专利名称：内燃机进气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机进气装置。更具体地，本发明涉及这样的内燃机进气装置， 其包括壳体和回转阀，壳体具有进气口和出气口，回转阀具有在壳体内可绕转动轴转动的 阀体，并控制进气口与出气口之间的连接状态。
背景技术：
根据周知的内燃机进气装置，形成于阀体转动轴周围的壳体内表面，也就是，在垂 直于阀体转动轴方向围住阀体转动区域的内表面，形成为筒状，并且与阀体转动轴共轴。在 阀体转动方向的内表面的不同部分，以开口方式形成进气口和出气口。据此，从进气口延伸 至出气口的内表面，形成为与阀体转动轴共轴的弧形表面。例如JP 2008-8150A(具体参见 该文献0019段和附图幻中披露了这种进气装置。所以，根据JP 2008-8150A中所披露的这种进气装置，在从进气口到出气口的进 气路径中，沿与阀体转动轴共轴方式形成的弧形表面的凹进空间(recess void)成为盲区 (dead space)(即，额外空间)。于是，从进气口朝出气口流动的部分空气可能进入凹进空 间，从而导致流进出气口的空气压力损失增大。空气流速据此而减小。因此，空气充填率、 空气与燃油的混合比趋于减小，这会妨碍内燃机输出的增大。因此，对内燃机进气装置而言，存在能够改善内燃机输出的需求。
发明内容
根据本发明的一方面，一种内燃机进气装置，包括壳体，其包括进气口和出气口 ； 回转阀，其在壳体内可绕转动轴转动，且回转阀包括控制进气口与出气口之间连接状态的 阀体；以及，内表面形成部，其沿回转阀的转动轴形成在壳体的内表面处，并界定在从进气 口到出气口之间，该内表面距转动轴的距离短于阀体的最大转动半径。根据上述披露，从进气口到出气口的空气，沿着距转动轴的距离短于阀体最大转 动半径的内表面流动。也就是，从进气口到出气口所界定的内表面，在自进气口吸进空气的 方向、与空气自出气口流出的方向之间实现平滑连接。减少了朝出气口流动的空气压力损 失，并使空气流动速度的降低最小化。因此，防止空气填充率、空气与燃油的混合比等降低， 从而获得内燃机输出的增加。内表面形成部包括这样的表面，其平滑连接进气口的第一内表面与出气口的第二 内表面。第一圆形侧板和第二圆形侧板设置于阀体沿转动轴的各端处，第一圆形侧板和第 二圆形侧板与转动轴共轴，以及，内表面形成部布置在第一圆形侧板与第二圆形侧板之间。据此，阀体在转动轴方向的转动空间(void)两端，由设置在阀体的沿转动轴的各 端且与转动轴共轴的第一圆形侧板和第二圆形侧板的板表面加以限定。因此，无论阀体转 动如何，阀体沿转动轴的转动空间的各端的形状恒定不变，从而使从进气口到出气口的气 流稳定。另外，因为内表面形成部布置在第一圆形侧板与第二圆形侧板之间，从而能够防止内表面形成部阻碍阀体的转动。内表面形成部整体方式形成于壳体处，以及，壳体包括插入口和盖件，回转阀在垂 直于转动轴的方向插进并安装于插入口，以及，盖件盖住插入口。据此，将回转阀在垂直于转动轴的方向插进并安装于壳体处，内表面形成部在壳 体处整体方式形成，之后，用盖件封闭回转阀的插入口。因此，在回转阀安装至壳体时，内表 面形成部在壳体处的安装不是必须的，这简化了回转阀与内表面形成部的装配。盖件可以 局部或完全地封闭回转阀的插入口。壳体包括插入口，回转阀在垂直于转动轴的方向插进并安装于该插入口，以及，内 表面形成部整体方式形成在盖住插入口的盖件处。据此，在垂直于转动轴的方向，将回转阀插进没有设置内表面形成部的壳体内部， 即，内表面形成部不会妨碍回转阀至壳体的安装。然后，在回转阀安装于壳体内部之后，在 用盖件封闭回转阀插入口的同时，安装内表面形成部。因此，实现回转阀与内表面形成部的 简化装配。此时，盖件可以局部或完全地封闭回转阀的插入口。第一圆形侧板和第二圆形侧板经由阀体彼此整体方式形成。因此，提供了安装在壳体内部以使其可转动的回转阀的简化结构。第一圆形侧板和第二圆形侧板各自以这样一种方式构造，用树脂将金属圆盘嵌件 成型至各第一圆形侧板和第二圆形侧板。因此，借助于金属圆盘增强了各圆形侧板的强度，因而，提高了可转动方式操作的 回转阀的扭转刚性。
根据下文结合附图进行的详细描述，本发明的这些以及其它的目的和优点将更为 明了，其中图 视图；以及图
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1是图示根据本发明所披露第一实施例的内燃机进气装置内部的剖视2是示意性图示安装在内燃机进气装置处的回转阀的轴测3是安装在内燃机进气装置壳体处的回转阀主要部分的剖视4是回转阀主要部分的轴测5是回转阀主要部分的剖视6A是图示将回转阀安装至壳体所用方法的剖视6B是沿图6A中所示线VIB-VIB的剖视7是图示将回转阀安装至壳体所用方法的轴测8是图示回转阀操作的剖视9是图示回转阀另一操作的剖视10是图示回转阀又一操作的剖视11是图示回转阀又一操作的剖视12A是图示根据本发明所披露第二实施例的回转阀安装至壳体所用方法的剖 12B是根据第二实施例安装于壳体的回转阀主要部分的剖视图。
具体实施例方式下面，参照附图，说明本发明所披露的实施例。根据各实施例的内燃机进气装置 应用于例如装备有四缸发动机(其作为内燃机)的车辆。在本实施例中，方向和取向诸如 左、右、前、后、顶及底与由装有内燃机进气装置的车辆的乘员观察到的那些方向和取向相 对应。[第一实施例]下面，说明第一实施例。如图1至图3所示，内燃机进气装置(下文简称为进气装 置)A包括缓冲罐B、壳体C、以及回转阀E。缓冲罐B包括进口 1和储气空腔2。具有中空 形状的壳体C包括进气道D、进气口 G、以及出气口 H。回转阀E安装于壳体C处。缓冲罐B和壳体C通过连接树脂模塑产品整体形成。节气门与缓冲罐B的进口 1 相连接，使得经节气门调节气流量的外部空气经由进口 1吸进储气空腔2。进气道D与发动机F (作为内燃机)四个汽缸中每一个的进气部!^相连接。也就 是，根据本实施例，四个进气道D独立且分别地与发动机F的四个汽缸相连接。进气部1 经由进气管3与发动机F的汽缸盖相连接。燃油喷嘴设置于进气管3下游部分。各进气道D包括第一进气道D1，其到缓冲罐B具有较短路径长度；第二进气道 D2，相比于第一进气道Dl，第二进气道D2到缓冲罐B具有较长路径长度；以及，第三进气道 D3，其与进气部!^相连接。回转阀E控制从进气道D到进气部1 的气流。回转阀E包括转子K，其由电动 机J绕转动轴X可转动方式驱动；以及，角度传感器9，其检测回转阀E的转动角度。转子K 包括四个阀体4，四个阀体4分别安装在四个进气道D处。阀体4由树脂制成，并且在壳体 C内可绕转动轴X转动。阀体4分别容纳在形成于壳体C处的膛部(bore portion)8内。具体而言，与四 个进气道D相对应，设置四个膛部8。各膛部8包括内周面8a，内周面8a大体具有筒状，并 且使其与阀体4的转动轴X共轴。 第一进气道Dl的终端部(即，面向回转阀E的部分)作为第一进气口 Gl。第二进 气道D2的终端部(即，面向回转阀E的部分)作为第二进气口 G2。第三进气道D3的始端 部(即，面向回转阀E的部分)作为出气口 H。所有端口 Gl、G2和H各自开口于膛部8内 周面8a处。如图6A、图8至图11所示，在由沿转动轴X延伸的一对第一横向壁面Pl和沿垂直 于转动轴X方向延伸的一对竖向壁面Q围住的横向截面中，第一进气道Dl的至少终端部形 成为矩形形状。另外，在由沿转动轴X延伸的一对第二横向壁面P2和一对竖向壁面Q围住 的横向截面中，第二进气道D2的至少终端部形成为矩形形状。此外，在由沿转动轴X延伸 的一对第三横向壁面P3和一对竖向壁面Q围住的横向截面中，第三进气道D3的至少始端 部形成为矩形形状。据此，第一进气口 G1、第二进气口 G2、以及出气口 H，各自开口成由沿转 动轴X延伸的一对横向边缘IOa和10b、与沿垂直于转动轴X方向延伸的一对竖向边缘11 围住的矩形形状。各阀体4绕转动轴X转动，从而，控制或调节进气口 G(G1、G2)与出气口 H之间的 连接状态。如图6A、图8至图11所示，阀体4包括外周面如和内周面4b，外周面如具有 面向膛部8内周面8a的弧形表面，而内周面4b具有曲面，以便当阀体4在第一进气口 Gl与出气口 H之间可转动方式移动时，能够平滑连接第一进气道Dl的横向壁面Pl与出气口 H的横向壁面P3。在俯视图中，阀体4形成为矩形形状(参见图4)。具有较宽宽度的切削 部14大体形成于阀体沿其转动轴X的中央部。具体而言，如图4和图7所示，切削部14形 成于阀体4在空气流出方向的边缘部。如图4和图5所示，各阀体4设置有一对圆形侧板5，其作为第一圆形侧板和第二 圆形侧板。具体而言，具有平坦相向表面的一对圆形侧板5，设置于阀体4沿转动轴X的各 端，以使其与转动轴X共轴。如图5所示，以用树脂将金属圆盘6诸如钢板嵌件成型于各圆形侧板5这样一种 方式，使一对圆形侧板5与阀体4整体方式形成。一对圆形侧板5仅经由阀体4整体方式 形成。如图2所示，彼此相邻的设置于各阀体4的圆形侧板5，经由连接轴7相连接，从而 以绕转动轴X可整体转动方式支撑四个阀体4。连接轴7既可以是金属件，与嵌件成型于各 圆形侧板5的金属圆盘6整体方式形成，或者，也可以是树脂件，与包覆金属圆盘6的树脂 部分整体方式形成。如图8至图11所示，设置密封件Si，使其密封壳体C(具体而言，第一进气口 Gl) 与关闭第一进气口 Gl的各阀体4之间的间隙。另外，如图3所示，在各圆形侧板5与壳体 C之间设置密封件S2，以防止相邻膛部8彼此连通。沿阀体4的转动轴X从第二进气口 G2延伸至出气口 H的壳体C的内表面，作为内 周面12 (内表面)，内周面12是膛部8内周面8a的一部分，且布置于第二进气口 G2与出气 口 H之间。内周面12由形成曲面(表面)的内表面形成部13构成，内周面12距转动轴X 的距离，短于阀体4的最大转动半径R(转动半径)，并且内表面形成部13整体方式形成于 壳体Co也就是，如图8至图11所示，膛部8中形成于第二进气口 G2与出气口 H之间的内 周面12，具有朝转动轴X凸出的曲面，从而得到内表面形成部13。结果，横向壁面P2的相 向横向壁面Ph与横向壁面P3的相向横向壁面P3a经由膛部8彼此相邻，并作为第一内表 面和第二内表面，经由内表面形成部13使相向横向壁面Ph与相向横向壁面P3a互相平滑 连接。内表面形成部13设置在一对圆形侧板5之间。在第二进气口 G2处，沿着第二进气道D2的相向横向壁面Ph的切线Ll，使具有曲 面的内周面12与相向横向壁面P2a(即，第一内表面)相连接。另外，在出气口 H处，沿着 第三进气道D3的相向横向壁面P3a的切线L2，使内周面12与相向横向壁面P3a(即，第二 内表面)相连接。按照上述方式，内周面12形成为朝转动轴X凸出的曲面形状。如图6和图7所示，壳体C包括插入口 15和盖件16，回转阀E在垂直于转动轴X 的方向插进插入口 15并进行安装，盖件16盖住插入口 15。也就是，壳体C包括本体部17和盖件16，插入口 15形成于本体部17，而各出气口 H则设置于盖件16。各内表面形成部13形成于本体部17处，以构成内周面12。然后，如图6和图7所示，在垂直于转动轴X的方向，将回转阀E插进插入口 15， 并将回转阀E安装在本体部17内部，使得各对圆形侧板5位于内表面形成部13与本体部 17之间所限定的空间18中。然后，用盖件16盖住插入口 15，之后，将盖件16激光熔接至 本体部17。
图8至图11图示阀体4响应于发动机F转速(也就是，发动机F转数)的转动位 置。在发动机F怠速转动情况下，如图8所示确定转子K的转动位置，使得阀体4布置在这 样的位置，经由切削部14实现进气，而出气口 H开口面积大体由阀体4完全关闭。据此，在 出气口 H和进气部！^的各上部区域，经过切削部14的少量进气实现相对高速进气，这是由 切削部14将大体朝向进气道D中央的气流聚集所导致的。在汽缸处产生滚动流，从而迅速 或充分地混合空气与燃油，以实现发动机F的适度燃烧。在发动机F极低速转动情况下，如图9所示确定转子K转动位置。也就是，将阀体 4布置在这样的位置，使阀体4的上端相对于出气口 H稍稍向下移置，而出气口 H的开口面 积则大部分由阀体4关闭。空气经由阀体4上部所形成的空间供给至发动机F的燃烧室。 当这样进气时，在发动机F汽缸内产生滚动流，以促进空气与供自喷油嘴的燃油混合。结 果，实现适度燃烧。在发动机F低速转动情况下，如图10所示确定转子K的转动位置。也就是，将阀 体4布置在这样的位置，避免阀体4阻挡任何端口 H、G1和G2。据此，将从第一进气口 Gl和 第二进气口 G2吸进的空气都供给至进气部&。在发动机F中速转动情况下，如图11所示确定转子K的转动位置。也就是，将转 子K布置在关闭第一进气口 Gl开口的位置。据此，只将从第二进气口 G2吸进的空气供给 至发动机F燃烧室。在发动机F中速转动时，实现了利用空气动态惯性的最有效惯性增压。在发动机F高速转动情况下，按照与发动机F低速转动情况相同的方式，如图10 所示确定转子K转动位置。也就是，将阀体4布置于这样的位置，避免阀体4阻挡任何端口 Gl、G2和H。据此，从两个端口 Gl和G2吸进的空气都供给至进气部&。为了经由膛部8使彼此相邻的第二进气道D2的相向横向壁面P2a与第三进气道 D3的相向横向壁面P3a平滑连接，将在第二进气道G2与出气口 H之间形成的膛部8内周面 12形成为朝转动轴X凸出的曲面。结果，减少了膛部8的盲区，也就是，从进气口 G朝出气 口 H流动的部分空气可能进入的空间，从而限制流向出气口 H的空气压力损失和空气流速 降低。据此，无论转子K的何种转动(即，任何转动位置)，都可以减少空气压力损失。通过基于发动机F转数对电动机J进行控制，实现各阀体4响应于发动机F转数 的转动控制。在这种控制中，在从发动机F怠速转动转换至极低速转动、从发动机F极低速 转动转换至低速转动、以及从发动机F低速转动转换至中速转动的情况下，控制转子K，使 其在正向转动(即，图8至图11中的逆时针方向转动)。另外，在从发动机F中速转动转换 至高速转动的情况下，控制转子K，使其在反向转动(即，图8至图11中的顺时针转动)。[第二实施例]下面，参照图12A和图12B说明第二实施例。在第二实施例中，壳体C由本体部17 和设置有各出气口 H的盖件16构成。在本体部17处形成插入口 15，回转阀E在垂直于转 动轴X的方向插进并安装于插入口 15。根据第二实施例，在盖件16处而不是本体部17处 设置各内表面形成部13，从而，形成内周面12。据此，如图12A所示，在将回转阀E安装至本体部17的情况下，在垂直于转动轴X 的方向，将回转阀E插进插入口 15、并安装于本体部17内部。然后，如图12B所示，在用盖 件16盖住插入口 15时，同时使各内表面形成部13安装于壳体C处。第二实施例的其他结 构与第一实施例相同。
[其他实施例]沿阀体4的转动轴X从第二进气口 G2延伸至出气口 H的壳体C内表面，可以由内 表面形成部13形成，该内表面距转动轴X的距离短于阀体4的最大转动半径R、并具有平坦 表面。另外，沿阀体4转动轴X从第二进气口 G2延伸至出气口 H的壳体C内表面，可以由 内表面形成部13形成，该内表面距转动轴X的距离短于阀体4的最大转动半径R、并具有 在远离转动轴X方向凹陷的曲面。此外，沿阀体4的转动轴X从第二进气口 G2延伸至出气 口 H的壳体C内表面，可以由内表面形成部13形成，该内表面距转动轴X的距离短于阀体 4的最大转动半径R、并具有在远离转动轴X方向凹陷的曲面和朝转动轴X凸出的曲面，两 个曲面彼此平滑连接。也就是，从进气口 G2到出气口 H所界定的壳体C内表面，可以形成 为任何形状，只要能够使从进气口 G2吸进并流动的空气平滑地流进出气口 H。所以，取决于 各进气道D1、D2和D3相对于膛部8的连接角度、各进气道D1、D2和D3的截面面积等，可以 适当地设定从进气口 G到出气口 H所界定的壳体C内周面12的形状。
权利要求
1.一种内燃机进气装置(A)，包括壳体(C)，其包括进气口 (G)和出气口 (H)；回转阀(E)，其在所述壳体(C)内可绕转动轴(X)转动，以及，所述回转阀(E)包括阀体 G)，所述阀体⑷控制所述进气口(G)与所述出气口(H)之间的连接状态；以及内表面形成部(13)，其沿所述回转阀(E)的转动轴(X)形成在所述壳体(C)的内表面 (12)处，并界定在从所述进气口(G)到所述出气口(H)之间，所述内表面(12)距所述转动 轴(X)的距离短于所述阀体的最大转动半径(R)。
2.根据权利要求1所述的进气装置(A)，其中，所述内表面形成部(1 包括这样的 表面，其平滑连接所述进气口(6 的第一内表面(P2a)与所述出气口(H)的第二内表面 (P3a)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的进气装置(A)，其中，第一圆形侧板( 和第二 圆形侧板( 设置于所述阀体(4)沿所述转动轴(X)的各端处，所述第一圆形侧板(5)和 所述第二圆形侧板(5)与所述转动轴⑴共轴，以及，所述内表面形成部(13)布置在所述 第一圆形侧板( 与所述第二圆形侧板( 之间。
4.根据权利要求1至权利要求3中任一项权利要求所述的进气装置(A)，其中，所述 内表面形成部(13)整体方式形成于所述壳体(C)处，以及，所述壳体(C)包括插入口(15) 和盖件(16)，所述回转阀(E)在垂直于所述转动轴(X)的方向插进并安装于所述插入口(15)，以及，所述盖件(16)盖住所述插入口(15)。
5.根据权利要求1至权利要求3中任一项权利要求所述的进气装置(A)，其中，所述壳 体(C)包括插入口(15)，所述回转阀(E)在垂直于所述转动轴(X)的方向插进并安装于所 述插入口(1 ，以及，所述内表面形成部(1 整体方式形成在盖住所述插入口(1 的盖件(16)处。
6.根据权利要求3所述的进气装置(A)，其中，所述第一圆形侧板( 和所述第二圆形 侧板( 经由所述阀体(4)彼此整体方式形成。
7.根据权利要求3或权利要求6所述的进气装置(A)，其中，所述第一圆形侧板(15) 和所述第二圆形侧板( 各自以这样一种方式构造，用树脂将金属圆盘(6)嵌件成型至各 所述第一圆形侧板( 和所述第二圆形侧板(5)。
全文摘要
本发明公开了一种内燃机进气装置，包括壳体(C)，其包括进气口(G)和出气口(H)；回转阀(E)，其在壳体(C)内可绕转动轴(X)转动，并包括控制进气口(G)与出气口(H)之间连接状态的阀体(4)；以及，内表面形成部(13)，其沿回转阀(E)的转动轴(X)形成在壳体(C)的内表面(12)处，并界定在从进气口(G)到出气口(H)之间，内表面(12)距转动轴(X)的距离短于阀体(4)的最大转动半径(R)。
文档编号F02D9/10GK102072056SQ201010557368
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月19日 优先权日2009年11月19日
发明者坂上英二 申请人:爱信精机株式会社