節(jié)氣門組件的制作方法
【專利摘要】一種節(jié)氣門組件(10)，其包括：具有主通道(32)和輔助通道(36)的氣門殼體(40)，樞轉(zhuǎn)安裝在所述主通道(32)中的主節(jié)氣門(34)，樞轉(zhuǎn)安裝在所述輔助通道(36)中的輔助節(jié)氣門(38)，通過致動機(jī)構(gòu)(52)控制所述主節(jié)氣門(34)和所述輔助節(jié)氣門(38)的打開角度的共用旋轉(zhuǎn)致動器(54)，其特征在于，所述致動機(jī)構(gòu)(52)包括連接在輔助樞轉(zhuǎn)軸(50)和由所述旋轉(zhuǎn)致動器(54)驅(qū)動的齒輪系(58)之間的曲柄機(jī)構(gòu)(70)。
【專利說明】節(jié)氣門組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及布置在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣通道中的節(jié)氣門組件。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明特別涉及一種節(jié)氣門組件，包括:
[0003]-具有主通道和連接到所述主通道的輔助通道的氣門殼體，
[0004]-樞轉(zhuǎn)地安裝在所述主通道中且可在全開位置和關(guān)閉位置之間樞轉(zhuǎn)的主節(jié)氣門，所述主節(jié)氣門具有沿著主軸線延伸的主樞轉(zhuǎn)軸，
[0005]-樞轉(zhuǎn)地安裝在所述輔助通道中且可在關(guān)閉位置和全開位置之間樞轉(zhuǎn)的輔助節(jié)氣門，所述輔助節(jié)氣門具有沿著輔助軸線延伸的輔助樞轉(zhuǎn)軸，
[0006]-控制所述主節(jié)氣門和所述輔助節(jié)氣門的打開角度的共用旋轉(zhuǎn)致動器。
[0007]文獻(xiàn)US2005/0241702A1中揭示了這種節(jié)氣門組件的示例。
[0008]本發(fā)明的目的在于通過提供一種如下所述的組件來改善現(xiàn)有的方案，所述組件允許對每個節(jié)氣門的樞轉(zhuǎn)運動進(jìn)行獨立且更好的控制，并且該組件更緊湊。本發(fā)明旨在根據(jù)與特定應(yīng)用相聯(lián)系的需要來提供一種更為可靠和更容易設(shè)計的方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決上述提到的問題，本發(fā)明提供了一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的節(jié)氣門組件，其包括:
[0010]-具有主通道和連接到所述主通道的輔助通道的氣門殼體，
[0011]-樞轉(zhuǎn)地安裝在所述主通道中且可在全開位置和關(guān)閉位置之間樞轉(zhuǎn)的主節(jié)氣門，所述主節(jié)氣門具有沿著主軸線延伸的主樞轉(zhuǎn)軸，
[0012]-樞轉(zhuǎn)地安裝在所述輔助通道中且可在關(guān)閉位置和全開位置之間樞轉(zhuǎn)的輔助節(jié)氣門，所述輔助節(jié)氣門具有沿著輔助軸線延伸的輔助樞轉(zhuǎn)軸，
[0013]-通過致動機(jī)構(gòu)來控制所述主節(jié)氣門和所述輔助節(jié)氣門兩者的打開角度的共用旋轉(zhuǎn)致動器，所述致動機(jī)構(gòu)在所述旋轉(zhuǎn)致動器的促動期間在兩個節(jié)氣門的樞轉(zhuǎn)運動之間提供了一定時移，
[0014]其中，所述致動機(jī)構(gòu)包括連接在輔助樞轉(zhuǎn)軸和由旋轉(zhuǎn)致動器驅(qū)動的齒輪系之間的曲柄機(jī)構(gòu)，使得基于由旋轉(zhuǎn)致動器提供的旋轉(zhuǎn)運動，相繼地使輔助節(jié)氣門首先從其關(guān)閉位置被促動到其全開位置，并隨后再從其全開位置被促動到其關(guān)閉位置，而無需使旋轉(zhuǎn)致動器的旋轉(zhuǎn)方向反向。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的節(jié)氣門組件允許主節(jié)氣門和輔助節(jié)氣門之間的時移，從而允許與主節(jié)氣門的關(guān)閉并行地打開和關(guān)閉輔助節(jié)氣門，而無需使旋轉(zhuǎn)致動器的旋轉(zhuǎn)方向反向。
[0016]由于本發(fā)明的這些特征，使得通過調(diào)整曲柄機(jī)構(gòu)的設(shè)計來使節(jié)氣門組件適于應(yīng)用環(huán)境更加容易。
[0017]這樣的節(jié)氣門組件可用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣通道中。輔助節(jié)氣門例如可用于對來自渦輪增壓器的熱空氣進(jìn)行計量供給，或者可用于對再循環(huán)的廢氣進(jìn)行計量供給。
[0018]有利地，旋轉(zhuǎn)致動器、主節(jié)氣門和輔助節(jié)氣門各自的軸線是平行的，但是不同軸，這在氣門殼體中提供了更為緊湊且更為靈活的致動機(jī)構(gòu)的布置。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的其他有利特征，還包括:
[0020]-所述曲柄機(jī)構(gòu)包括附接到輔助軸并且由連接到齒輪系的操作桿控制的曲柄；
[0021]-所述致動機(jī)構(gòu)包括安裝在主軸上并且通過齒輪系連接到旋轉(zhuǎn)致動器的旋轉(zhuǎn)移相器機(jī)構(gòu)，使得基于由旋轉(zhuǎn)致動器提供的旋轉(zhuǎn)運動，相繼地使主節(jié)氣門首先從其全開位置被促動到其關(guān)閉位置，并隨后再保持在其關(guān)閉位置直到輔助節(jié)氣門回到其關(guān)閉位置；
[0022]-所述旋轉(zhuǎn)移相器機(jī)構(gòu)包括由齒輪系可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動的第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件以及裝配在主軸和第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件之間的連接彈簧，使得基于由旋轉(zhuǎn)致動器提供的旋轉(zhuǎn)運動，相繼地使第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)并接合連接彈簧，驅(qū)動主軸并使所述主軸連同主節(jié)氣門一起旋轉(zhuǎn)，所述主節(jié)氣門從其全開位置旋轉(zhuǎn)到其關(guān)閉位置，并且隨后所述第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件相對于所述主軸旋轉(zhuǎn)，對所述連接彈簧加載，所述主節(jié)氣門保持在其關(guān)閉位置；
[0023]-帶齒部分與第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件一體形成，所述帶齒部分與所述齒輪系嚙合；
[0024]-所述旋轉(zhuǎn)移相器機(jī)構(gòu)包括以旋轉(zhuǎn)剛性方式連接到主軸的第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件，附加帶齒部分被附接到第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件，所述附加帶齒部分僅僅在從主節(jié)氣門的全開位置到其全關(guān)閉位置期間與所述齒輪系嚙合；
[0025]-所述第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件具有鄰接表面，并且所述第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件具有止動表面，所述連接彈簧朝向止動表面來偏置鄰接表面；
[0026]-所述旋轉(zhuǎn)移相器機(jī)構(gòu)包括允許主節(jié)氣門保持在其全開位置同時輔助節(jié)氣門由旋轉(zhuǎn)致動器從其關(guān)閉位置促動到中間打開位置的布置；
[0027]-所述連接彈簧具有通過一定旋轉(zhuǎn)移位來連接到第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件的第一端，以及以旋轉(zhuǎn)剛性方式連接到主軸的第二端，使得基于由旋轉(zhuǎn)致動器提供的旋轉(zhuǎn)運動，第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件能夠旋轉(zhuǎn)而不接合連接彈簧，從而使主節(jié)氣門保持在其全開位置；
[0028]-所述旋轉(zhuǎn)移相器機(jī)構(gòu)包括以旋轉(zhuǎn)剛性方式連接到主軸的第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件，所述第一和第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件具有與主軸線同軸的大致互補(bǔ)的管狀，所述第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件被收容在所述第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件內(nèi)，并且所述連接彈簧安裝在由所述第一和所述第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件限定的管狀殼體中，所述連接彈簧的第二端附接到所述第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件，并且所述第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件在其管表面中具有切口，用于通過一定旋轉(zhuǎn)移位來接合所述連接彈簧的第一端；
[0029]-所述曲柄機(jī)構(gòu)鉸接在第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件上；
[0030]-角度傳感器布置在氣門殼體上，并且與布置在所述第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件上的旋轉(zhuǎn)部件協(xié)作；
[0031 ]-至少一個復(fù)位彈簧朝向主節(jié)氣門的全開位置來偏置主節(jié)氣門，并且朝向輔助節(jié)氣門的關(guān)閉位置來偏置輔助節(jié)氣門；
[0032]-所述主軸線基本上與所述輔助軸線平行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]現(xiàn)在參考附圖，作為示例來描述本發(fā)明，附圖中:
[0034]-圖1是內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的示意圖，該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)結(jié)合有根據(jù)本發(fā)明的具有主節(jié)氣門和輔助節(jié)氣門的節(jié)氣門組件；
[0035]-圖2是圖1的節(jié)氣門組件的透視圖，其示出了用于控制根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的主節(jié)氣門和輔助節(jié)氣門的致動機(jī)構(gòu)；
[0036]-圖3是圖2的節(jié)氣門組件的側(cè)視圖；
[0037]-圖4是圖2的節(jié)氣門組件的透視圖，其中氣門殼體被部分剖切開；
[0038]-圖5是圖2的節(jié)氣門組件的分解圖，其中氣門殼體被部分剖切開；
[0039]-圖6是圖2的致動機(jī)構(gòu)的透視圖，其示出了安裝在主節(jié)氣門的主軸上的旋轉(zhuǎn)移相器機(jī)構(gòu)；
[0040]-圖7是圖6的旋轉(zhuǎn)移相器機(jī)構(gòu)的分解圖；
[0041]-圖8是以四個不同階段示出了圖2的節(jié)氣門組件的操作的圖示，其中通過節(jié)氣門組件的示意圖來圖示每個階段；
[0042]-圖9是圖2的致動機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，其示出了節(jié)氣門組件的操作的第一階段，其中主節(jié)氣門完全打開且輔助節(jié)氣門關(guān)閉；
[0043]-圖10是與圖9相似的圖，其示出了節(jié)氣門組件操作的第三階段，其中主節(jié)氣門關(guān)閉且輔助節(jié)氣門完全打開；
[0044]-圖11是與圖9相似的圖，其示出了節(jié)氣門組件操作的第四階段，其中兩個節(jié)氣門都關(guān)閉；
[0045]-圖12是與圖4相似的圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的節(jié)氣門組件的致動機(jī)構(gòu)，其具有不同的旋轉(zhuǎn)移相器機(jī)構(gòu)；
[0046]-圖13是與圖6相似的圖，其示出了圖12的致動機(jī)構(gòu)；
[0047]-圖14是與圖7相似的圖，其示出了圖12的旋轉(zhuǎn)移相器機(jī)構(gòu)；
[0048]-圖15是與圖8相似的圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的節(jié)氣門組件的操作的三個不同階段。
【具體實施方式】
[0049]在下文的描述中，相似或同樣的元件可采用相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)示。如附圖中所示，依據(jù)對應(yīng)于豎直方向、縱向和橫向的參考系V、L、T的取向?qū)⒈皇褂?，而不具有任何限制性目的?br> [0050]圖1示出了渦輪增壓的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)12中的節(jié)氣門組件10的實施的示例，節(jié)氣門組件10也稱為三通閥組件。根據(jù)該示例，發(fā)動機(jī)12包括連接到渦輪增壓器18的壓縮機(jī)側(cè)16的進(jìn)氣通道14，渦輪增壓器18的渦輪側(cè)20連接到發(fā)動機(jī)12的排氣通道22。被壓縮的空氣經(jīng)過入口通道24離開渦輪增壓器18的壓縮機(jī)側(cè)16，并繼續(xù)流經(jīng)中間冷卻器裝置26從而被冷卻下來，并在進(jìn)入發(fā)動機(jī)組28之前流經(jīng)節(jié)氣門組件10。在中間冷卻器裝置26的上游，入口通道24包括一偏轉(zhuǎn)以形成旁通通道30，旁通通道30連接到節(jié)氣門組件10以繞過中間冷卻器裝置26。該旁通通道30旨在選擇性地提供一定量的更暖熱的空氣到發(fā)動機(jī)10。
[0051]節(jié)氣門組件10包括:設(shè)置有主節(jié)氣門34的主通道32，主節(jié)氣門34用于對提供給發(fā)動機(jī)10的進(jìn)氣流進(jìn)行計量供給；以及，設(shè)置有輔助節(jié)氣門38的輔助通道36，所述輔助通道36相對于主節(jié)氣門34連接到主通道32的下游，使得即使當(dāng)主節(jié)氣門34關(guān)閉時，輔助通道36也能給發(fā)動機(jī)10提供進(jìn)氣流。[0052]根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)并且根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的節(jié)氣門組件10的示例在圖2至圖5以及圖9至圖11中示出。該示例包括氣門殼體40，氣門殼體40限定了:沿著橫向軸線Xl延伸的主通道32 ;沿著軸線X2延伸的輔助通道36，軸線X2在豎直平面中與橫向軸線Xl相交；以及，由縱向外周壁44界定的控制機(jī)構(gòu)殼體42。在本示例中，主通道32和輔助通道36按照大約60度的角度相交。當(dāng)然，可選擇的實施方式還包括兩根軸線X1、X2之間的各種可能的角度，其中，包括兩個通道32、36相互垂直(或正交)的角度。
[0053]控制機(jī)構(gòu)殼體42設(shè)計成由可移除的蓋(未圖示)封閉。
[0054]主節(jié)氣門34包括剛性連接到主樞轉(zhuǎn)軸48的主閥瓣46，主樞轉(zhuǎn)軸48可樞轉(zhuǎn)地安裝到主通道32中，并且能夠在全開位置MVl (圖4中示出)和關(guān)閉位置MV2之間繞主軸線Al樞轉(zhuǎn)。
[0055]輔助節(jié)氣門38包括剛性連接到輔助樞轉(zhuǎn)軸50的輔助閥瓣49，輔助樞轉(zhuǎn)軸50可樞轉(zhuǎn)地安裝到輔助通道36中，并且能夠在圖4、圖9和圖11所示的全關(guān)閉位置AVl和圖10所示的全開位置AV2之間繞輔助軸線A2樞轉(zhuǎn)。
[0056]主樞轉(zhuǎn)軸48和輔助樞轉(zhuǎn)軸50在控制機(jī)構(gòu)殼體42內(nèi)延伸，其中它們被聯(lián)接到由單個旋轉(zhuǎn)致動器54控制的致動機(jī)構(gòu)52。旋轉(zhuǎn)致動器54包括具有與主軸線Al和輔助軸線A2平行的驅(qū)動軸56的電動旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。
[0057]依照所示的實施方式，致動機(jī)構(gòu)52包括齒輪系58，齒輪系58具有安裝到旋轉(zhuǎn)致動器54的驅(qū)動軸56上的驅(qū)動小齒輪60，所述驅(qū)動小齒輪60與中間齒輪構(gòu)件64的第一組齒62嚙合。中間齒輪構(gòu)件64的第二組齒66與帶齒部分(或者帶齒扇形部)68嚙合，帶齒部分68在主樞轉(zhuǎn)軸48上軸向地旋轉(zhuǎn)，以便控制主節(jié)氣門34和輔助節(jié)氣門38的打開角度。
[0058]正如在圖3至圖6上更明顯看到的那樣，致動機(jī)構(gòu)52包括連接在輔助樞轉(zhuǎn)軸50和帶齒部分68之間的曲柄機(jī)構(gòu)70。曲柄72被附接到輔助軸50，并且由連接到帶齒部分68的徑向表面76的操作桿74控制。操作桿74在每個末端都鉸接到對應(yīng)的銷78、80，銷78、80分別設(shè)置在曲柄72和徑向表面76上。
[0059]結(jié)合操作桿74的長度來選擇銷80在帶齒部分68上的徑向位置以及銷78在曲柄72上的徑向位置，以便根據(jù)帶齒部分68的旋轉(zhuǎn)位置來提供輔助節(jié)氣門38在其關(guān)閉位置AVl和其全開位置AV2之間的交替運動。
[0060]第一復(fù)位彈簧82圍繞輔助軸50安裝，其第一端被附接到曲柄72的末端且其第二端以旋轉(zhuǎn)剛性方式連接到氣門殼體40，使得所述第一復(fù)位彈簧82將輔助節(jié)氣門38朝向其關(guān)閉位置AVl偏置。
[0061]正如在圖4至圖7上更明顯看到的那樣，致動機(jī)構(gòu)52包括安裝到主軸48上并且連接到齒輪系58的旋轉(zhuǎn)移相器機(jī)構(gòu)84。根據(jù)所示的節(jié)氣門組件10的第一一實施方式，所述旋轉(zhuǎn)移相器機(jī)構(gòu)84包括由齒輪系58可轉(zhuǎn)動地驅(qū)動的第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86、附接到主軸48的第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件88、以及裝配在第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86和第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件88之間的連接彈簧90。
[0062]有利地，所述第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86與帶齒部分68 —體形成。
[0063]在所示的第一實施方式中，第一和第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86、88具有與主軸線Al同軸的、互補(bǔ)的管形92、94。更具體地，第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件的管形94由軸向條構(gòu)成，所述軸向條限定了用于容納所述連接彈簧90的管狀殼體。
[0064]所述連接彈簧90優(yōu)選為與主軸線Al同軸的壓縮彈簧，連接彈簧90具有與設(shè)置在第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件的管形92中的對應(yīng)切口 98相配合的第一端96。連接彈簧90的第二端100附接到第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件88，使得第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86相對于第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件88的相對旋轉(zhuǎn)對連接彈簧90進(jìn)行加載。在此，連接彈簧90的第二端100插入并保持在由第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件的管形94的兩個相鄰條界定的縫隙中。
[0065]切口 98允許第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86通過一定的旋轉(zhuǎn)移位來接合連接彈簧90，使得第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86的旋轉(zhuǎn)運動的第一部分并不導(dǎo)致主軸48的對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)運動。由于在第一和第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86、88之間的連接彈簧90的這種布置，當(dāng)輔助節(jié)氣門38由旋轉(zhuǎn)致動器54從其關(guān)閉位置AVl促動到中間打開位置AV3時，主節(jié)氣門34保持在其全開位置MVl。
[0066]第二復(fù)位彈簧104圍繞主軸48安裝，其第一端附接到第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件的管形94且其第二端以旋轉(zhuǎn)剛性方式連接到氣門殼體40，使得所述第二復(fù)位彈簧104將主節(jié)氣門34朝向其全開位置MVl偏置。
[0067]現(xiàn)在結(jié)合前面的圖并且參考圖8至圖11，將根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式來詳細(xì)描述上述節(jié)氣門組件10的操作。從左邊到右邊，圖8的圖表表示了主節(jié)氣門34(實線)和輔助節(jié)氣門38 (虛線)基于由旋轉(zhuǎn)致動器54提供的旋轉(zhuǎn)運動從左邊的第一階段SI到右邊的第四階段S4的不同位置，其中，在第一階段SI未給旋轉(zhuǎn)致動器54提供動力，在第四階段S4給旋轉(zhuǎn)致動器54完全提供動力。該圖表的底側(cè)對應(yīng)于對應(yīng)的節(jié)氣門34、38的關(guān)閉狀態(tài)，而該圖表的上側(cè)則對應(yīng)于對應(yīng)的節(jié)氣門34、38的完全打開狀態(tài)。
[0068]另外，該圖表的下方表示了節(jié)氣門組件10的對應(yīng)于不同階段的各種狀態(tài)。
[0069]當(dāng)旋轉(zhuǎn)致動器54被關(guān)斷時(第一階段SI)，兩個節(jié)氣門34、38通過對應(yīng)的復(fù)位彈簧82、104被偏置到其休止?fàn)顟B(tài)，其中，主節(jié)氣門34處于全開位置MVl且輔助節(jié)氣門38處于關(guān)閉位置AVl。
[0070]從圖9上所示的第一階段SI開始，驅(qū)動小齒輪60由旋轉(zhuǎn)致動器54旋轉(zhuǎn)直到第二階段S2，以圖9看來驅(qū)動小齒輪60沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致中間齒輪構(gòu)件64按照順時針方向旋轉(zhuǎn)。中間齒輪構(gòu)件64的旋轉(zhuǎn)使得帶齒部分68按照逆時針方向旋轉(zhuǎn)，從圖9所示的第一角度位置到中間角度位置。帶齒部分68的所述旋轉(zhuǎn)將按照箭頭Fl的方向移動操作桿74,導(dǎo)致輔助軸50按照順時針方向旋轉(zhuǎn)，從而使輔助閥瓣49樞轉(zhuǎn)到部分打開位置AV3。
[0071]依照所示的第一實施方式，所述第二階段S2對應(yīng)于主節(jié)氣門34的仍然全開位置MVl。從第一階段SI到第二階段S2，第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86與帶齒部分68的共同旋轉(zhuǎn)獨立于主軸48的旋轉(zhuǎn)，這是因為切口 98允許第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86和連接彈簧90的第一端96之間的相對旋轉(zhuǎn)。
[0072]第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86在第二階段S2接合連接彈簧90的第一端96，使得通過從第二階段S2到第三階段S3進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)致動器54，帶齒部分68的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)提供了第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件88與主軸48 —起的對應(yīng)旋轉(zhuǎn)，所述對應(yīng)旋轉(zhuǎn)對第二復(fù)位彈簧104進(jìn)行加載。
[0073]選擇所述連接彈簧90的剛度，使得其比朝向主節(jié)氣門34的全開位置MVl驅(qū)動主節(jié)氣門34的偏置力(第二復(fù)位彈簧104的剛度)更高，使得第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件88的對應(yīng)旋轉(zhuǎn)，而基本不壓縮連接彈簧90。
[0074]從第二階段S2到第三階段S3，正如圖8上可見的那樣，旋轉(zhuǎn)致動器54的旋轉(zhuǎn)同時提供了輔助閥瓣49從其部分打開位置AV3到其全開位置AV2的樞轉(zhuǎn)以及主閥瓣46從其全開位置MVl到其關(guān)閉位置MV2的樞轉(zhuǎn)。[0075]在第二階段S2和第三階段S3之間，存在兩個閥瓣46、48均部分打開的中間階段。
[0076]在第三階段S3中，如圖10所示，操作桿74到達(dá)“頂峰位置”，在其中操作桿74不能再按照順時針方向驅(qū)動輔助軸50。因此，旋轉(zhuǎn)致動器54從第三階段S3到第四階段S4的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致操作桿74相對于主軸50按照相反的方向F2回轉(zhuǎn)，從而按照逆時針方向驅(qū)動主軸48，使得輔助閥瓣49從其全開位置AV2樞轉(zhuǎn)到圖11所示的其關(guān)閉位置AVl。
[0077]從第三階段S3，當(dāng)主閥瓣46位于其關(guān)閉位置MV2時，旋轉(zhuǎn)致動器54的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)提供了第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86相對于在旋轉(zhuǎn)上被阻擋的第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件88的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)。兩個樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86、88之間的這種相對旋轉(zhuǎn)對連接彈簧90進(jìn)行加載。
[0078]在第四階段S4，由于通過兩個復(fù)位彈簧82、104應(yīng)用到致動機(jī)構(gòu)52的偏置力，所以關(guān)斷旋轉(zhuǎn)致動器54將導(dǎo)致兩個節(jié)氣門34、38回到其各自的休止位置MVl、AVl。在該偏置力的作用下，齒輪系58按照與旋轉(zhuǎn)致動器54的促動所提供的旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)方向來旋轉(zhuǎn)。例如，所述帶齒部分68按照順時針方向從圖11所示的第四階段S4旋轉(zhuǎn)到圖9所示的第一階段SI。
[0079]作為另選的實施方式(未圖示)，主節(jié)氣門34的關(guān)閉可在第一階段SI在旋轉(zhuǎn)致動器54 —開始旋轉(zhuǎn)時就開始，并且中間的第二階段S2可省略。這要求去除切口 98，并將連接彈簧第一端96剛性附接到第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86。
[0080]依照本發(fā)明教導(dǎo)的節(jié)氣門組件的第二實施方式在圖12至圖15中被圖示。在下文的描述中，僅僅具體介紹第一和第二實施方式之間的主要差別。第二實施方式與第一實施方式的區(qū)別主要在于已經(jīng)被省略的中間的第二階段S2，如上述另選實施方式中所建議的那樣，并且還在于不同的旋轉(zhuǎn)移相器機(jī)構(gòu)84。至于其余的方面，節(jié)氣門組件10的大部分特征實質(zhì)上保持相同，并且將采用相同的附圖標(biāo)記。
[0081]在第二實施方式中，切口 98被去除，而在第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件88上設(shè)置附加帶齒部分(或者附加帶齒扇形部)106。優(yōu)選地，附加帶齒部分106與第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件88的管形94 一體形成。
[0082]有利地，第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件88具有鄰接表面108，鄰接表面108鄰接抵靠第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86上設(shè)置的對應(yīng)的止動表面110。連接彈簧90朝向止動表面110偏置第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件88，使得在第一階段SI，中間齒輪構(gòu)件64的第二組齒66與帶齒部分68和附加帶齒部分106均接合。為了應(yīng)對制造公差，該組件可以被布置成使得中間齒輪構(gòu)件64的第二組齒66首先與附加帶齒部分106相接合，旋轉(zhuǎn)力通過連接彈簧90被傳遞到帶齒部分68。
[0083]因此，在齒輪系58的旋轉(zhuǎn)運動開始時，當(dāng)旋轉(zhuǎn)致動器54開始旋轉(zhuǎn)，第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86與帶齒部分68以及第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件88與附加帶齒部分106同時開始旋轉(zhuǎn)。這同時導(dǎo)致了主節(jié)氣門34開始關(guān)閉且輔助節(jié)氣門38開始打開，如在圖15的圖上從第一階段SI到第三階段S3所能見到的那樣。
[0084]附加帶齒部分106與帶齒部分68具有相同的齒距(或齒節(jié))，以便與中間齒輪構(gòu)件64的第二組齒66接合，但是附加帶齒部分106具有更短的圓周尺寸。附加帶齒部分106的圓周尺寸被選擇成對應(yīng)主節(jié)氣門34從其全開位置MVl到其全關(guān)閉位置MV2的角運動。
[0085]因此，當(dāng)中間齒輪66的旋轉(zhuǎn)到達(dá)附加帶齒部分106的末端時，主節(jié)氣門34位于其全關(guān)閉位置MV2且第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件88停止旋轉(zhuǎn)，這對應(yīng)于第三階段S3。因為這不是帶齒部分68的末端，因此中間齒輪66的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，從而從第三階段S3到第四階段S4對連接彈簧90加載，如同本發(fā)明第一實施方式的情形那樣。
[0086]如同第一實施方式的情形那樣，第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件88附接到主軸48，并且由于第二復(fù)位彈簧104從而相對于氣門殼體40被彈簧加載。第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86不相對于主軸48旋轉(zhuǎn)，并且由于連接彈簧90從而相對于第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件88被彈簧加載。由于鄰接表面108和止動表面110的緣故，所以第一和第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86、88被定時控制(clocked)。
[0087]在促動的第一階段SI和第三階段S3之間(圖15)，中間齒輪64與第一和第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86、88接合，導(dǎo)致主節(jié)氣門34的旋轉(zhuǎn)。第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86和第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件88之間沒有相對運動，這確保了對主節(jié)氣門34角度位置的正確、精確和可靠控制。由于該布置，利用僅僅一個角度傳感器114來感測第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86的角度位置從而控制致動機(jī)構(gòu)52是可能的。
[0088]根據(jù)所示的示例性實施方式，特別在圖12和圖14中，在此處為磁體112的旋轉(zhuǎn)部件安裝在第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86上。傳感器114可安裝在氣門殼體40的一部分上，其能探測磁體112的角度方位并產(chǎn)生表示了第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86角度位置的電子信號。
[0089]在第一階段SI和第三階段S3之間，第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86的角度位置對應(yīng)于主節(jié)氣門34和輔助節(jié)氣門38的角度位置。在第三階段S3和第四階段S4之間，第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86的角度位置對應(yīng)主節(jié)氣門34的關(guān)閉位置MV2，并且還對應(yīng)于輔助節(jié)氣門38的角度位置。
[0090]當(dāng)然，可以采用其他類型的角度傳感器114。
[0091 ] 應(yīng)當(dāng)注意到的是，對于第一實施方式，旋轉(zhuǎn)致動器54從第一階段SI到最后階段S4在僅僅一個旋轉(zhuǎn)方向上被控制，同時提供了輔助節(jié)氣門38的打開和關(guān)閉，以及并行的主節(jié)氣門34的關(guān)閉。輔助節(jié)氣門38打開并隨后關(guān)閉，而無需使旋轉(zhuǎn)致動器54的旋轉(zhuǎn)方向反向。相應(yīng)的復(fù)位彈簧82、104提供了回復(fù)力，以便樞轉(zhuǎn)氣門34、38回到它們的第一階段SI的初始角度位置(主節(jié)氣門34完全打開并且輔助節(jié)氣門38完全關(guān)閉)。
[0092]在返回途中，包括鄰接表面108和止動表面110的末端-停止布置導(dǎo)致主節(jié)氣門34再次打開，并且中間齒輪構(gòu)件64與附加帶齒部分106的接合確保了第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件86和第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件88之間相同的相對角度位置。
[0093]第一階段SI對應(yīng)于未給旋轉(zhuǎn)致動器54提供動力的位置，而第四階段S4對應(yīng)于給旋轉(zhuǎn)致動器54完全提供動力的位置。
[0094]由于本發(fā)明的包括了位于兩個節(jié)氣門34、38之間的機(jī)械聯(lián)系(曲柄機(jī)構(gòu)70)的布置，因此確保了傳感器114的輸出和節(jié)氣門34、38的有效角度位置之間的精確關(guān)系，從而避免了滯后效應(yīng)。
【權(quán)利要求】
1.用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(12)的節(jié)氣門組件(10)，包括: -具有主通道(32)和連接到所述主通道(32)的輔助通道(36)的氣門殼體(40)； -主節(jié)氣門(34)，所述主節(jié)氣門(34)樞轉(zhuǎn)地安裝在所述主通道(32)中并且在全開位置(MVl)和關(guān)閉位置(MV2)之間樞轉(zhuǎn)，所述主節(jié)氣門(34)具有沿著主軸線(Al)延伸的主樞轉(zhuǎn)軸(48)； -輔助節(jié)氣門(38)，所述輔助節(jié)氣門(38)樞轉(zhuǎn)地安裝在所述輔助通道(36)中并且在關(guān)閉位置(AVl)和全開位置(AV2)之間樞轉(zhuǎn)，所述輔助節(jié)氣門(38)具有沿著輔助軸線(A2)延伸的輔助樞轉(zhuǎn)軸(50)； -通過致動機(jī)構(gòu)(52)控制所述主節(jié)氣門(34)和所述輔助節(jié)氣門(38)的打開角度的共用旋轉(zhuǎn)致動器(54)，所述致動機(jī)構(gòu)(52)在所述旋轉(zhuǎn)致動器(54)的促動期間在兩個節(jié)氣門(34,38)的樞轉(zhuǎn)運動之間提供一定時移； 其特征在于，所述致動機(jī)構(gòu)(52)包括連接在所述輔助樞轉(zhuǎn)軸(50)和由所述旋轉(zhuǎn)致動器(54)驅(qū)動的齒輪系(58)之間的曲柄機(jī)構(gòu)(70)，使得基于由所述旋轉(zhuǎn)致動器(54)提供的旋轉(zhuǎn)運動，所述輔助節(jié)氣門(38)首先從其關(guān)閉位置(AVl)被促動到其全開位置(AV2)，并隨后再從其全開位置(AV2)被促動到其關(guān)閉位置(AVl)，而無需使所述旋轉(zhuǎn)致動器(54)的旋轉(zhuǎn)方向反向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)氣門組件(10)，其特征在于，所述曲柄機(jī)構(gòu)(70)包括附接到所述輔助軸(50)并且由連接到所述齒輪系(58)的操作桿(74)控制的曲柄(72)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的節(jié)氣門組件(10)，其特征在于，所述致動機(jī)構(gòu)(52)包括安裝在所述主軸(48)上并且通過齒輪系(58)連接到所述旋轉(zhuǎn)致動器(54)的旋轉(zhuǎn)移相器機(jī)構(gòu)(84)，使得基于由所述旋轉(zhuǎn)致動器(54)提供的旋轉(zhuǎn)運動，所述主節(jié)氣門(34)首先從其全開位置(MVl)被促動到其關(guān)閉位置(MV2)，并隨后保持在其關(guān)閉位置(MV2)直到所述輔助節(jié)氣門(34)回到其關(guān)閉位置(AV2)。
4.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的節(jié)氣門組件(10)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)移相器機(jī)構(gòu)(84)包括: -由所述齒輪系(58)可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動的第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(86)； -裝配在所述主軸(48)和所述第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(86)之間的連接彈簧(90)； 使得基于由所述旋轉(zhuǎn)致動器(54)提供的旋轉(zhuǎn)運動: -所述第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(86)旋轉(zhuǎn)并接合所述連接彈簧(90)，驅(qū)動所述主軸(48)使所述主軸(48)連同所述主節(jié)氣門(34) —起旋轉(zhuǎn)，所述主節(jié)氣門(34)從其全開位置(MVl)旋轉(zhuǎn)到其關(guān)閉位置(MV2)； -所述第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(86)相對于所述主軸(48)旋轉(zhuǎn)，對所述連接彈簧(90)加載，所述主節(jié)氣門(34)保持在其關(guān)閉位置(MV2)。
5.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的節(jié)氣門組件(10)，其特征在于，帶齒部分(68)與所述第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(86) —體形成，所述帶齒部分(68)與所述齒輪系(58)嚙合。
6.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的節(jié)氣門組件(10)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)移相器機(jī)構(gòu)(84)包括以旋轉(zhuǎn)剛性方式連接到所述主軸(48)的第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(88)，附加帶齒部分(106)被附接到所述第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(88)，所述附加帶齒部分(106)僅僅在從所述主節(jié)氣門(34)的全開位置(MVl)到其全關(guān)閉位置(MV2)期間與所述齒輪系(58)嚙合。
7.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的節(jié)氣門組件(10)，其特征在于，所述第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(88)具有鄰接表面(108)并且所述第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(86)具有止動表面(110)，所述連接彈簧(90)朝向所述止動表面(110)來偏置所述鄰接表面(108)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)氣門組件(10)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)移相器機(jī)構(gòu)(84)包括這樣的布置，所述布置允許所述主節(jié)氣門(34)保持在其全開位置(MVl)同時所述輔助節(jié)氣門(38)通過所述旋轉(zhuǎn)致動器(54)從其關(guān)閉位置(AVl)被促動到中間打開位置(AV3)。
9.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的節(jié)氣門組件(10)，其特征在于，所述連接彈簧(90)具有通過一定旋轉(zhuǎn)移位來連接到所述第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(86)的第一端(96)以及以旋轉(zhuǎn)剛性方式連接到所述主軸(48)的第二端(100)，使得基于由所述旋轉(zhuǎn)致動器(54)提供的旋轉(zhuǎn)運動，所述第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(86)能夠旋轉(zhuǎn)而不與所述連接彈簧(90)接合,從而使所述主節(jié)氣門(34)保持在其全開位置(MVl)。
10.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的節(jié)氣門組件(10)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)移相器機(jī)構(gòu)(84)包括以旋轉(zhuǎn)剛性方式連接到所述主軸(48)的第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(88)，所述第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(86)和所述第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(88)具有與所述主軸線(Al)同軸的大致互補(bǔ)的管狀(92、94)，所述第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(88)被收容在所述第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(86)中并且所述連接彈簧(90)被安裝在由所述第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(86)和所述第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(88)限定的管狀殼體中，所述連接彈簧第二端(100)附接到所述第二樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(88)，并且所述第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(86)在其管狀表面中具有切口(98)，用于通過一定旋轉(zhuǎn)移位來接合所述連接彈簧的第一端(96)。
11.根據(jù)權(quán)利要求4至10中任一項所述的節(jié)氣門組件(10)，其特征在于，所述曲柄機(jī)構(gòu)(70)被鉸接在所述 第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(86)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求4至11中任一項所述的節(jié)氣門組件(10)，其特征在于，角度傳感器(114)被布置在所述氣門殼體(40)上，并且與布置在所述第一樞轉(zhuǎn)構(gòu)件(86)上的旋轉(zhuǎn)部件(112)協(xié)作。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的節(jié)氣門組件(10)，其特征在于，至少一個復(fù)位彈簧(82、104)朝向所述主節(jié)氣門(34)的全開位置(MVl)來偏置所述主節(jié)氣門(34)，并且朝向所述輔助節(jié)氣門(38)的關(guān)閉位置(AVl)來偏置所述輔助節(jié)氣門(38)。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的節(jié)氣門組件(10)，其特征在于，所述主軸線(Al)基本上平行于所述輔助軸線(A2)。
【文檔編號】F02M25/07GK103764969SQ201280012249
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月8日
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