CN107893705A - 用于内燃发动机的节流阀 - Google Patents

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Abstract

用于内燃发动机(2)的节流阀(3)，并且其具有：由模制塑料材料制成的阀体(4)；在阀体(4)中获得的进气管(5)；操作管道(7)，其在阀体(4)中获得并且垂直于进气管(5)布置，并与进气管(5)相交；闸板(6)，其具有圆柱形形状，被设计成机械地连接到加速器控制器，与进气管(5)接合，并且在操作管道(7)的内侧上线性平移地移动；闭合弹簧(8)，其压靠所述闸板(6)的基部，以将所述闸板(6)朝向所述进气管(5)的闭合位置推动；以及管状***件(10)，其由金属材料制成，在操作管道(7)的区域中布置在阀体(4)的内侧上，并且覆盖操作管道(7)。

Description

用于内燃发动机的节流阀
技术领域
本发明涉及用于内燃发动机的节流阀。
本发明可有利地应用于小型内燃发动机(通常为单缸)的节流阀并且本发明预定安装在摩托车中，以下描述将明确地涉及节流阀，但不丧失一般性。
背景技术
在用于摩托车的单缸内燃发动机中，通常设置有节流阀，其调节供给到汽缸的空气流。
当前市场上用于摩托车的单缸内燃发动机的典型节流阀具有阀体，该阀体设有管状进气管，由内燃发动机吸入的空气通过该管状进气管流动；在进气管的内侧上容纳有可在进气管的打开位置和闭合位置之间移动的移动闸板。闸板的移动直接由连接到加速器节流控制器的鲍登缆线以及由将闸板朝向闭合位置推动的闭合弹簧控制；换言之，作为加速器节流控制器移动结果的鲍登缆线的动作使得克服由闭合弹簧产生的弹力而使得闸板移动并压紧闭合弹簧。
通常情况下，设有压力传感器，其布置在闸板的下游以便测量进气压力，即吸入汽缸内的空气压力。控制单元根据进气压力来估计吸入的空气流量，以及因此根据吸入的空气流量来确定将被喷射的燃料量，以优化汽缸的内部燃烧情况。
专利申请IT102015000020520描述了一种用于小型内燃发动机(通常为单缸)并预定安装在摩托车中的节流阀；所述节流阀包括：阀体；进气管，其在阀体中获得并且由内燃发动机吸入的空气通过进气管流动；操作管道，其在阀体中获得并垂直于进气管布置且与进气管相交；闸板，其具有圆柱形形状，设计成机械地连接到加速器控制器，与进气管接合，并且在操作管道的内侧上在进气管的打开位置和闭合位置之间线性平移；以及闭合弹簧，其压靠闸板的基部，以将闸板朝向进气管的闭合位置推动。闸板在操作管道内侧上的位置通过鲍登缆线来控制，所述鲍登缆线具有固定到闸板的一端以及连接到加速器节流控制器的另一端。
专利申请JPH06137241A和FR2831211A1还描述了一种类似于在专利申请IT102015000020520中所述节流阀的节流阀，其设置有圆柱形的闸板，该圆柱形闸板在与进气管相交的操作管道内滑动。
发明内容
本发明的目的是制备用于内燃发动机的节流阀，其可容易并且低成本地制造。
根据本发明，制备根据所附权利要求中所阐述内容的用于内燃发动机的节流阀。
附图说明
现在将参照示出其非限制性实施例实例的附图来描述本发明，其中：
图1是由设有根据本发明制备的节流阀的内燃发动机来驱动的摩托车的示意图；
图2是图1所示节流阀的透视图；
图3是图2所示节流阀的透视图和分解视图；
图4是图2所示节流阀的纵向剖视图，其中为了清楚起见而去除一些部分；
图5和图6是图2节流阀的管状金属***件的两幅透视图；
图7-10是根据实施例的四种不同变型的图5和图6所示的管状金属***件的四个横截面；以及
图11是围绕图10的管状金属***件制备的图2所示节流阀的操作管道的横截面视图。
具体实施方式
在图1中，附图标记1作为整体指示由小型单缸内燃发动机2(当然根据替代实施例其也可具有更多数量的未示出的汽缸)驱动的摩托车，小型单缸内燃发动机2设有机械控制的节流阀3以便来调节进气空气的流量根据图2、图3和图4所示的内容，节流阀3包括阀体4，在阀体中获得具有圆形截面的管状进气管5，由内燃发动机2吸入的空气通过该管状进气管5流动。节流阀3包括闸板6(由金属材料制成)，闸板6具有圆柱形形状，与进气管5接合，并且在进气管5的打开位置和闭合位置之间线性平移(即，沿着直线轨迹)。具体地，在阀体4中获得具有圆形截面(更佳地在图4中示出)的操作管道7，操作管道7垂直于进气管5布置，与进气管5相交，并且以滑动的方式容纳闸板6(即，闸板6沿着操作管道7在进气管5的打开位置和闭合位置之间滑动)。
在操作管道7的内侧上布置有闭合弹簧8，该弹簧8压靠闸板6的基部，以将闸板6朝向进气管5的闭合位置推动。操作管道7的与进气管5相对的一端部由插塞9封闭，插塞9旋拧以便将闭合弹簧8压靠闸板6，并且插塞9在中心处具有通孔，该通孔设有密封垫圈，并且使得鲍登缆线(未示出)能够通过；插塞9围绕操作管道7旋拧，并且在插塞9和操作管道7之间***密封环(图3中可见)。鲍登缆线的一端固定到闸板6(因此，闸板6适于机械地连接到加速器节流控制器)，同时鲍登缆线的另一端连接到加速器节流控制器；通过旋转加速器节流控制器，鲍登缆线被拉动以确定闸板6朝向进气管5的打开位置滑动压紧闭合弹簧8。
阀体4由模制塑料材料制成(例如，填充有玻璃纤维的热塑性材料可用于增加机械强度)；在阀体4的内侧上布置有管状金属***件10(例如，由铝、由阳极氧化铝或由不锈钢制成)，其布置在操作管道7的区域中并覆盖操作管道7，使得闸板6在管状***件10内滑动并与管状***件10直接接触。管状***件10在中心处具有圆柱形空腔，圆柱形空腔限定操作管道7并且闸板6在圆柱形空腔内滑动；此外，管状***件10具有两个通孔11(图4中所示)，两个通孔11彼此对准并且彼此相对，并且布置在进气管5的区域中以确保进气管5的连续性。
根据优选实施例，由塑料材料制成的阀体4围绕管状***件10包覆模制(通过注射模制)；换言之，管状***件10布置在封闭模具的内侧上，随后将构成阀体4的塑料材料注入到封闭模具内。
根据优选但不是约束的实施例，管状***件10的外端部12从阀体4突出(即，其不由构成阀体4的塑料材料覆盖并因此被暴露)并且设有螺纹以便接收插塞9；换言之，插塞9围绕从阀体4突出并设有螺纹的管状***件10的外端部12旋拧。
根据优选但不是约束的实施例，管状***件10包括撞击环14，撞击环14与管状***件10为一体的(即，其与管状***件10一起制造成一个单件)，布置在管状***件10的与外端部12相对的内端部13的区域内，并且部分地封闭圆柱形空腔，即它构成部分地封闭圆柱形空腔的底壁。在使用中，闸板6在其极限位置下撞击撞击环14，撞击环14对于闸板6的滑动移动构成不能被超过的最大限位止挡部；以这种方式，闸板6永远不会与构成阀体4的塑料材料接触，并且紧在闸板6被撞击环14停止之前时，闸板6封闭管状***件10的空腔内部。例如，撞击环14可由管状***件10的内端部13的机械变形(起拱)来产生。
根据未示出的可能的实施例，在管状***件10的外表面上可获得横向取向的肋状部，其被埋在构成阀体4的塑料材料中，并且具有防止管状***件10从阀体4轴向撤出(即，管状***件10相对于阀体4的纵向滑动)的功能。
根据优选的但不是约束的实施例，提供防旋转装置，其防止闸板6围绕闸板中心轴线在操作管道7的内侧上旋转；换言之，防旋转装置使得闸板6能够沿着操作管道7自由滑动，但是防止闸板6的任何类型的旋转。防旋转装置包括：狭缝15(在图3中可见)，其纵向布置并且在闸板6侧壁的区域中获得；以及销16(图3中可见)，其***到通过管状***件10的侧表面获得的通孔17内，径向地突出进入操作管道7内并接合狭缝15。根据可能的实施例，防旋转装置的销16被驱动进入通孔17内，该通孔17在管状***件10中获得并且通到操作管道7内。
根据图7、图8和图9中所示的替代实施例，防旋转装置的销16由纵向肋状部18(轴向)代替，纵向肋状部18在管状***件10的内表面中获得，并且与在闸板6侧壁的区域中获得的狭缝15(代替销16)接合。根据图7和图8中所示的内容，肋状部18通过使得管状***件10的侧壁变形而获得；这种变形可保持管状***件10侧壁的完整性(图7中所示的实施例)，或者可能需要对管状***件10的侧壁进行局部剪切(图8中所示的实施例)。根据图9中所示的内容，通过局部地加厚管状***件10的侧壁，即通过局部地产生具有厚度增加的管状***件10的侧壁而获得肋状部18。
根据图10和图11中所示的替代实施例，防旋转装置的销16由纵向肋状部18(轴向)代替，纵向肋状部18由构成阀体4的塑料制成；换言之，在该实施例中，管状***件10具有纵向通孔(在图10和图11中示出)，构成阀体4的塑料材料的一部分通过所述纵向通孔穿入到管状***件10中(在注射模制工艺期间)，以产生纵向肋状部18。由塑料材料制成的纵向肋状部18朝向管状***件10的内部突出并且接合在闸板6侧壁区域中获得的狭缝15(代替销16)。
根据图3中所示的内容，阀体4包括腔室19，其具有矩形形状，布置在进气管5的侧面处并且平行于进气管5并由可移除的盖20封闭。节流阀3包括电子控制单元，其监控内燃发动机2的操作，除了其它之外其引导燃料注射入汽缸中并对汽缸中的混合物点火(产生火花塞的点火脉冲)。控制单元包括印刷电路板(也称为PCB)，其支撑控制单元的各种电子部件并与控制单元的各种电子部件互连。盖20支撑电连接器21，电连接器21提供控制单元到内燃发动机2的其它部件(例如，燃料喷射器、火花塞和驱动轴的行程传感器)以及摩托车的其它部件(例如电池)的电连接。
盖20由模制塑料材料(通常与用于制备阀体4相同的塑料材料)制成；根据可能的实施例，盖20例如通过激光器被焊接到阀体4，以便一旦控制单元***到腔室19内就密封腔室19。根据替代实施例，未设置盖20，直接在阀体4中获得电连接器21，并且在***到控制单元中之后，腔室19完全填充完全覆盖控制单元的热塑性树脂；换言之，布置在腔室19中的控制单元完全埋在填充腔室19的热塑性树脂中。
根据优选实施例，节流阀3包括“非接触式”的磁性行程传感器，该磁性行程传感器联接到闸板6并被设计成检测闸板6沿着操作管道7的线性位置。行程传感器包括：刚性地安装在闸板6的永磁体；和读取器(例如，根据霍尔效应操作)，其由控制单元的印刷电路支撑(即，集成在控制单元中)并且布置在永磁体的区域中(即，面向和靠近永磁体布置)。优选地(但非必要地)，行程传感器的永磁体埋在闸板6中，并且与闸板6一起被包覆模制。
行程传感器的永磁体布置在操作管道7的内侧上，因为永磁体联接到沿操作管道7滑动的闸板6；相反，行程传感器的读取器布置在进气管5和操作管道7的外侧上并且靠近永磁体。因此，在行程传感器的磁体和读取器之间***有操作管道和/或进气管的侧壁和管状***件10的侧壁；当阀体4由塑料材料制成并且管状***件10通常由非磁性材料制成时，这种情况并不妨碍磁体(以及因此闸板6)的位置的正确读取。如果管状***件10由磁性材料(例如钢)制成，则需要在行程传感器的读取器区域中给管状***件10提供通孔。
重要的是可发现，防旋转装置的存在总是确保闸板6的位置的正确读取，因为它总是确保行程传感器的永磁体和行程传感器的相应读取器之间的完美对准；事实上，如果闸板6在操作管道7的内侧上旋转，则行程传感器的磁体将远离行程传感器的读取器移动，并且位置读取的质量将劣化。
上述节流阀3具有许多优点。
首先，整个阀体4由模制塑料制成，相对于金属材料具有明显降低的生产成本(在材料成本方面以及在处理成本方面两者上)；此外，使用模制塑料材料制造阀体4也能够显著减小阀体4的重量。
此外，操作管道7被由金属材料制成的管状***件10覆盖(衬以衬里)；以这种方式，在使用中，摩擦仅发生在金属表面(闸板6和闸板6在其内滑动的管状***件10)之间，允许高的组装精度，更大的时间稳定性和减少的磨损(在这方面，重要的是可发现用于制造阀体4的塑料材料由于存在用其填充塑料材料的玻璃纤维而具有的特定磨损性的程度)。
最后，用于阀体4的相同模具可容易地适应于接收不同直径的管状***件10(当然，适应于与不同直径的相应闸板6联接)，以便能够简单且以非常有限的模具成本制备适用于不同尺寸(以及因此不同功率)的内燃发动机2的一系列节流阀3。

Claims (15)

1.用于内燃发动机(2)的节流阀(3)；节流阀(3)包括：
阀体(4)；
进气管(5)，其在阀体(4)中获得并且由内燃发动机(2)吸入的空气通过进气管流动；
操作管道(7)，其在阀体(4)中获得并且垂直于进气管(5)布置，并与进气管(5)相交；
闸板(6)，其具有圆柱形形状，被设计成机械地连接到加速器控制器，与进气管(5)接合，并且在操作管道(7)的内侧上在进气管(5)的打开位置和闭合位置之间线性平移地移动；以及
闭合弹簧(8)，其压靠所述闸板(6)的基部，以将所述闸板(6)朝向所述进气管(5)的闭合位置推动；
节流阀(3)的特征在于：
阀体(4)由模制塑料制成；和
设置有管状***件(10)，其由金属材料制成，在操作管道(7)的区域中布置在阀体(4)的内侧上，并且覆盖操作管道(7)以使闸板(6)在管状***件(10)的内侧上与管状***件(10)直接接触地滑动。
2.根据权利要求1所述的节流阀(3)，其特征在于，
管状***件(10)在中心处具有圆柱形空腔，圆柱形空腔限定操作管道(7)并且闸板(6)在操作管道内部滑动；以及
管状***件(10)具有两个通孔(11)，两个通孔(11)彼此对准并彼此相对，并且布置在进气管(5)的区域中，以确保进气管(5)的连续性。
3.根据权利要求1所述的节流阀(3)，其特征在于，由塑料材料制成的阀体(4)围绕所述管状***件(10)包覆模制。
4.根据权利要求1所述的节流阀(3)，其特征在于，所述操作管道(7)的与所述进气管(5)相对的外端部由插塞(9)封闭，所述插塞(9)旋拧以将所述闭合弹簧(8)压靠闸板(6)，并且在中心处具有通孔，该通孔设置有密封垫圈并且能够使得鲍登缆线通过。
5.根据权利要求4所述的节流阀(3)，其特征在于，所述管状***件(10)的外端部(12)从所述阀体(4)突出并且设有螺纹以接收所述插塞(9)，插塞(9)围绕管状***件(10)的外端部(12)旋拧。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的节流阀(3)，其特征在于，所述管状***件(10)包括撞击环(14)，撞击环(14)与所述管状***件(10)一起制造成一个单件，布置在管状***件(10)的内端部(13)的区域中，并且部分地封闭圆柱形空腔，以便构成用于闸板(6)的滑动移动的不能被超过的最大限位止挡部。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的节流阀(3)，其特征在于，在所述管状***件(10)的外表面上存在至少一个横向取向的肋状部，所述肋状部被埋在构成所述阀体(4)的塑料材料中。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的节流阀(3)，其特征在于，包括磁性行程传感器，所述磁性行程传感器被设计成检测所述闸板(6)沿着所述操作管道(7)的线性位置，并且包括刚性地安装到闸板(6)上的永磁体和布置在进气管(5)和操作管道(7)的外侧上并且靠近永磁体的读取器。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的节流阀(3)，其特征在于，包括防旋转装置，其防止所述闸板(6)围绕闸板的中心轴线在所述操作管道(7)的内侧上旋转。
10.根据权利要求9所述的节流阀(3)，其特征在于，所述防旋转装置包括：狭缝(15)，其纵向布置并且在所述闸板(6)的侧壁区域中获得；以及接合元件(16；18)，其径向地突出到操作管道(7)内并接合狭缝(15)。
11.根据权利要求10所述的节流阀(3)，其特征在于，所述接合元件(16；18)由布置在通孔(17)中的销(16)构成，通孔(17)在所述管状***件(10)的侧壁中获得。
12.根据权利要求10所述的节流阀(3)，其特征在于，所述接合元件(16；18)由纵向肋状部(18)组成，所述纵向肋状部(18)与所述管状***件(10)是一体的并且朝向所述管状***件(10)的内侧突出。
13.根据权利要求12所述的节流阀(3)，其特征在于，所述纵向肋状部(18)在所述管状***件(10)的内表面中获得。
14.根据权利要求13所述的节流阀(3)，其特征在于，所述肋状部(18)通过使得所述管状***件(10)的侧壁变形而获得。
15.根据权利要求12所述的节流阀(3)，其特征在于，
管状***件(10)具有纵向通孔；以及
纵向肋状部(18)由构成阀体(4)的塑料材料的部分制成并通过纵向通孔穿入到管状***件(10)内。
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