CN101258321B - 发动机用进气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发动机用进气装置，旁通阀(V)由内部朝旁路(20)的上游侧敞开并具有朝向旁路(20)的下游侧开设计量孔(16)的内表面的阀箱(15)和滑动自如但不能旋转地嵌装于该阀箱(15)中来开闭计量孔(16)的阀芯(25)构成，在该发动机用进气装置中，在连设在节气门体(1)上的旁通阀座(10)上形成阀箱(15)和计量孔(16)，并且使将该计量孔(16)分割成沿阀箱(15)的周向排列的多个小计量孔(16a、16b)的分隔壁(17)与阀箱(15)的内周面连续并形成在旁通阀座(10)上。由此，使得即使采用大的计量孔也会不妨碍到旁通阀的阀芯的关闭动作。

Description

发动机用进气装置
技术领域
本发明涉及一种发动机用进气装置的改良，该发动机用进气装置具备：具有进气通道的节气门体；支撑在该节气门体上用以开闭上述进气通道的节气门；绕过该节气门而与上述进气通道连通的旁路；以及控制该旁路开度的旁通阀，该旁通阀由阀芯和筒状的阀箱构成，该阀箱的内部朝旁路的上游侧敞开，并且具有朝向旁路的下游侧开设计量孔的内表面，该阀芯滑动自如但不能旋转地嵌装于该阀箱中来开闭上述计量孔，从计量孔延伸的旁路的下游侧的至少一部分形成为与阀芯的滑动方向交叉。
背景技术
上述发动机用进气装置如专利文献1中公开的那样已经被公知。
专利文献1：日本特开2003-74444号公报
近年来，随着搭载在汽车和机动两轮车上的发动机的高输出化，要求大流量的高怠速空气，因此利用旁通阀进行开闭控制的计量孔有增大的倾向。
但是，如果计量孔变大，则在阀芯借助于发动机的进气负压被拉到计量孔侧时，阀芯的端部会露出到计量孔侧，有可能妨碍阀芯的顺畅的开闭动作。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供发动机用进气装置，使得即使采用大的计量孔也不会妨碍到阀芯的关闭动作。
为了达到上述目的，本发明的第一特征在于，发动机用进气装置具备：具有进气通道的节气门体；支撑在该节气门体上用以开闭上述进气通道的节气门；绕过该节气门与上述进气通道连通的旁路；以及控制该旁路开度的旁通阀，该旁通阀由阀芯和筒状的阀箱构成，该阀箱的内部朝旁路的上游侧敞开，并且具有朝向旁路的下游侧开设计量孔的内表面，该阀芯滑动自如但不能旋转地嵌装于该阀箱中来开闭上述计量孔，从计量孔延伸的旁路的下游侧的至少一部分形成为与阀芯的滑动方向交叉，在该发动机用进气装置中，上述旁路是单一的旁路，在与节气门体连设的旁通阀座上形成有上述筒状的阀室、计量孔以及上述旁路的下游侧的至少一部分，并且使将该计量孔分割成沿阀室的周向排列的多个小计量孔的分隔壁与阀室的内周面连接并形成在旁通阀座上，使这些多个小计量孔与构成上述旁路的下游侧的单一的通路连通。
另外，在第一特征的基础上，本发明的第二特征在于，上述各小计量孔形成为具有与阀芯的滑动方向平行的两条边的方形。
另外，在第一或第二特征的基础上，本发明的第三特征在于，阀芯具有用于将阀芯从全闭位置移动到开始打开计量孔的位置为止的通常怠速调节行程，并且在阀芯上设有能够使阀箱与至少一个小计量孔连通的切槽，该切槽形成为：与将阀芯从全闭位置起移动通常怠速调节行程相对应地增加该切槽向小计量孔开口的开口面积。
另外，在第三特征的基础上，本发明的第四特征在于，将上述切槽向其开口的小计量孔配置成比其它小计量孔靠近旁路的上游侧，并且在上述分隔壁上连设有迷宫壁，利用该迷宫壁捕捉在旁路中逆流的碳类来防止碳类进入到开设有上述切槽的小计量孔中。
根据本发明的第一特征，即使由发动机的进气负压将阀芯拉到多个小计量孔侧，也能够通过用各小计量孔之间的分隔壁支撑阀芯来防止阀芯的端部露出到小计量孔，因此阀芯能够始终进行良好的开闭动作。由此能够增大各小计量孔，应对发动机的高输出化。
根据本发明的第二特征，能够控制大量的高怠速空气，并且能够使该高怠速空气量与阀芯的行程成线性比例。
根据本发明的第三特征，阀芯在打开各小计量孔之前，与从全闭位置起移动通常怠速调节行程相对应地增加阀芯的切槽向小计量孔开口的开口面积，所以能够通过阀芯在通常怠速调节行程中的动作来容易地进行通常怠速空气量的微调。
根据本发明的第四特征，即使发动机的反吹气体在旁路中发生逆流，也能够利用迷宫壁捕捉其中所含有的碳类来防止碳类进入到开设有上述切口的小计量孔中，因此能够防止因碳类而造成上述切槽的堵塞，能够实现调节后的通常怠速空气量的稳定化，而且能够实现发动机怠速的稳定化。
附图说明
图1是本发明的发动机用进气装置的纵剖侧视图。(第一实施例)
图2是沿图1中的2-2线的剖视图。(第一实施例)
图3是沿图1中的3-3线的剖视图。(第一实施例)
图4是沿图1中的4-4线的剖视图。(第一实施例)
图5是沿图4中的5-5线的剖视图。(第一实施例)
图6是沿图5中的6-6线的剖视图。(第一实施例)
图7是沿图3中的7-7线的剖视图。(第一实施例)
图8是图2的箭头8方向的向视图。(第一实施例)
图9是用于说明旁通阀的作用的主视图。(第一实施例)
图10是旁通阀的特性线图。(第一实施例)
标号说明
S：通常怠速调节行程；
V：旁通阀；
1：节气门体；
2：进气通道；
5：节气门；
10：旁通阀座；
15：阀箱；
16：计量孔；
16a、16b：小计量孔；
20：旁路；
25：阀芯；
31：迷宫壁；
33：切槽。
具体实施方式
下面，根据附图所示的本发明的优选的实施例对本发明的实施方式进行说明。
第一实施例
首先，在图1和图2中，本发明的发动机用进气装置具备节气门体1，该节气门体1具有与发动机的进气口(未图示)相连的水平方向的进气通道2。在该节气门体1的相对置的侧壁的中央部上形成有分别向外侧突出的第一及第二轴承凸台3、4，通过这些轴承凸台3、4旋转自如地支承有用以开闭进气通道2的碟型节气门5的节气门杆5a，在各轴承凸台3、4上分别安装有与节气门杆5a的外周面紧密接触的密封部件6、7。在从第一轴承凸台3向外侧突出的节气门杆5a的一端部上固定有节气门鼓(throttle drum)8。另外，在节气门体1的上部壁上安装有可以朝向比节气门5靠下游的进气通道2喷射燃料的燃料喷射阀9。
如图3～7所示，在上述节气门鼓8侧的节气门体1的侧面上，螺栓接合有隔着密封部件11与第一轴承凸台3的外周嵌合并向其周围扩展的旁通阀座10；在节气门体1的相对于旁通阀座10的对置面1f上，形成有包围第一轴承凸台3的槽状的第一凹部13，并且，在旁通阀座10的相对于节气门体1的对置侧面10f上，形成有从第一轴承凸台3的上方通过并与第一凹部13的上部重叠的槽状的第二凹部14。另外，在旁通阀座10上形成有：沿上下方向延伸的圆筒状的阀箱15；和使该阀箱15的上下方向中间部与第二凹部14的一端部连通的计量孔16。
阀箱15的下端部经由从节气门体1到旁通阀座10形成的入口孔18(参照图1、图4)与比节气门5靠上游的进气通道2连通。另外，第一凹部13的另一端部经由从节气门体1到旁通阀座10形成的出口孔19(参照图1、图3和图5)与比节气门5靠下游的进气通道2连通。此时，上述入口孔18和出口孔19配置成各自的中心线与上述第一轴承凸台3、4的轴线平行。因此，能够在节气门体1上同轴加工第一轴承凸台3、4的轴孔、入口孔18和出口孔19。
而且，入口孔18、阀箱15、计量孔16、凹部13、14和出口孔19构成包围第一轴承凸台3的同时绕过节气门5与进气通道2相通的旁路20。在节气门体1和旁通阀座10相对置的对置面1f、10f之间，以包围凹部13、14、入口孔18及出口孔19的方式夹设有密封部件21。
如图4明示，在上述阀箱15中可从上方滑动地嵌装有活塞状的阀芯25，该阀芯25用于将计量孔16的开度从其全闭调节到全开，此时，为了阻止阀芯25的旋转，在旁通阀座10中安装有滑动自如地卡合在阀芯25侧面的键槽26中的键27。从而，由上述阀芯25和阀箱构成旁通阀V。
在旁通阀座10上形成有与阀箱15的上端相连的安装孔29，在该安装孔29中安装有对阀芯25进行开闭动作的电动致动器28。该电动致动器28的向下方突出的输出轴28a旋合于阀芯25中心部的螺纹孔25a中，当使该输出轴28a正转、反转时就能够升降(开闭)阀芯25。在电动致动器28的下端面与安装孔29的底面之间夹设有与输出轴28a的外周面紧密接触的板状的密封部件30。
如图1、图3、图6、图9所示，上述计量孔16被分隔壁17分割成沿阀箱15的周向排列的多个(图示例中为两个)小计量孔16a、16b，上述分隔壁17与阀箱15的内周面连续地一体地形成在旁通阀座10上。各小计量孔16a、16b呈具有与阀芯25的滑动方向平行的两条边的方形。
如图1、图3、图5及图6所示，在节气门体1和旁通阀座10上，横穿各凹部13、14且沿空气的流动方向交替并列的多个(在图示例中为两个)迷宫壁31、32形成在第一及第二凹部13、14相重叠的部分中。此时，旁通阀座10侧的第一迷宫壁31连设在上述小计量孔16a、16b之间的分隔壁17上。
阀芯25具有通常怠速调节行程S，该通常怠速调节行程S用于将阀芯25从全闭位置(参照图9(A))移动到开始打开小计量孔16a、16b的位置(参照图9(B))。并且在阀芯25中，在与多个小计量孔16a、16b中的、在旁路20中位于迷宫壁31的上游侧(即位于远离出口19一侧)的小计量孔16a对置的部分上，形成有沿阀芯25的轴向延伸并能够使阀箱15与小计量孔16a连通的切槽33，该切槽33形成为与阀芯25从全闭位置移动上述通常怠速调节行程S相对应地增加向小计量孔16a开口的开口面积。
在图2和图8中，在旁通阀座10与节气门鼓8之间，以包围第一轴承凸台3的方式安装有复位弹簧35，该复位弹簧35由受扭螺旋弹簧构成，用于对节气门鼓8向节气门5的关闭方向施力。并且，在节气门体1上一体地形成有贯穿旁通阀座10的通孔36并向节气门鼓8侧突出的全闭限制部37，止挡螺栓38可调节地旋合于该全闭限制部37的前端部上，该止挡螺栓38挡住节气门鼓8的折弯了的止挡片8a，从而限制节气门5的全闭位置。
在旁通阀座10上一体地形成有包围节气门鼓8并且在一侧一体地具有支承凸台40的筒状壁39，贯穿上述支承凸台40的节气门拉线41一端的连接端子41a与节气门鼓8连接，节气门拉线41另一端的连接端子与未图示的节气门手柄等节气门操作部件连接。在支承凸台40上可调节地旋合有供节气门拉线41穿过的中空螺栓43，利用该中空螺栓43的头部43a支撑着可滑动地包覆节气门拉线41的导向管42的端部。
从而，在利用节气门操作部件牵引节气门拉线41时，能够通过节气门鼓8打开节气门5，在解除该牵引时，利用复位弹簧35的作用力能够关闭节气门5。
在筒状壁39上可拆装地螺纹固定有关闭其敞开面的盖45。
再次回到图2中，在节气门体1上接合有覆盖上述第二轴承凸台4端面的控制块50，在该控制块50与节气门杆5a之间构成有检测节气门5开度的节气门传感器51。并且在控制块50上设有与第二轴承凸台4相邻的通孔52，在控制块50上安装有温度传感器53，该温度传感器53贯穿该通孔52并且前端部面对比节气门5靠上游的进气通道2。另外，在控制块50上安装有用于接收节气门传感器51和温度传感器53等的检测信号并对上述电动致动器28和燃料喷射阀9、点火装置等的动作进行控制的电子控制单元54。
下面，对该实施例的作用进行说明。
在发动机运转时，电子控制单元54将与利用温度传感器53检测到的进气温度对应的电流供给到电动致动器28，使电动致动器28动作来对阀芯25进行开闭控制。由此，在发动机处于低温时、即热机运转时，使阀芯25大大提升，从而将小计量孔16a、16b的开度控制得大(参照图9(C)和(D))。因此，在节气门5处于全闭的状态下，由于上述小计量孔16a、16b的开度而将通过旁路20即依次通过入口18、阀箱15、小计量孔16a、16b、第一、第二凹部13、14及出口19供给发动机的高怠速空气控制为量较多，同时，从燃料喷射阀9向进气通道2的下游侧喷射与进气温度相对应的量的燃料，从而使发动机能够保持适当的高怠速转速，以便接受这些高怠速空气和燃料的供给来促进热机运转。
当通过热机运转的进行使发动机温度上升时，与此对应，电动致动器28使阀芯25下降，从而减小了小计量孔16a、16b的开度，所以通过旁路20而供给发动机的高怠速空气减少，发动机的高怠速转速降低。然后，当发动机温度成为预定的高温时，电动致动器28进一步使阀芯25下降到关闭小计量孔16a、16b的位置(参照图9(A))，所以发动机结束热机运转，从而转移到通常的怠速运转。
而且，小计量孔16a、16b呈方形，所以能够借助于阀芯25对小计量孔16a、16b的开闭来控制大量的高怠速空气(参照图10的b-c区间)，从而能够应对发动机的高输出化。
另外，在多个小计量孔16a、16b之间存在与阀箱15的内周面连续的分隔壁17，所以即使阀芯25由发动机的进气负压被拉到多个小计量孔侧，也能够通过上述分隔壁17支撑阀芯25来防止阀芯25的端部露出到小计量孔16a、16b，因此能够确保阀芯25的顺畅的开闭动作。由此，将小计量孔16a、16b的总开口面积设定得充分大，从而可控制大量的高怠速空气，能够应对发动机的高输出化。
接下来，当阀芯25关闭小计量孔16a、16b并如图9(A)和(B)所示进入通常怠速调节行程S的区域时，仅利用阀芯25的切槽33将阀箱15和计量孔16a之间连通起来，所以发动机的通常怠速进气量由该切槽33向小计量孔16a开口的开口面积决定，从而能够通过阀芯25在通常怠速调节行程S下的升降容易地进行通常怠速空气量的微调(参照图10的a-b区间)。
另外，上述旁路20形成为围绕节气门杆5a的支承节气门鼓8侧的端部的第一轴承凸台3，所以能够将第一轴承凸台3的目前成为死区的外周空间有效地用于形成旁路20，因此避免了与节气门鼓8相反一侧的节气门传感器51周围的大型化，从而能够实现进气装置整体的小型化。
另外，上述旁路20中的至少一部分由在彼此接合的节气门体1和旁通阀座10的对置面上形成的槽状的凹部13、14构成，所以即使旁路20的形状复杂，也能够容易地将其至少一部分与节气门体1和旁通阀座10同时成形。
另外，由于上述旁路20的开口于进气通道2的入口孔18和出口孔19的各中心线，与节气门杆5a的轴线平行，所以能够在节气门体1上同轴加工轴承凸台的轴孔、入口孔18和出口孔19，能够有助于削减加工工时数。
另外，为了构成上述旁路20，在节气门体1和旁通阀座10的两对置面1f、10f上形成的槽状的凹部13、14中，设有横穿各凹部13、14且沿空气的流动方向交替地并列的多个迷宫壁31、32，所以能够在旁路20中简单地形成迷宫，由此，在发动机进行反吹时，即使该反吹气体在旁路20中逆流，也能够利用上述迷宫捕捉该气体中包含的碳类来防止碳类进入到小计量孔16a、16b中。特别是，另一迷宫壁31连设在小计量孔16a、16b之间的分隔壁17上，阀芯25的开设有切槽33的一侧的小计量孔16a在旁路20中位于比分隔壁17靠上游侧，所以能够有效地防止上述碳类进入到切槽33中。因此能够防止因碳类而造成的切槽33堵塞，能够实现调节后的通常怠速空气量的稳定化。
另外，在节气门体1上一体地形成有贯穿旁通阀座10并向节气门鼓8侧突出的全闭限制部37，利用与该全闭限制部37旋合的止挡螺栓38挡住节气门鼓8的止挡片8a来限制节气门5的全闭位置，因而即使旁通阀座10相对于节气门体1稍微产生位置偏移，也能够不受其影响地始终准确地再现节气门5的全闭位置。
另外，在旁通阀座10上一体地形成有覆盖节气门鼓8外周的筒状壁39，在该筒状壁39的开口端安装有封闭该开口端39的盖45，因而，利用旁通阀座10的筒状壁39和盖45将节气门鼓8和节气门杆的轴端周围实际上覆盖成了封闭状，能够实现对它们的防尘和防水，而且，通过将筒状壁39形成在旁通阀座10上，抑制了部件数目的增加，有助于结构的简化。
另外，由于支撑节气门拉线41的导向管42的支撑凸台40，一体地形成在上述筒状壁39上，因而，筒状壁39即旁通阀座10兼用作用于支撑节气门拉线41的导向管42的端部的支撑部件，从而能够实现部件数目和组装工时数的削减。
以上对本发明的实施例进行了说明，但是本发明不限于此，可以在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变更。例如，本发明也能够适用于使进气通道沿垂直方向竖立的下降气流型节气门体。另外，旁通阀座10也能够一体地形成在节气门体1上。

Claims (4)

1.一种发动机用进气装置，该发动机用进气装置具备：具有进气通道(2)的节气门体(1)；支撑在该节气门体(1)上用以开闭上述进气通道(2)的节气门(5)；绕过该节气门(5)与上述进气通道(2)连通的旁路(20)；以及控制该旁路(20)开度的旁通阀(V)，该旁通阀(V)由阀芯(25)和筒状的阀箱(15)构成，该阀箱(15)的内部朝旁路(20)的上游侧敞开，并且具有朝向旁路(20)的下游侧开设有计量孔(16)的内表面，该阀芯(25)滑动自如但不能旋转地嵌装于该阀箱(15)中来开闭上述计量孔(16)，从计量孔(16)延伸的旁路(20)的下游侧的至少一部分形成为与阀芯(25)的滑动方向交叉，该发动机用进气装置的特征在于，
上述旁路(20)是单一的旁路，在与节气门体(1)连设的旁通阀座(10)上形成有上述筒状的阀室(15)、计量孔(16)以及上述旁路(20)的下游侧的至少一部分，并且使将该计量孔(16)分割成沿阀室(15)的周向排列的多个小计量孔(16a、16b)的分隔壁(17)与阀室(15)的内周面连接并形成在旁通阀座(10)上，使这些多个小计量孔(16a、16b)与构成上述旁路(20)的下游侧的单一的通路(14、13)连通。
2.根据权利要求1所述的发动机用进气装置，其特征在于，
上述各小计量孔(16a、16b)形成为具有与阀芯(25)的滑动方向平行的两条边的方形。
3.根据权利要求1或2所述的发动机用进气装置，其特征在于，
阀芯(25)具有用于将阀芯(25)从全闭位置移动到开始打开小计量孔(16a、16b)的位置为止的通常怠速调节行程(S)，并且在阀芯(25)上设有能够使阀箱(15)与至少一个小计量孔(16a)连通的切槽(33)，该切槽(33)形成为：与将阀芯(25)从全闭位置起移动通常怠速调节行程(S)相对应地增加该切槽(33)向小计量孔(16a)开口的开口面积。
4.根据权利要求3所述的发动机用进气装置，其特征在于，
将上述切槽(33)向其开口的小计量孔(16a)配置成比其它小计量孔(16b)靠近旁路(20)的上游侧，并且在上述分隔壁(17)上连设有迷宫壁(31)，利用该迷宫壁(31)捕捉在旁路(20)中逆流的碳类来防止碳类进入到开设有上述切槽(33)的小计量孔(16a)中。
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