专利名称：用于直喷汽油机的可变进气调节装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车领域，涉及一种车辆发动机，具体地说是一种用于直喷汽油机的可变进气调节装置。
背景技术：
汽油机缸内的气流运动对汽油机的燃烧过程有着重要的影响，尤其是进气终了时刻缸内流场的分布，将直接决定发动机点火前火花塞附近的气流速度、湍动能衰减，以及缸内可燃混合气的分布，从而影响发动机动力性、经济性和排放性。合理的进气量及进气滚流可以保证发动机在不同工况下都处于最佳燃烧状态，足够大的火焰传播速度以缩短燃烧时间，从而提高发动机经济性、动力性及排放指标。目前常见的汽油机可变进气调节装置主要分为以下两类:一类为在进气歧管上安装调节阀板，调节阀板由真空阀控制其开关，一般只有调节阀板全开、全闭两种状态。这种可变进气调节装置通过改变进气歧管长度来达到调节进气量的目的，在发动机低速小负荷运转时，调节蝶阀处于全开状态，增加进气歧管长度，增大进气阻力减小进气量，但不能加大进气滚流比，所以对于发动机低速性能改善效果不明显。且此可变进气调节装置只有调节蝶阀全开、全闭两个状态，不能实时调节进气量，对发动机性能的提升效果不明显。另一类可变进气调节装置，在进气道内有沿气道分模线布置的导流板，通过调节蝶阀开启角度，来控制进气道导流板下半部分进气量。进气调节蝶阀安装在一个起轴承作用的长条形钢条上，钢条为 扁平形，可变进气调节装置安装在歧管上，与步进电机通过连接杆连接，在发动机不同转速时，ECU通过控制步进电机对进气调节阀板开度进行实时调节，以满足发动机运转要求，提高发动机性能。但该可变进气调节装置定位、安装复杂，且进气道内导流板一般为埋铸，对于铸造水平要求很高，造成缸盖报废率高，制造成本大幅度提闻。
发明内容本实用新型要解决的技术问题，是提供一种用于直喷汽油机的可变进气调节装置，在结构上取消了传统的连杆、碟片式调节机构，且不用在进气道内埋铸导流板，降低制造、加工成本及铸造要求，发动机高速性能提高。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:一种用于直喷汽油机的可变进气调节装置，包括调节轴、步进电机，所述调节轴的一端为自由端，另一端为主动端；调节轴带有沿同时轴向相隔分布的气道弧形通槽，以调节轴水平设置为参照，则弧形通槽的槽深方向同时垂直于调节轴的中心轴线及竖直方向，弧形通槽的曲率与直喷汽油机进气道的曲率相一致；所述调节轴的轴身上，与弧形通槽所在的半圆柱体相对的另一半圆柱体上，与弧形通槽相对应的部位，相对于弧形通槽偏转角度后设有V形槽，V形槽面的左右两槽面以经过弧形通槽的径向中心的径向平面为对称平面相对称；所述步进电机固定于车身上，为调节轴的驱动装置，步进电机的输出轴与调节轴相垂直且两轴的轴线不共面；步进电机的启闭由车辆ECU控制。作为本实用新型的改进，所述调节轴与步进电机之间设有旋钮，所述旋钮与调节轴固联于一体；所述步进电机的输出轴的轴端驱动旋钮偏离中心轴的部位。作为本实用新型的进一步改进，所述旋钮与调节轴间连接有旋转卡盘，所述旋转卡盘的中心处固联有向调节轴方向的凸圆状旋转阀；调节轴的主动端带有卡接头，卡接头为带棱的柱状结构。旋转阀上与调节轴左右相对应的位置处带有与卡接头相适配的卡槽；调节轴与旋转卡盘间经卡接头与卡槽的插接配合相固联，二者间无相对运动；旋钮固设于旋转卡盘上偏离其旋转轴线的位置。作为本实用新型的更进一步的改进，所述步进电机的输出轴与旋钮间经弹簧或连接杆相联接，弹簧或连接杆的一端固联于旋钮上，另一端固联于步进电机的输出轴的轴端。本实用新型在使用时通过支撑架将调节轴安装在进气道出气口位置，以气门座圈底部为定位蕨，调节轴设于距进气门座圈底部9 20mm处，可变进气调节装置的旋转中心与进气道底面相切。
由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，所取得的技术进步在于:(I)该装置取消了传统的连杆、碟片式调节机构，且不用在进气道内埋铸导流板，降低制造、加工成本及铸造要求；(2)该装置结构简单，只需一根调节轴就可实现对进气量及进气滚流比的调节；(3)调节轴上加工有与进气道底面形状、曲率一致的弧面，保证发动机在高速运转时，进气道内气体，以最小的进气阻力沿气道本身形状、曲率进入气缸内，提高发动机高速性能；(4)调节轴上加工有一定角度及形状的倾斜面，发动机在不同运转状态时，可通过调节调节轴的角度，改变倾斜面对进气道内气体的导流作用及对进气道的缩口程度，达到调节进气量及进气滚流比的作用，提升发动机性能；(5)步进电机的输出轴与旋钮间通过弹簧或连接杆相联接，分别可实现二者间的柔性联接、刚性联接。本实用新型适用于各种车辆的直喷汽油机。本实用新型下面将结合说明书附图与具体实施例作进一步详细说明。
图1是本实用新型实施例的整体结构(不含步进电机11与推拉杆/弹簧10)示意图；图2是图1所示实施例在调节轴4全开状态的结构示意图；图3是图2是图1所示实施例(不含步进电机11与推拉杆/弹簧10)调节轴4全闭状态的结构示意图；图4是图1所示实施例中调节轴4的结构示意图；[0032]图5为图4的A-A视图；图6是图1所示实施例中旋转卡盘3与旋钮2的整体结构示意图；图7与图8分别为可变进气调节装置全开、全闭时气道及气缸内流体分布图，图中箭头表示气流方向。图中:1 一旋转阀，2—旋钮、3—旋转卡盘，4一调节轴，5—弧形通槽，6— V形槽面，7—插接头，8—旋转中心线，9一卡槽，IO—弹簧/连接杆，11一步进电机。
具体实施方式
实施例本实施例为一种用于直喷汽油机的可变进气调节装置，参考图1、图2，它包括调节轴4、步进电机11。参考图3—图5，调节轴4的一端为自由端,另一端为主动端,直径8—14.5mm (具体粗细根据需要及气缸盖的空间进行确定)。调节轴4带有沿同时轴向相隔分布的气道弧形通槽5，以调节轴4水平设置为参照，则弧形通槽5的槽深方向同时垂直于调节轴4的旋转中心线8及竖直方向，弧形通槽5的曲率与直喷汽油机进气道的曲率相一致，以保证特征轴4在该旋转角度时气体在气道内沿气道本身形状、曲率进入气缸内。调节轴4的轴身上，与弧形通槽5所在的半圆柱体相对的另一半圆柱体上，与弧形通槽5相对应的部位，相对于弧形通槽偏转一定角度(旋转角度只要满足两个特征面互不干涉且与限位卡盘配合即可满足设计要求)地设有V形槽(参考图5)。V形槽面6的左右两槽面与弧形通槽5的左右两槽面的夹角相等，为30— 45°，随倾斜面角度的增大进气调节装置的节流作用越大，它们以经过弧形通槽5的径向中心的径向平面为对称平面相对称。
·[0040]步进电机11固定于车身上，为调节轴4的驱动装置，步进电机11的输出轴与调节轴4相垂直且两轴的轴线不共面。步进电机11的启闭由车辆ECU控制，ECU通过控制步进电机11对调节轴4的旋转角度进行实时调节，以满足发动机运转要求，提高发动机性能。调节轴4与步进电机11之间设有旋钮2、旋转卡盘3，旋转卡盘3的中心处固联，有向调节轴4方向的凸圆状旋转阀I。调节轴4的主动端带有卡接头7，卡接头7为带棱的柱状结构，本实施例具体为3X5X8mm矩形柱结构。旋转阀I上与调节轴4左右相对应的位置处，带有与卡接头7相适配的卡槽9，规格为3 X 5 X 9mm。调节轴4与旋转卡盘3间经卡接头7与卡槽9的插接配合相固联，二者间无相对运动。旋钮2固设于旋转卡盘3上偏离其旋转轴线的位置。步进电机11的输出轴与旋钮间经弹簧/连接杆10相联接，弹簧/连接杆10的一端固联于旋钮2上，另一端固联于步进电机11的输出轴的轴端。在使用时通过支撑架将调节轴4安装在进气道出气口位置，以气门座圈底部为定位蕨，调节轴4设于距进气门座圈底部9 20mm处，可变进气调节装置的旋转中心线8与进气道底面相切。
权利要求1.一种用于直喷汽油机的可变进气调节装置，其特征在于:包括调节轴、步进电机， 所述调节轴的一端为自由端，另一端为主动端； 调节轴带有沿同时轴向相隔分布的气道弧形通槽，以调节轴水平设置为参照，则弧形通槽的槽深方向同时垂直于调节轴的中心轴线及竖直方向，弧形通槽的曲率与直喷汽油机进气道的曲率相一致；所述调节轴的轴身上，与弧形通槽所在的半圆柱体相对的另一半圆柱体上，与弧形通槽相对应的部位设有V形槽，V形槽面的左右两槽面以经过弧形通槽的径向中心的径向平面为对称平面相对称； 所述步进电机固定于车身上，为调节轴的驱动装置，步进电机的输出轴与调节轴相垂直且两轴的轴线不共面；步进电机的启闭由车辆ECU控制。
2.根据权利要求1所述的用于直喷汽油机的可变进气调节装置，其特征在于:所述调节轴与步进电机之间设有旋钮，所述旋钮与调节轴固联于一体；所述步进电机的输出轴的轴端驱动旋钮偏离中心轴的部位。
3.根据权利要求2所述的用于直喷汽油机的可变进气调节装置，其特征在于:所述旋钮与调节轴间连接有旋转卡盘，所述旋转卡盘的中心处固联有向调节轴方向的凸圆状旋转阀； 调节轴的主动端带有卡接头，卡接头为带棱的柱状结构。
4.根据权利要求3所述的用于直喷汽油机的可变进气调节装置，其特征在于:旋转阀上与调节轴左右相对应的位置处带有与卡接头相适配的卡槽； 调节轴与旋转卡盘间 经卡接头与卡槽的插接配合相固联，二者间无相对运动； 旋钮固设于旋转卡盘上偏离其旋转轴线的位置。
5.根据权利要求4所述的用于直喷汽油机的可变进气调节装置，其特征在于:所述步进电机的输出轴与旋钮间经弹簧或连接杆相联接，弹簧或连接杆的一端固联于旋钮上，另一端固联于步进电机的输出轴的轴端。
专利摘要本实用新型公开了一种用于直喷汽油机的可变进气调节装置，包括调节轴、步进电机，调节轴带有沿同时轴向相隔分布的气道弧形通槽及V形槽，所述步进电机固定于车身上，为调节轴的驱动装置，步进电机的输出轴与调节轴相垂直且两轴的轴线不共面；步进电机的启闭由车辆ECU控制。本实用新型在结构上取消了传统的连杆、碟片式调节机构，且不用在进气道内埋铸导流板，降低制造、加工成本及铸造要求，发动机高速性能提高。本实用新型适用于各种车辆的直喷汽油机。
文档编号F02B31/06GK203098066SQ201220746628
公开日2013年7月31日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者张卫, 杜更理 申请人:长城汽车股份有限公司