CN102278210A - 节流装置 - Google Patents

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Abstract

节流装置，包括壳体(2)、气体通道、节流轴(6)、借助于所述节流轴(6)可运动的节流体，用于将所述节流轴(6)支承在所述壳体(2)上的轴承(24)，其中，在所述节流轴(6)和壳体(2)之间的中间空间(11)中，特别是所述轴承(24)的外侧，布置粘性介质(7)以对流体密封地密封所述中间空间(11)。

Description

节流装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的节流装置。
背景技术
在汽车技术中，利用布置在进气管中的节流装置控制和/或调整内燃机所支配的用于燃烧的滞止空气量，从而能够因此控制和/或调整内燃机输出的机械功率。
为此，所述节流装置具有壳体、构造在壳体内的气体通道、节流轴以及布置在节流轴上的节流阀。节流轴在这里可用例如电动机的调节装置运动，从而节流阀也进行运动。由此可以改变供支配的通过气体通道的空气流的滞止液流横断面面积。节流轴利用例如滚动轴承的轴承支承在节流装置的壳体上。在这里，在壳体和节流轴之间的滚动轴承的外侧形成中间空间或者缝隙。虽然节流轴与壳体利用一个或两个密封圈密封，但是在该密封圈上仍然产生泄漏。液体，即流质，或者气体能够通过壳体和气体通道之间的中间空间或缝隙进入。特别是在汽车内燃机中的节流装置的应用中，在气体通道中能够形成水形式的冷凝液。在具有涡轮增压器的内燃机中，气体通道内更是形成了高达3.5巴范围的相对大的压力。由此，作为冷凝液的水或还有空气或气体能够直到到达滚动轴承，并在此处造成损坏。此时，在具有涡轮增压器的内燃机中也在高压下产生了冷凝水。气体通道中的冷凝水位于壳体和节流轴之间的气体通道口的中间空间或缝隙中，该冷凝水也被高压推入该中间空间中。
由DE 10 2004 043 125 A1已知一种用于内燃机的具有节流阀壳体和节流轴及节流阀的节流装置。在这里，设置在节流阀壳体上的轴承容器中的节流轴可摇摆地支承在节流阀壳体中，并且借助于作用在节流轴上的调节装置可进行摇摆。
发明内容
根据本发明的节流装置，尤其用于内燃机，包括壳体、气体通道、节流轴、借助于所述节流轴可运动的节流体、用于将所述节流轴支承在所述壳体上的轴承，其中，在所述节流轴和壳体之间的中间空间中，特别是在所述轴承的外侧，布置粘性介质，以对流体密封地密封所述中间空间。
所述节流轴和壳体之间的中间空间是必需的，因为所述节流轴是可运动的而所述壳体是固定的。所述中间空间中的粘性介质用作障碍或密封件，使得没有流体能够从所述气体通道流动到所述轴承。另外，在气体通道中的低压时，能够阻止空气从所述节流装置的周围流入到所述处于低压的空气管道中。
在这里，除壳体外，节流装置的其他部件也可视作壳体，它们限定所述节流轴和壳体或其他部件之间的中间空间或缝隙。由于所述节流轴和壳体或节流装置的其他部件之间的已存中间空间，在中间空间的区域中，所述节流轴不支承在所述壳体上。特别地，壳体不形成滑动轴承。
在附加设计方案中，所述中间空间或缝隙的体积为50mm3和500mm3之间，特别地，为100mm3和300mm3之间，例如，100mm3和150mm3之间。由于所述中间空间充满粘性介质，使得所述粘性介质因此用作流体，即特别是空气或气体及冷凝水，渗入的障碍。
在另一设计方案中，所述节流体是一个屏蔽或可滚动的辊子(Rollo)。
特别地，所述粘性介质布置在位于所述节流轴和壳体之间的所述轴承和气体通道间的中间空间中。
在另一设计方案中，所述节流轴设有环形槽，并且在所述环形槽中布置垫圈以轴向支承所述节流轴。
在补充实施方式中，所述粘性介质布置在在所述环形槽上的所述节流轴和所述垫圈之间的中间空间中。
优选地，所述环形槽和在所述环形槽中布置的垫圈布置在所述气体通道和轴承之间。
在一种改型中，所述中间空间基本上完全充满所述粘性介质。基本上完全充满在这里的意思是所述中间空间或缝隙的体积用所述粘性介质填充至少80％，90％，95％，98％或99％。
适宜地，所述轴承是滚动轴承。
在一个附加设计方案中，所述轴承是滑动轴承。
在又一实施方式中，所述节流轴对于所述壳体利用一个密封圈或两个密封圈被密封。在这里，所述密封圈描述为例如橡胶或弹性合成材料的弹性材料制成的密封填料。
特别地，所述粘性介质是油例如润滑油，油脂例如润滑脂，或凝胶。
在又一设计方案中，所述节流装置包括用于摇摆所述节流轴的调节装置和/或所述节流体构造成节流阀。
在一个改型中，所述壳体至少部分地，特别地整个地，由例如钢的金属或合成材料制成。
根据本发明的内燃机具有用于传输在内燃机中燃烧的空气的进气管和在进气管中安装的节流装置，所述节流装置用于控制和/或调整通过所述进气管可输送的空气量，其中，所述节流装置构造成本申请所要求保护的节流装置。
附图说明
下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。其中：
图1是节流装置的俯视图；
图2是沿穿过节流装置的图1中的线II-II剖切的剖面图；以及
图3是图2中用III所标记的圆的剖面放大图。
具体实施方式
节流装置1可用于不同的汽油机或内燃机中，在节流装置1中借助于节流阀8控制通往气体通道4的开口。气体通道4设置成用于例如空气流，燃油-空气混合物流等。随着节流阀8的摇摆位置，空气流或多或少地被节制。通常节流阀8可摇摆达到90°。但也存在一些实例，节流阀8可以摇摆小于90°，或者大于90°，例如达到180°。节流阀8与由例如钢的金属或合成材料制成的节流轴6能借助于作用在节流轴6上的调节装置18摇摆。调节装置18是例如作用在节流轴6上的控制机构18，例如电动机，调节装置18直接或经过传动装置调整节流轴6。
图1至图3显示了具有壳体2的节流装置1。图1的主视图描绘的气体通道4穿过壳体2延伸。气体通道4是例如通向内燃机燃烧室的主进气管的一部分。在壳体2内可摇摆地支承的节流轴6横跨气体通道4。节流阀8固定于节流轴6上。作为节流体9的节流阀8能例如也与节流轴6一起由合成材料制造成一体。
在壳体2，更确切地说，节流阀壳体2上设置一个轴承容器10和另一个轴承容器12。节流轴6可摇摆地支承在轴承容器10、12中。
铰接装置14与节流轴6固定连接。在所描绘的实施例中，铰接装置14被构造成喷涂或焊接在节流轴6上的齿轮。因为节流阀8应摇摆不超过例如110°，喷涂的齿轮只具有110°范围内的外齿就足够了，该外齿通过另一小齿轮与控制机构的驱动小齿轮啮合。控制机构与小齿轮和铰接装置14一起构成调节装置18以调整在节流轴6上支承的节流阀8。
调整弹簧20的一端一方面直接或间接铰接在壳体2上，另一方面，调整弹簧20直接或间接铰接在节流轴6或节流阀8上。在所描绘的实施例中，调整弹簧20的右端通过铰接装置14作用在节流轴6上。调整弹簧20的左端支承在壳体2上。调整弹簧20用于使节流轴6或节流阀8回归到不工作的静止位置。
在节流阀壳体2上模制侧向突出的突起22。突起22尤其与壳体2一起成型为一体。突起22尤其由与壳体2相同的材料制成。突起22尤其与其余的壳体2一样也由合成材料制成。因此，壳体2与突起22能够一起很简单地例如通过注塑法制造。
轴承容器10可以是例如在壳体2的突起22中形成的从外向内延伸的阶梯孔。轴承24被用力压入在轴承容器10中。轴承24的圆周24a的直径大于轴承24所在区域的轴承容器10的直径。由此能够实现轴承24沿径向压靠壳体2，并且轴承24在节流装置1工作期间不被所出现的力运动。
轴承24是例如滚动轴承24b。在优选实施例中，滚动轴承24b具有外环24d和接收在外环24d中的多个滚子24c或轴承针。
外环24d的圆周24a尺寸确定成使得外环24d在轴承容器10中保持预紧。
在节流轴6上设置环形的环形槽6b。垫圈26装入到环形槽6b中。沿轴向弹性波动的弹簧垫圈28压紧在装入环形槽6b中的垫圈26上使其抵靠轴承24的外环24d。此时，弹簧垫圈28支承在壳体2上，更准确地说，支承在轴承容器10上所构造的阶梯孔的前侧。因此确保在节流装置1工作期间，在垫圈26和轴承24之间或者垫圈26和节流阀壳体2之间没有沿节流轴6的纵向方向的相对运动。
节流轴6中的环形槽6b比垫圈26的厚度微宽，因此在垫圈26静止时，节流轴6能容易地旋转，并且在环形槽6b上的垫圈26和节流轴6之间存在中间空间11。
夹紧件30环绕轴承容器10。在优选实施例中，夹紧件30设置在壳体2的突起22的外圆周上。夹紧件30环绕突起22的轴承容器10的整个区域。在优选实施例中，轴承24的外环24d自内向外压紧突起22，并且夹紧件30自外向内压紧突起22。虽然存在压入的轴承24作用在突起22上的径向力，但由于夹紧件30自外向内沿径向压紧突起22，突起22不能移位。此外，这也适用于当突起22或整个壳体2由合成材料制成的时，突起22没有所提议的通过夹紧件30的夹紧而将屈服，或者如果没有稳定的夹紧件30，合成材料将随着时间的流逝产生蠕变。
夹紧件30优选为圆筒状或套管形，并且具有带有圆筒形区域30a和径向区域30b的大约阶梯的、前侧开放的、冠形圆筒形的形状。
夹紧件30沿周向观察优选是封闭的。但夹紧件30能够也例如沿着其曲面曲线开槽的。
夹紧件30由例如金属，优选由硬化的金属，特别是弹簧钢制造。
调整弹簧20可以以其一个端部支承在圆筒形区域30a和径向区域30b之间的过渡部分。这防止调整弹簧20的该端部嵌入壳体2的相对柔软的材料中。
在壳体2的突起22和调整弹簧20之间存在夹紧件30的圆筒形区域30a。由此确保即使对于节流装置的大的振动载荷，调整弹簧20的簧圈能够不直接撞击壳体2的突起22。由此能够确保也当突起22使用相对柔软的材料时，调整弹簧20既不损伤突起22也不损伤节流阀壳体2的其它区域。
夹紧件30的材料优选地选择成使得夹紧件30的材料能够与轴承24至少与轴承24的外环24d具有尽可能相同的热膨胀系数。这能够通过轴承24或至少轴承24的外环24d是由金属制成的且夹紧件30同样是由金属制成的而很简单地实现，因此，不仅夹紧件30而且轴承或外环24d实际上具有相同的热膨胀系数。通过轴承24和夹紧件30具有同样的热膨胀系数保证，不仅在出现的相当高的工作温度时，而且在很低的温度时，轴承24和夹紧件30之间的突起22或节流阀壳体2的材料的压力保持实际上没有变化的相等。
在图3中，壳体2和垫圈26以及节流轴6之间的虚线围绕的区域17中形成中间空间11或缝隙11。在这里，中间空间11在图3中部分地只描绘为线条或直线。壳体2和节流轴6之间的中间空间11在这里描绘为直线，并且还有位于环形槽6b上的垫圈26和节流轴6之间的部分中间空间11也描绘为线条。仅仅在垫圈26的径向内端部和节流轴6上的环形槽6b的径向内端部下面的区域内，中间空间11不描绘为直线而是描绘为自由空间。在该中间空间11中布置粘性介质7，例如油脂或者润滑油。由于粘性介质7填满整个中间空间11，因此，粘性介质7对密度具有影响。粘性介质7在这里描绘为对从气体通道4开始，通过中间空间11，沿着指向滚动轴承24b方向渗透的液体的障碍。节流装置1在例如具有涡轮增压器的内燃机中正在工作时，在气体通道4中形成3-4巴范围内的高压以及压力冲击。这个高压不仅作用于气体也作用于在气体通道4内布置的冷凝水。由此，气体或冷凝水能够从气体通道4通过中间空间11沿着朝向滚动轴承24的方向渗透。因为用粘性介质7充满了中间空间11，该液体基本上不可能从气体通道4渗透到滚动轴承24b。
沿轴向方向观察，在滚动轴承24的两个端部区域布置了两个构造成密封圈16的密封填料15。密封圈16由弹性材料制成，例如合成材料或橡胶，并且用于节流轴6沿轴向方向对于壳体2的附加密封。密封圈16在这里弹性预紧在外环24d或突起22和节流轴6之间。
总之，结合本发明的节流装置1的基本优点考虑了根据本发明的节流装置1。通过用粘性介质7填满在壳体2或垫圈26和节流轴6之间的中间空间11能够最小程度地增加制造中的基本费用，且在无需应用附加部分的前提下实质上增大壳体2和节流轴6之间的密封性。

Claims (10)

1.节流装置(1)，包括：
壳体(2)，
气体通道(4)，
节流轴(6)，
借助所述节流轴(6)可运动的节流体(9)，
轴承(24)，用于将所述节流轴(6)支承在所述壳体(2)上，
其特征在于，
在所述节流轴(6)和所述壳体(2)之间的中间空间(11)中，特别是在所述轴承(24)的外部，布置粘性介质(7)，以对流体密封地密封所述中间空间(11)。
2.按照权利要求1所述的节流装置，其特征在于，
所述粘性介质(7)布置在所述节流轴(6)和所述壳体(2)之间的所述轴承(24)与所述气体通道(4)之间的区域(17)中。
3.按照权利要求1或2所述的节流装置，其特征在于，
所述节流轴(6)设有环形槽(6b)，并且在所述环形槽(6b)中布置垫圈(26)以轴向支承所述节流轴(6)。
4.按照权利要求3所述的节流装置，其特征在于，
所述粘性介质(7)布置在在所述环形槽(6b)上的所述节流轴(6)和所述垫圈(26)之间的中间空间(11)中。
5.按照权利要求4所述的节流装置，其特征在于，
所述环形槽(6b)和在所述环形槽(6b)中布置的所述垫圈(26)布置在所述气体通道(4)和所述轴承(24)之间。
6.按照前述权利要求中的一项或多项所述的节流装置，其特征在于，
所述中间空间(11)基本上完全充满所述粘性介质(7)。
7.按照前述权利要求中的一项或多项所述的节流装置，其特征在于，
所述轴承(24)是滚动轴承(24b)。
8.按照前述权利要求中的一项或多项所述的节流装置，其特征在于，
所述节流轴(6)对于所述壳体(2)利用一个密封圈(16)或两个密封圈(16)被密封。
9.按照前述权利要求中的一项或多项所述的节流装置，其特征在于，
所述粘性介质(7)是油例如润滑油、油脂例如润滑脂、或凝胶。
10.按照前述权利要求中的一项或多项所述的节流装置，其特征在于，
所述节流装置(1)包括用于摇摆所述节流轴(6)的调节装置(18)，和/或
所述节流体(9)构造成节流阀(8)。
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