专利名称：发动机进气歧管的可变进气截面机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及动力设备，特别涉及发动机进气系统中进气截面控制机构。
背景技术：
现代汽车采用电控燃油喷射系统后，为了进一步改善汽油机的性能，对进气系统 的结构进行了诸多改进。为兼顾高速性能和中低速性能，出现了可变进气技术。可变进气 机构的方式主要有改变气门升程、改变配气相位、改变进气歧管上稳压腔容积、改变进气 歧管长度、改变进气歧管流通截面。但目前实现可变进气的各种机构都存在结构复杂、可靠 性低、制造工艺复杂、成本高等缺点。
发明内容本实用新型提供一种发动机进气歧管的可变进气截面机构，采用蝶式阀门控制双 进气道中一个进气道的开闭，根据发动机工况选择合适的进气量，解决现有技术中结构复 杂、可靠性低及成本高的技术问题。 本实用新型为解决上述技术问题而提供的发动机进气歧管的可变进气截面机构 (PDA)包括设置于发动机进气歧管连接发动机各气缸盖双进气道中一个气道内的碟式阀 门，控制该碟式阀门开闭的控制系统。所述碟式阀门为翻转式阀门，该碟式阀门包括碟片， 通过碟片中心的翻转轴，所述翻转轴通过两端的轴承套固定在进气歧管的气道内，所述控 制系统驱动翻转轴转动。 本实用新型的进一步改进在于所述控制系统包括执行机构以及信号控制机构， 所述信号控制机构接收发动机控制单元(ECU)的控制信号并控制执行机构动作，所述执行 机构接受发动机控制单元控制指令，并将控制指令转化为控制碟式阀门开闭的动作。所述 信号控制机构包括电磁阀及真空执行器，所述真空执行器连接进气歧管的真空腔，发动机 控制单元控制电磁阀通断，电磁阀连接真空执行器与进气歧管真空腔之间的真空通道。所 述执行机构包括连接真空执行器的连接拉杆，该连接拉杆上铰接有数量与发动机气缸数相 同的曲柄，该曲柄的另一端连接碟式阀门的翻转轴，并控制碟式阀门的碟片翻转动作，所述 曲柄受连接拉杆控制绕与碟片连接端转动。 本实用新型的再进一步改进在于所述曲柄与碟片翻转轴之间通过孔轴配合连 接；所述曲柄上设有方轴，碟片翻转轴端设有与该方轴配合的方孔；或者所述碟片翻转轴 端设有凸起的方轴，曲柄上设有与该方轴配合的方孔。 本实用新型的更进一步改进在于该可变进气截面机构还包括有限制碟片转动角 度的限制机构，所述限制机构包括设在连接拉杆与真空执行器连接端突出该连接连杆表面 的两个限位块，所述真空执行器的固定架上设有突出的定位挡块，该定位挡块位于上述两 个限位块之间。或者所述限制机构包括设在轴承套内孔的开口环形的限位槽，所述碟片翻
转轴外表面设有凸起的限位挡i央，所述限位挡块嵌于所述限位槽内。 本实用新型直接由ECU控制，根据发动机工况(转速)自行调节进气通流界面大小。进气歧管与缸盖连接端双气道设计，低速时，关闭一个气道进气通流截面减小，使气流 保持较高的流速，确保燃油充分雾化、混合；高速时，气道全开进气通流截面大，气体流动阻 力小，充量系数nv高。PDA机构在不影响高速性能的同时，有效的改善低速性能提高发 动机燃油经济性、改善发动机怠速稳定性、降低发动机低速低负荷时的排放。
图1是本实用新型发动机进气歧管可变进气截面机构的结构示意图； 图2是蝶式阀门转动机构的爆炸图； 图3是蝶式阀门的立体图。
具体实施方式结合上述附图详细说明本实用新型的具体实施例。 由图1中可知，这种发动机进气歧管的可变进气截面机构包括设置于发动机进气 歧管连接发动机各气缸盖双进气道中一个气道内的碟式阀门，控制该碟式阀门开闭的控制 系统。所述碟式阀门为翻转式阀门，该碟式阀门包括碟片，通过碟片中心的翻转轴，所述翻 转轴通过两端的轴承套固定在进气歧管的气道内，所述控制系统驱动翻转轴转动。本实用 新型中的PDA机构通过进气歧管内的蝶式阀门，控制发动机在低速负荷下的进气速率。由 于在低速负荷下，发动机需要的新鲜空气质量较小，在没有PDA机构下，两个气道同时进 气，发动机节气门需要关闭的非常厉害，因此通过节气门体后的气体流速较小，造成缸内气 流运动不佳，而采用PDA机构后，在发动机低速负荷下，通过PDA机构中蝶式阀门，适度关 闭其中一个气道进气，而仅使用一个气道进气，因此发动机节气门不需要关闭较大的角度， 提高了发动机进气流速，在气流进入缸内后，能够沿缸壁产生较强的涡流，涡流伴随着活塞 下行，当活塞行驶到下止点后上行阶段，缸内涡流强度快速增强，当活塞上行到上止点附近 时，缸内涡流被活塞挤压崩溃，涡流转换成更为强度很高的紊流，大大增强火焰的传播速 度，从而迅速增加燃烧速率，提升发动机在低速负荷下的性能，改善燃油经济性；同时由于 燃烧性能的提升，对发动机排放也有一定程度的改善。 所述控制系统包括执行机构以及信号控制机构，所述信号控制机构接收发动机控 制单元的控制信号并控制执行机构动作，所述执行机构接受发动机控制单元控制指令，并 将控制指令转化为控制碟式阀门开闭的动作。所述信号控制机构包括电磁阀及真空执行 器，所述真空执行器连接进气歧管的真空腔21，发动机控制单元控制电磁阀通断，电磁阀连 接真空执行器与进气歧管真空腔之间的真空通道。进气歧管与缸盖连接的一段分为两个气 道，在其中一个气道内设有控制气道开关的可转动的蝶式阀门2。缸盖的进气口分隔为与进 气歧管对应的两个气道。本PDA机构直接由发动机控制单元ECU控制，ECU根据发动机工 况(转速)给电磁阀9通电/断电。低速时，ECU给电磁阀9通电，电磁阀9连通真空执行 器7与进气歧管真空腔间的真空通道，真空执行器7驱动执行机构11使四个气道的蝶式阀 门同步关闭；当发动机达到一定转速时，ECU给电磁阀9断电，电磁阀9又使真空通道断开， 真空执行器7连通大气，真空执行器7驱动执行机构11使四个气道的蝶式阀门恢复初始的 全开状态，真空执行器7通过真空执行器支架8固定在进气歧管上。 所述执行机构包括连接真空执行器的连接拉杆，该连接拉杆上铰接有数量与发动机气缸数相同的曲柄，该曲柄的另一端连接碟式阀门的翻转轴，并控制碟式阀门的碟片翻转动作，所述曲柄受连接拉杆控制绕与碟片连接端转动。所述曲柄与碟片翻转轴之间通过孔轴配合连接；所述曲柄上设有方轴，碟片翻转轴端设有与该方轴配合的方孔；或者所述碟片翻转轴端设有凸起的方轴，曲柄上设有与该方轴配合的方孔。本实用新型的执行机构包括连接拉杆6、曲柄3、轴承盖5、密封圈4、蝶阀2、轴承套1。连接拉杆6为工字形塑料棒材，在满足功能需求的同时减少材料、节约成本，连接拉杆6与曲柄3以球窝的方式连接，驱动四个气道的蝶阀2同步开关。 该可变进气截面机构还包括有限制碟片转动角度的限制机构，所述限制机构包括设在连接拉杆与真空执行器连接端突出该连接连杆表面的两个限位块，所述真空执行器的固定架上设有突出的定位挡块，该定位挡块位于上述两个限位块之间。或者所述限制机构包括设在轴承套内孔的开口环形的限位槽，所述碟片翻转轴外表面设有凸起的限位挡块，所述限位挡块嵌于所述限位槽内。连接拉杆6头部工字形的设计与真空执行器支架8伸出的限位块12，共同作用起到限定蝶阀开度和保护真空执行器7的作用。轴承套4以键连接的形式嵌入气道口，其减重设计进一步强调了低成本。轴承套4的一个轴承空设有限位块13，与蝶阀上的挡块14共同起到限制蝶阀开度的作用，进一步提高了 PDA机构的可靠性。[0017] 所述曲柄与碟片翻转轴之间还设有定位机构，包括设置于翻转轴内孔内的键，设置于曲柄连接端的键槽。蝶阀2中央一端口处设有键17与曲柄上的键槽18配合。方轴配合以及键配合，有效的防止蝶阀2相对轴转动，提高可靠性同时保证零件的寿命。止推环19与挡块14一起，起到防止蝶阀轴向转动的作用。蝶阀2的槽口 20设计，使涡流效果更好、燃烧更稳定。 以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求一种发动机进气歧管的可变进气截面机构，其特征在于该机构包括设置于发动机进气歧管连接发动机各气缸盖双进气道中一个气道内的碟式阀门，控制该碟式阀门开闭的控制系统，所述碟式阀门为翻转式阀门，该碟式阀门包括碟片，通过碟片中心的翻转轴，所述翻转轴通过两端的轴承套固定在进气歧管的气道内，所述控制系统驱动翻转轴转动。
2. 根据权利要求1所述发动机进气歧管的可变进气截面机构，其特征在于所述控制 系统包括执行机构以及信号控制机构，所述信号控制机构接收发动机控制单元的控制信号 并控制执行机构动作，所述执行机构接受发动机控制单元控制指令，并将控制指令转化为 控制碟式阀门开闭的动作。
3. 根据权利要求2所述发动机进气歧管的可变进气截面机构，其特征在于所述信号 控制机构包括电磁阀及真空执行器，所述真空执行器连接进气歧管的真空腔，发动机控制 单元控制电磁阀通断，电磁阀连接真空执行器与进气歧管真空腔之间的真空通道。
4. 根据权利要求2所述发动机进气歧管的可变进气截面机构，其特征在于所述执行 机构包括连接真空执行器的连接拉杆，该连接拉杆上铰接有数量与发动机气缸数相同的曲 柄，该曲柄的另一端连接碟式阀门的翻转轴，并控制碟式阀门的碟片翻转动作，所述曲柄受 连接拉杆控制绕与碟片连接端转动。
5. 根据权利要求4所述发动机进气歧管的可变进气截面机构，其特征在于所述曲柄 与碟片翻转轴之间通过孔轴配合连接；所述曲柄上设有方轴，碟片翻转轴端设有与该方轴 配合的方孔；或者所述碟片翻转轴端设有凸起的方轴，曲柄上设有与该方轴配合的方孔。
6. 根据权利要求1至4中任一项所述发动机进气歧管的可变进气截面机构，其特征在 于该可变进气截面机构还包括有限制碟片转动角度的限制机构。
7. 根据权利要求6所述发动机进气歧管的可变进气截面机构，其特征在于所述限制 机构包括设在连接拉杆与真空执行器连接端突出该连接连杆表面的两个限位块，所述真空 执行器的固定架上设有突出的定位挡块，该定位挡块位于上述两个限位块之间。
8. 根据权利要求6所述发动机进气歧管的可变进气截面机构，其特征在于所述限制 机构包括设在轴承套内孔的开口环形的限位槽，所述碟片翻转轴外表面设有凸起的限位挡 块，所述限位挡块嵌于所述限位槽内。
9. 根据权利要求5所述发动机进气歧管的可变进气截面机构，其特征在于所述曲柄 与碟片翻转轴之间还设有定位机构，包括设置于翻转轴内孔内的键，设置于曲柄连接端的 键槽。
专利摘要一种发动机进气歧管的可变进气截面机构包括设置于发动机进气歧管连接发动机各气缸盖双进气道中一个气道内的翻转碟式阀门，控制该碟式阀门开闭的执行机构以及信号控制机构，信号控制机构接收发动机控制单元的控制信号并控制执行机构动作，所述执行机构接受发动机控制单元控制指令，并将控制指令转化为控制碟式阀门开闭的动作。本实用新型进气歧管与缸盖连接端双气道设计，由ECU根据发动机工况自行调节进气通流界面大小。低速时，关闭一个气道，使气流保持较高的流速，确保燃油充分雾化、混合；高速时，气道全开，气体流动阻力小。本系统在不影响高速性能的同时，有效改善低速性能、提高发动机燃油经济性、改善发动机怠速稳定性、降低排放。
文档编号F02M35/104GK201531339SQ20092016470
公开日2010年7月21日 申请日期2009年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者曾令全, 杨晓, 蓝志宝, 马戎, 黄振霞 申请人:上汽通用五菱汽车股份有限公司