CN101205828A - 进气歧管组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种进气歧管组件，该进气歧管组件具有气室和与所述气室连通的入口流道。入口流道具有出口端。有选择地闭合的节流板位于所述入口流道内并可操作来选择性地限制经过入口流道的吸入空气的流量。节流板选择性地且变化地在全开位置和全闭位置之间移动。一喷嘴由一个入口流道和所述节流板确定，具有大约为所述出口端横截面积的百分之十五或更少的开口面积。同时提供了一种具有所述进气歧管组件的内燃机。

Description

进气歧管组件
技术领域
[0001]本发明涉及用于内燃机的进气歧管组件。
背景技术
[0002]内燃机通常包括进气歧管组件以向进气口提供吸入空气，空气随后进入燃烧室并在那里与适量的燃料燃烧。所述进气歧管组件一般包括气室和至少一个与所述气室和进气口连通的入口流道。传统的进气歧管组件允许入口流道和进气口之间无限制连通，从而在发动机低速和低载荷，例如怠速或接近怠速期间允许适量的燃烧产物，有时残余气体，横越所述进气口并进入所述入口流道和气室。这种情况对于具有大量气门重叠，即在进气阀的打开和排气阀的关闭之间的内燃机来说是最盛行的。进气歧管组件内燃烧产物的存在可以使吸入空气变淡并产生不良的怠速性能。
发明内容
[0003]提供一种用于内燃机的进气歧管组件。所述进气歧管组件包括气室和与所述气室连通的入口流道。入口流道具有内壁和出口端。有选择地闭合的节流板位于所述入口流道内并可操作来选择性地限制经过出口端的吸入空气的流量。节流板选择性地且变化地在全开位置和全闭位置之间移动。一喷嘴由节流板确定并具有大约为所述出口端横截面积的百分之十五或更少的开口面积。所述入口流道具有基本上接近所述气室的入口端和基本上接近所述内燃机的出口端。节流板优选位于基本上接近所述出口端。
[0004]在改进实施例中，提供一用于内燃机的进气歧管，其具有气室和与所述气室连通的入口流道。入口流道具有内壁和出口端。有选择地闭合的节流板位于所述入口流道内并可操作来选择性地限制经过出口端的吸入空气的流量。节流板选择性地且变化地在全开位置和全闭位置之间移动。一喷嘴由入口流道确定并具有大约为所述出口端横截面积的百分之十五或更少的开口面积。所述喷嘴位于节流板的下游。所述入口流道具有基本上接近所述气室的入口端和基本上接近所述内燃机的出口端。节流板优选位于基本上接近所述出口端。同时公开了一种具有本发明所述进气歧管组件的内燃机。
[0005]本发明的上述特征和优点以及其他的特征和优点将从下列接合附图的实现本发明的最佳方式的详细说明变得更加明显。
附图说明
[0006]图1是一内燃机的一部分的示意图，该内燃机具有本发明的进气歧管组件；
[0007]图2本发明的进气歧管组件的透视图，其进一步地说明了本发明的特征；
[0008]图3是图2所示进气歧管组件的入口流道从入口流道的出口端看去的透视图；和
[0009]图4是类似于图1所示的内燃机的一部分的示意图，该示意图说明了本发明进气歧管组件的改进实施例。
具体实施方式
[0010]参见附图，在所有附图中相同的附图标记表示相同或类似的元件，内燃机的一部分被示例性地显示并通常表示为10。内燃机10包括气缸体12，气缸体12确定气缸内径14，气缸内径14具有在其中来回移动的活塞。气缸盖18安装在气缸体12上并可操作来封闭气缸内径14的一端。气缸内径14，气缸盖18以及活塞16合作形成可变容量的燃烧室20，在内燃机10的操作期间，燃料和吸入空气，由箭头21表示，在燃烧室内燃烧。
[0011]气缸盖18包括选择性打开的提升阀或进气阀22。进气阀22可操作来有选择地打开至燃烧室20的进气口24，进气口24由气缸盖18形成。所以，进气阀22可操作来选择性地将吸入空气21或吸入空气21和燃料的混合物引入燃烧室20以用于后来的燃烧。进气歧管组件26相对于气缸盖18安装并有选择地和变化地提供吸入空气21至进气口24。进气歧管组件26包括气室28和入口流道30。入口流道包括与气室28连接的入口端32，和与进气口24连接的出口端34。入口流道30具有内壁36，内壁36确定在气室28和进气口24之间与吸入空气21联通的通道。节气门本体38相对于气室28安装并包括阀39，阀39可操作来有选择地且可变地将吸入空气21引入气室28。
[0012]节气门阀42安装在入口流道30内并基本上接近出口端34。节气门阀42包括安装在轴46上的节流板44，其可相对于入口流道30旋转。如此，节流板44在全开位置和全闭位置之间有选择地移动借此有选择地且可变地限制从入口流道30至进气口24的吸入空气21的流量。实线所示的节流板44处于全闭位置，而虚线所示的节流板44处于全开位置。致动器组件48可操作来控制节气门阀42的运动。致动器组件48接收来自控制器50的控制信号。控制器50可以包括现有技术中通用的预编程，基于微处理器的数字计算机。
[0013]燃料喷射器52至少部分地位于入口流道30的内部并位于节气门阀42的下游。燃料喷射器52优选布置来向进气口24喷入一定数量的燃料以随后引入燃烧室20。所以，内燃机10可能具有阀口燃料喷射的特征。所属技术领域的技术人员应当认识到，本发明还可以用在具有变换的燃料喷射策略，例如直接喷射的内燃机中。燃料喷射器52从控制器50接收控制信号。
[0014]参见图2，并继续参考图1，显示了本发明进气歧管组件26的透视图。进气歧管组件26，如图2所示，被构造成应用在八缸，V形内燃机中。双臂曲柄54相对于轴46安装以与其整体转动。连杆56互连双臂曲柄54和致动器组件48。致动器组件48包括马达58和反馈位置传感器60，马达58可操作来实现连杆56的运动以及轴46的运动，反馈位置传感器60可操作来向控制器50提供表明轴46的旋转位置的位置信号。
[0015]节流板44确定喷嘴62，如图3所示，在优选实施例中，在节气门阀42所处的位置处，其具有小于或等于入口流道30的横截面积的大约百分之十五的开口面积。优选，所述喷嘴位于节流板44内部以当节流板44处于闭合位置时在内燃机10的燃烧室20内最优法混合动作，即滚动和/或漩涡。本领域技术人员应当认识到对于不同的内燃机结构，不同的入口流道和进气口几何尺寸是可能的；所以，必须进行详细的分析以确定喷嘴62的最佳布置。
[0016]参见图3，显示了图2的进气歧管组件26的一部分的透视图。安置在尾部的凸缘64形成在入口流道30的内壁36上。凸缘64被充分地构造来当节流板44处于全闭合位置时密封地啮合节流板44。在优选实施例中，入口流道30的内壁36逐渐地偏离节气门阀42的上游(即从入口端32向节气门阀42移动)并逐渐地集中于节气门阀42的下游(即从节气门阀向出口端34)。在这种情况下，在全开状态时，由节流板44和轴46诱导的吸入空气21的流动限制效果被减少或消除。
[0017]内燃机10的操作可以参考图1至3进行最好的说明。当内燃机10在低速、低负载模式操作，例如空转或接近空转的发动机操作时，节气门阀42的节流板44优选通过致动器组件48位于全闭位置。在这种情况下，从入口流道30进入进气口24的吸入空气21的流量除流经喷嘴62的吸入空气21之外被基本上限制，如图2和3所示。随着吸入空气21流经喷嘴62，喷嘴的放置会增加燃烧室20内混合物的动作从而提高其中燃料的燃烧。随着节流板44处于完全闭合的位置，内燃机10的功率可以通过有选择地打开阀39被改变至一点。另外，在气门重叠期间节流板44有效阻止燃烧产物或残余气体回流进入进气歧管组件26，从而基本上减少不稳定的发动机操作，发动机的不稳定操作可以导致发动机怠速操作期间吸入空气21的稀释度。随着内燃机10的速度和需求载荷增加，致动器组件48逐渐地打开节流板44以允许更大的吸入空气21的流量从入口流道30流入进气口24。在操作内燃机10的预定高速，高载荷模式下，节流板44处于全开状态以允许最大量的吸入空气21从入口流道30进入进气口24。
[0018]参见图4，显示了图1所示内燃机10的改进实施例的示意图，通常表示为10A。内燃机10A具有与内燃机10一样的结构；然而，图1的进气歧管组件26的改进实施例通常表示为26A。进气歧管组件26A包括安装在入口流道30内部并基本上接近出口端34的节气门阀42A。节气门阀42A包括安装在轴46上的节流板44A，其可相对于入口流道30旋转。如此，节流板44A在全开位置和全闭位置之间有选择地移动借此有选择地且可变地限制从入口流道30至进气口24的吸入空气21的流量。图4所示的节流板44A位于全闭位置。节流板44A类似于图1至3所示的节流板44，但节流板44A上没有喷嘴62。喷嘴66由入口流道30确定并与气室28连通。喷嘴66位于节气门阀42A的下游并优选布置来优化内燃机10A的燃烧室20内混合动作。在优选实施例中，喷嘴66在节气门阀42A所在的位置处具有小于或等于入口流道30的横截面积的大约百分之十五的开口面积节气门阀42。内燃机10A的操作基本上类似于上文图1至3所示的内燃机10；然而，节流板44A位于全闭位置时，吸入空气21通过喷嘴66供应到进气口24。
[0019]参见图1至4，进气歧管组件26和26A有效地减少了在空转或接近空转操作条件下燃烧产物的回流，同时提高了燃烧室20内混合动作。另外，进气歧管组件26和26A提供了下述能力：改变燃烧室内吸入空气21的流向从而产生提高的火焰中心长度和随后的火焰正面演变。通过在燃烧室20内在点火时提供良好混合的吸入空气21和燃料混合物，可以获得快速的燃烧率，减少平均指示有效压力的不平衡系数以及提高燃料经济性。
[0020]尽管已经详细说明了实施本发明的最佳方式，但本领域技术人员应当认识到实现本发明的各种改进设计和实施例都在随附的权利要求之内。

Claims (20)

1.一种用于内燃机的进气歧管组件，包括：
气室；
至少一个与所述气室连通的入口流道；
其中所述至少一个入口流道具有出口端；
有选择地闭合的节流板，位于所述至少一个入口流道的所述出口端内并可操作来选择性地限制经过出口端的吸入空气的流量；
其中所述节流板选择性地且变化地在全开位置和全闭位置之间移动；和
一喷嘴由节流板确定并在节流板位置处具有大约为所述出口端横截面积的百分之十五或更少的开口面积。
2.如权利要求1所述的进气歧管组件，其中所述至少一个入口流道具有基本上接近所述气室的入口端和所述出口端基本上接近所述内燃机，所述节流板布置在基本上接近所述出口端的位置。
3.如权利要求1所述的进气歧管组件，其中所述至少一个入口流道具有一内壁，所述内壁逐渐地张开在所述节流板的上游和其中所述内壁会聚于所述节流板的下游以限制在所述至少一个入口流道内在所述全开状态下由所述节流板引起的流量限制。
4.如权利要求1所述的进气歧管组件，其中所述至少一个入口流道具有一内壁和其中在所述内壁的一部分上形成凸缘部分且所述凸缘部分可操作来在节流板处于全闭位置时密封地啮合所述节流板。
5.如权利要求1所述的进气歧管组件，其中所述喷嘴位于所述节流板内从而优化所述内燃机的气缸内混合动作。
6.如权利要求1所述的进气歧管组件，进一步地包括致动器组件，致动器组件可操作来选择性地且变化地在全开状态和全闭状态之间移动所述节流板。
7.如权利要求6所述的进气歧管组件，进一步地包括反馈位置传感器，反馈位置传感器可操作来将节流板的位置传递给所述致动器。
8.如权利要求1所述的进气歧管组件，进一步地包括节气门本体，该节气门本体相对于所述气室安装并可操作来有选择地且变化地向所述气室引入吸入空气。
9.一种用于内燃机的进气歧管组件，包括：
气室；
至少一个与所述气室连通的入口流道；
其中所述至少一个入口流道具有出口端；
有选择地闭合的节流板位于所述至少一个入口流道的所述出口端内并可操作来选择性地限制经过出口端的吸入空气的流量；
其中所述节流板选择性地且变化地在全开位置和全闭位置之间移动；
一喷嘴由所述至少一个入口流道确定并具有大约为所述出口端横截面积的百分之十五或更少的开口面积；和
其中所述喷嘴位于所述节流板的下游。
10.如权利要求9所述的进气歧管组件，其中所述喷嘴与所述气室连通。
11.如权利要求9所述的进气歧管组件，其中所述至少一个入口流道具有基本上接近所述气室的入口端和所述出口端基本上接近所述内燃机，所述节流板布置在基本上接近所述出口端的位置。
12.如权利要求9所述的进气歧管组件，其中所述至少一个入口流道具有一内壁，所述内壁逐渐地张开在所述节流板的上游和其中所述内壁会聚于所述节流板的下游以限制在所述至少一个入口流道内在节流板处于全开位置时由所述节流板引起的流量限制。
13.如权利要求9所述的进气歧管组件，其中所述至少一个入口流道具有一内壁，和其中在所述内壁上形成凸缘部分且所述凸缘部分可操作来在节流板处于全闭位置时密封地啮合所述节流板。
14.如权利要求9所述的进气歧管组件，其中所述喷嘴位于所述至少一个入口流道内从而优化所述内燃机的气缸内混合动作。
15.如权利要求9所述的进气歧管组件，进一步地包括节气门本体，该节气门本体相对于所述气室安装并可操作来有选择地且变化地向所述气室引入吸入空气。
16.一种内燃机，包括：
确定进气口的气缸盖；
进气歧管组件相对于所述气缸盖安装并与所述进气口连通，所述进气歧管组件包括；
气室；
至少一个与所述气室连通的入口流道；
其中所述至少一个入口流道具有出口端和内壁；
有选择地闭合的节流板位于所述至少一个入口流道的所述出口端内并可操作来选择性地限制经过出口端的吸入空气的流量；
其中所述节流板选择性地且变化地在全开位置和全闭位置之间移动；
一喷嘴由所述至少一个入口流道和节流板中的一个确定，所述喷嘴具有大约为所述出口端横截面积的百分之十五或更少的开口面积；
凸缘部分形成在所述内壁上并可操作来当在完全闭合位置时密封地啮合所述节流板；和
其中所述至少一个入口流道具有基本上接近所述气室的入口端和所述出口端基本上接近所述内燃机，所述节流板布置在基本上接近所述出口端的位置。
17.如权利要求16所述的内燃机，其中所述喷嘴由所述至少一个入口流道确定和其中所述喷嘴并位于所述节流板的下游并与所述气室连通。
18.如权利要求16所述的内燃机，进一步地包括节气门本体，该节气门本体相对于所述气室安装并可操作来有选择地且变化地向所述气室引入吸入空气。
19.如权利要求16所述的内燃机，其中所述内壁逐渐地张开在所述节流板的上游和其中所述内壁会聚于所述节流板的下游以限制所述至少一个入口流道内在节流板全开状态下由所述节流板引起的流量限制。
20.如权利要求16所述的内燃机，其中所述喷嘴位于所述至少一个入口流道内并优化所述内燃机的气缸内混合动作。
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Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080625