CN103993992B - 充气运动控制阀和进气流道系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充气运动控制阀和进气流道系统。本发明公开多端口进气歧管，其出口沿共同汽缸盖平面对齐，且每个进气端口均包括阀门单元，该阀门单元包括阀板，所述阀板通过沿凹进内壁内的旋转轴线的轴杆可旋转，以及焊接接头，其环绕所述轴线上游的每个进气端口。本系统可允许使用板CMCV，该板在不使用时可完全缩回至进气流道内。

Description

充气运动控制阀和进气流道系统

技术领域

本发明涉及充气运动控制阀和进气流道系统。

背景技术

喷入发动机燃烧室的空气和/或燃料充气增加的运动在某些状况下可增加燃烧效率。例如，充气运动可通过沿垂直于流动方向的方向引入空气速度增加燃烧效率。通过将额外的动能引入燃烧室，点火前面可更快更均匀地横跨燃烧室体积，以便在热能转换成活塞运动之前与提高的燃料量相互作用。进一步地，导致的湍流可增加燃烧室内的空气燃料混合物的匀浆。

充气运动控制阀(CMCV)可用于通过限制进气歧管内的一部分进气通道引入所需的湍流。当空气通过该限制时，自远壁折回具有水平速度以及由进气系统内压差所诱发的初始垂直(流动方向)速度的空气。可由致动器控制CMCV，所述致动器被编程以在某些有利工况中形成这种阻碍。

可在板轴旋转构造中实现CMCV，其中板面具有几何结构，该结构被设计成当垂直对齐流动流时覆盖进气通道横截面的实质性部分，被称为完全关闭位置。在完全打开位置中，板可围绕其轴杆(shaft)旋转，以便板的宽度和轴杆阻碍空气通道，从而允许实质上更多空气通过。旋转轴杆通常穿过对称轴位于板面上或处于邻近通道一壁体的板边处。

发明内容

然而，本文发明人已认识到在高负荷情形中，传递至燃烧汽缸的空气量成为发动机功率的限制因素。同样地，解决该问题的尝试已在进气通道较宽部分的进一步上游处布置阀门，但是接近汽缸盖端口的这种损失造成在由CMCV可实现的湍流控制和效应方面的损失。

解决该明显矛盾的一个途径是构造出口与共同(common)汽缸盖平面对齐的进气歧管端口，以及合并具有旋转轴线(axis)凹进内壁内的可旋转阀(例如CMCV)和环绕轴线上游每个进气端口的焊接接头。这可以通过例如在进气歧管焊接期间将阀门整合至进气歧管端口内实现。

按这种方式，可保持接近汽缸盖而不过分地限制燃烧空气流。本文中，CMCV具有围绕轴杆的轴壳或“套筒(cartridge)”，且板从该外壳突出。在该实施方式中，外壳在最接近进气通道的第一和第二壳体焊接期间可插入进气歧管凹部内。通过该方法，CMCV允许在不使用时，气流畅通无阻，因此减少了发动机功率损失。

在另一个实施方式中，进气歧管包括：多个端口，其出口沿共同汽缸盖平面对齐；在每个端口中，阀门单元具有阀板，其围绕轴杆可旋转且在完全缩回时具有齐平设置，使得阀板与端口内表面对齐；套筒，其保持阀门并被设置在进气端口凹部内，所述套筒通过进气歧管脊被固定至端口内；以及焊接接头，其环绕轴杆上游的每个端口和内壁脊设置在焊接接头处。

在另一个实施方式中，轴杆被耦合至各进气端口内的多个阀门单元。

在另一个实施方式中，套筒位于汽缸盖和最接近汽缸盖的进气歧管的焊接接头之间的进气歧管内。

在另一个实施方式中，轴槽经管道自阀板两侧延伸并垂直于阀板两侧。

在另一个实施例中，管道将阀板耦合至套筒。

在另一个实施例中，按从固定边到较远边测量，套筒延伸小于完全缩回的阀板长度的百分之33。

在另一个实施例中，套筒的两侧延伸超出轴杆直径多达5毫米。

在另一个实施例中，提供了用于操作发动机进气系统的方法。该方法包括：通过致动阀门控制充气空气从进气歧管吸入至汽缸体内燃烧室；以及在不使用时，将阀门完全缩回至进气歧管。

在另一个实施例中，通过包括响应于发动机负荷和温度状况的指令的控制系统致动阀门。

在另一个实施例中，充气空气包括来自EGR系统的部分燃烧排气和进气的混合物。

在另一个实施例中，致动阀门响应于EGR致动。

应理解提供以上概要以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的构思选择。这并不意味着确立所要求保护的主题的关键或基本特征，其范围仅由具体实施方式后的权利要求限定。此外，所述的主题不限制于解决上述或在本公开任何部分指出的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1是与阀门兼容的8缸V形发动机的排气和进气系统的示意图。

图2是图1系统的进气歧管内的横截面。

图3示出拆卸成其组件部分的阀门示例性实施例。

图4示出完全组装好的图3阀门。

图5示出阀门插入进气歧管壳体内时的阀门。

图6示出插入后的图5进气歧管的壳体。

图7描绘出示例性阀门在适当位置时进气歧管端口实施例的横截面。

图8示出阀门插入和焊接前的进气歧管的第一壳体。

图9概略地描绘出简化的阀门操作方法。

图10概略地描绘出简化的进气系统制作方法。

具体实施方式

本公开系统和方法涉及可包括在汽车推进系统内的内燃机进气系统的设计和操作。具体地，进气系统运用充气运动控制，其目的可包括将湍流引入燃烧室内，以使燃料空气分布均匀化。进一步地，通过该额外运动可加速点火火焰前缘通过室，使得更快地出现燃烧，并且在动力冲程中的所需时间可将功率传递至曲轴。通过限制一部分进气通路，空气被迫进入垂直于流动方向的方向，使得当充气空气进入室时，充气空气具有流动方向和正交流动方向的平面的速度分量。

注意为了该公开，当完全启用阀门时其处于“关闭”位置，阀板完全延伸，从而导致最大的充气空气流动阻碍。可替代地，当停用阀门时其处于“打开”位置，阀板完全缩回，使气流充气阻碍最小或消除。本文中，阀门可以是，但不限制于充气运动控制阀(CMCV)。

通过使用阻碍一部分通道的板可实现通路限制。然而，对于给定室体积和给定燃料喷射水平，传递至曲轴的来自燃烧的能量受到可用于燃烧的氧的限制。因此，理想的是当需要提高的马力时，允许可得到的最大量的充气空气进入燃烧室。先前实施例已运用进气路径内的旋转轴杆以使板旋转，以便板平行于流动方向。尽管，这样确实增加了可用于充气空气流动的横截面，但是仍出现损失。当不使用阀门时通过将其完全缩回至进气歧管，可消除损失。其他实施例已将阀门设置在通路横截面增加的排气歧管的上游。然而，在整个阀门进气下游会出现充气空气湍流损失，从而降低了效率，因此当紧密靠近燃烧室装料口时，阀门优势最为明显。

图1的示意图是简化的发动机进气和排气系统，其可包括进气歧管，即在进入汽缸盖后分成设置在各燃烧室上的8个单独的进气路径。图1图示与图2的进气歧管相兼容，图2示出分裂的进气歧管，其中阀门在进气歧管的出口内。由阀门和套筒组成的阀门单元在图3中显示为拆开的，在插入进气歧管前完全组装好的阀门单元显示在图4中。在制作过程中，图3阀门单元在以图5所描绘的构造焊接之前插入进气歧管的第一壳体和第二壳体之间。图6示出从顶部观看的阀门实施例在适当位置中的第一壳体部分，暴露了阀门单元插入后的顶部壳体的焊接表面。图7示出图6所示的进气歧管端口的横截面。图8示出在焊接和阀门插入前与图2-7中的实施例相兼容的进气歧管内的第一壳体。图9概略性示出阀门实施例的示例性操作方法。图9概略性示出进气歧管的示例性制作方法。

图1所描述的进气和排气系统与可包括多个汽缸134的发动机相兼容。示例性发动机具有按V形构造布置的8个汽缸134。在可替代实施例中，发动机可具有在直列式、盒状、或可替代构造中的两个或更多个汽缸。每个汽缸134均可耦合至燃料喷射器136，从而将燃料直接喷射至燃烧室。可替代地，燃料可在燃烧室填满之前沿进气路径的某点处与进气充气空气结合。

汽缸体102内的汽缸134经汽缸盖耦合至进气歧管140。进气歧管140可分成对应于单独汽缸134的多个分离路径，以便每个汽缸均具有设置在其入口上的一个或更多进气支管132。具有多数进气分管的汽缸可采用独立阀或可在单个阀(未示出)下游分支。每个汽缸134可经构造从进气支管132接收充气空气用于燃烧。充气空气可以是经进气歧管140进入的来自大气的空气，充气空气还可包含配有EGR(未示出)的发动机内的再循环排气。阀门可被整合至进气支管132的进气歧管端口。

如图1所示，实施例可包括在进气歧管140上游带有压缩机122的涡轮增压器，其通过排气涡轮124驱动。进气充气空气可通过一个或更多冷却装置诸如冷却器120冷却。除了或替代预压缩机(pre-compressor)冷却器，进气系统可还包括压缩机122下游的冷却装置。

响应于发动机操作需求诸如发动机负荷要求和发动机温度，可通过进气通道114内的节气门116计量进气充气空气，其中进气通道114连通地耦合至控制系统108。可在对应于大量充气空气经进气歧管140传递至燃烧室用于燃烧的时间段内打开节气门116。阀致动可响应于节气门致动并且可用于控制系统内以监测发动机负荷。这可与用于测量大气压力和/或进气歧管压力(MAP)的传感器相结合。

在一个实例中，阀门可响应于所示节气门位置致动第一量，且可响应于所示MAP致动第二量。第一量和第二量相对于延伸或缩回可以是相同方向或相反方向。进一步，如果所示节气门位置在预定阈值处或如果MAP在预定阈值处，则阀门可完全缩回。可替代地，控制系统可具有响应于两变量函数延伸和/或缩回阀门的指令。阀门致动可还响应于温度、点火正时、或未另作规定的其他状况。

在示例性排气系统中，燃烧后，排气可经排气通道138从汽缸134被排至排气歧管106。在运用涡轮增压器的实施例中，排气歧管106可被耦合至涡轮机124。流经排气歧管106的排气在经尾管130被排入大气之前，可通过一个或更多排气后处理装置诸如催化剂128进行处理。在采用低压EGR的系统中，阀门致动的再循环通道可将涡轮机124下游的排气歧管106耦合至压缩机122上游的进气通道114。在采用高压EGR的系统中，涡轮机124下游的排气管130可耦合至压缩机118上游的进气歧管140。在进气或排气系统内可呈现一个或更多排气冷却系统。

EGR气体通常具有某一量的燃料，因此具有比大气空气高的露点。在传统阀门中，来自EGR的液体燃料可在未被使用时凝结到阻碍进气端口通路的致动轴和板上。这可随时间推移造成在进气端口内堆积，从而进一步阻碍充气空气进气，以致随时间推移造成增加的燃料效率损失和马力损失。在缺少系统修护时，燃料堆积在阀门上会导致阀门系统和发动机劣化。将阀门完全缩回至进气歧管内壁消除了表面凝结，从而减少燃料堆积，因此保持发动机、进气歧管和阀门的状况以及保持了马力和燃料效率。

通过响应于EGR启用而致动阀门，实施例可还减少进气歧管内的燃料堆积。例如，EGR启用阈值可对应于阀门停用，从而当燃料通过进气歧管出现在充气空气内时不会出现阀门阻碍。阀门致动可额外地或可替代地响应于进气歧管内的湿度，以减少燃料凝结在阀门上的可能性。除了温度和/或压力控制之外，这些测量可根据EGR或大气状况调节进气系统内的湿度和冷凝物形成。

控制系统108可具有响应于传感器110的输入经致动器112致动阀门的指令。输入信息可包括发动机或排气系统内的温度，从而在发动机状况下降低于温度阈值而诱发冷启动湍流的条件下可关闭阀门。燃烧室内的湍流允许更有效地燃烧，这在燃烧效率损失显著的冷启动情形中是有利的。实施例可还将阀门致动至与所感测的温度或其他发动机负荷指示对应的预定位置。在一些例子中，如由控制系统108所确定的，传感器110指示满足负荷阈值时，致动器112可将阀门完全缩回至进气歧管内壁。阀门完全缩回至进气歧管内壁去除了通道阻碍，使得最大量的充气空气可进入燃烧室，从而提供了最大量马力。

图2示出图1所示的进气歧管的横截面。进气歧管构造与8缸V形发动机相兼容，在8缸V形发动机中，在汽缸体220两个各自排上直列式布置4缸。在该实施例中，主进气管设置在沿两排直列式汽缸中心且平行于其直列式构造。进气歧管140和排气歧管可耦合至汽缸盖216，而汽缸盖216则耦合至汽缸体220内的燃烧室222。进气支管132通过交替支管方向将充气空气供应至两汽缸盖通道218，以便每个汽缸盖通道218具有耦合至其中的一个或更多分离支管路径。其他实施例可具有适于每个各自汽缸盖通道218的两个或更多支管路径。阀门可用于一个或更多独立汽缸支管中的汽缸支管上游或可用于支管下游。

进入汽缸盖通道218的充气空气可在进入进气支管132之前通过进气歧管140。在该实施例中，进气支管132在阀门所在的进气歧管端口214处终止。汽缸盖216可在进气歧管端口214处通过进气法兰(flange)连接至进气歧管，其中进气法兰起到将汽缸盖紧固至汽缸体的作用，从而将进气歧管流体耦合至汽缸体220内的燃烧室。

如果进气歧管经成层壳体焊接法构成，则进气端口可通过铸造独立的壳体或垂直的歧管层形成，其中将垂直理解为垂直于曲轴的长度(图8所示)。进气歧管可在与汽缸盖的其他组件结合之前独立构成。

壳体水平面可形成可被连续壳体附着的焊接表面。壳体水平面可垂直图6所示的焊接接头平面或在其45度内。本文中，将第一壳体理解为最接近全等于法兰的汽缸盖216的壳体。第二壳体是直接焊接至平行于汽缸盖的第一壳体的进气壳体。阀门可被整合至如图所示进气歧管第一壳体内的进气歧管端口214。由图2所示的焊接接头线表示第一壳体和第二壳体的焊接表面。

进气歧管可包括多个进气歧管端口214，其出口沿共同汽缸盖平面对齐。每个进气歧管端口214可包含各个可旋转阀，其中旋转轴线凹进内壁内。通过上述方法，可通过旋转轴线上游的焊接接头环绕包含阀门的进气歧管端口214。该焊接接头可沿着图2所示的线，且邻近并处于进气端口上游。对应于V形实施例中的两排直列式汽缸的两排中均可包含多个进气端口及各自的阀门。单排上的各进气端口的焊接接头可具有出口，该出口沿对应于汽缸盖平面的共同平面对齐。进气端口可位于汽缸盖和上游方向上最接近进气歧管焊接接头之间。

进气端口内壁212是最靠近进气歧管140主进气管的壁体；外壁是最靠近发动机组外壁的壁体。在该实施例中，进气端口横截面通常为具有圆角的矩形，且与阀板面和进气端口壁内的板凹部全等。可替代构造可还具有可替代横截面几何结构、可替代阀板几何结构、和/或可替代进气端口凹部几何结构，所述结构允许板在完全延伸时阻挡大部分进气端口以及在未使用时完全缩回至进气端口内壁。在该实施例中，阀板具有从板的固定边延伸至远边的扁平平面，该平面在板两边处向外倾斜，以便缩回的板与阀进气壁凹部上方和下方的进气端口内壁全等和齐平，因此在板未被使用时为充气空气提供平滑的流动面。将固定边理解成邻近和平行于旋转轴杆的阀板边，远边将涉及与阀板固定边相对的边，侧边将是阀板固定边和远边之间的板边并垂直于其中。将板侧边的向外弧方向理解成垂直于板扁平面的方向，平行于从进气歧管指向汽缸体外侧的向量。在延伸的位置中，板的弧形侧边将面朝进气端口内向上方向或上游方向。因此，在延伸位置中，边可形成密封，其中进气端口侧壁限制充气空气流至阀板远边和进气歧管端口外壁之间的空气间隙。

图2示出如果发动机已超过负荷阈值，则可出现阀门处于完全缩回或停用位置。因此，充气空气在不受阀板204阻碍的情况下能退出进气歧管端口214进入汽缸。在延伸期间，阀板204和进气歧管端口内壁212之间所形成的角度可增加至90度完全延伸，以便板204完全突出至进气歧管端口214，阻碍充气空气流。响应于发动机负荷、温度、或其他工况，通过连通耦合至阀致动器的控制系统，可计量阻碍程度。通过轴槽206穿过阀板固定边可实现旋转，在该实施例中，固定边在进气端口内壁212内。可替代实施例可围绕进气端口远壁或侧壁上的轴杆旋转板。轴杆在一端或两端处可耦合至真空致动器(未示出)，该真空致动器连通地耦合至控制系统。可还运用其他致动机构，以负责板围绕旋转轴杆和轴槽206旋转。

如图2所示，由套筒202支撑轴槽206和阀板固定边内的旋转轴杆。套筒202被设置在进气端口内壁内的凹部内侧，以便套筒的外边不会延伸越过进气歧管端口214的内壁212，使得充气空气流动不受套筒202出现的影响。在将第二壳体焊接至第一壳体条件下，套筒凹部形成与套筒形状全等的腔穴。

现在转向图3，示出组装和插入至进气歧管端口前的阀门单元。阀门单元200分为四个组件部分：板204、套筒202、以及两衬套208。衬套可以是橡胶、塑料、或者其他阻尼材料。示出板204具有从板固定边突出且平行于板固定边的管道300，管道300用作将板旋转地耦合至其中轴杆(未示出)的导管。套筒是保持阀门配件并将其机械地耦合至单个单元的外壳，其中单个单元可以插入进气系统。在该例子中，衬套包围一部分板204(具体地，管道)而套筒包围衬套。板204和衬套208包括由套筒202所保持的阀门，从而在该实施例中形成阀门单元200。在其他实施例中，阀门可由其他组件组成，阀门单元可或不可包括套筒或额外组件。

轴槽206是线性穿过板的孔径，接近板固定边并平行于板的固定边。致动轴(未示出)可旋转地耦合至“串起(shewering)”构造中的板204，其中由穿过轴槽206的轴杆“串起”板204，因此定义板旋转轴线。旋转致动可由轴杆和轴槽206和/或其他紧固机构的沟槽和切口耦合造成。进一步，在一些实施例中，轴杆可包括多个较小轴杆，其被紧固至靠近固定边并在旋转轴线处的板任一侧或两侧边。如图4所示，可通过管道支撑板旋转，其中管道从板204两侧垂直突出，伸出轴槽206。管道可容纳在套筒202内，以将旋转轴杆固定在套筒202内，使得轴杆可从套筒内致动板204并延伸穿过平行于板侧边的套筒两面，被称为套筒侧。注意套筒顶部指的是板完全缩回时平行于板固定边的套筒面；套筒前面指的是邻近进气端口通路开口部分的套筒面；套筒背面指的是与套筒前面平行且相对的面；以及套筒底面指的是与套筒顶面平行且相对的面。

套筒可具有矩形顶面、底面、前面、和后面，其中每个面的较短端邻近套筒侧且可具有从螺栓顶部到底部含钻孔的尖头，其中螺栓可进一步将阀门紧固至进气歧管的第一壳体。套筒侧可以是正方形。U形腔穴(如从套筒侧观看)可具有在套筒前面对应于板轴杆或轴槽管道的开口，其沿板204的旋转轴线延伸。套筒侧实施例可具有延伸超过轴槽管道直径5毫米或少于5毫米的宽度和高度，以便整体套筒按从固定边到远边测量小于板长度的33％。进一步，轴杆可具有沿U形腔穴的U形周长延伸的靠近两套筒侧的切口，从而从旋转轴线沿向外径向延伸。这些切口可对应于衬套208，该衬套可将轴槽管道紧固在套筒内。

沿板固定端延伸穿过(任选的)轴槽管道和通过套筒两侧退出的轴杆可在一个或更多阀致动器(未示出)上终止。阀门可具有适于螺栓的孔210，其中螺栓可用于将阀门紧固至进气端口。衬套208可起到进一步将阀板204紧固至套筒202的作用。轴承可具有穿过其宽度的孔，所述孔经构造支撑管道300并允许旋转，同时将阀板固定边紧固至套筒202。

图5示出具有阀门单元200部分插入其中的第一壳体内的示例性进气歧管端口。图5所示的进气歧管组装步骤可出现在将第一进气歧管壳体焊接至第二进气歧管壳体之前。通常，进气歧管在其经进气法兰502耦合至汽缸盖之前完全构成。法兰502可经连接器通过孔504将进气歧管的第一壳体紧固至汽缸盖。

如图5所示，组装阀门单元200可从进气歧管第二壳体的焊接边——在本文中被称为顶部——插入至进气歧管第一壳体内的类似凹部。套筒202可依靠在凹部进气端口唇部上且还通过穿过孔210的紧固件紧固至进气端口。阀板204也可依靠在邻近进气歧管凹部内，以便当板处于完全缩回位置时，端口内表面与围绕板204的进气端口壁体齐平。

阀板204可具有垂直于固定边和相对于固定边的远边的侧边。在该实施例中，侧边向外弯曲以便在阀门缩回时形成密封，这样板204表面具有类似于阀门上方和下方的进气端口的内壁的形状。当阀门完全缩回时，所使用的与适当进气端口凹部全等的该板几何结构在进气端口所有侧上形成平滑的流动面，进一步地，该板几何结构保留了贯穿阀门长度的充气空气流横截面。类似地，当阀门关闭时，弯曲的阀门侧边形成适于充气空气进气穿过开口的平滑流动路径，从而密封所需的进气通道部分。

图5中的焊接接头平面指示平面，即沿该平面焊接接头可对齐各个汽缸盖组。该平面平行于旋转阀的轴杆。进气歧管可具有位于焊接接头下游且与焊接接头邻近的凹部，其中布置有套筒。焊接接头上游且与其邻近的进气歧管表面可形成脊部，从而将套筒和阀门紧固至进气歧管。另外的凹部可自与阀板全等的进气端口内的套筒凹部延伸。这样可允许阀门在完全缩回时具有齐平设置，使得其外表面与端口内表面对齐。

图7示出图6所示的横截面。本文中，可看到板侧边处的弯曲侧边深度。板204扁平的中部与套筒202以及阀门下方的进气端口内壁齐平。类似地，套筒与阀门上方的进气端口内壁齐平。套筒202依靠在垂直于充气空气流动方向的内壁212凹部内的唇部上。扁平中心表面完全缩回至阀门长度上进气端口内壁中的较浅凹部内。第一壳体可经法兰502连接至汽缸体。

当阀门关闭且阀板延伸时，限制充气空气流进入阀板204远边和进气歧管端口外壁500之间的开口，如侧壁所限制的。

图8示出经构造适于8缸V形发动机的进气歧管508的第一壳体，在其插入之前与阀门实施例相兼容。可为不同构造和汽缸数量的发动机布置类似进气歧管。在该实施例中，致动轴可横穿对应于两组4直列式进气歧管端口500的两个各自的管状外壳506。套筒的进气歧管端口凹部平行对齐，以便直列式阀门可旋转地耦合至串起构造中的单个致动轴。在一些实施例中，汽缸可被布置成单个管路，以对应于进气歧管端口的单个管路，且其中可包括两个或更多汽缸端口耦合。平行构造诸如V形发动机在任一对齐管路中可具有一个或更多进气歧管端口。

阀门致动轴可被耦合至一个或更多额外阀门以及连通地耦合至控制系统的致动器。在上述实施例中，可通过两个各自的轴杆致动进气端口的两对齐管路和其中的阀门。在其他实施例中，独立的阀门可独立致动。

图8所示进气歧管508的第一壳体可通过法兰502和穿过孔504的紧固件诸如螺栓紧固至汽缸盖。阀门可自第一壳体的顶部插入，然后第一壳体的顶部表面可沿水平面焊接至第二壳体的底部表面。本文中，将水平面理解成横跨进气歧管端口500横截面的平面内的歧管壳体面。

图9图解阀门致动的示例性方法。可在802处确定控制系统内的负荷状况，以响应于遍及车辆和发动机系统的多个传感器。传感器可确定节气门位置、MAP、温度传感器、恒温器设定、点火正时、湿度或未另作规定的其他状况。在804处，可还确定排气歧管或汽缸盖内的温度状况，以及可指示发动机操作温度。因大气状况或不活动性导致以较低温度操作的发动机经历了燃烧效率损失，从而导致较低的燃料效率和较高的排放。在示例性方法中，如果发动机在温度阈值以下，则在808处可关闭阀门，其中阀板完全延伸，造成最大进气端口阻碍和对应湍流，因此增加了燃烧效率。然后在824处可重复本过程。

在806处，如果未发现发动机或排气歧管内的温度在阈值以下，则在810处可通过可还包括温度在内的前述方法中的一种，确定发动机负荷是否高于阈值。该预定阈值可对应于依赖于最大充气空气进气的发动机负荷。如果实现发动机负荷阈值，则在812处可打开阀门且阀板完全缩回至内壁，使得通过阀门不会引入对充气空气进气的阻碍。如果未实现该阈值，则在816处可确定负荷是否已经减少。如果发动机负荷减少，则在818处阀门可延伸一定量，以在相继的燃烧中增加充气空气湍流。否则，在820处，可确定负荷是否增加。如果负荷已经增加，则在822处阀门可缩回一定量，从而允许在824处重复该方法之前，增加充气空气流动以满足增加的发动机负荷要求。

在其他实施例中，可监测控制系统内的阀门位置，且其可通过先前存储在存储器内以前的致动或通过位置传感器确定。控制系统可具有预定的阀门位置与负荷状况的相互关系，以便阀门并非响应于先前负荷状况而致动，而是响应于主导负荷状况致动到适当位置。

图10示出运用所公开的阀门系统的进气歧管的示例性制作过程。所示组装过程包括在900处将轴承连接至阀板，然后，在902处，将板插入至套筒内的开口。然后，在904处，组装好的阀门单元(图4所示200)在水平或焊接表面处被插入至进气歧管第一壳体的顶部。在906处，套筒可通过螺栓紧固至进气歧管。可为耦合至单个致动轴的每个阀门重复该过程。然后，在908处，轴杆可经其各自轴槽插入穿过进气歧管，横跨每个阀门单元。然后在910处，进气歧管的第二壳体可焊接至进气歧管的第一壳体。在912处，可焊接相继壳体以形成进气歧管。然后，在914处，连通地耦合至控制系统的轴杆致动器可耦合至致动轴。然后，在916处，歧管可经进气歧管法兰连接至汽缸盖。

一些发动机可经构造具有汽缸，其每个均具有两个或更多通道，每个通道耦合至不同的燃料空气组成的充气空气混合物。作为例子，对于各个汽缸，“二重联接的”进气可具有两个进气端口。稀燃料混合物(空气质量大于燃料质量)可进入第一通道，富燃料混合物(燃料质量大于空气质量)可进入第二通道。所公开的阀门可用于每个通道至汽缸盖，以便第一阀门计量稀燃料混合物流量，第二阀门计量富燃料混合物。可通过调制每个充气空气进气形成湍流，其中各个进气通道阻碍与通过两燃料混合物之间的密度差异所形成的运动结合起作用。当可以独立致动两通道时，该实施例将提供由阀门完全缩回至进气通道内壁以及增加的燃料混合物中等(moderation)精度所产生的前述优势。

注意到在此包括的示例性控制和评估程序可在各种发动机和/或车辆系统构造中使用。进一步，该技术可被施加至任何类型的动力系，包括，但不限制于，与纯电动、混合动力、插电式混合动力、燃料电池电动、以及柴油机提供动力的车辆有关联的动力系。在此描述的特别的程序可代表一个或者更多个任何数目的处理策略，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等。照此，所示的各种作用、操作、或功能可按照所示次序、并列执行、或在一些情况下被省略。类似地，该处理的顺序并不是实现在此所述的示例性实施例的特征和优点所必需的，只不过被提供以便于展示以及说明。根据所使用的特定策略，可重复执行一个或更多所示作用或功能。此外，所述作用可用图形表示待被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质内的代码。

应明白，因为能有各种变型，所以本文所述构造和程序实质上是示例性的，并且这些具体的实施例不应被视作具有限制意义。例如，上述技术可以应用于V-6、1-4、1-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括此处公开的各种系统和构造以及其他特征、功能、和/或特性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。

下列权利要求特别指出视作新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能提到“一个”元件或“第一”元件或者其等价物。这种权利要求应该被理解为包括一个或多于一个这种元件的结合，既不必需也不排除两个或更多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合以及子组合可能通过当前权利要求的修改或者通过在本申请或相关申请中提出新权利要求而要求保护。

不管是否比原始权利要求的范围更宽、更窄、等同或者不同，这种权利要求均被视为包括在本公开的主题内。

Claims (10)

1.进气歧管，其包括：

多个进气端口，其出口沿共同汽缸盖平面对齐，其中每个所述进气端口包括内表面；

多个阀门单元，其中每个所述阀门单元设在所述多个进气端口中的对应进气端口内部且被所述对应进气端口的内表面围绕，所述每个阀门单元包括：

阀板，其包括固定端且绕所述固定端旋转；

管道，其从所述阀板的固定端伸出且在所述阀板的两侧与所述固定端平行地延伸；

衬套，其围绕所述阀板两侧的所述管道；以及

套筒，其保持所述阀板的所述固定端，所述套筒包括在其每个端部的U形腔，其中所述衬套和所述管道设在所述U形腔内，所述U形腔的U形的顶部为所述套筒前部的开口，所述套筒前部的开口被所述对应进气端口的内表面覆盖，以及

焊接接头，其环绕所述阀板的旋转轴线上游的每个进气端口。

2.根据权利要求1所述的进气歧管，其中所述阀板包括设在所述固定端的轴槽，其中所述管道从所述轴槽延伸，所述阀板通过延伸穿过所述管道的轴杆旋转且凹进所述进气端口的内壁；所述进气端口具有位于所述焊接接头下游且与所述焊接接头临近的凹部，所述套筒布置在所述凹部内且与所述阀板上方的进气端口内壁齐平。

3.根据权利要求2所述的进气歧管，其中所述阀板具有与所述对应进气端口横截面面积相同的形状和尺寸的面，所以当所述阀板处于完全延伸的位置时，所述阀板阻碍空气流经所述对应进气端口，且所述阀板在两侧边缘处具有弧形，关于完全缩回位置时远离所述对应进气端口的所述内壁，所述弧形全等于所述进气端口所述内壁的弧形。

4.根据权利要求1所述的进气歧管，其中所述衬套将所述管道固定在所述套筒内，且包围每个进气端口的所述焊接接头设在所述进气歧管的进气支管与所述进气歧管的进气端口之间，所述进气歧管在所述进气歧管与汽缸盖的其它部件的结合之前独立地形成。

5.根据权利要求2所述的进气歧管，其中每个进气端口邻近所述焊接接头，且所述焊接接头沿平行于曲轴轴线的共同平面对齐，且所述轴杆横穿所述进气歧管的两个管状壳体。

6.进气歧管，其包括：

多个端口，其出口沿共同汽缸盖平面对齐；

多个阀门单元，每个所述阀门单元设在所述多个端口中的对应端口中，每个所述阀门单元包括：

具有阀板的阀门单元，所述阀板包括在其固定端的轴槽以及从所述轴槽延伸的管道，所述管道从所述阀板的固定端伸出且平行于所述阀板的固定端，所述阀板通过延伸穿过所述管道的轴杆而旋转；

设置在由所述对应端口的壁形成的凹部内的套筒，所述对应端口的通道由所述端口的壁形成，所述凹部的长度大于所述通道的宽度，所述凹部的长度平行于所述通道的宽度，所述套筒保持所述阀板的固定端，所述套筒通过进气歧管脊被固定至所述对应端口内；

衬套，其将所述管道固定在所述套筒内，所述套筒包括在其每个端部的U形腔，其中所述衬套和所述管道设在所述U形腔内，所述U形腔的U形的顶部为所述套筒前部的开口，所述开口被所述对应端口的壁覆盖；以及

焊接接头，其环绕所述轴杆上游的每个端口，所述进气歧管脊设置在焊接接头处。

7.根据权利要求6所述的进气歧管，其中所述凹部与所述套筒一致，所述套筒具有矩形顶部、矩形底部、矩形前部、和矩形后部，所述套筒的侧面是方形的。

8.根据权利要求6所述的进气歧管，其中所述凹部在所述焊接接头的下游且临近所述焊接接头，所述套筒与所述阀板上方的端口内壁齐平。

9.根据权利要求6所述的进气歧管，其中所述衬套为橡胶衬套，所述阀板在完全缩回时具有齐平位置，在所述齐平位置，所述阀板的外表面与对应端口的内表面齐平。

10.用于操作发动机进气系统的方法，其包括：

通过致动设在进气歧管的端口中的阀门控制充气空气从所述进气歧管吸入至汽缸体内的燃烧室；以及

在不使用时，将所述阀门完全缩回至所述进气歧管内，所述阀门包括阀板，所述阀板包括在其固定端的轴槽以及从所述轴槽延伸的管道，所述阀板通过延伸穿过所述管道的轴杆而旋转，衬套环绕所述管道的部分且将所述管道固定在设在所述进气歧管的所述端口内的套筒中，所述衬套套设在所述套筒的每个端部的U形腔内，每个所述U形腔的U形的顶部为在所述套筒的前部的开口，所述U形腔的在所述套筒的前部的开口由所述端口的壁覆盖。