CN102953841A - 一种汽油发动机可变进气滚流调节机构 - Google Patents

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林文
周武明
张泽裕
郭黎刚
王鹏
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Abstract

一种汽油发动机可变进气滚流调节机构，用于实现对汽油机进气滚流比和进气量的调节。它包括支撑体、滚流调节阀组件、导流板组件和电动执行器，所述支撑体布置在进气歧管气道与发动机缸盖进气道之间，所述滚流调节阀组件与支撑体配装，所述导流板组件前端与支撑体配装，后端深入到发动机缸盖进气道中，所述电动执行器安装在支撑体上。本发明结构简单、布置紧凑、安装方便，可实现对汽油发动机进气滚流的连续控制，满足了发动机在不同工况下对气流状态的要求，改善了发动机的排放性能、经济性能和动力性能。

Description

一种汽油发动机可变进气滚流调节机构
技术领域
本发明涉及一种发动机进气控制机构，尤其是一种通过电动执行器控制的汽油发动机进气滚流调节机构，属于燃烧发动机技术领域。
背景技术
随着汽车排放标准和消费者对汽车性能要求的提高，应用于汽车发动机上的新技术也日益增多。针对汽油发动机，进气流量和进气滚流比决定了发动机的燃烧状况，从而对发动机及整车的排放与性能产生影响。因此，在汽油机上设置了可调节滚流比的机构，它通过对发动机进气流量与滚流比的调节，来满足发动机在不同工况下对气流状态的要求，改善发动机在排放与性能方面的表现。但是，现有的可变进气滚流调节机构在以下方面存在缺陷：一是可变进气滚流调节机构大多与进气歧管为一体式结构，不仅使进气歧管制作工艺更加复杂，而且通用性较差；二是现有的可变进气滚流调节机构转轴通常处于滚流阀板的中间部位，安装在低于导流板的位置上，由于滚流阀板与导流板不在同一条直线上，当滚流阀板开启时，会对气流产生一定的影响；三是现有的可变进气滚流调节机构采用真空气动执行器控制，气动执行器一般只能实现两级控制，不仅不能实现对进气滚流的连续可变控制，而且真空气动控制系统布局繁琐，零部件数量多、体积大，会降低整个系统的可靠性，增大系统的空间布置难度，另外真空控制需发动机为其提供持续的真空源，对整机要求较高；四是现有的可变滚流调节机构大多无阀板位置反馈功能，无法实现滚流阀板位置的监测，难以判断滚流阀板是否动作，增加了故障诊断的难度。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种结构简单、布置紧凑、安装方便、能实现对进气滚流连续控制及对滚流阀板位置实时监测的汽油发动机可变进气滚流调节机构
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种汽油发动机可变进气滚流调节机构，它包括支撑体、滚流调节阀组件、导流板组件和电动执行器，所述支撑体布置在进气歧管气道与发动机缸盖进气道之间，所述滚流调节阀组件与支撑体配装，所述导流板组件前端与支撑体配装，后端深入到发动机缸盖进气道中，所述电动执行器安装在支撑体上。
上述汽油发动机可变进气滚流调节机构，所述支撑体前端面与进气歧管出气端法兰面匹配，其后端面与发动机缸盖进气道匹配，在支撑体的侧面上设有电动执行器安装座，在支撑体上还设有一组与发动机缸数匹配的支撑体进气通道。
上述汽油发动机可变进气滚流调节机构，所述支撑体进气通道的两侧均设有导流板组件安装座。
上述汽油发动机可变进气滚流调节机构，所述滚流调节阀组件包括转轴和一组滚流阀板，所述转轴一端与电动执行器连接，在转轴上安装一组滚流阀板。
上述汽油发动机可变进气滚流调节机构，所述滚流阀板数量与发动机缸数匹配，其后端面与转轴固定装配。
上述汽油发动机可变进气滚流调节机构，所述电动执行器上集成有位置传感器，电动执行器和位置传感器均与发动机ECU连接。
本发明为一种模块化设计结构，它可与不同的进气歧管和缸盖匹配，形成了独立控制单元，提高了通用性能；本发明的滚流阀板开启时，滚流阀板与导流板在气道内处于同一直线上，减小了气流阻力，使气体流动更加顺畅；本发明采用电动执行器控制，不仅可匹配发动机不同运行工况，实现滚流阀板位置连续可变，达到调节进气滚流比的目的，而且与传统的气动控制系统相比较，其结构简单，更便于布置；本发明在电动执行器上集成位置传感器，可以对滚流阀板位置进行实时监控，具有位置反馈与故障自诊断功能。总之，本发明结构简单、布置紧凑、安装方便，可实现对汽油发动机进气滚流的连续控制，满足了发动机在不同工况下对气流状态的要求，改善了发动机的排放性能、经济性能和动力性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明爆炸结构示意图；
图2是支撑体结构及其与导流板组件安装关系示意图；
图3是导流板组件结构示意图；
图4是滚流调节阀组件结构示意图；
图5是滚流阀板与导流板位置关系示意图；
图6是滚流阀板的两种不同调节位置示意图。
图中各标号清单为：1、支撑体，1-1、支撑体前端面，1-2、支撑体后端面，1-3、电动执行器安装座，1-4、导流板组件安装座，2、导流板组件，2-1、导流板，2-2、导流板安装导向柱，2-3、导流板支撑块，3、滚流调节阀组件，3-1、滚流阀板，3-2、转轴，4、电动执行器，5、进气歧管气道，6、发动机缸盖气道。
具体实施方式
参看图 1、图2、图5，本发明包括支撑体1、滚流调节阀组件3、导流板组件2和电动执行器4，所述支撑体1布置在进气歧管气道5与发动机缸盖进气道6之间，所述滚流调节阀组件3与支撑体1配装，所述导流板组件2前端与支撑体1配装，后端深入到发动机缸盖进气道6中，所述电动执行器4安装在支撑体1上。
参看图1～图6，本发明安装在汽油机缸盖气道6与进气歧管气道5之间，并且支撑体1的厚度很小，几乎不对进气道长度产生影响；本发明的转轴3-2与滚流阀板3-1注塑成一体，转轴3-2与滚流阀板3-1组成滚流阀组件3；本发明在导流板2-1前端两侧设有两个导流板支撑块2-3，它与支撑体1的导流板组件安装座1-4配合，使导流板2-1安装于支撑体1上，同时在导流板2-1与导流板组件安装座1-4装配后，两者之间形成转轴3-2的安装孔，即支撑体1与导流板支撑块2-3起到了轴承座的作用；本发明的导流板2-1尾部伸入到发动机缸盖气道6内，将发动机缸盖气道6分为上、下两部分，通过改变转轴3-2、滚流阀板3-1的角度来改变气道下部分流通截面积，使之处于完全关闭、完全开启或部分开启状态，以此改变进气的流动状态，形成不同的滚流比与充气效率，以适应发动机的不同工况要求。本发明将滚流调节阀组件3安装于支撑体1与导流板支撑块2-3之间，并与导流板2-1处于同一高度，通过转动转轴3-2，使滚流阀板3-1在位置A或位置B之间沿扇形轨迹移动，从而改变气流在进气道内的流动方式。当滚流阀板3-1处于位置A的时候，滚流阀板3-1将下半部分气道遮挡，使气流从气道上半部分流过，在导流板2-1的导流作用下，气体进入燃烧室，形成高滚流比；当滚流阀板3-1处于位置B的时候，由于滚流阀板3-1处于平行于气道轴线的状态，并与后面的导流板2-1处于同一直线上，几乎不对气体流动产生影响，可增大进气流量。
本发明安装于支撑体1一端并与转轴3-2联接的电动执行器4上集成有位置传感器，可带动滚流阀板3-1实现连续可变，精确控制滚流阀板3-1转动位置，形成连续变化的进气滚流与充气效率，满足发动机的各种复杂工况对进气气流的要求，同时位置传感器对滚流阀板3-1位置进行实时监测，为发动机ECU提供反馈信号，实现发动机故障的自我诊断；本发明采用电动执行器4控制，结构简单，占用空间小，便于布置。
与本发明匹配的发动机缸盖气道6内加工半圆形的导向槽，与导流板2-1两侧的导流板安装导向柱2-2配合，为整个机构起安装导向与固定的作用，导流板安装导向柱2-2内侧表面形状与发动机缸盖气道6表面一致，可减小对气流的影响；本发明中导流板2-1前端与滚流阀板3-1根部靠近，使得气流沿滚流阀板3-1流至气道上部后，可继续沿导流板2-1流入缸盖进入燃烧室，导流板2-1起到引导气流的作用，避免气流在滚流阀板3-1根部形成涡流，影响进气效率，此方案可使气体流动更加顺畅。
本发明的转轴3-2安装位置在气道中间，高度与导流板2-1保持一致，水平方向紧靠导流板2-1，从而在滚流阀板3-1全开状态下，滚流阀板3-1与导流板2-1处于同一平面上，可有效减小滚流阀板3-1与导流板2-1对气流的影响；本发明为一种模块化设计结构，对其他零部件的影响较小，它可与不同的进气歧管和缸盖匹配，形成了独立控制单元，同时该机构可作为选装部件，可在其他零部件不做更改的情况下，根据实际需要选择安装，从而大大提高了零部件的通用性。

Claims (6)

1.一种汽油发动机可变进气滚流调节机构，其特征是，它包括支撑体（1）、滚流调节阀组件（3）、导流板组件（2）和电动执行器（4），所述支撑体（1）布置在进气歧管气道（5）与发动机缸盖进气道（6）之间，所述滚流调节阀组件（3）与支撑体（1）配装，所述导流板组件（2）前端与支撑体（1）配装，后端深入到发动机缸盖进气道（6）中，所述电动执行器（4）安装在支撑体（1）上。
2.根据权利要求1所述的一种汽油发动机可变进气滚流调节机构，其特征是，所述支撑体前端面（1-1）与进气歧管出气端法兰面匹配，其后端面（1-2）与发动机缸盖进气道（6）匹配，在支撑体（1）的侧面上设有电动执行器安装座（1-3），在支撑体（1）上还设有一组与发动机缸数匹配的支撑体进气通道。
3.根据权利要求2所述的一种汽油发动机可变进气滚流调节机构，其特征是，所述支撑体进气通道的两侧均设有导流板组件安装座（1-4）。
4.根据权利要求1或3所述的一种汽油发动机可变进气滚流调节机构，其特征是，所述滚流调节阀组件（3）包括转轴（3-2）和一组滚流阀板（3-1），所述转轴（3-2）一端与电动执行器（4）连接，在转轴（3-2）上安装一组滚流阀板（3-1）。
5.根据权利要求4所述的一种汽油发动机可变进气滚流调节机构，其特征是，所述滚流阀板数量（3-1）与发动机缸数匹配，其后端面与转轴（3-2）固定装配。
6.根据权利要求５所述的一种汽油发动机可变进气滚流调节机构，其特征是，所述电动执行器（4）上集成有位置传感器，电动执行器（4）和位置传感器均与发动机ECU连接。
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