CN100455788C - 用于内燃机的进气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的进气装置，包括一个具有至少一个吸气口和多个排气口的进气箱，各排气口通过一个配属的相应设置一个节气门的混合气通道与内燃机的一个配属的缸连接。还设有一个分配元件，它在怠速运行时在绕开节气门的情况下用于给内燃机的缸供给空气。分配元件具有一个活塞和一个缸，该活塞沿着分配元件的缸的纵向可移动地设置在该分配元件的缸内；一个进气口，分配元件的缸通过该进气口与进气箱处于流动连接；多个设在分配元件的缸侧面上的出气口，各出气口的瞬时通流横截面由活塞的瞬时位置确定，并且所述出气口各通过一根管路与在相应节气门与内燃机的相应缸之间的区域内的其中一个混合气通道连接。每个出气口沿着分配元件的缸的圆周方向测得的宽度沿着分配元件的缸的纵向变化。

Description

用于内燃机的进气装置
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机尤其是摩托车内燃机的进气装置。
背景技术
用于摩托车的多缸内燃机通常具有一个带有一个“中央进气箱”的进气系统，该进气箱经常称作为“空气箱”。进气箱通过空气或混合气通道与内燃机的各个缸连接。在各个空气或混合气通道内，为每个缸设置一个节气门，该节气门在正常行驶运行时控制地把空气或混合气输送到相应缸内。在怠速运行时，内燃机只需要相对较少的空气并且对输入的空气体积流量反应非常“灵敏”。即把怠速转速调节到一个预先确定的额定值是以非常精确地调节输送到各个缸内的空气体积流量为前提条件的。对于发动机的稳定运行必需的是，相应尽可能相同大小的空气体积流量输送到各个缸内。
发明内容
本发明的目的是，实现一种用于多缸内燃机的进气装置，该进气装置在怠速运行时允许内燃机柔和地运行，并且该进气装置同时允许尽可能精确地调节怠速转速。
这个目的如下解决，即提出一种用于内燃机的进气装置，包括一个进气箱，该进气箱具有至少一个吸气口和多个排气口，所述的排气口分别通过一个配属的混合气通道与内燃机的一个配属的缸连接，在该混合气通道内相应设置一个节气门，该进气装置还包括一个分配元件，该分配元件在怠速运行时在绕开节气门的情况下用于给内燃机的缸供给空气，其中分配元件如下具有：一个活塞和一个缸，该活塞沿着分配元件的缸的纵向可移动地设置在该分配元件的缸内，一个进气口，分配元件的缸通过该进气口与进气箱处于流动连接，多个设在分配元件的缸的侧面上的出气口，这些出气口的瞬时通流横截面由活塞的瞬时位置确定，并且这些出气口各通过一根管路与在相应节气门与内燃机的相应缸之间的区域内的其中一个混合气通道连接，其特征在于：每个出气口沿着分配元件的缸的圆周方向测得的宽度沿着分配元件的缸的纵向发生变化。
本发明从一种带有一个中央“进气箱”的进气装置出发，该进气箱也称作为空气箱。空气箱具有一个吸气口或多个吸气口，并且为内燃机的每个缸有一个排气口。各排气口相应通过一个空气或混合气通道与内燃机相应的缸连接，在该空气或混合气通道内相应设置一个节气门。在正常运行时，发动机转速或发动机功率基本由节气门的位置调节。
为了调节怠速运行时的发动机转速设有一个“空气分配元件”，通过该空气分配元件在绕开节气门的情况下用于给内燃机的各个缸供给空气。“空气分配元件”具有一个壳体，在该壳体内设有一个活塞/缸结构。活塞/缸结构的活塞例如可以通过一个由电子装置控制的电动机沿轴向移动。
空气从进气箱通过一个进气口输送到分配元件的缸内。在分配元件的缸的侧面设有多个出气口。各出气口沿着分配元件的缸的圆周方向互相隔开距离地设置。从分配元件的每个出气口相应引出一根管路到其中一个混合气通道内。管路在相应节气门与内燃机的相应缸之间的区域内连接到混合气通道上。通过分配元件的活塞位置可以改变瞬时通流横截面，也就是分配元件的出气口或与混合气通道连接的管路的“有效流动横截面”。因此通过活塞位置可以调节输送到内燃机的各缸内的空气体积流量，并且从而调节怠速运行时的内燃机转速。
如已经简述过的，本发明的目的在于尽可能灵敏地调节怠速转速。“怠速空气体积流量”的良好的可调节性按本发明通过改进的分配元件的出气口的结构来实现。一般来说，出气口设计成使在移动活塞时，“有效流动横截面的变化”是瞬时活塞位置的一个函数。结构上这样来实现，即每个出气口沿着活塞的圆周方向测得的宽度沿着活塞的移动方向发生变化。
优选的是，从一个使出气口完全打开的活塞位置开始朝一个使出气口完全被活塞封闭的活塞位置观察，每个出气口沿着分配元件的活塞的圆周方向测得的宽度递增。
出气口可以构成为“三角形”的。三角形不是必然意味着出气口必须有一个带有直边和“尖角”的欧几里得几何学的三角形的形状。更确切地说，各边可以是弯曲的并且“角”可以成圆形的。
优选的是，出气口具有一个带有两个凹侧的横截面。两个凹侧“舌状地”汇集。在出气口的舌状端部区域内，出气口具有一个相对较小的宽度。在该区域内的活塞的移动只引起出气口的有效流动横截面的相对较小的变化，并且从而允许非常灵敏地调节转速。
根据本发明的进一步拓展，一个给内燃机供给燃料的燃料箱通过一根通风管与分配元件的缸连接。在燃料箱内挥发的燃料输送到分配元件的缸内并且从那儿均匀地分配到内燃机的各个缸内。因此避免燃料从燃料箱内漏到大气中。
附图说明
下面借助于实施例结合附图详细解释本发明。其中：
图1    用于内燃机的进气装置的示意图；
图2    按现有技术的分配元件的出气口；
图3-5  按本发明的出气口；
图6    分配器壳体的横截面图；
图7    沿着图6的线A-A的横截面图；
图8    分配器壳体沿着图7的线C-C的横截面图；
图9    内燃机的缸和分配元件沿着图7的线B-B的横截面图。
具体实施方式
图1示出一种内燃机的进气装置1的示意图，该内燃机具有四个缸Z1-Z4。进气装置具有一个中央进气箱2，该进气箱也称为“空气箱”。空气箱2通过一个或多个吸气口3进气。此外空气箱2具有排气口4-7。排气口4-7配属于缸Z1-Z4。每个排气口4-7通过一个节气门DR1-DR4和一个配属的空气或混合气通道8-11与配属的缸Z1-Z4连接。在正常运行时，空气或混合气通过空气箱2的排气口4-7输送到缸Z1-Z4内。
相反在怠速运行时，节气门DR1-DR4完全或几乎完全关闭。在怠速运行时，空气或混合气通过一个分配元件12输送到缸Z1-Z4内。分配元件12具有一个壳体，该壳体带有一个缸和一个在该缸内可移动地设置的活塞(未示出)。分配元件12的缸通过分配元件12的一个进气口由空气箱2供给空气。在分配元件12的缸的侧面上设有多个出气口，所述的出气口相应通过一个通道或通过一根软管13-16与混合气通道8-11之一连接。软管13-16在节气门DR1-DR4与缸Z1-Z4之间的区域内连接到混合气通道8-11上。在怠速运行时，缸Z1-Z4在绕开节气门DR1-DR4的情况下由分配元件12供给空气或混合气。通过分配元件12的活塞的瞬时位置能改变分配元件12的出气口或软管13-16的有效通流横截面。
在怠速运行时，对于调节质量重要的是分配元件的出气口的几何形状，对此结合图2-5还将详细解释。
为了完整性，还提到一个燃料箱17。燃料箱17具有一根通风管18，该通风管连接到分配元件12的缸上。在燃料箱17内挥发的燃料通过通风管18收集起来并且输送到分配元件12内，然后从那里均匀地分配给各个缸Z1-Z4。
如已经提到过的，在分配元件12的缸的侧面上设有出气口，软管13-16连接到所述的出气口上。
图2示出按现有技术的一个这样的出气口19。该出气口19具有一个矩形横截面。通过设置在分配元件12的缸内的调节活塞的移动虽然能改变出气口19的有效通流横截面。因为出气口19沿着圆周方向20测得的宽度沿着分配元件的活塞的调节方向21是恒定的，所以分配元件12的响应特性在活塞的整个调节行程内是恒定的，这使灵敏的调节变得困难。灵敏的调节需要一个非常精确工作的调节电机，这带来高的成本。
图3-5示出按本发明的实施例。在图3-5的实施例中，出气口19构成为三角形的。在图3中出气口19的宽度沿着分配元件的活塞的调节方向21在几乎整个调节行程中随着活塞位置线性变化。
在图4的实施例中，出气口19具有两个凹侧22、23，所述的凹侧舌状地汇集成出气口19的一个圆形端部24。这种形状允许特别精确地调节怠速空气体积流量。
图5示出分配元件12的缸25的示意图。对于四缸发动机，在分配元件12的缸25的圆周上(根据缸数)分布四个出气口19。在分配元件12的缸25内可移动地设置活塞26。取决于活塞26的位置，活塞26的“控制边缘”或多或少地封闭出气口19。
图6示出分配元件12的壳体27的剖面图。一个设在分配元件12的壳体27内的缸28由空气箱(图1)输送新鲜空气，在该缸内设置一个可垂直于绘图平面移动的活塞(未示出)。在缸28的侧面上设有V形或三角形的出气口29-32，所述的出气口可以根据图3-5的出气口19设计。取决于配属于缸28的活塞的位置，完全或部分封闭出气口29-32。吸入的新鲜空气通过出气口29-32流入到连接软管13-16内，所述的软管与空气或混合气通道8-11连接(见图1)。
图7示出沿着图6的剖面线A-A的壳体27的剖面图。剖面线A-A穿过分配元件12的壳体27的一个腔33。腔33通过通风管18(见图1)与一个燃料箱连接。在燃料箱内挥发的燃料通过通风管18输送到分配元件12的腔33内。在分配元件12的腔33内，挥发的燃料通过软管13-16输送到缸Z1-Z4的混合气通道8-11内(见图1)。
图8示出沿着图7中所示的剖面线C-C的壳体27的剖面图。
图9示例地示出混合气通道8的剖面图，该混合气通道配属于缸Z1。在混合气通道8内设置节气门DR1。燃料通过一个喷油嘴34喷入到混合气通道8内。混合气通道8通过软管13与分配元件12连接。在怠速运行时，节气门DR1完全或几乎完全关闭，其中此后由分配元件12通过软管13把新鲜空气输送到混合气通道8内。在燃料箱内汽化的燃料通过分配元件12的腔33按比例输送到混合气通道8内。

Claims (6)

1.一种用于内燃机的进气装置(1)，包括一个进气箱(2)，该进气箱具有至少一个吸气口(3)和多个排气口(4-7)，所述的排气口分别通过一个配属的混合气通道(8-11)与内燃机的一个配属的缸(Z1-Z4)连接，在该混合气通道内相应设置一个节气门(DR1-DR4)，该进气装置还包括一个分配元件(12)，该分配元件在怠速运行时在绕开节气门(DR1-DR4)的情况下用于给内燃机的缸(Z1-Z4)供给空气，其中分配元件(12)如下具有：
一个活塞(26)和一个缸(28)，该活塞沿着该分配元件的缸(28)的纵向可移动地设置在该分配元件的缸(28)内，
一个进气口，分配元件(12)的缸(28)通过该进气口与进气箱(2)处于流动连接，
多个设在分配元件(12)的缸(28)的侧面上的出气口(19；29-32)，这些出气口的瞬时通流横截面由活塞(26)的瞬时位置确定，并且这些出气口各通过一根管路(13-16)与在相应节气门(DR1-DR4)与内燃机的相应缸(Z1-Z4)之间的区域内的其中一个混合气通道(8、11)连接，
其特征在于：每个出气口(19；29-32)沿着分配元件(12)的缸(28)的圆周方向(20)测得的宽度沿着分配元件(12)的缸(28)的纵向(21)发生变化。
2.根据权利要求1所述的进气装置(1)，其特征在于：从一个使出气口(19；29-32)完全打开的活塞位置开始朝一个使出气口(19；29-32)完全被活塞(26)封闭的活塞位置观察，每个出气口(19；29-32)沿着分配元件(12)的缸(28)的圆周方向(20)测得的宽度递增。
3.根据权利要求1或2所述的进气装置(1)，其特征在于：出气口(19；29-32)是三角形的。
4.根据权利要求1或2所述的进气装置(1)，其特征在于：出气口(19；29-32)有一个带有两个凹侧(22、23)的横截面。
5.根据权利要求4所述的进气装置(1)，其特征在于：所述两个凹侧(22、23)舌状地汇集，其中当活塞(26)的控制边缘处于由两个舌状地汇集的凹侧(22、23)构成的端部上时，出气口(19；29-32)完全打开。
6.根据权利要求1或2所述的进气装置(1)，其特征在于：设有一个燃料箱(17)，该燃料箱通过一根通风管(18)与分配元件(12)的缸(28)连接。
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