CN102913353A - 内燃机的进气系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内燃机的进气系统(10)，特别是机动车辆领域。进气系统包括进气歧管(12)，其具有至少两根与内燃机汽缸盖的进气口连接的供给管(14)。而且进气系统包括至少一个中间腔室(30)，其具有到达各供给管的内部容积(24)的连接件(34)。每个连接件可通过至少一个进气控制阀(49)来打开或关闭。所述至少一个进气控制阀包括开关室(48)，其具有连接到用于在开关室中产生压力的装置的连接件(60，62)。开关室通过至少一个膜片(50)与供给管的内部容积(24)以及中间腔室(30)隔开。供给管(14)的内部容积(24)和中间腔室(30)之间的连接件(34)可通过至少一个膜片(50)来打开或关闭。

Description

内燃机的进气系统
技术领域
本发明涉及特别是机动车辆的内燃机的进气系统，包括：
进气歧管，其具有至少两根连接到内燃机的汽缸盖的进气口的供给管；以及
至少一个中间腔室，其具有连接到每根供给管的内部容积的连接件，每个连接件可以通过至少一个进气控制阀来打开或关闭。
背景技术
US5603296A公开了一种发动机的进气装置，其中在进气歧管内提供了进气区段，来自空气滤清器的空气流入该进气区段内。分别限定短的进气通道和长的进气通道的隔壁相对于进气区段与圆形的进气歧管罩同心地设置在进气歧管罩和进气区段之间。进气控制阀可切换地布置在隔壁的上端和进气歧管的弯部之间。至少两个单元轴相互间隔并相互连接从而构成一根轴，进气控制阀被固定到该轴。用来驱动进气控制阀的驱动机构包括由电磁阀激励的致动器、连接到致动器的连杆、利用销在其一端可旋转地连接到连杆而在其另一端固定到轴的杠杆。
本发明的目的在于提供一种紧凑的、易于构造并且提供增加紧密性的进气系统。
发明内容
所述目的是由此达到的：至少一个进气控制阀包括开关室，所述开关室具行连接到用于根据运行速度在开关室内生成欠压(subpressure)的装置的连接件，开关室与供给管的内部容积以及与中间腔室被至少一个膜片间隔开，供给管的内部容积和中间腔室之间的连接件可以通过至少一个膜片来打开或关闭。
根据本发明，至少一个膜片被用来打开和关闭一个或多个与中间腔室连接的连接件。膜片受与供给管的内部容积内的压力有关的开关室内的压力的控制。开关室内的压力优选由生成压力的装置来控制。因此内燃机的消耗可被降低。进一步地发动机的输出性能可被优化。噪音排放也可被降低。膜片可以简单地被构造。不同于从现有技术已知的进气控制阀，不需要诸如连杆或杠杆的机械部件。与从现有技术已知的进气控制阀相比，部件的公差对通过膜片来密封的紧密性的影响更小。
根据本发明的一个优选实施例，用于生成压力的装置可以由电子控制单元(ECU)来控制。在ECU中可以指定进气控制阀打开的条件。由于ECU，限定的进气控制阀的激活是可能的。因此进气控制阀可以容易地根据内燃机的工作条件来打开或是关闭。ECU可以是内燃机和/或机动车辆的一部分。
特别地，用于生成压力的装置可具有至少一个连接到压力罐特别是真空罐的连接件，所述连接件可具有可控阀，特别是电动气动阀。由于压力罐，用于控制进气控制阀的压力能被容易地提供并且在任何时候被提供。电动气动阀能容易地被ECU控制。
有利地，用于生成压力的装置被设计成生成欠压或超压(overpressure)。
根据本发明的另一优选实施例，每个连接件可以通过单独的进气控制阀打开或关闭，每个进气控制阀可包括单独的膜片和单独的开关室，并且至少两个进气控制阀的开关室可相互连接。因此对于每个供给管来说开关室能够被优化。特别地，开关室的容积和/或形状可以不同。它们也可以是相同的。各个膜片对于每个供给管来说也可被优化。它们也可以是不同的或相同的。开关室相互连接的进气控制阀可以一起被控制。相互连接件可以被整体形成为公共壳体的一部分。这减少了进气控制阀所需要的空间。每个进气控制阀可以根据开关室内的压力和对应供给管内的压力间的单独压力差来进行转换。
有利地，至少两个所述进气控制阀的膜片的直径可以不同。因此可以提高进气控制阀打开相位的均匀性和同步性。有利地，膜片的直径可以根据它们相对于用于生成欠压的装置的连接件的位置来变化。
特别地，至少两个所述进气控制阀的开关室的容积可以不同。开关室的容积可影响进气控制阀的开关特性。容积的变化对进气控制阀的操作相位的均匀性和同步性具有有益的影响。
有利地，至少三个所述开关室可以通过至少两个管道来连接，并且所述管道的流动截面可以根据它们相对于压力进气连接件的位置有所不同。管道的流动截面可以影响进气控制阀的开关特性。流动截面的变化对进气控制阀的操作相位的均匀性和同步性具有有益的影响。
根据本发明更优选的实施例，如果进气控制阀处于打开状态，则中间腔室可以延长或缩短穿过供给管的空气路径。因此内燃机的输出特性和/或噪声排放可以通过打开或关闭进气控制阀得到优化。
有利地，预应力弹簧可以作用在膜片上，用于特别是在停止状态将膜片保持在关闭状态。这可以避免进气控制阀非受控地打开。
附图说明
将会从下面具体实施例的详细说明中最佳地了解到本发明加之上述和其他目标和优点，然而并非局限于这些具体实施例，其中示意性地图示出：
图1为四缸内燃机的进气系统的纵向剖面图；
图2为图1中进气系统的进气控制阀区域的剖视图；
图3为图1和图2中的进气系统的立体图；利用剖面图示出了一个进气控制阀；
图4为图1-图3中的进气系统的分解图。
在各附图中，相同的附图标记表示相同的或类似的元件。附图仅仅为示意图，并不意图描绘本发明的具体参数。而且，附图旨在仅仅描述本发明的典型实施例，并且因此不应被认为是对本发明范围的限定。
具体实施方式
图1-4描绘了机动车辆的四缸内燃机的进气系统10。
进气歧管12具有四根供给管14，各供给管在一端连接到增压室15并且在另一端通过中间法兰(凸缘)16与未示出的内燃机汽缸盖的进气口连接。增压室15具有进气连接件18，来自未示出的空气滤清器的空气流入连接件18内。如图1中箭头19草绘的那样，来自增压室15的空气流至进气口。供给管14和增压室15由塑料制成。供给管14通过双壳技术制造。增压室15也通过双壳技术制造。
供给管14相互平行地伸展。在弯曲部，各供给管14在其径向外壳内具有带有通向供给管14的内部容积24的开口22的凸缘20。
中间腔室30的壳体28的下部26与各供给管14的凸缘20连接。中间腔室30延伸穿过所有供给管14。下部26的底壳32构成各供给管14的各对应的壁。底壳32通过焊接或是粘胶手段附接于供给管14的每个凸缘20。
在每个底壳32的外侧形成导管34。导管34在两侧开口。在一侧其连接到对应的供给管14的内部容积24。
下部26的侧壁36包围所有导管34。侧壁36的开口边缘被形成为环绕凸缘38，用于与壳体28的上部40连接。
上部40形成壳体28的分隔壁。其延伸穿过所有导管34。其具有各自与导管34中的一个同轴的四个孔42。导管34的开口边缘置于孔42的内部。孔42的直径大于导管34的外径。在各导管34的外表面和对应孔42的径向外部边界之间的是周向(环绕)的空隙44。
每个孔42被进气控制阀49的开关室48的杯状罩46覆盖。每个进气控制阀49的膜片50的边缘被紧夹在罩46的台阶边缘52和上部40的环圈54之间。环圈54环绕孔42。
每个进气控制阀49的压缩弹簧56朝着导管34的边缘偏压膜片50。弹簧56在一侧支撑在罩46底部上。在另一侧，弹簧56压住加固膜片50的盘58。盘58由塑料制造。盘58与导管34同轴布置。盘58的直径与导管34的外径相对应。
每个开关室48通过膜片50与中间腔室30隔开。而且开关室48通过膜片50与对应的供给管14的内部容积24隔开。
在停止状态，如图1-3所示，预应力弹簧56作用在膜片50上用于将其保持在进气控制阀49的关闭状态。在关闭状态，膜片50将中间腔室30与供给管14的内部容积24隔开。
相邻的罩46通过管道60互连。因此所有进气控制阀49的开关室48都互连。
罩46中的一个具有连接件62，用于连接到用于在开关室48内生成欠压的装置的未示出的管。生成欠压的装置优选具有连接到欠压罐的连接件。该连接件具有能够被内燃机的电子控制单元(ECU)控制以打开或关闭连接件的电磁阀。
在未示出的进气控制阀49的打开状态，各个膜片50释放罐34的开口。中间腔室30然后与对应的供给管14的内部容积24连接。
当发动机运转时，进气控制阀49最初处于关闭状态。
在由ECU指定的限定工作条件下，ECU打开电动气动阀，因此用来成生欠压的装置在开关室48内生成比供给管14的内部容积24中的压力要低的欠压。当欠压足够抵抗弹簧56的偏压从而使膜片50运动时，进气控制阀49打开，空气能够从内部容积24流动通过导管34以及空隙44进入中间腔室30。每个导管34可以被各自的进气控制阀49打开或关闭。
根据发动机的工作条件来打开和关闭进气控制阀49可以提高发动机的输出性能和/或减少噪声排放和/或减少发动机的消耗。
本发明不局限于机动车辆内燃机的进气系统10。本发明还可用于其它种类的内燃机，特别是工业发动机。
本发明同样不局限于四缸发动机。其也能够用于具有相比四缸更多或更少缸的发动机。
进气系统10也可以具有多于一个的带有进气控制阀49的中间腔室30。
作为每个导管34各自具有进气控制阀49的替代，也可以设计一个进气控制阀同时控制多于一个导管34。
每个开关室48各自具有连接到用于生成欠压的装置的单独连接件也是可能的。
作为所有开关室48互相连接的替代，仅仅某些开关室可以例如分组相互连接。
作为使用相同的膜片50的替代，至少两个所述进气控制阀的膜片的直径可以不同。膜片的直径可以根据它们相对于连接件62的位置而变。
作为使用相同的开关室48的替代，至少两个所述进气控制阀的开关室的容积和/或形状可以不同。
作为使用相同的管道60的替代，管道的流动截面可以不同。例如管道的流动截面可以取决于其相对于进气连接件62的位置。例如连接具有连接件62的开关室48和第二开关室48的管道16的直径可以大于连接第二开关室48和第三开关室48的管道16的直径等等。
中间腔室也能被设计成如果进气控制阀处于打开状态时延长或缩短穿过供给管的空气路径。
供给管14和/或增压室15还能由非塑料材料制造。
作为欠压工作的替代，具有膜片的进气控制阀能被构造成通过超压来控制。在这种情况下，用来生成欠压的装置被用于生成高压的装置替代。
作为电动气动阀的替代，其它种类的阀，例如电子控制阀或气动控制阀也可被使用。

Claims (10)

1.一种特别是机动车辆的内燃机的进气系统(10)，包括：
进气歧管(12)，其具有至少两根与内燃机的汽缸盖的进气口连接的供给管(14)；以及
至少一个中间腔室(30)，其具有与各供给管(14)的内部容积(24)相连的连接件(34)，每个连接件(34)能够通过至少一个进气控制阀(49)被打开或关闭，其特征在于：所述至少一个进气控制阀(49)包括开关室(48)，开关室(48)具有连接到用于在开关室(48)中生成压力的装置的连接件(60，62)，开关室(48)通过至少一个膜片(50)与供给管(14)的内部容积(24)以及与中间腔室(30)隔开，供给管(14)的内部容积(24)和中间腔室(30)之间的连接件(34)能够由所述至少一个膜片(50)打开或关闭。
2.根据权利要求1所述的进气系统，其特征在于用于生成压力的装置由电子控制单元控制。
3.根据权利要求1或2所述的进气系统，其特征在于用于生成压力的装置具有至少一个连接到压力罐特别是真空罐的连接件，并且所述连接件具有可控阀，特别是电动气动阀。
4.根据前述权利要求中任一项所述的进气系统，其特征在于用于生成压力的装置被设计成生成欠压或超压。
5.根据权利要求1所述的进气系统，其特征在于每个连接件(34)能够被单独的进气控制阀(49)打开或关闭，每个进气控制阀(49)包括单独的膜片(50)和单独的开关室(48)，并且至少两个所述进气控制阀(49)的开关室(48)相互连接。
6.根据权利要求2所述的进气系统，其特征在于至少两个所述进气控制阀的膜片的直径不同。
7.根据权利要求5或6所述的进气系统，其特征在于至少两个所述进气控制阀的开关室的容积不同。
8.根据权利要求5所述的进气系统，其特征在于至少三个所述开关室(48)由至少两个管道(16)连接并且管道(60)的流动截面根据它们相对于压力进气连接件(18)的位置而不同。
9.根据前述权利要求中任一项所述的进气系统，其特征在于如果进气控制阀处于打开状态，则中间腔室延长或缩短空气穿过供给管的路径。
10.根据前述权利要求中任一项所述的进气系统，其特征在于预应力弹簧(56)作用到膜片(50)上用于特别是在停止状态将膜片保持在关闭状态。
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