CN101432509A - 用于具有冷却主循环系统和带有加热机构的旁路系统的热机的进气装置 - Google Patents

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Abstract

用于热机进气的装置包括：主循环系统(105)，连接增压器(106)或并入有热交换器(108)的进气歧管(107)；旁路系统(109)，链接至沿热交换器的主循环系统，该旁路系统并入有加热设备(29)；回路选择装置，安装在主循环系统和旁路系统之间，将至少一些空气引导到系统之一中。

Description

用于具有冷却主循环系统和带有加热机构的旁路系统的热机的进气装置
技术领域
本发明涉及一种用于热机的进气装置(air intake device)。
背景技术
在增压发动机(supercharged engine)中，这种进气装置包括并入有中间冷却器且将增压器连接至热机进气通道的主回路，该增压器诸如是涡轮压缩机(turbocompressor)的压缩机。增压器进一步包括非冷却旁路，该旁路在中间冷却器的每一侧上连接至主回路。安装在主回路和旁路上的阀被发动机电子控制单元(ECU)控制，从而朝向主回路或者旁路二者任一引导空气，以便在进气通道中获得适合所需的发动机性能的空气温度。
但是，这种系统并不总能获得最理想的发动机运行状态，特别是在启动和低空载(low idle)情况下。
发明目的
本发明的一个目的是提供一种用于改善发动机运行的机构。
发明内容
为此，本发明提供了一种用于热机的进气装置，包括：
-主回路，其将增压器连接至进气歧管(manifold)且并入有热交换器。
-旁路，其在热交换器的每一侧连接至主回路且并入有加热构件。
-回路选择器构件，其安装在主回路和旁路之间，以便将至少一些空气引导至主回路和旁路二者任一。
加热构件能用来增加空气温度，由此使得更容易启动发动机并且在低空载时稳定发动机运行。进气管中所能获得的温度范围得以扩大。
有利地，选择构件包括具有主体的阀，该主体至少限定了连接到旁路的第一管道和连接到主回路的第二管道，加热构件并入到第一管道中。
由于加热构件被并入到阀中，由此限制了进气装置的体积。
优选地，阀主体与散热(heat sink)构件相关联，并且可能地，散热构件被设计为将阀主体连接到热机汽缸上部。
从而这限制了阀主体被加热的程度，可能的是，采用汽缸盖作为散热构件。
本发明的其它特征和优势将通过阅读本发明的一个具体非限制性实施例的以下描述而变得更加明显。
附图说明
对附图进行了参考，其中：
图1是根据本发明的阀的正视图；
图2是在图1的II-II线截取的截面图；
图3是在图1的III-III线截取的截面图，其中，第一闸在其打开位置，并且第二闸在其闭合位置；
图4是在图3的IV-IV线截取的截面图；
图5是局部透视图，其中，第一闸位于其第一闭合位置和其打开位置之间的中间位置，并且第二闸位于其闭合位置；
图6和7是与图5类似的视图，其中，第一闸位于其第二闭合位置并且第二闸分别位于其闭合位置和其打开位置。
图8是装被有根据本发明的进气装置的发动机的示意图。
具体实施方式
图8描述了内燃活塞式热机，该热机包括限定气缸101的气缸体(block)100，这些气缸连接到通常标记为102的进气装置并连接到本身已知的排气装置103。热机为增压发动机。除了进气装置以外的发动机部件本身已知，这里不作描述。
进气装置104包含主供气回路105，该主供气回路将压缩机106连接至进气通道(或歧管)107且并入有热交换器108，在这种情况下，该热交换器为本身已知的中间冷却器108。供气旁路109在中间冷却器108的每一侧上连接至主回路105。空气旁路109直接在中间冷却器下游连接到主回路105，并通过中间冷却器上游的阀99连接。
参考图1到7，在本发明该实施例中使用的阀99包括通常用1指示的主体，该主体限定了第一管道3和第二管道4，该第一管道和第二管道敞开到第三管道2中。第一管道3连接到旁路109。第二管道4和第三管道5连接到主回路105，其中，第二管道4连接到中间冷却器，且第三管道5连接到压缩机。主体1以及管道3和4在图5到7中仅部分地示出。图8示出主体1通过散热构件111连接到气缸101的上部，该散热构件由导热材料制成的部件形成。
第一管道3装配有紧固到轴6的第一双闸(double shutter)或蝶形件5，该轴6安装为在主体1上枢转。轴6具有从主体1突出的一个端部，该端部与带齿的第一传动轮7旋转，该第一传动轮7与中间齿轮8啮合，该中间齿轮8本身与紧固到马达10的输出轴的小齿轮9啮合，该马达10安装在主体1上。马达10是本身已知的直流马达，其连接到也是本身已知且没有在图中示出的控制模块和电源。扭力弹簧11绕着轴6的所述端部螺旋地延伸，该弹簧一端连接到传动轮7、一端连接到主体1。弹簧11使蝶形件5返回到打开位置(如图2到4所示)。传动轮7设置有被设计为与紧固到主体1的止挡部14协作的柱块12、13。当柱块12与止挡部14抵靠时，蝶形件5处于第一闭合位置(如图6所示)，且当柱块13与止挡部14紧靠时，蝶形件5处于第二闭合位置(如图7所示)。当蝶形件5处于其第一闭合位置和其第二闭合位置时，蝶形件5基本垂直于管道3，这两个位置大约相距180°。示意性地用29指示的电阻器在蝶形件5的下游延伸到管道3中并固定到主体1。电阻器29允许流体通过，且它们是铝制成的片的形式或精细电阻带形式，其厚度和形状被设计为不会阻碍或干扰流体的流动。电阻器29包括本身公知但没有示出的机构，将电阻器连接到电源。电阻器29形成用于对旁路109中的空气进行加热的装置。
第二管道4装配有紧固到轴16的第二双闸或蝶形件15，该轴16被安装为在主体1上枢转，且轴16具有从主体1突出的一个端部，在该端部上具有安装为能够枢转的第二传动轮17。支承件被固定到轴16的所述端部。该支承件限定了两个臂18、19，这两个臂从轴6的突出端部径向地远离彼此延伸。每一个臂18、19设置有触指20、21，这些触指20、21被容纳在圆弧形槽22，23中，该圆弧形槽22、23形成在传动轮17中。臂19具有自由端用于与紧固到主体1的止挡部24抵靠而限定蝶形件15的闭合位置(该位置在图2到6中示出)。扭力弹簧25绕着轴16的所述端部螺旋地延伸，该弹簧一端连接到触指21而相对端连接到主体1，以将蝶形件15返回到闭合位置。在打开位置，蝶形件15基本沿着管道4的轴线延伸。
止挡部14和24固定到一支承件，该支承件的位置能够相对于主体1调整。
由此制造的阀具有：
-正常或第一种工作模式，其中，蝶形件15处于闭合位置，并且蝶形件5在其打开位置和其第一闭合位置之间的位置可调(如图5所示的中间位置)；
-停止模式，其中，蝶形件15处于其闭合位置，并且蝶形件5处于其第一闭合位置(图6)；以及
-第二种工作模式，其中，蝶形件15处于其打开位置，并且蝶形件5处于其第二闭合位置(图7)。
在正常工作模式中，马达10可以使蝶形件5进入其打开位置和其第一闭合位置之间的任何位置(参见图5所示的中间位置)中。当蝶形件5处于打开位置时(图3)，触指20、21容纳在槽22、23的一端22.1、23.1中。当传动轮7在蝶形件5打开的位置和其第一闭合位置之间枢转时，传动轮7驱动传动轮17(沿图3中的方向40旋转)，由此使得触指沿着槽22、23向着这些槽的另一端22.2、23.2滑动。蝶形件15由此静止，通过弹簧按压臂18的突出部抵靠止挡部24而被保持在其闭合位置。
当蝶形件5处于其第一闭合位置时，触指20、21被容纳在槽22、23的端部22.2、23.2中，且蝶形件15处于其闭合位置，使得阀处于其停止模式(图6)。
当蝶形件5从其第一闭合位置返回到其打开位置，传动轮7带动传动轮17且触指从槽22、23的端部22.2、23.2移至端部22.1、23.1，而不会导致蝶形件15移动。
当传动轮7移动以便将蝶形件5带入其第二闭合位置时，传动轮7使得传动轮17沿着图3中的30所指示的方向旋转。由于触指19、20与槽22、23的端部22.1、23.1抵靠，传动轮17的枢转使得支承件枢转，且由此使得轴16和蝶形件15枢转。当蝶形件5抵达其第二闭合位置时，蝶形件15处于其打开位置。阀处于其第二种工作模式(图7)。
当蝶形件5从其第二闭合位置返回到其打开位置(同样在弹簧11的作用之下)时，传动轮17被传动轮7沿相反的方向驱动(方向40)，且弹簧25在触指21上施加回复力使蝶形件15返回其关闭位置。
触指20、21和槽22、23由此形成单向驱动构件，沿一个方向(方向30)驱动蝶形件15，当蝶形件5被从其打开位置向其第二闭合位置驱动时，所述构件是有效的(或活动的)。
应注意，蝶形件5和15的轴6、16位于第三管道2附近，且：
-在打开位置，蝶形件5、15具有突出到管道2中的部分，优选地突出到管道2的轴线，以便引导气体并用作导流器(deflectors)；
-在闭合位置，蝶形件5、15在管道2的壁附近延伸，且优选地基本与该管道2齐平并平行于该管道的壁，以便限制气体能够回流(recirculate)或者引起其它扰动的区域的形成，从而减少压力下降。
当然，本发明并不局限于上述实施例，且可以在不超出由权利要求限定的本发明范围的情况下增加各种变化实施例。
特别地，阀可以具有与上述结构不同的结构，特别是关于管道的布置，蝶形件的几何结构，第二传动轮被驱动的方式，促动蝶形件的机构，等。传动轮可以通过皮带驱动。马达可以与第一传动轮接合以及与第二传动轮接合，于是第一传动轮不再用作马达和第二传动轮之间的链接。主体可以包括一个或多个部件。可以使用单闸代替蝶形双闸。
使第二蝶形件返回的构件可以是机械驱动构件或电机驱动构件。
单向驱动构件可以具有与上述结构不同的结构，例如它可以仅具有一个触指和一个槽。触指还可以被紧固到传动轮17以便紧靠臂19。
不用说，该设计——其中蝶形件5、15的至少一个具有在打开位置时突出到第三管道2中的部分且蝶形件5、15的至少一个在闭合位置时大致靠近第三管道2或甚至与第三管道2齐平地延伸——可以应用到任意类型的具有三个管道的阀，例如该阀具有一个入口和两个出口，并具有由一个或两个马达控制的两个蝶形件。
同样，电阻器29可以用于任何类型的具有三个管道的阀，特别是具有一个入口和两个出口的阀。加热构件可以设置在一个和/或另一个管道中且可以具有不同于上述结构的结构。加热构件也可以位于旁路109中的不同位置处。
此外，弹簧的返回方向和蝶形件的返回位置可以与上述不同。
作为变体，可以设想，蝶形件被两个联接的马达驱动，每一个马达都与蝶形件中的一个相关联。

Claims (5)

1、一种用于热机的进气装置，包括：
-主回路(105)，将增压器(106)连接到进气歧管(107)且并入有热交换器(108)，
-旁路(109)，在所述热交换器的每一侧上连接至所述主回路，
-回路选择构件，安装在所述主回路和所述旁路之间，以便将至少一些空气引导至主回路或者旁路两者之一，
其特征在于，所述旁路并入有加热构件(29)。
2、如权利要求1所述的装置，其中，所述选择构件包括具有主体(1)的阀(99)，该主体至少限定了连接至所述旁路(109)的第一管道(3)和连接到所述主回路(105)的第二管道(4)，所述加热构件(29)并入到所述第一管道中。
3、如权利要求2所述的装置，其中，所述阀主体(1)与散热构件(111)相关联。
4、如权利要求3所述的装置，其中，所述散热构件(111)被设计为将所述阀主体连接到所述热机(100)的气缸(101)上部。
5、如权利要求2所述的装置，其中，所述第一管道(3)和第二管道(4)敞开到第三管道(2)中，所述第一管道(3)和第二管道(4)分别设置有第一闸(5)和第二闸(15)，这些闸连接至驱动机构(7，10，17，18，19，20)，该驱动机构被设计为在这些闸打开和关闭所述管道的位置之间使这些闸动作。
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