专利名称：用于在汽车中产生负压的装置的制作方法
用于在汽车中产生负压的装置本发明涉及一种用于在汽车中产生和/或放大负压的装置，尤其是用于运 行负压-制动力放大器的装置，其包括一节气门单元，该节气门单元具有至 少一个节气门外壳和一个设置在节气门外壳的节流通道内的并可在一角度 范围内转动的节气门板，其中，该装置还包括用于产生和/或放大负压的装置。这种类型的、用于在带有内燃机的汽车中产生负压的装置已经出现在多 方面的应用中。在汽车中提供负压对于负压供给的制动力放大器的功能是尤 其必需的。在此，大气压和用于放大制动力的负压之间的差别被充分利用在 制动缸上。因此，制动力放大器并从而汽车的制动装置的可靠的运行要求始 终在制动力放大器的真空室内借助于止回阀存储足够的负压，以便在各种行 驶状况下保证足够的制动力。用于内燃机的功率控制的计量调节机构通常通 过节气门板的转动调整调节吸入空气流量并从而调整内燃机的功率。该原理 中有关负压量取可行方案的缺点在于，进气弯管中的负压在内燃机的不同功 率状态下不同，并且取决于行驶状况。特别是在带有如自动变速器和大功率 的空调的舒适装置的汽车中，结合关于部分负荷-节气门损失优化的汽油机， 用于可靠地供给制动装置的进气管负压在一些场合下是不够的。在此，尤其 要考虑高环境温度下停停走走的行驶状况。有时为改进负压水平平行于节气门喷管设置一进气-吸入式射流泵(sucking jet pump)。借助于使用相应的部分吸入空气流量作为喷射气体，作 为公知的横断面收缩原理和与此相关的速度提高的结果，可以根据伯努利原 理在文氏管内产生升高的负压。为提供负压，也已经建议过电或机械驱动的负压泵，然而这些由于带有 内燃机的汽车中的多次能量转换，具有差的总效率。作为辅助部件的安装的 负压泵额外地导致了显著的零件成本，并导致整个系统的易受干扰性。因此 损害气动的制动力放大器的运行安全，在汽车运行中，这是严重的安全风险。在DE198 08 548A1中建议了 一种在用于由内燃机驱动的汽车的制动装 置的气动制动力放大器中、借助于 一吸入式射流泵产生和/或放大负压的装 置，其中，吸入式射流泵设置在内燃机的排气系统上，并且采用内燃机的废气质量流作为喷射气体。这种装置的缺点在于，该装置的位置在内燃机的热 的尾气中，该位置强烈的限制了各种热不稳定材料的使用可能性。此外，废 气质量流相应地取决于节气门板位置和发动机转速，因此在节气门板关闭并 且从而增压空气流小时，废气质量流也不是在汽车的每个行驶状况下产生足 够的流动，以便保证足够的负压来运行气动的制动力放大器。DE 195 03 568A1涉及一种量控制的内燃机，该内燃机具有一设置在旁 路内用于量控制机构或节气门的吸入式射流泵，该泵用于伺服电机的负压产 生，尤其是制动力放大器的负压产生，其中，在旁路上，在吸入式射流泵的 上游设置有一止回阀和/或节流阀。通过这种结构，在增压空气的流体流小时 也可产生足够的低压，然而，该装置具有以外部结构，该结构设置在作为节 气门单元的量控制机构旁边，并且该装置具有另外的零件，这些零件必须集 成在发动机抢。额外地要求一止回阀和/或节流阀，所述阀必须不利地电控制。在DE 196 22 378A1中建议了 一种用于汽车的内燃机的、带有一可在通 道中调整的节气门板的节气门喷管，其中，带有节气门般的通道的区域与一 旁路通道桥接。从流动方向上看，在旁路通道上首先设置有一可电控的阀， 然后设置有一文氏管。在文氏管的入口区域连接有一用于制动力放大器的负 压装置。这种装置同样要求一在节气门喷管外的结构，该结构必须集成在发 动机舱内。此外，由于通道内变化的流体流量，需要一个阀，所述阀必须通 过一操纵装置控制。在这些公知的方法中出现这样的问题，即，要求外部的进气管装置，该 装置必须集成在发动机抢内，其中，所述进气管装置可电或机械地通过阀控 制，该阀要求电控制，另外成本贵，并且导致增大系统的易干扰性。因此，本发明所要解决的技术问题是创造一种在汽车中产生和/或放大负 压的装置，该装置与外部装置无关，并且可以不使用电控制器，并且在内燃 机的每个运转点提供足够的、用于运行气动制动力放大器的负压。该技术问题由从按权利要求1的前序部分所述的用于产生负压的装置出 发，结合权利要求1的特征解决。各从属权利要求给出了本发明各有利的进 一步发展。本发明包括该技术指导，即，该装置设计为集成在节气门外壳内的负压 放大装置，该装置根据伯努利原理、按吸入式射流泵的方式作用，以便为至 少一个制动力放大器产生放大的负压。该方案有这样的优点，即，该装置通过集成在节气门外壳内不以单独零 件的形式出现，并从而不是必须单独地集成在发动机艙内。在此无需设置负 压产生装置或放大装置，所述装置被电驱动或者通过内燃机的机械连接驱 动。负压的分支或量取可直接在集成在节气门的外壳内的流动几何结构上进 行，该几何结构使用吸入式射流泵的作用原理。此外，节气门单元在按量原 理控制的内燃机(例如汽油机)中不再存在。通过用于产生和/或放大负压的装 置的机械设计，可以对汽车或内燃机的一个空转-运转点或加速-运转点在流 动技术的法则内改进负压，以便尤其是如此地驱动气动的负压-制动力放大 器，即，任何时刻都可增强对于制动力的支持。负压连接在节气门单元的外 壳上进行，其中，为了为制动力放大器提供负压仅仅需要与止回阀软管连接 或管连接，所述连接以简单的方式与负压连接。所述连接要么对于存在的负 压供应额外地可用，如果可获得足够大的流动横截面，可以完全舍弃进气管 上的传统负压供应。在这种情况下，不需要额外的零件。此外，舍弃负压产 生装置或放大装置的电控制器。因此，负压产生的整个系统的最终特征在于， 负压的产生仅仅通过节气门外壳内的控制通道进行，并且舍弃其它的负压供 给。用于产生和/或放大负压的装置优选设计为取决于节气门转动角度范围 的负压放大装置，以便在节气门开度的一定范围内产生增大的负压。用于产 生负压的装置如此设计制造，即，所属在节气门转动角度范围内对于负压的 量取或分支在一个流动速度最高的区域内进行。有利的是该装置设计为至少一个延伸通过节气门外壳的控制通道，其中，控制通道在入口处(Miindung)连通至节流通道，以便在控制通道中产生 负压。此外，控制通道的布置是以合适的方式相对流动方向成一角度。在此， 该角度a是大于0。的值，以便避免堵塞效应。该控制通道有利地与节流通道 的、在流动方向上位于下游的半部连通。这就有这样的优点，即，在没有额 外载荷的空转时、节气门开度最小时，提供正常的进气管负压。相应的，在 很多情况下，制动力放大器的迄今为止的进气管负压连接可以通过控制通道 上的连接代替。可以研究选择，在节气门环周边线上的哪一点(直接在节气 门轴线旁边还是远离轴线，在极端情况下错开90。)上定位孑L(Miindung)，以 便通过节气门更大的开度角范围放大制动力负压增大。此外，设计标准第一 是最大可能的流动速度(相当于最大负压)，第二是节气门的转动角度范围，可通过该区域使用负压。发动机接近空转时的运转的转速可假设为800转 /min至1000转/min。用于利用最大流动速度的其它措施可以在突入节流通 道的控制管内的控制通道的延伸上和/或节气门喷管上的附加结构看出，所述 结构延伸入流动横截面，其中，控制管或控制通道的自由端连通至最大流动 速度的区域。所述控制通道在一个可被所述节气门板的转动至少部分扫掠到的区域 内汇入所述节流通道。本发明另一改进的措施设计为，即，节气门板在控制通道一侧具有增厚， 以便通过一放大的节气门开度角范围实现提高的负压。节气门板以公知的方 式具有盘形，其中，所述圆盘在控制通道一侧的一半具有增厚，该增厚可以 再次导致气流收缩并因此根据伯努利原理可在相关区域导致静态压力的下 降。按本发明的另一种实施形式建议，即，用于产生和/或放大负压的装置设 计为至少一个作为节流通道的旁路并且设置在节气门外壳内的节流孔，以便 在节流孔内产生加速的流体流。因此，用作喷射气体的吸入的空气流量的气 流通过单独的节流孔传输，其中，节流通道和节流孔至少在节气门外壳的部 分长度上平行延伸。按照本实施形式，存在一种修改了形状的独立吸入式射 流泵装置，其中，该装置按本发明集成在节气门外壳中。与节流通道的结构无关，节流孔具有一文氏管类型的流道缩窄部段，以 便加速节流孔内的流体流。因此，控制通道可以在流道缩窄部段的范围内连 通至节流孔，使得在该节流孔中形成进一步提高的负压。各从属权利要求给出了本发明其它改进的措施。下面结合图示优选实施 形式详细说明本发明。附图中
图1: 一种用于产生和/或放大负所压的装置及节气门单元的立体视图；图2:节气门单元的剖切视图，其中，控制通道连通至节流通道；以及图3:节气门单元的剖切视图，其中，该节气门单元具有一节流孔，并 且该控制通道连通至节流孔。图1所示的装置1包括一个节气门单元2，该单元具有节气门外壳3， 节流通道4延伸穿过所述节气门外壳。节气门单元2设置在没有进一步示出 的内燃机的进气管道内，其中，所述节流通道4形成空气滤清器的软管连接 或管连接和内燃机的空气收集器之间的连接。在节流通道4中可转动地设置有节气门板5，通过转动该节气门板可以改变吸入空气的空气质量流量。节气门板5在图示的实施形式中处于基本上关闭的位置，因此吸入空气的空气 质量流量采用一小的值。节气门外壳3实施为一体的，在此，节气门外壳上 的连接件、固定区域、装配孔和类似的部件成形在其它部件旁边。控制通道 6延伸经过节气门外壳3，该控制通道一端连通至节流通道4，并且另一方面 过渡至可连接在负压软管的管状部分。该没有详细示出的负压软管形成一设 置在节气门外壳内的、用于产生负压的装置和气动的制动力放大器或其它功 能元件之间的连接，所述其它功能元件是一负压负载。在节气门外壳的后部 设置有电机控制器7，尤其通过该控制器进行节气门板5的控制。控制器7 的电连接通过接触装置8进行，该接触装置使电连接至汽车的中央控制电气 设备成为可能。图2示出了装置1的第一种实施形式的剖切视图，其包括节气门单元2， 其中，控制通道6连通至节流通道4。入口 9直接设置在这样的区域，即， 在空转时，节气门板5在该区域与节流通道壁11邻接。流道缩窄后增大了 吸入空气质量流的流动速度，由此，按照伯努利定律静态压力减小，因此， 形成负压，该负压延续到控制通道6内。因此，沿流动方向12运动的空气 质量流不会压入控制通道6，控制通道设置在相对节流通道4的橫截面测得的定位角axr的牵引方向上。图3再次给出了装置1的另一种实施形式，该装置示出在节气门单元2 的剖切视图中，其中，该装置具有控制通道6，该孔连通至节流孔IO。节流 孔10设置在节流通道4内，并且在流动方向12上延伸，因此，吸入空气的 一部分被从节流通道4内分流，并且流过节流孔IO。节流孔10具有一形式 为文氏管的流道缩窄部段13,因此在低临界点的压缩比时，可通过节气门板 实现流道缩窄部段13内的吸入空气的流动的加速。控制通道6在流道缩窄 部段13的区域内连通至节流孔10，因此，在此也可以充分利用放大的吸入 效应。在节气门板5关闭或快关闭时，通过节流通道的空气质量流量最小， 并且节流孔10作为旁路，其中充满提高的速度，并且可通过控制通道6导 出相对进气管的负压提高的负压。本发明不限于上面给出的几种实施形式。可考虑多种变形，即便基本上 不同类型的设计也可以利用所示的方案。附图标记列表 1装置 2节气门单元 3节气门外壳4 节流通道5 节气门板6 控制通道 7控制器8接触装置9 入口10节流孔11节流通道壁12〗充动方向13流道缩窄部段a 定位角
权利要求
1.一种用于在汽车中产生和/或放大负压，尤其是用于负压-制动力放大器的运行的装置(1)，其包括一节气门单元(2)，该节气门单元具有至少一个节气门外壳(3)和一个设置在该节气门外壳(3)内的节流通道(4)中并可在一角度范围内转动的节气门板(5)，该节气门板用于调节所述节流通道(4)内的流体流，其中，所述装置(1)进一步包括用于产生和/或放大负压的装置，其特征在于，所述装置设计为集成在所述节气门外壳(3)内的负压放大装置，所述负压放大装置按照伯努利原理，以吸入式射流泵的形式作用，以便为至少一个制动力放大器产生放大的负压。
2. 按权利要求1所述的装置(l)，其特征在于，所述用于产生和/或放大 负压的装置设计为取决于节气门转动角度范围的负压放大装置，以便在节气 门开度的一定范围内产生增大的负压。
3. 按权利要求1或2所述的装置(l)，其特征在于，所述装置设计为至 少一个延伸穿过所述节气门外壳(3)的控制通道(6)，其中，所述控制通道(6) 在一入口(9)连通至所述节流通道(4)，以便在控制通道(6)内产生负压。
4. 按权利要求3所述的装置(l)，其特征在于，所述控制通道(6)在这样 一个区域连通至所述节流通道(4)，即，在该区域内，在发动机带有额外负载 接近空转运行时，流过所述节流通道(4)的流体具有最大的速度。
5. 按权利要求4所述的装置(l),其特征在于，所述控制通道在所述节 流通道(4)在流动方向上位于下游的半部汇入所述节流通道(4)。
6. 按权利要求3至5之一所述的装置(l)，其特征在于，所述控制通道(6) 在一个可被所述节气门板(5)的转动角度范围至少部分扫掠到的区域内汇入 所述节流通道(4)。
7. 按权利要求1或2所述的装置(l)，其特征在于，所述节气门板在控 制通道一侧具有增厚，以便通过放大的节气阀开度角范围实现负压的增大。
8. 按权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述用于产生和/或 放大负压的装置设计为至少一个作为所述节流通道(4)的旁路并且设置在所 述节气门外壳(3)内的节流孑L( 10),以便在该节流孔(10)内产生 一加速的流体、、云
9. 按权利要求1或2所述的装置(1),其特征在于，所述节流孔(10)具有一文氏管形式的流道缩窄部段(13),以便加速所述流道缩窄部段(13)内的流 体流。
10. 按权利要求1至3之一所述的装置(1)，其特征在于，所述控制通道 (6)在流道缩窄部段(13)的范围内汇入所述节流孔(10)，以便在节流孔(10)内产 生负压。
11. 一种按权利要求1至10之一所述用于产生和/或放大负压的装置的 应用，用以运行汽车中的一个或多个负压-加载装置。
12. 按权利要求11所述的应用，其特征在于，所述负压-加载装置是负 压-制动力放大器。
全文摘要
本发明涉及一种在汽车中产生和/或放大负压的装置(1)，尤其是用于负压-制动力放大器的运行，其包括一节气门单元(2)，该单元具有至少一个节气门外壳(3)和一个可在一角度范围内转动地设置在节气门外壳(3)内的节流通道(4)内的节气门板(5)，该节气门板用于调节节流通道(4)内的流体流，其中，该装置(1)还包括用于产生和/或放大负压的装置，其中，该装置设计为集成在节气门壳体(3)内的负压放大装置，该装置根据伯努利原理，按吸入式射流泵的形式作用，以便为至少一个制动力放大器产生放大的负压。因此创造了一种用于在汽车中产生和/或放大负压的装置(1)，该装置独立于外部组件并且不可以使用电控制，并且在内燃机空转或加速行驶时提供一增大的负压用于驱动气动的制动力放大器。
文档编号F02D9/10GK101258310SQ200680032378
公开日2008年9月3日 申请日期2006年7月1日 优先权日2005年7月7日
发明者奥利弗·柯梅斯, 尤维·斯坦曼, 比约恩·诺德曼, 赫尔穆特·奥斯瓦尔德, 迪特马·伯格鲍尔 申请人:Gm全球科技运作股份有限公司