歧管盖110的组成部件。 因此，在一些实施例中，控制器118是固态继电器设计，致使所述控制器具有比进气歧管盖 110更长或相等的使用寿命。
[0118] 尽管此实施例将控制器118集成到进气歧管盖110中，但控制器118也可形成到其 他内燃机部件中，例如(作为非限制性示例)进气供应导管112(见图1)或进气歧管108(见图 1) 〇
[0119] 已经发现的是，进气歧管盖110(通常为铝）的温度有助于消散由于控制器或存在 于空气加热器系统114的将大电流供应到加热元件120的各电接触件之间的低热效率和寄 生电阻而产生的任何热量。
[0120] 图5示出了进气歧管盖110,其中移除了空气加热器系统114的其它部分。因此，可 看到外壳154和孔隙130。
[0121] 图6以简化形式示出了从外壳154中取出且移除了密封剂156的控制器118。控制器 118包含连接件160,用于将控制器连接到发动机的电子控制单元或由发动机供电的装置的 其他控制单元。在此实施例中，输入电接触件134是螺柱。输出电接触件136是中空接触件的 形式，其界定了邻接表面162,螺母138轴向偏压所述邻接表面以形成控制器118与接触螺钉 140之间的电连接。
[0122] 另外参照图7,输出电接触件136包含被构造成容纳或套住接触螺钉(诸如接触螺 钉140)的孔164。螺母138然后将再次相对于接触螺钉140轴向拧紧，以在两者之间形成电连 接。
[0123] 参照图8，在一些实施例中，控制器118 '可以是与进气歧管盖110分离的独立部件。 在此实施例中，控制器118'包含其自己的外壳155。
[0124] 参照图4，控制器118借助连接构件166电连接到空气加热器116。更具体地，连接构 件166连接到接触螺钉140，所述接触螺钉又连接到输出电接触件136，如上所述。加热元件 120的一端连接到连接构件166的与接近控制器118的一端相反的一端。加热元件120的另一 端电连接到进气歧管盖110。这使得空气加热器116接地。作为选择，连接构件可将加热元件 直接连接到控制器，例如使用直接焊接到加热元件的镍中间区段，所述加热元件将直接或 间接地连接到控制器的输出电端子。下文更详细地论述此镍区段。另外，呈镍区段形式的连 接构件可连接到加热元件与发动机部件之间，即在加热元件的接地侧上。
[0125] 参照图9,每一空气加热器部件119大体上包含一对绝缘支架126和加热元件120。 绝缘支架126中的每一个通常包含U形载架170以及一个或多个陶瓷绝缘体172,所述U形载 架通常是冲压金属。加热元件120是形成为多个纵向延伸区段174的材料带，所述纵向延伸 区段借助呈弯曲端部区段176的形式的多个弯曲连接部分彼此互连，以形成波状或波浪形 轮廓。绝缘体172(其可以是除陶瓷外的其他材料)限定了大体上矩形的容纳腔182,所述容 纳腔容纳弯曲端部区段176,以支撑加热元件120且使加热元件120与发动机的安装有空气 加热器116的部件(即，进气歧管盖)相隔离。
[0126] 纵向延伸区段174各自具有入口端184和出口端186。平行表面188、190在入口端 184和出口端186之间延伸。入口端184大体上限定了空气加热器的入口面192,而出口端186 大体上限定了空气加热器的出口面194。
[0127] 如上文指出的，可期望将空气流引导穿过空气加热器116。图10和11是加热元件 120A的一个实施例的局部图示，所述加热元件被配置成在空气流流过加热元件120A时引导 所述空气流。在此实施例中，纵向延伸区段174A相对于加热元件120A的入口面和出口面倾 斜。
[0128] 空气流由箭头104示出。在此实施例中，纵向延伸区段174A限定了入口端184A和出 口端186A之间的引导面188A。在这里，引导面188A是平坦表面且平行于也是平坦表面的背 面190A。引导面188A和背面190A相对于加热元件120A的入口面192以非平行、非垂直的角度 α?延伸。入口面192可由设置于加热元件120A的入口端194A上的假设平坦表面限定。类似 地，引导面188Α和背面190Α相对于出口面194以非平行、非垂直的角度α2延伸。在此实施例 中，角度α?和α2是相等的且介于45度与90度之间，且优选地介于约60度至85度之间，使得任 何空气流的重定向均介于约0度与45度之间，优选地介于约15度与30度之间。
[0129] 由于纵向延伸区段174Α的弯曲，在弯曲端部区段176Α与纵向延伸区段174Α之间形 成过渡区段210Α。过渡区段210Α在所示实施例中是扭曲区段。
[0130] 通常，为了形成角度α?和α2,所述材料带通常被弯曲以首先形成弯曲端部区段 176Α。其后，延伸于弯曲端部区段176Α之间的纵向延伸区段174Α被弯曲以形成角度α?和α2。
[0131] 加热元件120Α的此实施例具有垂直于入口面192和出口面194延伸的弯曲端部区 段176的槽198(即，底部）。另外，此加热元件120Α将使用具有矩形的容纳腔182的绝缘体 172,所述矩形的容纳腔并非回转式的，如图9所示。更具体地讲，矩形的容纳腔182的两侧 200、202相对于彼此平行，且与其余的矩形的容纳腔182的相同侧对齐(例如，共线/共面）。 另外，另外两侧204、206彼此平行但与其他容纳腔182的任一侧均不对齐，且在将加热元件 120Α安装于绝缘体172内时大致垂直于入口面192Α和出口面194Α延伸。
[0132] 图12和13示出了加热元件120Β的另一实施例，所述加热元件用于将空气流引导通 过加热元件120Β。在此实施例中，纵向延伸区段174Β在入口端184Β和出口端186Β之间并非 平坦的。而是，纵向延伸区段174Β的引导面188Β和背面90Β是弯曲的或修圆的。
[0133] 在此实施例中，引导面188Β在入口端184Β处大致垂直于加热元件120Β的入口面 192Β，使得在所述面的切线处测量的角度α3大致为90度。然而，在可供选择的实施例中，角 度 α3可以具有非垂直的值，使得引导面更类似于U形。引导面188Β沿空气流104的方向连续 弯曲至出口端186Β。引导面188Β在出口端190Β处相对于出口面194Β以非平行、非垂直的角 度α4延伸，所述角度是沿表面的切线测量的。
[0134] 此实施例将类似于先前实施例120Α形成，且具有垂直于入口面192Β和出口面194Β 的槽198Β。另外，此实施例将使用具有类似形状的绝缘体172,所述绝缘体使用非回转式的 矩形的容纳腔。另外，此实施例将具有形成于弯曲的纵向延伸区段174Β与弯曲端部区段 176Β之间的过渡区段。
[0135]引导面188Β将大体上具有半径r。半径r优选地根据加热元件宽度w和角度α4使用 以下公式确定^=(18(^)/(皿4)。作为选择，加热元件宽度￥可使用以下公式根据已知的加 热元件高度11来计算:￥=(11€[431)/(1808；[11(€[4))。
[0136] 另一加热元件120C的实施例示出于图14A-14C中。此实施例具有大致平坦的引导 面188C，且类似于标准的无变形的加热元件，例如图9所示的加热元件120。然而，在形成图9 的加热元件120之后，加热元件120被以角度α5倾斜，使得引导面188C相对于入口面192C和 出口面194C成一角度延伸。由于所述倾斜动作，弯曲端部区段176C的槽198C也相对于入口 面192C和出口面194C以角度α6倾斜，角度α6大致等于90度-角度α5。优选地，角度α6介于45 度与90度之间，且优选地介于约60度至85度之间，使得任何空气流的重定向均介于约0度与 45度之间，优选地介于约15度与30度之间。参照图14Β，在利用倾斜的一些实施例中，相邻的 纵向延伸区段174C的邻近同一弯曲区段176C的入口端184C将由于倾斜变形而具有离入口 面192不同的距离。出口端186C也出现了同样的情形。在此实施例中，弯曲端部区段176C在 从端部观看时是大体上矩形的。
[0137] 在此实施例中，陶瓷绝缘体172将具有回转式的矩形的容纳腔，如15和16中示出。 在此实施例中，在将加热元件120C(未示出）安装到容纳腔182C内时，矩形的容纳腔182C的 顶侧200C和底侧202C均相对于入口面192C和出口面194C以非平行、非垂直的角度延伸。在 这里，侧面204C、206C相对于入口面192C和出口面194C以角度α7延伸。另外，顶侧200C或底 侧202C均不平行于相邻腔182C的对应侧，如在图9所示的绝缘体172中。
[0138] 然而，在可供选择的实施例中，可出现倾斜动作，使得弯曲区段176C'的端视图看 似非矩形的平行四边形，诸如图14C所示。在此情形中，对应绝缘体中的腔将具有相似的非 矩形的平行四边形形状。另外，所有纵向延伸区段174C'的入口端184C'均相对于入口面 192C'具有相同距离，且出口端186C'离出口面194C'具有相同距离。然而，弯曲区段176C'的 槽仍相对于入口面192C'和出口面194C'成一角度延伸。
[0139] 在空气流104流动时使用空气加热器使其转向的第四种方法在图17和18中示出。 在此实施例中，空气加热器区段119被以一角度α8相对于内燃机部件的安装所述空气加热 器区段的安装表面220安装。在此实施例中，内燃机部件是进气供应导管112。
[0140] 因此，加热区段119的方位仅被改变，从而在空气流104离开发动机部件（即，进气 供应导管112)时使其改变方位，而不是如先前实施例中所述使加热元件120D、尤其是其纵 向延伸区段变形。在此实施例中，绝缘支架126被安装成使纵向延伸区段、且尤其是其引导 面相对于安装表面220成一角度。
[0141] 尽管此实施例具有安装于进气供应导管112中的加热区段119,但其他实施例可将 所述加热区段以这种倾斜的构造并入到其他部件中，诸如进气歧管盖110。
[0142] 另外，图17和18中的角度α8、α8 '和α8"显示为相等的。然而，在可供选择的实施例 中，这些角度α8、α8'和α8"可彼此不同，使得每一加热区段119以更可控的方式引导空气流 改变方向。例如，不同加热器旨在在不同的发动机汽缸进气端口处引导部分空气流。
[0143] 图19-21示出了控制器118Β的可供选择的实施例。此实施例修改了输出电接触件 136Β。在此实施例中，输出电接触件136Β呈电接触螺钉的形式，其具有附接到螺纹螺柱轴 232的增大的头部230。电引线，诸如空气加热器的连接构件166,可连接到控制器118Β。
[0144] 此实施例也是独立控制器，其可独立于安装所述控制器的发动机部件形成，然后 附接至所述发动机部件。
[0145] 环绕螺柱轴232的是圆柱形绝缘体234。圆柱形绝缘体234使螺柱轴232与将安装控 制器118Β的内燃机部件(如进气歧管盖110)绝缘。圆柱形绝缘体234将被调整尺寸以穿过内 燃机部件（110)的安装表面240被插入到孔238中。优选地，绝缘体234的直径将与孔238的直 径相匹配，使得绝缘体234将为所述系统提供增大的机械刚度。
[0146] 在此实施例中，控制器118Β具有底部安装表面236,所述底部安装表面在组装期间 将抵靠内燃机的部件安装。在此实施例中，底部安装表面236由容纳控制器118Β的其他内部 电部件的外壳提供。
[0147]输出电接触件136Β也可以并入到控制器中，所述控制器被永久地固定到内燃机的 部件，如上文所述的控制器136。
[0148] 此类电接触件的使用减少了可靠的电/机械连接所需的配件数量，且使得由于电 连接所致的寄生电阻最小化。
[0149] 图22示出了本发明实施例的另一特征。了解加热元件120的温度通常是重要的。因 此，在一个实施例中，控制器118被配置成使用热电偶原理且尤其是在加热元件120与进气 歧管盖11〇(或加热元件120接地的其他内燃机部件)之间的热接点250处感测加热元件120 的温度。
[0150] 在此装置中，加热元件120和进气歧管盖110是由不同材料形成的。当加热元件120 与进气歧管盖110之间的热接点250暴露至与电接点256、260处的温度不同的温度时，产生 与电接点256、260和热接点250之间的温度差相关的热电偶电压。
[0151] 所述装置包含用以测量热接头250上的电压的热电偶电路252。热电偶电路252包 含在第一电接点256处联接到加热元件120的第一引线254。热电偶电路252还包含在第二电 接点260处联接到进气歧管盖110的第二引线258。最后，电压表262连接到第一引线254和第 二引线258的相反两端，以测量两个电接点256、260之间产生的热电偶电压。尽管附图将电 压表262示为单独部件，但电压表262可由控制器118的电路提供，且无需是单独的独立部 件。换句话说，电压表无需且通常不会是单独的万用表。
[0152] 根据此热电偶电压，可确定热接点250的温度。作为选择，所述热电偶电压可被使 用，因为热电偶电压与热接点250的温度相关。如果电接点256、260的参考温度已知，则可确 定热接点250的温度。因此，在热接点250处的加热元件120的温度是已知的。此温度数据可 用于由控制器118或整个装置的更高阶的电子控制单元来控制空气加热器系统的操作。
[0153] 关于热接点250感测到的温度数据通常将出现在并未将电力供应到加热元件120 时。
[0154] 图23示出了类似于图22所示的另一实施例。在此实施例中，中间段264被插置在加 热元件120与进气歧管盖110(或其他发动机部件)之间。加热元件120、中间段264和进气歧 管盖110是由不同材料形成的。
[0155] 在加热元件120与中间段264之间形成第一热接点266。在中间段264与进气歧管盖 110之间形成第二热接点268。
[0156] 在这种装置中，两个热接点266、268被设置在电接点256、260之间。在这种装置中， 对温度变化具有较高的敏感度，且温度是在加热元件120的端部测量的，而非在进气歧管盖 处测量，因为进气歧管盖是过大块的材料，对加热元件的温度变化不那么敏感。
[0157] 同样，从电压表262收集的电压信息可用于控制空气加热器的运行。
[0158] 图24示出了类似于图22和