專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的裝置的氣壓促動(dòng)的機(jī)電閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)裝置的氣壓促動(dòng)的機(jī)電閥，特別是機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)燃機(jī)，如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
已知現(xiàn)代的內(nèi)燃機(jī)可以配有一個(gè)或多個(gè)操作需要?dú)鈮捍賱?dòng)的裝置，例如可變幾何渦輪增壓器(VGT)、可變流量渦輪增壓器(VFT)、或與固定幾何渦輪增壓器(TOT)相關(guān)的廢
氣門(mén)閥。事實(shí)上，VGT和VFT是渦輪增壓器，其被設(shè)計(jì)用于調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)渦輪的廢氣流方向，以便在不同發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件下優(yōu)化渦輪效率，主要是在不同發(fā)動(dòng)機(jī)速度值的條件下。為了操作這個(gè)調(diào)節(jié)，VFT通常包括可移動(dòng)瓣閥元件，其位置是可調(diào)整的以改變渦輪腔的幾何，而VGT在渦輪腔內(nèi)包括多個(gè)葉片，其被布置用于引導(dǎo)即將到來(lái)的廢氣流向渦輪， 并且該葉片是可移動(dòng)的以至于改變其角度。廢氣門(mén)閥是安裝在TOT渦輪入口的排氣管上游的旁通閥，其包括可移動(dòng)閥元件， 其位置是可調(diào)整的以至于在高的發(fā)動(dòng)機(jī)速度時(shí)部分即將到來(lái)的廢氣流繞過(guò)渦輪。VFT的可移動(dòng)瓣閥，VGT的可移動(dòng)葉片和廢氣門(mén)閥的可移動(dòng)閥元件傳統(tǒng)上通過(guò)氣壓促動(dòng)器來(lái)移動(dòng)。這個(gè)氣壓促動(dòng)器可以通過(guò)三通的電-機(jī)械比例閥(EPV)來(lái)控制，典型是電磁閥，其具有與大氣相通的第一端口，與真空罐和真空泵相通的第二端口，和與氣壓促動(dòng)器相通的第三端口。EPV,由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(EOT)控制，在大氣值和真空罐或泵的負(fù)值之間的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輸送到氣壓促動(dòng)器的壓力，以至于這個(gè)壓力的變化引起氣壓促動(dòng)器移動(dòng)VFT的可移動(dòng)瓣閥、VGT的可移動(dòng)葉片或廢氣門(mén)閥的可移動(dòng)閥元件。EPV通常作為包括自身外殼的獨(dú)立裝置來(lái)制造，該外殼一般由塑料制成，其設(shè)置有上面提到的3個(gè)端口，并且其也包圍用于節(jié)流這些端口的可移動(dòng)閥元件和用于促動(dòng)這個(gè)可移動(dòng)閥元件的電磁鐵，所以EPV需要被緊固到發(fā)動(dòng)機(jī)上或者不管怎樣被固定到在機(jī)動(dòng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的另一部件。然而，EPV對(duì)震動(dòng)是非常敏感的，如那些由發(fā)動(dòng)機(jī)操作產(chǎn)生的，其可以引起EPV的可移動(dòng)閥元件移動(dòng)，即使ECU沒(méi)有發(fā)出電指令，因此不正確的改變了渦輪葉片的傾斜度。由于這個(gè)原因，EPV的外殼通常用插入多個(gè)支撐減震器而緊固到發(fā)動(dòng)機(jī)上，該減震器適合于衰減傳遞到EPV的震動(dòng)。借助于實(shí)例，這些支撐減震器可以是由橡膠制成的圓柱形中空墊，其被單獨(dú)固定并且在EPV外殼和用螺栓緊固到發(fā)動(dòng)機(jī)上的專用安裝支架之間通過(guò)螺栓壓縮?？紤]到上述情況，因此EPV的緊固涉及許多單獨(dú)部件，其使整個(gè)操作減慢并變復(fù)雜，其在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)占用相對(duì)寬的空間，并且其通常是由不同的供應(yīng)商提供，因此也增加了質(zhì)量控制量和總制造成本。CN 102536522 A上面提到的用于緊固EPV的解決方案的另一個(gè)缺點(diǎn)在于，螺栓頭位于EPV的殼體上，螺栓的緊固扭矩應(yīng)當(dāng)保持在殼體材料的破壞極限之下，這可能不足以保證適當(dāng)?shù)木o固力。因此本發(fā)明實(shí)施例的目的是簡(jiǎn)化并且加速EPV的裝配。另一個(gè)目的是增加EPV作用于發(fā)動(dòng)機(jī)上的緊固力，而不損害支撐減震器的適當(dāng)壓縮。此外另一個(gè)目的是用簡(jiǎn)單、合理和相當(dāng)便宜的解決方案達(dá)到上面提到的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
這些和/或其它目的是通過(guò)在本發(fā)明主要方面所報(bào)道的本發(fā)明實(shí)施例的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明其它方面敘述了這些實(shí)施例的更優(yōu)的和/或特殊的優(yōu)點(diǎn)。特別是，本發(fā)明實(shí)施例提供電-機(jī)械閥用于內(nèi)燃機(jī)的裝置的氣壓促動(dòng)，該裝置例如為VGT、VFT或廢氣門(mén)閥，其中電-機(jī)械閥包括外殼和嵌入到外殼內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)支撐減
晨^1 ο以這種方式，這些嵌入的支撐緩沖器與外殼成為一體，所以帶有支撐減震器的電-機(jī)械閥可以有利于作為整體實(shí)現(xiàn)和管理，其減少了涉及其緊固的單獨(dú)部件的數(shù)量，所以減少了工作量、供應(yīng)商的數(shù)量還有總制造成本。借助于實(shí)例，歸功于嵌入到外殼內(nèi)的支撐減震器，電-機(jī)械閥可以用簡(jiǎn)單的螺絲代替?zhèn)鹘y(tǒng)螺栓，所以不需要安裝支架。根據(jù)本發(fā)明的一方面，每個(gè)支撐減震器在其側(cè)面設(shè)置有周圍溝槽，而外殼的壁設(shè)置有開(kāi)口，其周圍邊緣配合所述周圍溝槽并且至少部分地圍繞支撐減震器。這個(gè)解決方案有利的保證了在支撐減震器和外殼之間的安全連接。更特別的是，上面提到的開(kāi)口可以是孔，其周圍邊緣完全圍繞支撐減震器，因此有利的增強(qiáng)了其相互連接。根據(jù)本發(fā)明的一方面，每個(gè)支撐減震器由橡膠制成。橡膠是低成本的彈性材料，其機(jī)械性能保證了足夠的振動(dòng)衰減。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，每個(gè)支撐減震器是圓柱形的。圓柱形狀比許多其它形狀具有易于制造的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，每個(gè)支撐減震器設(shè)置有通過(guò)其厚度的孔。本發(fā)明的這個(gè)方面具有該孔可以有效的容納各自的緊固螺絲的優(yōu)點(diǎn)，所以這個(gè)螺絲頭可以作用于支撐減震器上而不是外殼上。因此，外殼不受由螺絲施加的緊固力的影響，因此其緊固扭矩可以增加以便增強(qiáng)電機(jī)械閥的緊固。仍根據(jù)本發(fā)明的另一方面，每個(gè)支撐減震器設(shè)置有用于阻止支撐減震器壓縮的框
^K O這個(gè)框架有利于允許滿足上面提到的緊固扭矩的要求值，而不損害支撐減震器。特別是，該框架可以作為芯柱來(lái)體現(xiàn)，其被軸向插入到支撐緩沖器的孔內(nèi)，并且其相對(duì)端分別設(shè)置有位于支撐減震器上的各自法蘭。以這種方式，框架達(dá)到有效、非常簡(jiǎn)單和相當(dāng)便宜的目的。
根據(jù)這個(gè)框架的一方面，芯柱是管型的以便允許緊固螺絲通過(guò)其中。根據(jù)這個(gè)框架的另一方面，芯柱包括兩個(gè)彼此同軸線插入的套管，該套管的每個(gè)與上面提到的其中一個(gè)法蘭成為一體。歸功于這個(gè)解決方案，兩個(gè)套管可以制成滑動(dòng)的以便將法蘭靠的更近，并因此壓縮支撐減震器，直到外套管的自由端與內(nèi)套管的法蘭相接觸，這之后套管阻止支撐減震器的任何進(jìn)一步的壓縮。因此，套管可以有利于確定尺寸以便保證支撐減震器壓縮的期望值，其獨(dú)立于應(yīng)用到緊固螺絲的緊固扭矩。根據(jù)該框架的另一方面，兩個(gè)套管設(shè)置有用于一旦它們處于預(yù)定的相互位置就阻止其相互松脫的器件。以這種方式，套管可以有利于在各自的支撐減震器上被預(yù)裝配，因此與閥殼體成為整體，并且這樣在緊固閥的過(guò)程中減少了被管理和裝配的組件數(shù)量。本發(fā)明也可以作為用于內(nèi)燃機(jī)的氣壓促動(dòng)裝置被體現(xiàn)，如VGT、VFT或廢氣門(mén)閥， 其包括上面描述的電機(jī)械閥，和作為包括這個(gè)氣壓促動(dòng)裝置的內(nèi)燃機(jī)來(lái)體現(xiàn)。


本發(fā)明將借助于實(shí)例參考附圖進(jìn)行描述。圖1示意性的示出了機(jī)動(dòng)車輛的渦輪增壓的內(nèi)燃機(jī)。圖2是圖1內(nèi)燃機(jī)的EPV的透視圖。圖3到5表示圖2的EPV的支撐減震器的裝配的三個(gè)階段。圖6表示圖3-5的支撐減震器的截面。附圖標(biāo)記10渦輪增壓的內(nèi)燃機(jī)
11進(jìn)氣總管
12排氣總管
20進(jìn)氣管
30排氣管
40可變幾何渦輪增壓器
41壓縮機(jī)
42渦輪
50中冷器
60電機(jī)械比例閥
61外殼
62第一端口
63第二端口
64第三端口
65電連接器
66支撐減震器
67壁CN 102536522 A68孔
69底面
70頂面
71周圍溝槽
72側(cè)表面
73周圍邊緣
74孔
80框架
81芯柱
82下法蘭
83上法蘭
84下套管
85上套管
86卡圈
90真空泵
100發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元
具體實(shí)施例方式作為本發(fā)明當(dāng)前實(shí)施例公布的渦輪增壓的內(nèi)燃機(jī)10是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，但是它也可以是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪增壓的內(nèi)燃機(jī)10示意性的包括進(jìn)氣總管11、排氣總管12、用于將來(lái)自大氣中的新鮮空氣注入到進(jìn)氣總管11中的進(jìn)氣管20、用于從排氣總管12釋放廢氣到大氣中的排氣管30、和可變幾何渦輪增壓器(VGT) 40，該渦輪增壓器包括位于進(jìn)氣管20中用于壓縮流過(guò)其中的氣流的壓縮機(jī)41，和位于排氣管30中用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)41的渦輪42。中冷器50 位于壓縮機(jī)41下游的進(jìn)氣管20中，以便在氣流到達(dá)進(jìn)氣總管11之前將其冷卻。根據(jù)VGT 40的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，渦輪42的殼體包圍多個(gè)葉片，其被布置用于引導(dǎo)即將到來(lái)的廢氣流向渦輪轉(zhuǎn)子(未顯示)，并且其是可移動(dòng)的以至于改變其角度并因此修改廢氣流的方向。這些可移動(dòng)葉片通過(guò)氣壓促動(dòng)器(未顯示)來(lái)驅(qū)動(dòng)，該氣壓促動(dòng)器通過(guò)外部的三通電機(jī)械比例閥(EPV) 60來(lái)控制，在本例中是電磁閥。EPV 60包括外殼61，典型的是由塑料制成，其設(shè)置有與大氣相通的第一端口 62， 與真空泵90相通的第二端口 63，和與上面提到的氣壓促動(dòng)器相通的第三端口 64。此外，外殼61包圍用于節(jié)流這些端口 62-64的可移動(dòng)閥元件和用于促動(dòng)這個(gè)可移動(dòng)閥元件的電磁鐵。EPV 60進(jìn)一步包括連線到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(EOT) 100的電連接器65，其控制EPV 60以便在大氣值和真空泵90的負(fù)值之間的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輸送到氣壓促動(dòng)器的壓力，以至于這個(gè)壓力的變化相應(yīng)的引起氣壓促動(dòng)器移動(dòng)VGT40的渦輪葉片。為了將EPV 60緊固到發(fā)動(dòng)機(jī)10 (或者到在機(jī)動(dòng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的任何其它適當(dāng)?shù)牟考?，EPV 60包括兩個(gè)支撐減震器66，只有其中一個(gè)在圖中是可見(jiàn)的。
如圖2到6所示，每個(gè)支撐減震器66是彈性材料的薄圓柱墊，在本例中是合成橡膠的，其被嵌入到外殼61的相應(yīng)壁67中，其依次是盤(pán)形的和薄的并且像翅片或肋一樣凸
出ο更特別的是，通過(guò)被同軸插入并且在這個(gè)壁67的通孔68中被牢牢固定，支撐減震器66被嵌入到壁67中。支撐減震器66的厚度大于壁67的厚度，所以支撐減震器66的底面69和頂面70 兩者從壁67的相對(duì)表面隔開(kāi)。支撐減震器66設(shè)置有在其側(cè)表面72上實(shí)現(xiàn)的周圍溝槽71，其寬度近似等于壁67 的厚度，其內(nèi)徑近似等于孔68的直徑。以這種方式，周圍溝槽71接合孔68 (見(jiàn)圖6)的周圍邊緣73，因此實(shí)現(xiàn)了將支撐減震器66軸向地牢牢固定到外殼61的壁67的連接。在本例中，因?yàn)榭?8的周圍邊緣73完全圍繞支撐減震器66，所以該連接也阻止相互的側(cè)向移動(dòng)，因此完全將支撐減震器約束到壁67。從制造的觀點(diǎn)來(lái)看，每個(gè)支撐減震器66連接到如圖3和4所示的各自孔68。每個(gè)支撐減震器66配有包括管狀芯柱81的框架80，其軸向插入到穿過(guò)支撐減震器66厚度的中心孔74中，并且其相對(duì)端單獨(dú)設(shè)置有突出的環(huán)形法蘭，也就是位于支撐減震器66底面69的下法蘭82和位于頂面70的上法蘭83。更特別的是，芯柱81包括兩個(gè)分離的塑料套管，也就是下套管84和上套管85，其中的每個(gè)作為分別帶有下法蘭82和上法蘭83的單獨(dú)主體來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖3到5所示，兩個(gè)套管84和85從相對(duì)側(cè)插入到孔74中，同時(shí)上套管85進(jìn)一步被插入到下套管84中。以這種方式，兩個(gè)套管84和85可以相互滑動(dòng)，以便使得法蘭82和83更靠近，并因此逐漸壓縮支撐減震器66。特別是，上套管85被顯示滑入到相互關(guān)聯(lián)的下套管84中，直到下套管84的自由端靠在上法蘭83，如圖6所示，也就是直到套管84和85被軸向壓緊，以至于阻止支撐減震器66的任何進(jìn)一步的壓縮。明顯地，套管84和85被設(shè)定尺寸以至于一旦支撐減震器66的壓縮達(dá)到期望的優(yōu)化水平時(shí)就達(dá)到這個(gè)壓緊結(jié)構(gòu)。如圖6所示，上套管85的自由端進(jìn)一步包括小的凸出卡圈86，其與下法蘭82的內(nèi)邊界相接合，以便阻止一旦套管84和85達(dá)到上面提到的壓緊結(jié)構(gòu)時(shí)它們相互松脫。以這種方式，支撐減震器66保持預(yù)壓縮，套管84和85與外殼61成為一體，因此給EPV 60提供緊固到發(fā)動(dòng)機(jī)10做準(zhǔn)備。更特別的是，這個(gè)緊固通過(guò)將每個(gè)支撐減震器66的下法蘭放置到EPV60被緊固到的發(fā)動(dòng)機(jī)部件上，和通過(guò)將緊固螺絲插入到框架80的芯柱81中來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以螺栓頭位于上法蘭83上，而螺絲的芯柱被擰緊到所述發(fā)動(dòng)機(jī)部件的螺紋孔中。發(fā)動(dòng)機(jī)部件、緊固螺絲和相應(yīng)的螺紋孔在圖中未顯示，因?yàn)樗鼈兪莻鹘y(tǒng)類型。歸功于這個(gè)解決方案，EPV外殼61的壁67不受到由緊固螺絲所施加的緊固力，支撐減震器66也不能被進(jìn)一步壓縮(歸功于框架80)，所以應(yīng)用到緊固螺絲的夾緊扭矩可以適當(dāng)增加，以便實(shí)現(xiàn)最佳緊固力。
雖然EPV 60之前用于VGT 40的氣壓促動(dòng)被描述，但是應(yīng)當(dāng)意識(shí)到的是相同的EPV 60可以用于內(nèi)燃機(jī)其它裝置的氣壓促動(dòng)，如可變流量渦輪增壓器(VFT)或固定幾何渦輪增壓器(reT)的廢氣門(mén)閥。雖然至少一個(gè)示意性的實(shí)施例在前面的總結(jié)和詳細(xì)描述中被呈現(xiàn)，但應(yīng)當(dāng)意識(shí)到的是大量的變化是存在的。也應(yīng)當(dāng)意識(shí)到的是示意性的實(shí)施例或多個(gè)示意性的實(shí)施例僅僅是實(shí)例，并不是想以任何方式限制范圍、應(yīng)用或結(jié)構(gòu)。相反的前面的總結(jié)和詳細(xì)描述將給那些本領(lǐng)域技術(shù)人員提供用于實(shí)施至少一個(gè)示意性實(shí)施例的便捷的路線圖，應(yīng)當(dāng)理解的是可以對(duì)在示意性實(shí)施例中所描述的元件的功能和布置進(jìn)行各種改變，而不脫離如在附加權(quán)利要求書(shū)和其法律等價(jià)物中所提出的范圍。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)械閥(60)，用于內(nèi)燃機(jī)(10)的裝置00)的氣壓促動(dòng)，其包括外殼(61)和嵌入到所述外殼(61)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)支撐減震器(66)。
2.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)械閥(60)，其中所述支撐減震器(66)在其側(cè)面(7 設(shè)置有周圍溝槽(71)，并且其中所述外殼(61)的壁(67)設(shè)置有開(kāi)口(68)，該開(kāi)口的周圍邊緣(73)配合所述周圍溝槽(71)并且至少部分地圍繞所述支撐減震器(66)。
3.如權(quán)利要求2所述的電機(jī)械閥(60)，其中所述開(kāi)口是孔(68)，其周圍邊緣(73)完全圍繞所述支撐減震器(66)。
4.如前述任一權(quán)利要求所述的電機(jī)械閥(60)，其中所述支撐減震器(66)是由橡膠制成的。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的電機(jī)械閥(60)，其中所述支撐減震器(66)是圓柱形的。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的電機(jī)械閥(60)，其中所述支撐減震器(66)包括穿過(guò)其厚度的孔(74)。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的電機(jī)械閥(60)，其中所述支撐減震器(66)設(shè)置有用于阻止所述支撐減震器(66)壓縮的框架(80)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的電機(jī)械閥(60)，其中所述框架(80)包括軸向插入到所述孔(74)中的芯柱(81)，該芯柱的相對(duì)端設(shè)置有位于所述支撐減震器(66)上的相應(yīng)法蘭(82， 83)。
9.如權(quán)利要求8所述的電機(jī)械閥(60)，其中所述芯柱(81)是管形的。
10.如權(quán)利要求8所述的電機(jī)械閥(60)，其中所述芯柱(81)包括軸向插入到彼此中的兩個(gè)套管(84，85)，該套筒的每個(gè)與所述法蘭(82，83)的一個(gè)成為一體。
11.如權(quán)利要求10所述的電機(jī)械閥(60)，其中所述套管(84，85)設(shè)置有用于一旦它們處于預(yù)定的相互位置就阻止它們相互松脫的器件(86)。
12.一種用于內(nèi)燃機(jī)(10)的氣壓促動(dòng)裝置(40)，其包括如前述任一權(quán)利要求所述的電機(jī)械閥(60)。
13.一種內(nèi)燃機(jī)(10)，其包括如權(quán)利要求12所述的氣壓促動(dòng)裝置00)。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電機(jī)械閥(60)，用于內(nèi)燃機(jī)(10)裝置(40)的氣壓促動(dòng)，其包括外殼(61)和嵌入到所述外殼(61)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)支撐減震器(66)。
文檔編號(hào)F02M25/07GK102536522SQ20111041294
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者G.馬拉拉, L.巴特富科, R.雷吉內(nèi)托 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司