專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)氣體流量可變進(jìn)氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣體流量可變進(jìn)氣裝置，尤其涉及一種適于可改變注入到燃燒室的燃油空氣混合氣的流動(dòng)狀態(tài)以增加燃料消耗量和減少廢氣的發(fā)動(dòng)機(jī)氣體流量可變進(jìn)氣裝置。
注入到燃燒室的燃油空氣混合氣在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒以獲得動(dòng)力，廢氣從發(fā)動(dòng)機(jī)排放出來，最終將產(chǎn)生環(huán)境污染。因此，重要的是研制的發(fā)動(dòng)機(jī)能通過將不完全燃燒降至最低，同時(shí)增加發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率，從而降低廢氣中的污染物質(zhì)。
已經(jīng)公開了各種減少廢氣和提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率的方法，這些方法可分為兩類一種方法是優(yōu)化燃燒室的結(jié)構(gòu)，而另一種方法室是控制燃油空氣混合氣的流量以改進(jìn)注入到燃燒室的燃油空氣混合氣的混合。
優(yōu)化燃燒室的結(jié)構(gòu)以促進(jìn)燃油空氣混合氣完全燃燒的方法是有缺點(diǎn)的，這是因?yàn)?，研制配備有上述特點(diǎn)的燃燒室結(jié)構(gòu)費(fèi)時(shí)費(fèi)財(cái)。此外，控制燃油空氣混合氣流量的方法還存在有一個(gè)缺點(diǎn)，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且在實(shí)施方面，燃油空氣混合氣的流量控制是在極限狀態(tài)下完成的，即或者是完全打開燃油空氣混合氣流動(dòng)的狀態(tài)，或者是完全關(guān)閉燃油空氣混合氣流動(dòng)的狀態(tài)，以至于在從發(fā)動(dòng)機(jī)怠速到發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)行的完全載荷范圍內(nèi)最優(yōu)地控制注入到燃燒室的氣體量是非常困難的。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)裝置安裝在進(jìn)氣歧管的一側(cè)，以響應(yīng)電子控制單元傳送的控制信號(hào)而產(chǎn)生動(dòng)力。操縱裝置接受驅(qū)動(dòng)裝置傳來的動(dòng)力，以調(diào)節(jié)進(jìn)氣歧管的各氣道的開度。
如

圖1所示，進(jìn)氣歧管1形成有多個(gè)連接到發(fā)動(dòng)機(jī)各燃燒室的氣道(1a，……，1n)。驅(qū)動(dòng)裝置2安裝在進(jìn)氣歧管1的一側(cè)，以響應(yīng)電子控制單元(下面用ECU表示)提供的控制信號(hào)而產(chǎn)生動(dòng)力，電子控制單元用于以電子方式控制發(fā)動(dòng)機(jī)。
各氣道設(shè)置有一操縱裝置4，操縱裝置4由驅(qū)動(dòng)裝置2提供動(dòng)力而運(yùn)行，以調(diào)節(jié)各氣道口(1a，……，1n)的開度。
在本實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)裝置2是由車輛電源驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)3，并且電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上形成有蝸桿3a。
操縱裝置4包括一蝸輪4b、一旋轉(zhuǎn)桿4c和一開/關(guān)部件5，其中，蝸輪4b與驅(qū)動(dòng)裝置2的蝸桿3a嚙合并由蝸桿3a帶動(dòng)，旋轉(zhuǎn)桿4c用作蝸輪4b的旋轉(zhuǎn)軸而穿過進(jìn)氣歧管1的氣道(1a，……，1n)，開/關(guān)部件5連接到旋轉(zhuǎn)桿4c以打開或者關(guān)閉氣道(1a，……，1n)通路。
旋轉(zhuǎn)桿4c的橫剖面被加工成半圓形的形狀，并且進(jìn)氣歧管1的各氣道(1a，……，1n)形成有凹槽(1a’，……，1n’)，凹槽(1a’，……，1n’)的橫剖面為半圓形以使旋轉(zhuǎn)桿4c能容置在各凹槽(1a’，……，1n’)內(nèi)，這樣流經(jīng)氣道(1a，……，1n)的空氣就不會(huì)在氣道(1a，……，1n)內(nèi)被阻斷。
如圖2所示，開/關(guān)部件5包括多個(gè)旋轉(zhuǎn)板(5a，……，5n)，各旋轉(zhuǎn)板位于各氣道(1a，……，1n)的通路中半圓形旋轉(zhuǎn)桿的平面上，開/關(guān)部件5的一端焊接到旋轉(zhuǎn)桿的平面，另一端形成有波浪狀的末端以滾動(dòng)(tumble)氣流。旋轉(zhuǎn)桿4c分別裝有阻擋板(5a”，……，5n”)，各阻擋板相對(duì)于旋轉(zhuǎn)板(5a，……，5n)以一預(yù)定的角度傾斜，以通過旋轉(zhuǎn)桿4c的旋轉(zhuǎn)覆蓋暴露在氣道(1a，……，1n)通路的凹槽(1a’，……，1n’)。
下面將參照附圖描述本發(fā)明的工作情況。
在本發(fā)明中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)而且延遲點(diǎn)火時(shí)間(ignitiontiming)至某一程度以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的電子控制單元(ECU)控制經(jīng)進(jìn)氣歧管1的各氣道(1a，……，1n)注入的燃油空氣混合氣的量。
ECU控制驅(qū)動(dòng)裝置2，藉此，操縱裝置(如圖4所示)調(diào)節(jié)各氣道(1a，……，1n)的開/關(guān)量以延遲點(diǎn)火時(shí)間(ignition timing)，從而(如圖5所示)在低于預(yù)定轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)(約為3500轉(zhuǎn)/分鐘)提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。
當(dāng)ECU發(fā)送信號(hào)至電動(dòng)機(jī)3時(shí)，旋轉(zhuǎn)桿4c(如圖2、圖3所示)通過電動(dòng)機(jī)3的旋轉(zhuǎn)而被蝸桿3a和蝸輪帶動(dòng)，使旋轉(zhuǎn)板(5a，……，5n)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而調(diào)節(jié)各氣道(1a，……，1n)的開度。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)板(5a，……，5n)使氣道(1a，……，1n)的通路變窄時(shí)，流經(jīng)通路的燃油空氣混合氣的量減少并且燃油空氣混合氣的氣流也被滾動(dòng)(tumble)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在燃燒室內(nèi)用相對(duì)較少的燃料實(shí)現(xiàn)了更加有效的燃燒。因此廢氣中的污染物質(zhì)也相對(duì)減少。
下面將描述調(diào)節(jié)開/關(guān)部件5開度的裝置，如上所述，蝸輪4b受安裝在電動(dòng)機(jī)3旋轉(zhuǎn)軸上的蝸桿3a轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)板(5a，……，5n)轉(zhuǎn)動(dòng)，藉此響應(yīng)于蝸桿3a和蝸輪4b的機(jī)械特性而能夠準(zhǔn)確地打開或者關(guān)閉旋轉(zhuǎn)板(5a，……，5n)。
如圖5所示，在旋轉(zhuǎn)板(5a，……，5n)完全打開時(shí)可以看成使用沒有配備本發(fā)明設(shè)備的常規(guī)進(jìn)氣歧管的情形，而在旋轉(zhuǎn)板(5a，……，5n)半打開時(shí)則顯示出在低于大約3500轉(zhuǎn)/分鐘的發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)域內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩相對(duì)提高的結(jié)果，應(yīng)當(dāng)注意到當(dāng)車輛沿上坡行駛而需要大轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)，這樣可獲得非常有益的發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
如果旋轉(zhuǎn)板(5a，……，5n)完全被關(guān)閉，應(yīng)當(dāng)注意到總轉(zhuǎn)矩要比旋轉(zhuǎn)板(5a，……，5n)完全打開時(shí)的??；但是廢氣中的污染物質(zhì)也大大減少，這樣在不需要大轉(zhuǎn)矩時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)能有效運(yùn)行以將環(huán)境污染降至最低。
從上面的敘述可以明顯地看出，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)氣體流量可變進(jìn)氣裝置具有優(yōu)點(diǎn)，這是因?yàn)榻?jīng)進(jìn)氣歧管注入到燃燒室內(nèi)的燃油空氣混合氣的流量是逐漸變化的以形成滾動(dòng)(tumble)。此外，對(duì)應(yīng)燃油空氣混合氣的注入量，點(diǎn)火時(shí)間被相應(yīng)地延遲，從而提高燃料效率、減少廢氣并增加發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。
本發(fā)明的具體實(shí)施例的上述描述僅是為了闡釋和描述的目的。其意圖并不在于窮舉或是將本發(fā)明限制在披露的明確形式中。顯然，根據(jù)上面的技術(shù)內(nèi)容可有許多修改和變化。已選擇和描述的實(shí)施例是為了最佳地解釋發(fā)明原理以及其實(shí)際使用，從而使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能最佳地利用本發(fā)明和適于特定預(yù)期用途的具有各種修改的不同實(shí)施例。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書及其等同的技術(shù)方案限定。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣體流量可變進(jìn)氣裝置，其特征在于，包含一安裝在進(jìn)氣歧管一側(cè)的驅(qū)動(dòng)裝置，以響應(yīng)于電子控制單元傳送的控制信號(hào)而產(chǎn)生動(dòng)力；以及一操縱裝置，用于接受驅(qū)動(dòng)裝置傳送來的動(dòng)力，以調(diào)節(jié)進(jìn)氣歧管各氣道的開度。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)裝置是由車輛電源驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸形成有蝸桿，而操縱裝置包含一蝸輪，與驅(qū)動(dòng)裝置的蝸桿嚙合而被蝸桿帶動(dòng)；一旋轉(zhuǎn)桿，用作蝸輪的旋轉(zhuǎn)軸而穿過進(jìn)氣歧管的各氣道；以及一開/關(guān)部件，連接到旋轉(zhuǎn)桿以打開或者關(guān)閉進(jìn)氣歧管各氣道的通路。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)桿的橫剖面為半圓形的形狀，且進(jìn)氣歧管的各氣道形成有橫剖面為半圓形的凹槽，以使旋轉(zhuǎn)桿容置在各凹槽內(nèi)。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述開/關(guān)部件包括多個(gè)旋轉(zhuǎn)板，各旋轉(zhuǎn)板位于各氣道的通路內(nèi)半圓形旋轉(zhuǎn)桿的平面?zhèn)壬?，開/關(guān)部件的一端焊接到旋轉(zhuǎn)桿的平面?zhèn)?，另一端形成有波浪狀的末端以滾動(dòng)氣流。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)桿分別地設(shè)置有阻擋板，各阻擋板相對(duì)于旋轉(zhuǎn)板以一預(yù)定角度傾斜，以通過旋轉(zhuǎn)板的轉(zhuǎn)動(dòng)覆蓋暴露在氣道通路的凹槽。
全文摘要
一種發(fā)動(dòng)機(jī)氣體流量可變進(jìn)氣裝置，適用于逐漸改變通過進(jìn)氣歧管注入到燃燒室內(nèi)的燃油空氣混合氣的流量，以形成氣流的滾動(dòng)(tumble)，延遲響應(yīng)于注入的燃油空氣混合氣量的點(diǎn)火時(shí)間，在特定范圍內(nèi)提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率和轉(zhuǎn)矩，并減少廢氣。該裝置包含安裝在進(jìn)氣歧管一側(cè)的驅(qū)動(dòng)單元，其用于響應(yīng)自電子控制單元傳送來的控制信號(hào)而產(chǎn)生動(dòng)力，以及操縱裝置，其接受驅(qū)動(dòng)單元傳送的動(dòng)力以調(diào)節(jié)進(jìn)氣歧管各氣道的開度。
文檔編號(hào)F02M35/104GK1428500SQ02143380
公開日2003年7月9日 申請(qǐng)日期2002年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月24日
發(fā)明者許宗會(huì) 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社