可变进气歧管、发动机和车辆的制作方法
【专利摘要】本发明公开了可变进气歧管、发动机和车辆，其中，所述可变进气歧管包括歧管本体和挡板，所述歧管本体上形成有第一气道，其中，所述歧管本体设置有与所述第一气道连通的挡板通道，所述挡板能够沿所述挡板通道移动并具有封堵所述第一气道的伸出状态和收缩到所述挡板通道中的收缩状态，并且，所述可变进气歧管还包括用于使所述挡板在所述伸出状态和所述收缩状态之间转换的驱动机构；所述发动机包括所述可变进气歧管；所述车辆包括所述发动机；本发明的可变进气歧管具有结构简单、安装和维护方便以及制造成本低的优点。
【专利说明】可变进气歧管、发动机和车辆
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆领域，具体地，涉及一种可变进气歧管、一种发动机和一种车辆。
【背景技术】
[0002]可变进气涡流等技术在车辆领域，尤其地在发动机的进气歧管上的应用越来越多，而现有的可变进气歧管大多结构复杂，例如，现有的可变进气歧管中，可变机构驱动轴贯穿歧管的气道，用于对气道起阻隔作用的挡板设置于驱动轴上，通过翻转来实现在对气道阻隔或者不阻隔两个状态间的转换，而挡板和驱动轴在这两个状态下始终存在于气道中，这样不可避免地对进气产生阻力，导致进气阻力大、进气不均等问题，影响可变进气的效果；另外，由于现有的可变进气歧管结构复杂，在进气歧管的较小的布置空间内，需要布置众多的零部件，还存在装配困难、成本高且使用寿命较短的问题，例如，驱动轴细长，装配到气道中的安装过程复杂，并且旋转时易产生弯曲变形，甚至断裂。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种气道的进气阻力更小且进气均匀性更好的可变进气歧管，以及具有所述可变进气歧管的发动机和具有所述发动机的车辆。
[0004]为了实现上述目的，本发明提供了一种可变进气歧管，所述可变进气歧管包括歧管本体和挡板，所述歧管本体上形成有第一气道，其中，所述歧管本体设置有与所述第一气道连通的挡板通道，所述挡板能够沿所述挡板通道移动并具有封堵所述第一气道的伸出状态和收缩到所述挡板通道中的收缩状态，并且，所述可变进气歧管还包括用于使所述挡板在所述伸出状态和所述收缩状态之间转换的驱动机构。
[0005]优选地，所述驱动机构包括真空执行器和真空泵，所述真空执行器包括端盖和连接于所述端盖以与所述端盖配合形成密封空间的弹性膜片，所述端盖的顶部设置有真空取气口，所述真空取气口用于与所述真空泵连通，所述弹性膜片与所述挡板连接；所述歧管本体还设置有执行器安装座，所述执行器安装座形成有与所述挡板通道连通的安装空间，所述弹性膜片容纳于所述安装空间中，且所述端盖扣合在所述执行器安装座的边缘上。
[0006]优选地，所述挡板通道的侧壁上形成有连通所述安装空间和所述第一气道的通气通道。
[0007]优选地，所述可变进气歧管还包括连接所述弹性膜片和所述挡板的拉杆，所述拉杆的一端密封穿过所述弹性膜片并伸入所述密封空间中，所述真空执行器还包括位于所述密封空间中的复位弹簧，所述复位弹簧的一端连接于所述拉杆的所述一端，另一端连接于所述端盖。
[0008]优选地，所述挡板至少在伸出端侧为沿伸出方向厚度逐渐减小的楔形。
[0009]优选地，所述挡板的延伸方向与所述第一气道中进气时的气流方向成钝角。
[0010]优选地，所述挡板在沿宽度方向的两端分别形成有滑块，并且在所述歧管本体上对应地形成有两个导向槽，所述滑块分别配合于相对应的所述导向槽中并能够沿所述导向槽滑动。
[0011]优选地，所述可变进气歧管还包括用于限制所述挡板收缩运动的极限位置的收缩限位机构，并且/或者，所述可变进气歧管还包括用于限制所述挡板伸出运动的极限位置的伸出限位机构。
[0012]本发明还提供了一种发动机，所述发动机设置有根据本发明的可变进气歧管
[0013]本发明还提供了一种车辆，所述车辆设置有根据本发明的发动机。
[0014]本发明的可变进气歧管结构简单，歧管本体上对应于第一气道形成有挡板通道，挡板设置为能够沿所述挡板通道移动，从而通过驱动机构的驱动作用而使得挡板在其伸出状态和收缩状态之间转换，其中，挡板在其伸出状态时，伸出端设置至接触第一气道以隔断第一气道，从而阻止气流穿过第一气道，挡板在其收缩状态沿挡板通道移动而缩回到挡板通道中；采用这种结构时，可以将挡板的尺寸设置为在位于其收缩状态时完全缩回到挡板通道中，防止挡板停留在第一气道中而对气流穿过第一气道形成阻碍，使得第一气道的进气阻力减小且能够更均匀地进气；并且，这种结构的可变进气歧管中无需像现有技术的可变进气歧管一样在第一气道中设置驱动轴，省去了驱动轴的复杂的安装过程，也避免了驱动轴容易断裂而造成进气歧管使用寿命短的问题。
[0015]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0017]图1是根据本发明的可变进气歧管的一种实施方式的立体示意图，其中，挡板处于伸出状态；
[0018]图2是图1所示的可变进气歧管的局部分解示意图；
[0019]图3是图1所示的可变进气歧管的局部立体示意图，其中示出了相连接的拉杆和挡板；
[0020]图4是图1所示的可变进气歧管的沿纵向的局部剖视图；以及
[0021]图5是图1所示的可变进气歧管的沿横向的局部剖视图。
[0022]附图标记说明
[0023]I歧管本体2挡板通道
[0024]3挡板4第二气道
[0025]5第一气道6导向槽
[0026]7执行器安装座8端盖锁紧块
[0027]9端盖锁紧孔10端盖
[0028]11真空取气口12复位弹簧
[0029]13弹性膜片14拉杆
[0030]15滑块限位部16弹簧上支座
[0031]17拉杆限位部18通气通道
[0032]19弹簧下支座20拉杆限位凸台
[0033]21滑块22密封空间
[0034]α锲形的角度
【具体实施方式】
[0035]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0036]在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是在本发明提供的可变进气歧管正常使用情况下定义的，并且也与参考附图所示方向一致；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
[0037]本发明公开了一种可变进气歧管，所述可变进气歧管包括歧管本体I和挡板3，所述歧管本体I上形成有第一气道5，所述歧管本体I设置有与所述第一气道5连通的挡板通道2，所述挡板3能够沿所述挡板通道2移动并具有封堵所述第一气道5的伸出状态和收缩到所述挡板通道2中的收缩状态，并且，所述可变进气歧管还包括用于使所述挡板3在所述伸出状态和所述收缩状态之间转换的驱动机构。
[0038]本发明的可变进气歧管结构简单，歧管本体I上对应于第一气道5形成有挡板通道2，挡板3设置为能够沿所述挡板通道2移动，从而通过驱动机构的驱动作用而使得挡板3在其伸出状态和收缩状态之间转换，其中，挡板3在其伸出状态时，伸出端设置至接触第一气道5以隔断第一气道5，从而阻止气流穿过第一气道5，挡板3在其收缩状态沿挡板通道2移动而缩回到挡板通道2中；采用这种结构时，可以将挡板3的尺寸设置为在位于其收缩状态时完全缩回到挡板通道2中，防止挡板3停留在第一气道5中而对气流穿过第一气道5形成阻碍，使得第一气道5的进气阻力减小且能够更均匀地进气；并且，这种结构的可变进气歧管中无需像现有技术的可变进气歧管一样在第一气道5中设置驱动轴，省去了驱动轴的复杂的安装过程，也避免了驱动轴容易断裂而造成进气歧管使用寿命短的问题。
[0039]其中，本领域技术人员可以理解的而是，所述驱动机构可以设置为任何结构适合且能够实现挡板3的伸出和收缩功能的形式，例如，作为一种实施方式，图1的可变进气歧管中，所述驱动机构包括真空执行器和真空泵，所述真空执行器包括端盖10和连接于所述端盖10以与所述端盖10配合形成密封空间22的弹性膜片13，所述端盖10的顶部设置有真空取气口 11，所述真空取气口 11用于与所述真空泵连通，所述弹性膜片13与所述挡板3连接；所述歧管本体I还设置有执行器安装座7，所述执行器安装座7形成有与所述挡板通道2连通的安装空间，所述弹性膜片13容纳于所述安装空间中，且所述端盖10扣合在所述执行器安装座7的边缘上。
[0040]这样，当真空泵通过真空取气口 11抽吸所述密封空间22中的气体时，密封空间22内的压强减小，在外界大气的作用下弹性膜片13向密封空间22方向缩回，从而带动挡板3移动，即实现伸出或者收缩运动。并且，具体地，图1的实施方式中，驱动机构位于挡板3的上方，即歧管本体I在位于挡板3的上方的部分设置有执行器安装座7，驱动机构安装于执行器安装座7处，真空泵从真空取气口 11处抽气时，弹性膜片13上提，并带动挡板3沿挡板通道2向上运动，缩回到挡板通道2中。
[0041]另外，优选地，执行器安装座7—体形成于歧管本体I上，例如，可以通过模塑的方式共模形成带有执行器安装座7的歧管本体1，从而提高可变进气歧管的集成度，使得其结构布置更紧凑，方便整车搭载。而且，优选地，为了方便检修和维护，所述端盖10可拆卸地扣合在所述执行器安装座7上，例如，参见图2，端盖10的边缘和执行器安装座7的上边缘配合地分别形成有端盖锁紧孔9和端盖锁紧块8，下压端盖10，端盖锁紧块8能够滑入端盖锁紧孔9并锁紧。
[0042]其中，为了使得挡板3能够在挡板通道2中顺利移动但又能够尽量避免气流通过挡板通道2大量地流入执行器安装座7中，挡板通道2的宽度(挡板通道2沿图5中左右方向的尺寸)略大于挡板3的厚度(挡板3沿图5中左右方向的尺寸)。
[0043]并且，本实施方式中，可变进气歧管还包括连接所述弹性膜片13和所述挡板3的拉杆14，具体地，所述拉杆14形成为沿所述挡板通道2延伸，拉杆14的轴线与挡板13的厚度方向的中心线成一条直线，在驱动机构的作用下，拉杆14与挡板13 —起沿挡板通道2的延伸方向(挡板13的伸缩方向)运动。
[0044]例如，所述拉杆14的一端可以密封穿过所述弹性膜片13并伸入所述密封空间22中，所述真空执行器13还可以包括位于所述密封空间22中的复位弹簧13，所述复位弹簧13的一端连接于所述拉杆14的所述一端，另一端连接于所述端盖10，这种情况下，当例如通过真空取气口 11向密封空间22中注入空气后，密封空间22内与外界大气压的压力差减小，当密封空间22内的气体压力与复位弹簧13的共同作用大于外界大气压对弹性膜片13的压力后，复位弹簧13将推动弹性膜片13背离密封空间22运动而回复到原位，继而推动拉杆14，使得挡板3沿挡板通道2伸出。进一步具体地，参见图4，本实施方式中，在端盖10的内表面的中央形成有弹簧上支座16,在拉杆14的所述一端(本实施方式中具体为上端)连接有托盘形的连接部，所述连接部的中央形成有通孔，拉杆14的所述一端穿过所述通孔并形成有弹簧下支座19，弹性膜片13围绕所述连接部的边缘设置，且弹性膜片13与所述连接部以及所述连接部与拉杆14均为密封连接，以形成密封空间22。并且，本领域技术人员可以理解的是，还可以采用其它的部件或者机构来替代复位弹簧13实现弹性膜片13的复位，而这些也属于本发明的保护范围内。
[0045]优选地，为了在弹性膜片13复位的过程中，方便执行器安装座7的安装空间内的气体顺利排出到第一气道5中，在所述挡板通道2的侧壁上形成有连通所述安装空间和所述第一气道5的通气通道18。
[0046]并且，为了有利于挡板3的顺利伸出，防止挡板3卡滞，优选情况下，所述挡板3至少在伸出端侧为沿伸出方向厚度逐渐减小的楔形，例如，参见图3，本实施方式中，挡板3的下半部分形成为沿向下方向厚度逐渐减小的楔形，并且根据挡板3和挡板通道2的具体尺寸，将所述楔形的夹角α设置为8°?10°。
[0047]优选地，所述挡板3的延伸方向与所述第一气道5中进气时的气流方向成钝角，参见图5，箭头方向为第一气道5中进气时的气流方向，这样，相当于是将挡板3顺着第一气道5中进气时的气流方向倾斜设置，有效避免气流直接冲击挡板3，减小驱动机构克服气流阻力所需的能量，并且，挡板3对进气气流的阻力影响也相对降低，有利于保证进气的均匀性。并且，本实施方式中，为了配合挡板3的倾斜设置，挡板通道2以及执行器安装座7的安装空间均顺应着挡板3的倾斜方向和角度设置。
[0048]另外，优选地，所述挡板3在沿宽度方向(挡板3在图4中的左右方向)的两端分别形成有滑块21，并且在所述歧管本体I上对应地形成有两个导向槽6，所述滑块21分别配合于相对应的所述导向槽6中并能够沿所述导向槽6滑动，当挡板3做伸出运动或者收缩运动时，滑块21沿导向槽6运动，并且导向槽6顺应挡板3的延伸方向设置。
[0049]并且，优选地，所述可变进气歧管还包括用于限制所述挡板3收缩运动的极限位置的收缩限位机构，并且/或者，所述可变进气歧管还包括用于限制所述挡板3伸出运动的极限位置的伸出限位机构。例如，参见附图，本实施方式中，导向槽6向上延伸并且其顶端形成为滑块限位部15，滑块21向上运动碰触到滑块限位部15后受到所述滑块限位部15的阻挡使得挡板3将无法继续向上运动，因而，滑块限位部15与滑块21构成为用于限制所述挡板3收缩运动的极限位置的收缩限位机构；拉杆14在邻近弹性膜片13下方的位置处形成有拉杆限位凸台20，而在挡板通道2的顶部形成有拉杆限位部17，所述拉杆限位部17形成为向下收缩的形状，并且挡板通道2仅在所述拉杆限位部17处局域大于拉杆限位凸台20的外径的宽度，当挡板3向下运动至拉杆限位凸台20运动到拉杆限位部17时，受尺寸限制，将无法继续向下运动，因而，拉杆限位部17和拉杆限位凸台20构成为用于限制所述挡板3伸出运动的极限位置的伸出限位机构；通过所述收缩限位机构和所述伸出限位机构的限制作用，有效避免挡板3脱离工作域，防止部件损坏，有利于延长可变进气歧管的整体使用寿命。
[0050]在本实施方式的可变进气歧管中，沿歧管本体I的长度方向间隔地设置有多个第一气道5，并且在歧管本体I上还形成有第二气道4，例如，第二气道4与第一气道5彼此间隔设置，其中，第一气道5为螺旋型气道，第二气道4为切向型气道。
[0051]对于本实施方式的可变进气歧管，图4所示的状态为可变进气歧管的初始状态，当发动机工作，并转换至中、高负荷工况时，真空泵对密封空间22抽真空，使得挡板3收缩，气流能够顺利通过第一气道5，第一气道5与第二气道4共同工作；当发动机处于怠速或者低负荷工况时，在复位弹簧12作用下弹性膜片13复位，推动挡板3伸出并阻隔第一气道5，第一气道5停止工作，此时仅第二气道单独工作，从而有效提高发动机低速性能。
[0052]本发明还提供了一种发动机，所述发动机设置有根据本发明的可变进气歧管。
[0053]并且，本发明还涉及一种车辆，所述车辆设置有根据本发明的发动机。
[0054]以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0055]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0056]此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【权利要求】
1.一种可变进气歧管，所述可变进气歧管包括歧管本体(I)和挡板(3)，所述歧管本体(I)上形成有第一气道(5)，其特征在于，所述歧管本体(I)设置有与所述第一气道(5)连通的挡板通道(2)，所述挡板(3)能够沿所述挡板通道(2)移动并具有封堵所述第一气道(5)的伸出状态和收缩到所述挡板通道(2)中的收缩状态，并且，所述可变进气歧管还包括用于使所述挡板(3)在所述伸出状态和所述收缩状态之间转换的驱动机构。
2.根据权利要求1所述的可变进气歧管，其特征在于，所述驱动机构包括真空执行器和真空泵，所述真空执行器包括端盖(10)和连接于所述端盖(10)以与所述端盖(10)配合形成密封空间(22)的弹性膜片(13)，所述端盖(10)的顶部设置有真空取气口(11)，所述真空取气口(11)用于与所述真空泵连通，所述弹性膜片(13)与所述挡板(3)连接；所述歧管本体(I)还设置有执行器安装座(7)，所述执行器安装座(7)形成有与所述挡板通道(2)连通的安装空间，所述弹性膜片(13)容纳于所述安装空间中，且所述端盖(10)扣合在所述执行器安装座(7)的边缘上。
3.根据权利要求2所述的可变进气歧管，其特征在于，所述挡板通道(2)的侧壁上形成有连通所述安装空间和所述第一气道(5)的通气通道(18)。
4.根据权利要求2所述的可变进气歧管，其特征在于，所述可变进气歧管还包括连接所述弹性膜片(13)和所述挡板(3)的拉杆(14)，所述拉杆(14)的一端密封穿过所述弹性膜片(13)并伸入所述密封空间(22)中，所述真空执行器(13)还包括位于所述密封空间(22)中的复位弹簧(13)，所述复位弹簧(13)的一端连接于所述拉杆(14)的所述一端，另一端连接于所述端盖(10)。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的可变进气歧管，其特征在于，所述挡板(3)至少在伸出端侧为沿伸出方向厚度逐渐减小的楔形。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的可变进气歧管，其特征在于，所述挡板(3)的延伸方向与所述第一气道(5)中进气时的气流方向成钝角。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的可变进气歧管，其特征在于，所述挡板(3)在沿宽度方向的两端分别形成有滑块(21)，并且在所述歧管本体(I)上对应地形成有两个导向槽(6)，所述滑块(21)分别配合于相对应的所述导向槽(6)中并能够沿所述导向槽(6)滑动。
8.根据权利要求1-4中任意一项所述的可变进气歧管，其特征在于，所述可变进气歧管还包括用于限制所述挡板(3)收缩运动的极限位置的收缩限位机构，并且/或者，所述可变进气歧管还包括用于限制所述挡板(3)伸出运动的极限位置的伸出限位机构。
9.一种发动机，其特征在于，所述发动机设置有根据权利要求1-8中任意一项所述的可变进气歧管。
10.一种车辆，其特征在于，所述车辆设置有根据权利要求9所述的发动机。
【文档编号】F02D9/14GK104141565SQ201410365585
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】郑宝龙, 孙青山, 郝学信, 孟凡兴, 梁冠楠, 武永生 申请人:长城汽车股份有限公司