专利名称：进气口的调节装置、用调节装置调节进气口的方法、安装有具有调节装置的进气口的机动车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于机动车辆的发动机室的进气口的调节装置。
背景技术：
机动车辆通常安装有包含一个或多个进气孔在内的进气口。进气口通常用于在机动车辆的运转期间冷却其发动机。进气口通常位于机动车辆的前部(在发动机的前部)。发动机通常可借助于冷却剂(例如，水或油)进行冷却。在热交换器(例如，散热器)中用空气对冷却剂进行冷却。流经进气口的空气可以被完全地或部分地弓I导至机动车辆的发动机的发动机室的散热器中，以间接地通过冷却剂来冷却发动机。众所周知，可使发动机室的进气口为可调设计，以允许进气口在打开位置和关闭位置之间调节。在进气口的关闭位置，车辆的空气阻力被降低，这有益于发动机的燃油消耗量。而且，就发动机的效率、燃油消耗量和二氧化碳排放量而言，机动车辆的发动机存在一个最佳工作温度，所述最佳工作温度典型地高于环境温度。当所述发动机被冷却时，当发动机被冷却，然后关闭的进气口可再次有益于燃油消耗量。并且，在进气口打开的驾驶期间，发动机的温度可降到所述最佳工作温度以下，因此燃油消耗量可能增加。同样，在高于所述最佳工作温度的工作温度下，发动机的燃油消耗量可能增加。因此，使进气口采用可调设计是有益的。为此，进气口通常连接到包含驱动单元的调节装置上。借助于驱动单元，进气口可被关闭和被打开。当在进气口关闭的情况下所述发动机的工作温度上升太高时，所述进气口可被再次打开以提供充分的冷却。在所述调节装置发生故障的情况下仍使得关闭的进气口被打开的解决方案已是周知的。因此，公开文献DE37 01 584描述了一种进气口，所述进气口可用遮帘来关闭，所述遮帘关于转轴可展开。所述调节装置包含一弹簧，所述弹簧在所述遮帘打开期间被释放，而在所述遮帘关闭期间被偏压至所述打开位置。在所述冷却剂的工作温度过高及所述驱动单元故障的情况下，所述遮帘在所述弹簧的作用下被带至打开位置。上述调节装置的缺点是:每当所述遮帘关闭时，所述弹簧都被张紧。因此，所述电动机具有过重设计的性质。在所述弹簧张紧期间，随着所述电动机的负荷渐增地沉重，所述发动机噪声改变。这个可能令人烦恼。并且，机构相当庞大、复杂和昂贵。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种上述类型的调节装置，所述调节装置至少克服上述缺点中的一个。为此，本发明提供一种用于至少在第一位置和第二位置之间调节机动车辆的发动机室的进气口的调节装置，其中所述进气口在所述第一位置处大体上是打开的，其中所述进气口在所述第二位置处大体上是关闭的，所述调节装置包含用于至少在所述第一位置和第二位置之间调节所述进气口的驱动单元，所述调节装置进一步包含辅助单元，所述辅助单元被设置为在发生事故的情况下调节所述进气口使得所述进气口到达一预定位置，所述辅助单元包含至少一个储能元件。事故可以被理解为所述调节装置的驱动单元的故障，和/或所述机动车辆的内部或外部使得需要迅速地打开或关闭所述进气口的情况。例如，在发动机室起火的情况下或在环境空气中沙或灰尘的浓度增加的情况下。通过提供包含储能元件的当发生事故时可连接到所述进气口的辅助单元，所述进气口可被可靠地带至预定位置。所述预定位置可以是例如所述第一位置和/或所述第二位置和/或位于所述第一位置和所述第二位置之间的中间位置。通过提供储能元件，所述辅助单元可被设计为具有其自身能量供应的独立单元。因此，在驱动单元发生故障的情况下(例如，与所述驱动单元的能量供应有关的故障)，所述进气口借助于所述独立的辅助单元仍然可被调节，因为所述辅助单元的能量供应与所述机动车辆的能量供应是分开的。切断所述进气口和对所述发动机室的氧气供应可能是有益的。例如在所述发动机过热导致所述发动机室起火的情况下。所述储能元件在所述调节装置正常使用期间，未施加任何力、力偶或力矩到所述进气口上，而只在发生事故的情况下，所述储能元件施加力、力偶或力矩到所述进气口上。在正常使用期间，所述驱动单元未受到任何阻力和/或所述储能元件的其它作用。于是，所述驱动单元(尤其是驱动时)可被限定仅用于调节所述进气口。因此，所述驱动单元可具有相对廉价设计的性质。所述储能元件在正常使用期间不与所述驱动单元一起运转，所述储能元件对疲劳和/或磨损不敏感。通过使用储能元件，相对多的能量可被立刻释放，所以所述进气口可被较快速地调节至所述第一位置处或所述第二位置处或预定位置处。所述进气口的较快调节可能是有利的，例如在发动机过热的情况下，可较快地将空气供应给所述发动机，以对它进行冷却。另外，在进气口被卡住的情况下(由诸如冻结或污垢导致)，从所述储能元件立刻被释放的能量可再次打开或关闭所述进气口。或者，比如，在发动机室起火的情况下，如果所述进气口是完全地或部分地打开，所述进气口通过利用储能元件可较快速地被关闭。所述辅助单元可仅包含储能元件，其中，在正常使用期间，所述储能元件独立于所述进气口 ；在发生故障时，所述储能元件连接到所述进气口上。所述辅助单元可进一步包含用于发生事故的情况下在所述储能元件的作用下调节所述进气口的操作元件。例如，所述储能元件可能直接连接到所述进气口，或可能经由所述操作元件连接到所述进气口。在正常使用期间，所述储能元件独立于所述进气口和/或所述驱动单元，所以所述驱动单元未受到所述储能元件的任何作用。在发生事故时，所述储能元件以一种方式或其它方式(例如，经由操作元件或者经由所述驱动单元的驱动系的一部分)连接到所述进气口上用于调节所述进气口。所述操作元件可包含例如弹簧、杠杆、记忆金属、齿条，烟火元件、马达、双金属器件、压缩空气操作、真空操作、液压操作。操作元件可能有许多实施例。有利地，所述储能元件被设置为释放能量给所述操作元件，以便所述操作元件可连接到所述进气口用于调节所述进气口。所述辅助单元可进一步包含用于启动所述储能元件的启动元件。所述启动元件接收和/或记录和/或建立故障或故障报告。在所述驱动单元起火时，所述启动元件被启动。所述启动元件自身可记录故障(例如，用温度传感器)，所述启动元件也可接收故障报告(例如，来自发动机管理系统或来自所述驱动单元本身的故障报告)。随后，所述启动元件将启动所述储能元件，所述储能元件接下来提供能量给所述操作元件(如果存在)，以便连接到所述进气口并调节所述进气口。所述启动元件可包含例如热电偶、温度传感器、来自所述发动机管理系统的信号、弹簧、双金属元件、镍钛合金元件、二氧化碳报警器，等等。通过加偏压至所述储能元件，所述进气口凭借所述储能元件的启动可被简单可靠地打开或关闭。可选地，可提供两个储能元件，所述两个储能元件的其中一个储能元件被偏压用于调节到所述第一位置或预定的中间位置，另一个储能元件被偏压用于调节到所述第二位置或预定的中间位置。根据情况和/或故障，所述进气口可被相对快速可靠地调节到所述第一位置或到所述第二位置。有利地，所述储能元件包含弹性元件，所述弹性元件例如诸如弹簧、橡胶元件或受压流体元件。所述弹簧可以被配置为例如扭转弹簧、螺旋弹簧、拉力弹簧、压缩弹簧、或片簧。弹簧和其组合可能有不同实施例。所述储能元件也可包含电容器元件或电池元件或可储存电能和/或电磁能的线圈元件。所述储能元件也可包含:例如记忆金属元件或双金属元件或烟火元件。多种储能元件是可行的。储能元件可被安排用于储存如动能、电能、电磁能、势能、热能、化学能，等等。有利地，所述驱动单元包含电力驱动，例如，电力致动器。然而，也可借助于压缩空气驱动、真空驱动或液压驱动来驱动所述调节装置。可选地，可使用存在于车辆的压缩空气设备和/或真空设备和/或液压设备。电力驱动可独立驱动，和/或可利用存在于所述机动车辆的电力系统。优选地，所述驱动器经由驱动系连接到所述进气口上。有利地，所述驱动系包含渐开线齿。通过提供渐开线齿，可以以相对紧凑的方式获得相对高的传动比。渐开线齿是小齿轮上具有有限齿数(优选地少于4个)的改进的渐开线齿。渐开线齿被技术人员所熟知，这里不进一步阐述。因此，所述驱动系可采用相对紧凑设计。在有益的实施例中，所述驱动单元可以被容纳在一壳体内。所述壳体在一定程度上可防尘并且防水，以便所述驱动单元在一定程度上免受如灰尘之害。通过将所述驱动单元容纳于壳体内，所述驱动单元可被相对简单地固定于所述机动车辆上。可选地，所述储能元件也被容纳在所述驱动单元的壳体内，然而，所述储能元件也可被容纳在一独立的壳体内。例如，通过将所述储能元件容纳于独立的壳体内，所述储能元件可在另一个位置固定于所述机动车辆上。进气口可包含例如两个彼此相邻的进气孔。每个进气孔可以安装有自己的容纳在独立的壳体内的驱动单元，所述独立的壳体安装于靠近各自的进气孔处。根据本发明，所述进气口安装有用于在一个或多个驱动单元发生故障的情况下调节所述进气口的储能元件。所述储能元件可被容纳在独立的壳体内，并且可安装在所述两个进气孔之间以在发生故障的情况下同时调节两个进气孔。进一步有益的实施例在从属权利要求中被提出。本发明进一步涉及一种用于调节机动车辆的进气口的方法。本发明进一步涉及安装有这种调节装置的进气口和安装有这种进气口的机动车辆。
将根据附图中示出的调节装置的示例性实施例更详细地阐述本发明。在附图中:图1示出了根据本发明的调节装置的第一示例性实施例的示意性透视图；图2a示出了图1的实施例在所述调节装置正常使用期间的示意性俯视图；图2b示出了图1的实施例在所述储能元件与所述进气口连接期间的示意性俯视图；图2c示出了图1的实施例的示意性俯视图，其中所述储能元件连接到所述进气口用于调节所述进气口；图3示出了根据本发明的调节装置的第二示例性实施例的示意性透视图。在附图中，相同的部件或类似的部件用相同的附图标记表示。需要注意的是，附图仅通过示例性实施例来示出本发明，不应以任何方式被理解为限制性的。
具体实施例图1示出了用于调节机动车辆的发动机室的进气口的调节装置I。借助于所述调节装置1，所述进气口可至少在第一位置和第二位置之间调节；在所述第一位置处，所述进气口大体上是打开的，因此被称为打开位置；在所述第二位置处，所述进气口大体上是关闭的，因此被称为关闭位置。根据其结构，所述进气口也可被调节至位于所述打开位置和所述关闭位置之间的一个或多个中间位置处。所述中间位置可被限定为离散位置，所述调节装置也可按照连续的方式在所述第一位置和所述第二位置之间调节。进气口可能有多个实施例。进气口包含一个或多个进气孔，外界空气可沿这些进气孔被完全地或部分地引导至具有冷却剂的热交换器，例如位于所述机动车辆的发动机室的前部的散热器元件。随后所述发动机室内的发动机利用所述散热器元件的冷却剂进行冷却。例如，可在所述机动车辆的前部安装单个进气孔，也可在所述机动车辆的前部安装两个彼此相邻的进气孔。并且，一个或多个进气口可位于所述机动车辆的一侧。根据本发明的所述进气口采用可调设计。为此，所述进气口可安装有具有关闭元件的关闭装置(未示出)，例如，所述关闭元件诸如垂直板条和水平板条、遮帘、挂帘、折叠挂帘、卷轴遮帘、膨胀元件，等等。借助于所述关闭元件，所述进气口可被完全地或部分地关闭或打开。所述调节装置I包含用于调节所述进气口的驱动单元2。所述驱动单元2连接到输出轴3。所述输出轴3连接到所述进气口用于调节所述进气口。在正常运转期间，所述驱动单元2会根据所述发动机所需的冷却，对所述进气口的关闭元件进行操作，以调节所述关闭元件。在正常运转期间，所述驱动单元2会调节所述进气口到预定位置。在发生事故(例如，所述驱动单元故障、所述发动机过热或者所述发动机室起火)的情况下，仍然需要去调节所述进气口。为此，所述调节装置I安装有辅助单元4，所述辅助单元4被设置为在所述驱动单元2故障的情况下连接到所述进气口。所述辅助单元4包含储能元件5。在此示例性实施例中的辅助单元4进一步具有启动元件(未示出)。在图2中，示出了借助于所述辅助单元4对所述进气口的调节。
图2a示出了在正常使用期间的所述调节装置I。所述驱动单元2连接到所述输出轴3，所述输出轴3位于一预定位置处，且所述进气口位于一对应的预定位置(例如，打开位置，即所述进气口大体上打开的位置)处。所述驱动单元2包含马达7，所述马达7经由驱动系8与所述输出轴3连接。在此,所述驱动系8包含若干个互相啮合的大齿轮8a，在大齿轮之间的小齿轮8b具有用于以紧凑的方式下高传动比的渐开线齿。所述调节装置I进一步包含具有所述储能元件5 (这里是扭转弹簧)的所述辅助单元4。在此示例性实施例中,所述辅助单元4还包含启动元件9,在此所述启动元件9为被偏压的压缩弹簧。在此实施例中，不具有独立的操作元件。所述扭转弹簧5的一端5a受限于连接梁10上的凹槽12，使得所述扭转弹簧5被偏压。在正常使用期间，所述扭转弹簧5不受限制地围绕所述输出轴3，所述输出轴3或与所述输出轴3连接的齿轮Sc未受到来自所述扭转弹簧5的任何阻碍。在图2b中，示出了当所述启动元件9接收到事故报告和/或感应到事故时所发生的情况。所述被偏压的压缩弹簧9释放，导致所述连接梁10绕轴11枢转。因此，所述弹簧5的所述端5a从所述凹槽12脱离，并且所述弹簧5可连接到所述输出轴3。由于所述弹簧5的偏压，所述输出轴3枢转并且所述进气口被调节到如图2c示出的另一预定位置。在图2c中，示出了所述输出轴已经枢转，因此相对于图2a示出的位置来说，所述进气口已经被调节。图3示出了根据本发明的调节装置I的一可替代的实施例。所述驱动单元2包含致动器7和驱动系8，所述驱动系8包含若干个大齿轮和具有渐开线齿的小齿轮。所述驱动系8最后还包括输出蜗杆14，所述输出蜗杆14在此简化表示。所述驱动单元2借助于所述蜗杆14连接到所述输出轴3上，所述蜗杆14以旋转锁定的方式被嵌入在齿轮Sc中，所述齿轮Sc为所述驱动系8的一部分。在正常使用期间，所述致动器7驱动所述驱动系8。通过所述蜗杆14与所述齿轮Sc的旋转锁定，所述蜗杆14开始旋转。所述输出轴3上的齿(未示出)与所述蜗杆14啮合，因此所述输出轴3被调节。所述辅助单元4包含所述储能元件5，所述储能元件5在此为被偏压的压缩弹簧
5。在发生事故的情况下，例如通过启动元件(在此未示出)，所述弹簧5被释放。所述被释放的弹簧5连接到操作元件13上，在此所述操作元件13是所述蜗杆14的一部分。在正常使用期间，所述弹簧5与所述驱动单元2和所述输出轴3无关联。所述驱动单元2在正常使用期间未受到来自所述弹簧5的任何阻碍、阻力或力。由于所述弹簧5的释放，所述蜗杆14沿轴向以箭头A所指的方向平移，并且以类似齿条的方式驱动输出轴3，借以调节所述进气口。在优选实施例中，弹簧5被配置为镍钛诺(记忆金属)弹簧。因此外界温度的上升足以引起所述弹簧5释放。各种变形都是可能的，并且对技术人员来说是清楚的。例如，所述辅助单元可以仅包含记忆金属元件，所述记忆金属元件例如能够检测过高的温度并因此变形、能量被释放并且所述输出轴因此可被调节。这种记忆金属元件被设计为例如杠杆，涵盖启动元件、储能元件和操作元件的功能。因此，所述辅助单元可设计得紧凑有效。并且，这样的记忆金属元件在启动的情况下可经由比如齿轮等与所述输出轴连接。这些变形和其它变形都应被理解为在权利要求书的保护范围内。
权利要求
1.一种调节装置，所述调节装置用于至少在第一位置和第二位置之间调节机动车辆的发动机室的进气口，其中所述进气口在所述第一位置处大体上是打开的，其中所述进气口在所述第二位置处大体上是关闭的，所述调节装置包含用于至少在所述第一位置和第二位置之间调节所述进气口的驱动单元，所述调节装置进一步包含辅助单元，所述辅助单元被设置为在发生事故的情况下调节所述进气口使得所述进气口到达一预定位置，所述辅助单元包含至少一个储能元件。
2.根据权利要求1所述的调节装置，其中，所述辅助单元包含:用于在所述储能元件的作用下调节所述进气口的操作元件。
3.根据权利要求2所述的调节装置，其中，所述储能元件被设置为释放能量给所述操作元件。
4.根据前述权利要求中任一项所述的调节装置，其中，所述辅助单元进一步包含用于启动所述储能元件的启动元件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的调节装置，其中，所述储能元件被偏压用于调节到所述第一位置和/或所述第二位置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的调节装置，其中，所述储能元件包含至少一个弹性元件。
7.根据权利要求6所述的调节装置，其中，所述弹性元件包含弹簧元件。
8.根据前述权利要求中任一项所述的调节装置，其中，所述储能元件包含下述元件中的至少一种:电容器元件、线圈元件、记忆金属元件、双金属元件、烟火元件。
9.根据前述权利要求中任一项所述的调节装置，其中，所述驱动单元包含电力驱动和/或压缩空气驱动和/或真空驱动和/或液压驱动。
10.根据权利要求9所述的调节装置，其中，所述驱动单元经由驱动系连接到所述进气□。
11.根据权利要求10所述的调节装置，其中，所述驱动系包含渐开线齿。
12.根据前述权利要求中任一项所述的调节装置，其中，所述驱动单元被容纳在一壳体内。
13.根据权利要求12所述的调节装置，其中，所述储能元件被容纳在所述壳体内。
14.一种借助于调节装置至少在第一位置和第二位置之间调节机动车辆的进气口的方法，其中所述进气口在所述第一位置处大体上是打开的，其中所述进气口在所述第二位置处大体上是关闭的，其中所述调节装置包含驱动单元并进一步包含辅助单元，在发生事故的情况下所述驱动单元连接到所述进气口使所述进气口运动至一预定位置，其中所述辅助单元包含储能元件。
15.一种进气口，所述进气口具有根据权利要求1到13中任一项所述的调节装置。
16.一种具有进气口的机动车辆，所述进气口具有根据权利要求1到13中任一项所述的调节装置。
全文摘要
一种调节装置，所述调节装置用于至少在第一位置和第二位置之间调节机动车辆的发动机室的进气口，其中所述进气口在所述第一位置处大体上是打开的，其中所述进气口在所述第二位置处大体上是关闭的，所述调节装置包含用于至少在所述第一位置和第二位置之间调节所述进气口的驱动单元，所述调节装置进一步包含辅助单元，所述辅助单元被设置为在发生事故的情况下调节所述进气口使得所述进气口到达一预定位置，所述辅助单元包含至少一个储能元件。
文档编号B60K11/08GK103221243SQ201180055842
公开日2013年7月24日 申请日期2011年11月9日 优先权日2010年11月15日
发明者斯蒂芬·亚历山大·乔治·G·博牡, 艾里克·阿尔弗雷德·S·德弗里斯 申请人:荷兰反光镜控制器国际有限公司