管20内部的第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d(相当于本发明的“独立通道”)和形成在增压器壳体30内部的下侧集合通道32(相当于本发明的“集合通道”)。

如图2及图3所示，低速用通道L具有形成在排气歧管20内部的第一至第三上侧独立通道21a、21bc、21d(相当于本发明的“独立通道”)和形成在增压器壳体30内部的上侧集合通道31(相当于本发明的“集合通道”)。

如图3及图4所示，排气歧管20内部的第一至第三上侧独立通道21a、21bc、21d及第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d被沿着排气气体We的流动方向延伸的间隔壁20a上下划分。

排气歧管20在其上游侧的面上具有组装凸缘20g，通过经由该组装凸缘20g而被紧固的由双头螺栓及螺母构成的紧固构件V2(图3)而被结合于气缸盖2。在该结合状态下，第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d的各上游端部和第一至第三上侧独立通道21a、21bc、21d的各上游端部分别连接于形成在气缸盖2中的第一至第三排气道6a、6bc、6d的各下游端部。具体而言，第一下侧独立通道22a的上游端部与第一上侧独立通道21a的上游端部集合，该集合而成的部分与第一气缸4a用的第一排气道6a的下游端部连通。此外，第二下侧独立通道22bc的上游端部与第二上侧独立通道21bc的上游端部集合，该集合而成的部分与第二、第三气缸4b、4e用的第二排气道6bc的下游端部连通。而且，第三下侧独立通道22d的上游端部与第三上侧独立通道21d的上游端部集合，该集合而成的部分与第四气缸4d用的第三排气道6d的下游端部连通。

如图1至图4所示，第一至第三上侧独立通道21a、21bc、21d以排气气体流通面积小于第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d的方式形成。此外，如图2所示，第一至第三上侧独立通道21a、21bc、21d的下游端部形成为越往下游侧其排气气体流通面积越小的节流形状。另一方面，如图1所示，第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d的下游端部不形成为节流形状。

如图2所示，第一至第三上侧独立通道21a、21bc、21d的下游端部以向对应于发动机主体1A的气缸列方向的中心的位置(发动机中心)集合的方式相互接近。同样，如图1所示，第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d的下游端部也以向发动机中心集合的方式相互接近。

如图1、图3及图4所示，在第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d中设置有可变排气阀123(相当于本发明的“开闭阀”)。可变排气阀123以在作用于涡轮52的排气气体量为指定量以上的运转区域中打开第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d而在作用于涡轮52的排气气体量为小于指定量的运转区域中关闭第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d的方式被驱动(节流控制)。有关可变排气阀123的结构，在后面叙述。

如图3所示，增压器壳体30的内部的上侧集合通道31及下侧集合通道32基于沿排气气体We的流动方向延伸的间隔壁30a而被上下划分。上侧集合通道31及下侧集合通道32以各自的上游端部沿气缸列方向扩宽的方式形成。

增压器壳体30在其上游侧的面上具有组装凸缘30f，基于经由该组装凸缘30f而被紧固的由双头螺栓及螺母构成的紧固构件V9而被结合于排气歧管20的下游侧的面(组装凸缘20f)。在该结合状态下，排气歧管20中的第一至第三上侧独立通道21a、21bc、21d的各下游端部共同地被连接于增压器壳体30的上侧集合通道31的上游端部，排气歧管20中的第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d的各下游端部共同地被连接于增压器壳体30的下侧集合通道32的上游端部。由此，从第一至第三上侧独立通道21a、21bc、21d中排出的排气气体在上侧集合通道31处集合，从第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d中排出的排气气体在下侧集合通道32处集合。

涡轮52设置在上侧集合通道31及下侧集合通道32的下游侧。即，上侧及下侧集合通道31、32是用于将从发动机主体1A通过排气歧管20而排出的排气气体We导入到涡轮增压器50的涡轮52的通道。如图1至图3所示，上侧集合通道31以排气气体流通面积小于下侧集合通道32的方式形成。

如图1及图2所示，发动机1为了进行使流经排气通道33的排气气体We的一部分回流到进气通道19的排气再循环(EGR)而具备连通排气通道33与进气通道19的EGR通道60。EGR通道60的排气通道33侧的导入部60a在比可变排气阀123更下游侧朝下侧集合通道32开口。EGR通道60的进气通道19侧的导出部60b在节流阀12与平衡箱13之间开口。EGR通道60上设有冷却通过EGR通道60的气体的EGR冷却器61和开闭EGR通道60的EGR阀62。本实施方式中，EGR通道60的上游侧的一部分形成在排气歧管20及气缸盖2的内部。

如图3所示，在执行关闭可变排气阀123的节流控制时，排气气体We通过第一至第三上侧独立通道21a、21bc、21d及上侧集合通道31而被导入到涡轮52，另一方面，在可变排气阀123打开时(节流控制的非执行时)，排气气体We除了通过上述的各通道之外还通过第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d及下侧集合通道32而被导入到涡轮52。即，包含第一至第三上侧独立通道21a、21bc、21d及上侧集合通道31的低速用通道L是不拘发动机转速大小而始终让排气气体We流过的通道，包含第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d及下侧集合通道32的高速用通道H是仅在作用于涡轮52的排气气体量为指定量以上时才让排气气体We流过的通道。

如前所述，关闭可变排气阀123的节流控制在作用于涡轮52的排气气体量为小于指定量的发动机1的低速区域中被执行，此时，排气气体We仅流过低速用通道L(第一至第三上侧独立通道21a、21bc、21d及上侧集合通道31)，不过，由于低速用通道L的排气气体流通面积相对较小，因此，排气气体We在该低速用通道L内以高速度流通。即，在发动机1的低速区域中，基于节流控制，作用于涡轮52的排气气体We的流速上升，增压压力被提高(动态增压效果)。

此外，本实施方式中，在关闭可变排气阀123的节流控制被执行的发动机1的低速区域中，如前所述，各气缸4的进气门7和排气门8以彼此重叠的方式被打开，并且各气缸4的排气门8在该气缸的前一个排气顺序的别的气缸4的重叠期间中被打开。

因此，发动机1的低速区域中，基于所谓的喷吸效应而促进扫气。即，在发动机1的低速区域中，基于可变排气阀123的节流控制，仅排气气体流通面积小的第一至第三上侧独立通道21a、21bc、21d打开，因此，排气门8的刚打开后而排出的排气气体We(blowdown gas(排气))经由上侧独立通道21a、21bc、21d以维持高速的状态流向下游侧。而且，由于上侧独立通道21a、21bc、21d的下游端部呈节流形状，因此，从该上侧独立通道21a、21bc、21d的下游端部喷出到上侧集合通道31的排气的速度进一步被加快。这样，在以高速度喷出到上侧集合通道31的排气的周围便基于喷吸效应而生成强大的负压。此处，基于来自某一气缸4的排气而在上侧集合通道31中生成强大的负压时，该气缸的前一个排气顺序的别的气缸(先前气缸)4处于进气门7与排气门8双方均打开的重叠期间中，因此，残留在该先前气缸4内的已燃气体(残留气体)基于上述喷吸效应产生的负压的作用而被吸出到排气侧。由此，各气缸4的扫气被促进，往气缸4的进气量增大(动态排气效果)。

此外，由于排气气体We中增加了基于喷吸效应而从气缸4中被吸引出来的残留气体，其结果，作用于涡轮52的排气气体We的流量增大，由此，增大了涡轮52的驱动力，低速区域中的增压压力被提高。

下面对该情况进行更详细的说明。即，在可变排气阀123处于打开状态时，由于不能获得喷吸效应，因此，从第一至第三上侧独立通道21a、21bc、21d及第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d喷出的排气的一部分经由上侧集合通道31及下侧集合通道32而绕(逆流)到别的通道。这会产生与增加了排气通道33的容量时同样的效果。另一方面，当基于可变排气阀123的节流控制而发挥喷吸效应时，从第一至第三上侧独立通道21a、21bc、21d的任一者喷出的排气不仅没有如上述般的绕道(逆流)而且还将排气气体We从别的通道中吸引出来。这会产生与减少了排气通道33的容量时同样的效果。这样，本实施方式中，在发动机1的低速区域中，通过发挥基于可变排气阀123的节流控制所产生的喷吸效应，实质上能够获得减少了排气通道33的容量般的效果，动态增压效果及动态排气效果被提高。

另一方面，在作用于涡轮52的排气气体量为指定量以上的高速区域中，节流控制被解除，可变排气阀123被打开，其结果，排气气体We通过低速用通道L(第一至第三上侧独立通道21a、21bc、21d及上侧集合通道31)和高速用通道H(第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d及下侧集合通道32)这两方的通道。由此，排气气体流通面积扩大，从而能够避免因排气通道33内的压力过度上升而阻碍排气气体We的流通的情况。

如上所述，可变排气阀123在本实施方式中被用作设置在发动机1的排气通道33中的动态增压(动态排气)***的一个单元。下面，参照图4至图8说明可变排气阀123的结构。

可变排气阀123包括：阀主体23；一对圆筒状的第一、第二衬套构件25a、25b，安装于阀主体23的轴向的两端部(图6)；圆柱状的轴构件24，安装于阀主体23的轴向的一端部(图6)。阀主体23包含第一至第三蝶阀23a、23bc、23d和将蝶阀23a、23bc、23d互相连结的第一、第二轴部23x、23y(图5及图6)。第一、第二衬套构件25a、25b是用于将阀主体23可绕轴心转动地进行支撑的构件，以从阀主体23的两端部沿轴向突出的方式设置。轴构件24沿着轴向穿通第一衬套构件25a的内部并且在阀主体23(第一蝶阀23a)的内部从第一衬套构件25a突出指定长度。轴构件24的相对于第一衬套构件25a突出的部分以在转动方向上相对于阀主体23不能移动的方式结合于该阀主体23(参照图6及图7)。

所述阀主体23在轴向两端部具有第一、第二突台部23e、23f，该第一、第二突台部23e、23f为了分别让衬套构件25a、25b嵌入而形成为直径大于轴部23x、23y。

第一突台部23e具有通过使第一蝶阀23a局部地沿径向隆出而成的形状，第二突台部23f具有通过使第三蝶阀23d局部地沿径向隆出而成的形状。如图5及图6等所示，第一突台部23e的轴向上的相对于第一蝶阀23a的外侧缘突出的突出量以及第二突台部23f的轴向上的相对于第三蝶阀23d的外侧缘突出的突出量分别被设定得充分地小，以至少比轴部23x、23y的轴向长度更短的方式被设定。

第一衬套构件25a以其一部分沿轴向嵌入于阀主体23的一端部(第一突台部23e)而且其余的部分从阀主体23的一端部沿轴向突出的方式被安装。同样地，第二衬套构件25b以其一部分沿轴向嵌入于阀主体23的另一端部(第二突台部23f)而且其余的部分从阀主体23的另一端部沿轴向突出的方式被安装。

在阀主体23的轴心形成有沿轴向贯通阀主体23的空心部23h，该空心部23h能够让衬套构件25a、25b及轴构件24嵌入。

下面，就阀主体23的结构更详细地进行说明。阀主体23由耐热钢一体成形，从其轴向的一端部侧(图4及图6的左侧)依次设有：设置在排气歧管20的第一下侧独立通道22a中的第一蝶阀23a；圆筒状的第一轴部23x；设置在第二下侧独立通道22bc中的第二蝶阀23bc；圆筒状的第二轴部23y；设置在第三下侧独立通道22d中的第三蝶阀23d。轴部23x、23y位于阀主体23的轴心上，蝶阀23a、23bc、23d以轴心部分的厚度较大的方式形成，轴部23x、23y与蝶阀23a、23bc、23d彼此表面圆滑地连续。第一突台部23e形成于构成阀主体23的一端部的第一蝶阀23a的侧部，第二突台部23f形成于构成阀主体23的另一端部的第三蝶阀23d的侧部。

空心部23h形成为剖面圆形，以便圆筒状的衬套构件25a、25b及圆柱状的轴构件24能够嵌入，空心部23h的与突台部23e、23f对应的轴向两端部的内径比其他部分亦即轴向中央部的内径更大(大径)。

衬套构件25a、25b从阀主体23的两端部的外侧沿轴向嵌入到空心部23h的所述大径的两端部(亦即突台部23e、23f的内部)。轴构件24从嵌入有衬套构件25a的状态下的阀主体23的一端部的外侧被***到空心部23h。由此，轴构件24沿轴向穿通第一衬套构件25a 内部，并且在阀主体23的一端侧的内部从第一衬套构件25a向另一端侧突出。

具体而言，如图6及图7所示，轴构件24在比第一衬套构件25a更突出的部分具有花键突起，该花键突起与空心部23h的内周面上形成的花键槽卡合，从而在转动方向上相对于阀主体23不能移动地卡合(花键卡合)于该阀主体23。本实施方式中，轴构件24是用于将从外部的致动器(未图示)输入的转动力传递给阀主体23的构件，因此，必需以指定长度嵌入于空心部23h。为此，轴构件24并非在阀主体23的全长范围延伸，其是比较短的构件。

如图3及图7所示，可变排气阀123被安装在构成发动机1的排气通道33的、上游侧的排气歧管20与下游侧的增压器壳体30之间的接合面部M的近傍。

即，在位于排气歧管20的第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d(相当于本发明的“多个通道”)之间的间隔壁20C中形成有凹部20X(图7、图8)，该凹部20X通过将该间隔壁20C从下游侧向上游侧凹切而成。可变排气阀123以其阀主体23的轴部23x、23y收容在凹部20X的上游端部中的状态而被支撑。

排气歧管20具有：第一支撑壁20A，是在阀主体23的一端侧划分第一下侧独立通道22a的纵壁；第二支撑壁20B，是在阀主体23的另一端侧划分第三下侧独立通道22d的纵壁。第一支撑壁20A和、第一下侧独立通道22a与第二下侧独立通道22bc之间的间隔壁20C一起来形成第一下侧独立通道22a，第二支撑壁20B和、第二下侧独立通道22bc与第三下侧独立通道22d之间的间隔壁20C一起来形成第三下侧独立通道22d。各支撑壁20A、20B中形成有沿厚度方向(阀主体23的轴向)贯通支撑壁20A、20B的剖面圆形的支撑孔20i、20j(图6)，衬套构件25a、25b中的从阀主体23的两端部沿轴向(向阀主体23的外侧)突出的部分***在各支撑孔20i、20j中。阀主体23通过衬套构件25a、25b的***在支撑孔20i、20j中的部分而绕轴心可转动地被排气歧管20支撑。

下面，就可变排气阀123的组装步骤进行说明。为了将可变排气阀123组装于排气通道33，首先，如图8及图9所示那样，将阀主体23安装于结合到增压器壳体30之前的排气歧管20。即，从排气歧管20中的与增压器壳体30接合的接合面侧(亦即组装凸缘20f侧)将阀主体23***到第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d内。

由此，如图7所示，阀主体23的轴部23x、23y被收容于间隔壁20C的凹部20X的上游端部。凹部20X以其幅度(图7中，为上下的高度)比轴部23x、23y的直径大指定量的方式形成，以便阀主体23的轴部23x、23y容易嵌入。因此，在阀主体23的轴部23x、23y被收容在凹部20X中的状态下，轴部23x、23y和凹部20X之间产生间隙。此外，凹部20X的上游端部为圆弧状，阀主体23的轴部23x、23y与凹部20X的上游端部之间也形成有同样的间隙。

在该状态下，阀主体23的空心部23h与排气歧管20的第一支撑壁20A及第二支撑壁20B的支撑孔20i、20j彼此轴心相一致。

接着，如图9所示，从阀主体23的两端部的外侧经由支撑孔20i、20j将衬套构件25a、25b***，使之嵌入到阀主体23的突台部23e、23f。此时，衬套构件25a、25b中的***方向的远端部被嵌入到阀主体23，其余的部分(***方向的后端部)从阀主体23的两端部向外侧突出而且留在支撑孔20i、20j，可转动地被支撑壁20A、20B支撑(图6)。

接着，如图9所示，将轴构件24经由被支撑在第一支撑壁20A的支撑孔20i中的第一衬套构件25a而从阀主体23的一端部的外侧***，使之嵌入到阀主体23的空心部23h。该作业之前，在轴构件24的***方向的远端部以及阀主体23的空心部23h上分别预先实施了花键加工。因此，随着轴构件24的***，阀主体23与轴构件24花键卡合。轴构件24的***方向的后端部(参照图4)与图外的致动器连接，基于致动器的工作，轴构件24转动，于是，阀主体23如图7的箭头所示那样被开闭驱动。此外，在衬套构件25b被***后，可以利用盖部件等从外侧封闭第二支撑壁20B的支撑孔20j。

接着，将增压器壳体30组装到排气歧管20。即，将排气歧管20的组装凸缘20f和增压器壳体30的组装凸缘30f对接，并且利用包括双头螺栓及螺母的紧固构件V9将两组装凸缘20f、30f结合，从而将增压器壳体30组装于排气歧管20。基于以上的步骤，可变排气阀123的排气通道33中的组装结束。

根据以上的结构，在本实施方式中能够获得下述般的作用。

(1)实施方式的可变排气阀123包括：阀主体23，包含多个蝶阀23a、23bc、23d及将这些蝶阀互相连结的轴部23x、23y；一对衬套构件25a、25b，安装于阀主体23的轴向的两端部，可转动地被排气歧管20支撑；轴构件24，沿轴向穿通一方的衬套构件25a的内部，在阀主体23的一端侧的内部从该衬套构件25a突出指定长度。各衬套构件25a、25b以其一部分沿轴向嵌入于阀主体23的端部而且其余的部分从阀主体23的端部沿轴向突出的方式被安装，轴构件24中的从一方的衬套构件25a突出的部分以在转动方向上相对于阀主体23不能相对移动的方式结合于该阀主体23。

根据该结构，通过以从阀主体23的两端部部分地突出的方式被安装的衬套构件25a、25b，能够将阀主体23组装于排气歧管20。

此外，能够缩短阀主体23的宽度(轴向尺寸)，能够提高可变排气阀123的可靠性。例如，与如下的情形亦即在阀主体23的两端部一体地形成沿轴向突出的支撑轴部并且将该支撑轴部***到排气歧管20的支撑壁20A、20B中来支撑阀主体23的情形相比，无需突出设置所述支撑轴部，从而相应地缩短了阀主体23的两端部之间的距离亦即缩短了宽度。因此，能够抑制构成阀主体23的蝶阀23a、23bc、23d及轴部23x、23y因排气气体We的热或压力而导致的变形的程度。其结果，能够顺利地进行可变排气阀123的开闭动作，能够提高其可靠性。

而且，由于阀主体23的变形得以抑制，因而能够缩小阀主体23与衬套构件25a、25b之间的预留量(游隙)。由此，能够保持开闭动作的精度，从这一点来看也能够确保可变排气阀123的可靠性。此外，能够减低因阀主体23与衬套构件25a、25b之间的晃动声，抑制噪音的发生。

此外，由于轴构件24从阀主体23的一端侧部分地嵌入于阀主体23的内部，因此，即使阀主体23发生变形，伴随该变形而产生的负荷也不会对轴构件24产生较大的作用。因此，能够保持轴构件24的转动动作的精度，进而能够确保可变排气阀123的可靠性。

(2)在阀主体23的轴心形成有沿轴向贯通阀主体23的空心部23h，该空心部23h能够让衬套构件25a、25b及轴构件24嵌入。由此，阀主体23的轴心成为空心，从而既能够确保必要的刚度又能够使阀主体23实现轻型化。而且衬套构件25a、25b及轴构件24也容易嵌入到阀主体23中。

(3)阀主体23在其两端部具有突台部23e、23f，该突台部23e、23f为了让衬套构件25a、25b嵌入而形成为直径大于轴部23x、23y。由此，阀主体23的形状呈立体形状，从而能够进一步提高阀主体23的刚度。

(4)发动机1包括构成排气通道33的排气歧管20及增压器壳体30。排气歧管20的下游侧的面与增压器壳体30的上游侧的面结合，而且排气歧管20在内部具有隔着间隔壁20C而形成的第一至第三下侧独立通道22a、22bc、22d。在排气歧管20的间隔壁20C中形成有将该间隔壁20C从下游侧向上游侧凹切而成的凹部20X，在该凹部20X的上游端部收容阀主体23的轴部23x、23y。根据该结构，由于在排气歧管20与增压器壳体30结合之前将阀主体23的轴部23x、23y收容于凹部20X，因而能够容易地将可变排气阀123安装于发动机1的排气通道33。此外，由于阀主体23的轴部23x、23y位于凹部20X的上游端部，因此，在该可变排气阀123被关闭的情况下，即使轴部23x、23y与凹部20X之间有间隙，也能够将因上游侧的排气气体从该间隙中泄漏到下游侧那样的不良影响抑制在最小限度。

(5)排气通道33包括低速用通道L和排气气体流通面积大于该低速用通道L的高速用通道H。低速用通道L从上游侧具备与气缸4对应的多个上侧独立通道21a、21bc、21d和让从上侧独立通道21a、21bc、21d喷出的排气气体集合的上侧集合通道31，高速用通道H从上游侧具备与气缸4对应的多个下侧独立通道22a、22bc、22d和让从下侧独立通道22a、22bc、22d喷出的排气气体集合的下侧集合通道32。可变排气阀123设置于高速用通道H的独立通道22a、22bc、22d，在发动机1的低速区域中以关闭各独立通道22a、22bc、22d的方式被驱动(节流控制)。基于该节流控制，排气气体仅通过流通面积小的低速用通道L，因此，即使在排气气体的流量少的发动机1的低速区域，排气气体也会以高速度从低速用通道L的上侧独立通道21a、21bc、21d向上侧集合通道31喷出，在该上侧集合通道31中基于喷吸效应而产生强大的负压。因此，能够利用该负压吸出气缸4内的残留气体，能够提高气缸4的扫气性能，提高发动机1的输出(动态排气效果)。

特别是在所述实施方式中，由于排气通道33中设置有涡轮增压器50的涡轮52，因此，通过在发动机1的低速区域中执行关闭可变排气阀123的节流控制，能够提高作用于涡轮52的排气气体的流速，提高增压压力，能够进一步提高发动机1的输出(动态增压效果)。

这样，所述实施方式中，可变排气阀123用作设置在发动机1的排气通道33中的动态排气***或动态增压***的一个结构单元。此情况下，由于可变排气阀123的可靠性如前所述那样被充分地提高，因此，利用该可变排气阀123，能够切实地发挥动态排气效果或动态增压效果。

此外，在发动机1的高速区域中，节流控制被解除，高速用通道H的独立通道22a、22bc、22d被打开，因此，能够避免因排气通道33内的压力过度上升而妨碍排气气体的流通的情况(排气阻力的增大)，还能够充分地确保高速区域中的输出。

此外，所述实施方式中，作为阀主体23与轴构件24的结合的方式，采用了使阀主体23与轴构件24花键卡合的方式，不过，本发明并不限于此，例如也可以如图10A所示那样，对阀主体23的空心部23h和轴构件24进行双面宽度加工，或者如图10B所示那样，通过阀主体23中形成的开口来将阀主体23与轴构件24焊接(焊接部Z)。

此外，所述实施方式中，可变排气阀123设置在发动机1的排气通道33中，不过，也可取代该结构或与此同时地在进气通道19或进气道5等中设置例如涡流阀等。

<实施方式的总结>

最后，对上述实施方式中所公开的开闭阀结构的特征结构及基于该特征结构的作用效果进行总结说明。

上述实施方式公开的技术涉及开闭发动机的进气通道和排气通道的至少一方的开闭阀的结构。该结构包括：阀主体，包含多个蝶阀及将各蝶阀互相连结的轴部；一对衬套构件，安装于所述阀主体的轴向的两端部，可转动地被所述进气通道或所述排气通道的壁部支撑；轴构件，沿轴向穿通一方的衬套构件的内部，在所述阀主体的一端侧的内部从所述一方的衬套构件突出指定长度；其中，各所述衬套构件以其一部分沿轴向嵌入于所述阀主体的端部而且其余的部分从所述阀主体的端部沿轴向突出的方式被安装，所述轴构件中的从所述一方的衬套构件突出的部分以在转动方向上相对于所述阀主体不能移动的方式结合于该阀主体。

上述结构中，一对衬套构件的一部分嵌入于阀主体的两端部，两衬套构件的其余的部分从阀主体的两端部沿轴向突出，因此，通过衬套构件的该突出的部分能够将阀主体组装于进气通道或排气通道。

此外，能够缩短阀主体的宽度(轴向尺寸)，能够提高开闭阀的可靠性。例如，与如下的情形亦即在阀主体的两端部一体地形成沿轴向突出的支撑轴部并且将该支撑轴部***到进气通道或排气通道的壁部中来支撑阀主体的情形相比，无需突出设置所述支撑轴部，从而相应地缩短了阀主体的宽度(可转动地被支撑的两端部之间的距离)。因此，能够抑制构成阀主体的蝶阀及轴部因热或压力而导致的变形的程度。其结果，能够顺利地进行开闭阀的开闭动作，能够提高其可靠性。

而且，由于阀主体的变形得以抑制，因而能够缩小阀主体与衬套构件之间的预留量(游隙)。由此，能够保持开闭动作的精度，从这一点来看也能够确保开闭阀的可靠性。此外，能够减低阀主体与衬套构件之间的晃动声，抑制噪音的发生。

此外，由于轴构件从阀主体的一端侧部分地嵌入于阀主体的内部，因此，即使阀主体发生变形，伴随该变形而产生的负荷也不会对轴构件产生较大的作用。因此，能够保持轴构件的转动动作的精度，进而能够确保开闭阀的可靠性。

上述结构中较为理想的是，在所述阀主体的轴心形成有沿轴向贯通该阀主体的空心部，该空心部能够让所述衬套构件及所述轴构件嵌入。

根据该结构，阀主体的轴心为空心，从而既能够确保必要的刚度又能够使阀主体实现轻型化。而且，衬套构件及轴构件也容易嵌入到阀主体中。

上述结构中较为理想的是，所述阀主体在其两端部具有突台部，该突台部为了让所述村套构件嵌入而形成为直径大于所述轴部。

根据该结构，基于突台部的形成，阀主体的形状呈立体形状，从而能够进一步提高阀主体的刚度。

上述结构中较为理想的是，所述发动机包括构成进气通道或排气通道的上游侧壳构件及下游侧壳构件，所述上游侧壳构件的下游侧的面与所述下游侧壳构件的上游侧的面结合，而且所述上游侧壳构件在内部具有隔着间隔壁而形成的多个通道，在所述上游侧壳构件的间隔壁中形成有将该间隔壁从下游侧向上游侧凹切而成的凹部，所述阀主体的轴部被收容在所述凹部的上游端部。

根据该结构，由于在上游侧壳构件与下游侧壳构件结合之前将阀主体的轴部收容于上游侧壳构件的凹部，因而能够容易地将开闭阀安装于发动机的进气通道或排气通道。此外，由于阀主体的轴部位于所述凹部的上游端部，因此，在该开闭阀被关闭的情况下，即使所述轴部与凹部之间有间隙，也能够将因上游侧的气体从该间隙中泄漏到下游侧那样的不良影响抑制在最小限度。

上述结构中较为理想的是，所述排气通道包括第一通道和排气气体流通面积大于该第一通道的第二通道，所述第一通道及所述第二通道分别从上游侧具备与气缸对应的多个独立通道和让从所述独立通道喷出的排气气体集合的集合通道，所述开闭阀设置于所述第二通道的独立通道。

当开闭阀被关闭时，排气气体仅通过流通面积小的第一通道，因此，即使在排气气体的流量少的发动机的低速区域，排气气体也会以高速度从第一通道的独立通道向集合通道喷出，在该集合通道中基于喷吸效应而产生强大的负压。因此，能够利用该负压吸出气缸内的残留气体，能够提高气缸的扫气性能，提高发动机的输出。

此外，当开闭阀被打开时，排气气体便能够通过第一通道及第二通道的双方，从而排气气体的流通面积增大。因此，例如通过在排气气体的流量多的发动机的高速区域打开开闭阀，能够防止排气阻力的增大及因此而导致的输出下降。

Claims (5)

1.一种开闭阀结构，其特征是开闭发动机的进气通道和排气通道的至少一方的开闭阀的结构，其包括：

阀主体，包含多个蝶阀及将各蝶阀互相连结的轴部；

一对衬套构件，安装于所述阀主体的轴向的两端部，可转动地被所述进气通道或所述排气通道的壁部支撑；

轴构件，沿轴向穿通一方的衬套构件的内部，在所述阀主体的一端侧的内部从所述一方的衬套构件突出指定长度；其中，

各所述衬套构件以其一部分沿轴向嵌入于所述阀主体的端部而且其余的部分从所述阀主体的端部沿轴向突出的方式被安装，

所述轴构件中的从所述一方的衬套构件突出的部分以在转动方向上相对于所述阀主体不能移动的方式结合于该阀主体。

2.根据权利要求1所述的开闭阀结构，其特征在于：

在所述阀主体的轴心形成有沿轴向贯通该阀主体的空心部，该空心部能够让所述衬套构件及所述轴构件嵌入。

3.根据权利要求1或2所述的开闭阀结构，其特征在于：

所述阀主体在其两端部具有突台部，该突台部为了让所述衬套构件嵌入而形成为直径大于所述轴部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的开闭阀结构，其特征在于：

所述发动机包括构成进气通道或排气通道的上游侧壳构件及下游侧壳构件，

所述上游侧壳构件的下游侧的面与所述下游侧壳构件的上游侧的面结合，而且所述上游侧壳构件在内部具有隔着间隔壁而形成的多个通道，

在所述上游侧壳构件的间隔壁中形成有将该间隔壁从下游侧向上游侧凹切而成的凹部，所述阀主体的轴部被收容在所述凹部的上游端部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的开闭阀结构，其特征在于：

所述排气通道包括第一通道和排气气体流通面积大于该第一通道的第二通道，

所述第一通道及所述第二通道分别从上游侧具备与气缸对应的多个独立通道和让从所述独立通道喷出的排气气体集合的集合通道，

所述开闭阀设置于所述第二通道的独立通道。