专利名称：用于内燃机的可变几何形状进气歧管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于内燃才几的可变几何形状进气歧管。
技术背景内燃机设置有多个气缸，每个气缸通过至少一个进气阀连^t妻于 进气歧管，并通过至少一个排气阀连接于排气歧管。进气歧管通过 设置有节气阀的供应管接收新鲜空气(即，来自于外部环境的空气) 并借助于相应的进气管连接于气缸，每个进气管都终止于与至少一 个进气阀相对应的4立置中。在现代内燃才几中，进气歧管可为可变几何形状类型的；即，该 进气歧管可具有部分化(partialization )装置，该部分化装置改变作 为发动机状态(regime)(即，发动机轴的r.p.m.(每分钟转数))的 函数的进气管的横截面。在低r.p.m.下，空气通过进气管的通路截 面减小，以便于在进气流中产生紊流，该紊流提高气缸中空气与燃 料之间的混合。由于提高混合的这些紊流的存在，注入的所有燃料 都净皮燃烧，因而减少了燃烧产生的污染物排;改。在高r.p.m.下，空 气通过进气管的通路截面被最大化，以便能够完全充满气缸并因而 能够产生最大可能的功率。例如，与以上所述相同类型的部分化装置也可为滚流装置或涡 流装置。滚流装置对于每个进气管均使用可移动得远离作用位置 (active position )以及移动至该作用位置的部分化本体，其中部分
化本体减小进气管的横截面。涡流系统设计成使每个进气管均包括 两个通道，该两个通道彼此平行并设置在彼此的旁边，涡流系统对 于每个进气管均使用可移动得远离作用位置以及移动至该作用位 置的部分化本体，其中该部分化本体完全封闭进气管的两个通道中 的一个。市场上现有的部分化装置中，所有的部分化本体都装配在7>共 轴上，从而在公共致动装置的推力下一起转动得远离作用位置以及 转动至该作用位置，该/>共致动装置祐 没计成以同时且同步的方式 控制所有部分化本体本身的位置。另外，市场上现有的部分化装置 中，设置有位置传感器，该位置传感器通常连接于公共致动装置或 连4妄于 >共轴并确定部分化本体的位置，进而确定7>共轴的角位 置。然而，目前市场上可得到的用在部分化装置中的已知位置传感 器都较为昂贵且安装复杂。另外，由于已知的位置传感器检测公共轴的角位置，它们并不直接;险测部分化本体的实际位置，因此不能 够检测出是否由于机械问题而使得部分化本体中的 一 个不再从致 动装置中接收运动。最终，由于尺寸的原因，已知的位置传感器适化本体本身的实际位置。在这一点上，应该注意的是，部分化装置 的适当操作对于减少由低r.p.m.下的燃烧产生的污染物排放来说是 必要的。因此，对部分化装置适当才喿作的精确控制对于满足^皮称为 EURO-4的欧洲共同体标准的要求来说是必要的。WO2006045027A1 ^>开了一种充电(charge)运动4空制阀至丈动 器方法和装置，该方法和装置使用电机、输出轴、控制电路、以及 传感器，以便通过电机提供对输出轴位置的闭环控制；来自传感器 的反馈能够使得控制电路控制输出轴的位置，并且控制电路还可以 输出与输出轴的位置有关的数据
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于内燃机的可变几何形状进气 歧管，该进气歧管没有上述缺点，并且尤其具有可容易且经济地制 造的优点。根据本发明，提供了 一种用于内燃机的可变几何形状进气歧 管，该进气歧管包括-至少一个进气管，其将进气歧管连接至内燃机的至少一个气缸；-部分化装置，用于改变进气歧管的几何形状，该部分化装置 包括至少一个部分化本体，该部分化本体设在进气管内部，并设置有安装成可围绕转动轴线转动的轴；以及-至少一个角位置传感器，用于确定轴围绕转动轴线的角位置；进气歧管的特征在于，该角位置传感器包括-永磁体，其固定在轴上，并净皮i殳置在进气管的内部上；以及-阅读器，其^皮设计成读取永^兹体的方位，并被i殳置在进气管 的外部上且位于进气管本身的壁附近和永i兹体的附近。
下面将参照示出了本发明实施例的一些非限制性实例的附图 来描述本发明，其中图i是设置有根据本发明构造的进气歧管的内燃机的示意图；图2是放大比例下的图1进气歧管的视图，其中为了清楚起见移除了一些部分；
图3是图1进气歧管的部分化本体的示意性透^见图；图4是图1进气歧管的角位置传感器的示意性截面图，其中为 了清楚起见移除了 一些部分；图5是设置有根据本发明构造的另 一实施例的进气歧管的内燃 斗几的示意图；以及图6是图5进气歧管的部分化本体的示意性透视图。
具体实施方式
在图1中，参考标号l表示作为整体的内燃机，该内燃机具有 四个气缸2 (图1中4又示出了其中的一个)，每个气缸通过至少一个 进气阀4连接于进气歧管3,并通过至少一个排气阀6连接于排气 歧管5。进气歧管3通过由节气阀8调节的供应管7接收新鲜空气(即， 来自于外部环境的空气)，并借助于相应的进气管9 (图1中仅示出 了其中的一个)连接于气缸2,每个进气管9都由相应的进气阀4 调节。同样地，排气歧管5借助于相应的排气管10 (图1中仅示出 了其中的一个)连接于气缸2，每个排气管IO都由相应的排气阀6 调节。出口管11从排气歧管5伸出，该出口管终止于消声器(该 消声器为公知的且未示出)，以便将燃烧所产生的气体排放到大气 中。根据所示的实施例，燃料(例如汽油、柴油、甲烷、LPG等) 借助于设置在进气阀4附近的喷射器12被喷射到每个进气管9中。 根据另一实施例(未示出)，喷射器12被布置成将燃料直接喷射至 气釭2中。
进气歧管3包括滚流类型的部分化装置13，该部分化装置改变 作为发动机1的r.p.m.的函数的进气管9的横截面。根据图2中所 示的，部分化装置13对于每个进气管9都包括部分化阀14，该部 分化阀具有装配在轴16上的部分化本体15,以《更于在致动装置17 的推力下围绕转动轴线18转动，该致动装置沿^f黄向方向设置且位 于相应进气管9外部。优选地，|是供一个7>共致动装置17，该7>共致动装置才几4成地连 接于四个部分化阀14的所有部分化本体15。可替4灸地，每个部分 化阀14可包4舌其自己的致动装置17,并因此而在才凡械上独立于其 它部分4匕阀14。换句话i兌，这四个部分4b阀14的部分4匕本体15可 以不才几才成地^皮此连才妄，因此可相对于4皮此自由转动。在4吏用中，每个部分化本体15都在致动装置17的推力下在作 用位置(在图2中以实线示出)与静止位置(在图2中以虛线示出) 之间转动，其中在作用位置中部分化本体15减小进气管9的空气 通3各的截面，而在静止位置中部分化本体15不会引起进气管9的 空气通路的截面的4壬4可减小。对于每个部分化本体15来说，轴16都嵌在进气管9的壁l9 中，并围绕转动轴线18转动。另外，每个进气管9的壁1SJ都具有 内部座20,该内部座被设计成用于当部分化本体15本身^皮设在静 止位置中时容纳部分化本体15。当部分化本体15净皮设在静止位置 中时，部分化本体15的顶表面21构成进气管9的内表面22的一 部分，并基本上呈辐射状，而无需解决与内表面22本身的连续性。 具体地，在静止位置中，每个部分化本体15的顶表面21都基本平 行于进气管9的中心轴线，同时，在其露出最多的位置中，每个部 分化本体15的顶表面21都与进气管9的中心轴线形成约30°-45° 的角度。 根据图3和图4中所示的，部分化装置13包括连接于部分化 本体15中之一的位置传感器23,用于确定相应轴16围绕转动轴线 18的角位置。通常，由于所述部分化本体15设置在用于传输来自 致动装置17的运动的机械传动装置的最末端位置，因此位置传感 器23连冲妄于距致动装置17最远的部分化本体15， 乂人而最易遇到4壬 何可能的机械问题。才艮据另一实施例(未示出)，部分化装置13对于每一部分化本 体15都包括一个相应的位置传感器23。显然，当每个部分化阀14 均包括其自己的致动装置17并且因而在积4成上独立于其它部分化 阀14时，所述选择是必要的。角位置传感器23包括固定在轴16上的永石兹体24、以及阅读器 25,该阅读器是》兹阻类型的，被设计成用于读取永^兹体24的方位， 并^^殳置在进气管9的外部上，并在进气管9本身的壁19附近和 7io 兹体24的附近。才艮据图3中所示的，轴16具有圓柱形形状，并具有圓柱形侧 壁26以及一对;波此相对的平面端壁27。角位置传感器23的永石兹体 24固定于轴16的端壁27。优选地，角位置传感器23的永》兹体24 被嵌在轴16中并与轴16本身共同模制在一起。根据图4中所示的优选实施例，进气管9的壁19包括盲外部 座28，角位置传感器23的阅读器25^皮容纳在该盲外部座中。优选 地，角位置传感器23的阅读器25通过螺钉连接于外部座28。可替 换地，阅读器25可置放在进气管9的壁19上(即，与进气管9的 壁19直接接触)，或者可相对于进气管9的壁19略微升高。根据图5和图6中所示的另一实施例，每个进气管9在其中间 部分中包括;波此平4亍的两个通道29。部分化装置13是涡流类型的
并且7于于每个进气管9均包4舌一个部分^f匕阀14,该部分^匕阀沿进气 管9的两个通道29中之一^皮安装并械 没计成用于改变流过通道29 本身的空气通路的截面。具体地，每个部分化阀14的部分化本体 15可在关闭位置与最大打开的位置之间移动，在关闭位置中部分4b 本体完全封闭通道29。由于所述角位置传感器23不昂贵、安装方便且快捷、并具有 高测量精确度，因此上述角位置传感器23的使用存在许多优点。 具体地，由于角位置传感器23的阅读器25 i殳置在进气管9的外部 上，因而不需对进气管9进行任何类型的穿孔，因此角位置传感器 23的安装是方便且快捷的。另外，甚至在将进气歧管3安装在发动 机l中时，也可简单且直接了当地对角位置传感器23的阅读器25 进行检查、维修操作或更换。由于角位置传感器23的阅读器25是无接触类型的，因此在机 械上独立于永磁体24,并且由于不需存在任何连接于轴16的动态 或静态密封环，因此上述的角位置传感器23不会在轴16的转动上 引起任何类型的摩擦。最后，上述的角位置传感器23直接4企测部分化本体15的有效 位置，因而能够检测出是否由于机械问题而使得部分化本体15不 再从致动装置17中接收运动。
权利要求
1.一种用于内燃机(1)的可变几何形状进气歧管(3)，所述进气歧管(3)包括-至少一个进气管(9)，其将所述进气歧管(3)连接至所述内燃机(1)的至少一个气缸(2)；-部分化装置(13)，用于改变所述进气歧管(3)的几何形状，所述部分化装置包括至少一个部分化本体(15)，所述部分化本体设在所述进气管(9)内部，并设置有安装成可围绕转动轴线(18)转动的轴(16)；以及-至少一个角位置传感器(23)，用于确定所述轴(16)围绕所述转动轴线(18)的角位置；所述进气歧管(3)的特征在于，所述角位置传感器(23)包括-永磁体(24)，其固定在所述轴(16)上，并被设置在所述进气管(9)的内部上；以及-阅读器(25)，其被设计成读取所述永磁体(24)的方位，并被设置在所述进气管(9)的外部上且位于所述进气管(9)本身的壁(19)附近和所述永磁体(24)的附近。
2. 根据权利要求1所述的进气歧管(3 )，其中，所述轴(16 )具 有圆柱形形状，并具有圆柱形侧壁(26)以及一对4皮此相对的 平面端壁(27);所述角位置传感器(23)的所述永一磁体(24) 固定于所述轴(16)的端壁(27)。
3. 根据权利要求1所述的进气歧管(3 )，其中，所述进气管(9 ) 的所述壁(19)包括盲外部座(28),所述角位置传感器(23) 的所述阅读器(25)被容纳在所述盲外部座中。
4. 根据权利要求3所述的进气歧管(3 )，其中，所述角位置传感 器(23 )的所述阅读器(25 )通过螺^"连接于所述进气管(9 ) 的所述壁(19)。
5. 根据权利要求1所述的进气歧管(3 ),其中，所述角位置传感 器(23)的所述阅读器(25)是^f兹阻类型的。
6. 根据权利要求1所述的进气歧管(3 )，其中，所述角位置传感 器(23 )的所述永》兹体(24 )净皮嵌在所述轴(16 )中，并与所 述轴(16)本身共同模制在一起。
7. 根据权利要求1所述的进气歧管(3 )，其中，所述部分化装置(13 )是滚流类型的，并且所述部分化本体(15 )可朝向作用 位置移动，在所述作用位置中所述部分化本体(15 )本身减小 所述进气管(9)的横截面。
8. 根据权利要求7所述的进气歧管(3 ),其中，所迷部分化本体(15 )的所述转动轴线(18 )以下述方式相对于所述进气管(9 ) 设置在外部上，所述方式为，在静止位置中，所述部分化本体(15)不会引起所述进气管(9)的空气通路的截面的任何减 小。
9. 根据片又利要求8所述的进气歧管(3 )，其中，所述部分化本体(15 )的所述轴(16 )被嵌在所述进气管(9 )的壁(19 )中。
10. 根据权利要求9所述的进气歧管(3 )，其中，所述进气管(9 ) 的所述壁(19)具有内部座(20),所述内部座(20)被设计 成当所述部分化本体(15 )本身被设在静止位置中时容纳所述 部分化本体(15 )。
11. 根据权利要求1所述的进气歧管(3 ),其中，所述进气管(9 ) 在其中间部分中包括彼此平行的两个通道(29)，所述部分化装置(13 )是涡流类型的，并且所述部分化本体(15 )被设置 在所述进气管(9)的一通道(29)内部，以便在关闭位置与 最大打开的位置之间位移，在所述关闭位置中所述部分化本体 完全封闭所述通道(29)。
全文摘要
一种用于内燃机(1)的可变几何形状进气歧管(3)，具有至少一个进气管(9)，将进气歧管(3)连接至内燃机(1)的至少一个气缸(2)；部分化装置(13)，用于改变进气歧管(3)的几何形状，部分化装置具有至少一个部分化本体(15)，该部分化本体设在所述进气管(9)内部，并具有安装成可围绕转动轴线(18)转动的轴(16)；以及至少一个角位置传感器(23)，设计成确定轴(16)围绕转动轴线(18)的角位置，并具有永磁体(24)和阅读器(25)，永磁体固定在轴(16)上的永磁体(24)，阅读器被设计成读取永磁体(24)的方位并被设置在进气管(9)的外部上且位于进气管(9)本身的壁(19)附近和永磁体(24)的附近。
文档编号F02D41/22GK101117912SQ20071013804
公开日2008年2月6日 申请日期2007年8月2日 优先权日2006年8月2日
发明者米凯莱·佩科拉, 费代里科·兰乔尼 申请人:玛涅蒂玛瑞利动力系公开有限公司