CN106907278B - 充量运动控制阀密封件及其组装方法 - Google Patents

Abstract

在具有充量运动控制阀(CMCV)的进气歧管中，在挡板阀与进气流道的壁之间存在间隙。尽管间隙保持尽可能小，但由于必须适应进气歧管承受的制造公差和温度变化以防止挡板阀的捆绑，因此间隙无法消除。一些气流在通过间隙时迂回，从而导致不期望的流体力学。本文公开了一种密封件，该密封件被定位以靠近间隙轻轻放置在挡板阀上，从而使得当在CMCV上施加适度力时间隙被基本上密封，从而使致动扭矩受到最小影响。密封件具有插入形成于歧管中的袋状件中以将其保持到位的压入到位部分、以及从压入到位部分延伸以阻挡间隙的唇缘部分。

Description

充量运动控制阀密封件及其组装方法

技术领域

本公开涉及内燃发动机的进气管中的充量运动控制。

背景技术

超过四分之一世纪以前，火花点火式发动机倾向于只具有一个进气阀。为了提升进出气性能，并因此可从给定排量的发动机获得峰值功率，在发动机生产中两个进气阀变得常见。尽管已经发现两个进气阀在低扭矩条件下比单一进气阀提供更小的混合运动而对空转质量造成损害。如果在低扭矩条件下气道的截面面积减小，那么经过该减小的面积区段的气流的速度就会增大。放置在进气歧管中的导管中的阀在高扭矩操作条件下可保持打开，但在低扭矩操作条件下移至阻塞位置。另外，合理设计阀的外形以促进导致滚流和/或涡流的气流特性。

提供如在共同转让的专利U.S.8056534中示出的充量运动控制阀(CMCV)以阻塞一些发动机中的进气系统的第二进气导管。专利U.S.8056534中的CMCV使用类似于用于控制输送至发动机的空气量的节气门的碟形阀。CMCV的致动器轴穿过进气流道的中心以及穿过主进气导管的进气流道的中心。延伸通过次级进气流道的CMCV轴与气流在高扭矩条件下相互作用，使得压力下降并干扰流体力学。当轴也穿过主导管时会出现更多的问题，因而也负面影响这些导管中的气流。

为了克服这些问题，已使用挡板阀代替蝶形阀，挡板阀连接至穿过导管的一个边缘的轴。已经发现一些气流通过挡板阀后面的导管，即，在CMCV轴和靠近CMCV轴的导管的边缘之间存在间隙。该间隙在打算关闭CMCV时允许气流通过，因而破坏了CMCV的一些益处并导致流体力学的不期望效果。即使当CMCV打开时，通过该间隙的气流也负面影响流体力学。

在专利号为WO2013/137349A1的专利中公开的一个现有技术密封件中，居中定位的轴具有应用到蝶形阀的尖端的密封件。这种应用至阀的移动部分的密封件仅当阀关闭或接近关闭时具有显著效果。这种密封件无法解决当阀打开时密封预期流动路径的问题。另外，其将无法解决处于任何阀位置的挡板阀后面的气流的问题。

发明内容

密封件阻止挡板阀后面的不期望的气流。通过在密封件上提供定位凸片，避免了不正确的组装。一旦组装则保持肋将密封件保持在恰当位置。通过用薄的柔性材料制造密封件的唇缘部分，由唇缘部分施加在挡板阀上的压力大小足以充分地封闭间隙，但其足够小以增加旋转轴的致动力，且因此仅最小化以增加旋转挡板阀的致动力。

附图说明

图1为进气歧管的等距视图；

图2为等距示出的进气歧管的一部分；

图3为CMCV轴组件的等距表示；

图4为连接至CMCV轴和挡板密封件的挡板阀的表示；

图5为图4的挡板密封件的表示；

图6为图4和图5的如安装在进气歧管中的挡板密封件的视图；

图7为组装具有在挡板后面的密封件的进气歧管的方法的流程图；

图8为另一挡板密封件的例示，其中，唇缘部分相对于压入到位部分对称布置；

图9至图11为接合在歧管中的通道中的另一挡板密封件的例示。

具体实施方式

如本领域普通技术人员所了解，参考任一附图所示和所述的实施例的各种特征可与一个或多个其他附图中所示的特征结合以得到未详细示出和描述的其他实施例。所示特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教示一致的对特征的各种结合和修改可以是特定应用或实施所需的。本领域的普通技术人员可以识别类似的应用或实施，无论其是否详细描述或示出。

进气歧管40在图1中示出。上歧管区段42具有连接至上中壳54的顶壳52。另外，顶壳52与上中壳54一体成型。下歧管44具有连接至集气室区段58的下中壳56。另外，下中壳56与集气室58一体成型。进气歧管40具有通向下歧管44的入口60，其中下歧管44可连接至节气门体(未示出)。

下歧管区段44在图2中示出。在进气流道70中设有多个挡板阀102。图2所示的挡板阀102处于打开位置。在将挡板阀102向上翻转时，挡板阀102部分地阻挡进气流道70。

CMCV组件98在图3中示出。轴承座放置在轴100上，在这之后，将挡板102模制在轴100上。在轴100的端部106上连接真空致动器(未示出)；真空致动器能够旋转轴100以致动CMCV组件98。元件108包括夹子、阻挡环和密封件以防止泄露，并且在安装时将CMCV组件98纵向保持到位。轴承座102夹入下歧管中并且当CMCV组件98安装在歧管中时将CMCV组件98对齐。

如图4所示，挡板阀102的放大图示出其靠近接口120安装在上中壳54和下中壳56之间。挡板阀102模制在轴100上。密封件110安装到模制在下中壳56中的袋状件122中。密封件110具有唇缘部分142和压入到位(press-in-place)部分144。唇缘部分142阻挡挡板阀102和下中壳56之间的间隙124。间隙124在适当位置以考虑到制造公差和由于温度极值导致的部件的相对运动，确保挡板阀102不会捆绑到中壳部分56上。挡板阀102具有尖端116。近曲线118为切掉的区段。因此，当挡板阀102位于阻挡气流的位置时，大部分气流通过切口、近曲线118。挡板阀102还具有弯曲区段114，以引导气流在汽缸中提供所需的流体力学。

在图5中，示出密封件110具有厚度为D1的唇缘密封部分142和厚度为D2的压入到位(PIP)部分144。PIP部分144为压入袋状件122中的部分(如图4所示)。PIP部分144具有多个保持肋146，其使用比如众所周知的PIP密封件使得密封件固定到位。可选地，密封件110进一步包括引导凸片(pilot tab)148。现在参考图6，密封件110一侧上的凸片148装配到袋状件122一侧上的凹口160中。仅在一个方向安装密封件110。如果其从前面翻转到后面，引导凸片148则与袋状件122抵触，从而防止不正确的安装。引导凸片148还通过与挡板102设计的抵触限制密封件110从凹槽122脱离出。

在图7中，示出了可制造进气歧管的工艺。在方框200中，下进气歧管区段和上进气歧管区段由任意合适的工艺成型，比如注模成型。袋状件122模制在下进气歧管区段内。在方框202中，以任何合适的方式模制或制造柔性密封件。在方框204中，组装CMCV组件。密封构件、夹子、轴承座和挡板阀放在轴上。在方框206中，将在方框202中制造的密封件110压入在下歧管区段中成型的袋状件中。在方框208中，将在方框204中制造的CMCV轴组件放置在下歧管区段中。在一些实施例中，将密封件110设置到位，从而使其无法移除。期望防止密封件110移出并且防止使被引入发动机中。在一些实施例中，轴承座卡进设置在下歧管区段中的开口中。

在方框210中，将上进气歧管区段和下进气歧管区段放置在一起并且焊接。在一些实施例中，进气歧管区段由尼龙材料成型并且具有配合在一起的突起焊珠。经由摩擦焊接、平板焊接或气喷焊接将焊珠焊接在一起。另外，通过另一技术胶粘或粘贴进气歧管区段。当进气歧管区段被粘贴时CMCV阀组件被保持到位。

在一些实施例中，操作者将密封件插入下进气歧管区段中。如果歧管为黑色且密封件为黑色，则其提供了所有密封件都已安装的最小视觉确认。通过以对比颜色形成密封件，操作者可容易地观察到已经安装的密封件的合适数量。该颜色对比也可用于自动组装过程中的机构视觉确认。

在图8所示的另一实施例中，对称密封件310以端视图示出。密封件310具有厚度比唇缘部分318厚的压入到位部分312。保持肋316设在侧面上以便其与袋状件相互作用，压入到位部分312安装到袋状件中以防止密封件310移出。密封件310关于穿过密封件310的如由线320表示的平面对称。在一些进气歧管中，可容纳对称的密封件310。图9所示的密封件310消除了如图4所示设置在密封件110上的引导凸片148。

在图5所示的实施例中，密封件110的唇缘部分142从PIP部分144向上延伸。然而，在另一实施例中，密封件可向下延伸并安装在下中壳或上中壳中。一个这种实施例在图9至图11中示出。下中壳350的一部分具有再凹入通道352，其从顶部表面354延伸至通道352的底部356。通道352在下中壳350的顶部处为打开的。如图9所示的密封360具有用于插入通道352中的配合肋362。密封件360由柔性材料制成并且具有为密封件360提供稳定性的厚度为D3的部分、以及厚度为D4的唇缘部分364，使用轻微大小的力将唇缘部分364偏压至挡板阀(图9到图11中未示出)：该力足以保持与挡板阀接触以阻挡间隙，但该力足够小以使致动力至多稍微受到影响。随着密封件360的尖端366响应于轴的旋转移动，尖端366可依靠在挡板阀上。图11所示的另一密封件360的视图展示了肋362在密封360的一部分下面延伸。在安装时，肋362的尖端376邻接通道352的底端356(图9中未示出)。当上进气歧管区段连接至下进气歧管区段时，肋362被捕获，因而捕获密封件360以防止其移出。

使用了术语下进气歧管区段和上进气歧管区段。在本文中，尽管上和下用作两个区段的识别，但该术语并不旨在限制于此且可以参考任何方向。

尽管已经关于特定实施例详细描述了最佳模式，但熟悉本领域的技术人员将认识到，各种可选性设计和实施例都在本申请的范围之内。尽管各种实施例可以在考虑一个或多个所需特征的情况下描述为提供优势或优选于其他实施例，但本领域技术人员应知道，可以根据具体应用和实施折中一个或多个特点以实现所需系统的特征。这些特征包括但不限于：成本、强度、耐久性、生命周期成本、市场性、外观、包装、大小、使用可靠性、重量、可制造性、组装简易性等等。本发明所述的实施例的特征在于，关于一个或多个特点相比于其他实施例或现有技术实施方式不太合意的特征不在本公开的范围之外且对于特定应用是期望的。

Claims (20)

1.一种进气歧管，包括：

限定进气流道的下进气歧管区段；

穿过所述进气流道的可旋转的轴；

连接至所述可旋转的轴的挡板阀；以及

设置在接近所述可旋转的轴的所述进气流道的侧面与连接至所述可旋转的轴的所述挡板阀之间的密封件，其中，所述密封件具有两个部分：压入到位部分和唇缘部分，并且，所述密封件的所述唇缘部分的尖端在接近所述可旋转的轴穿过所述挡板阀的位置处与所述挡板阀抵触，从而使得所述密封件的所述唇缘部分弯曲并因此挤压所述挡板阀。

2.根据权利要求1所述的进气歧管，其中：

所述下进气歧管区段限定袋状件，所述密封件的所述压入到位部分压入所述袋状件中。

3.根据权利要求2所述的进气歧管，其中：

所述密封件的所述压入到位部分具有从所述密封件的所述压入到位部分的表面向外延伸的至少一个引导凸片；

所述袋状件具有限定在所述袋状件中的至少一个凹口；并且

当所述密封件安装在所述袋状件中时，所述引导凸片与所述凹口接合，以确保所述密封件正确的定向安装。

4.根据权利要求2所述的进气歧管，其中，所述密封件的所述唇缘部分的厚度小于所述密封件的所述压入到位部分的厚度。

5.根据权利要求2所述的进气歧管，其中，所述密封件的所述唇缘部分在接近所述可旋转的轴穿过所述挡板阀的位置处接触所述挡板阀。

6.根据权利要求2所述的进气歧管，其中，所述密封件的所述压入到位部分具有保持肋。

7.根据权利要求2所述的进气歧管，其中：

所述密封件由柔性材料制成。

8.根据权利要求1所述的进气歧管，其中：

所述密封件具有两个部分：较厚部分和较薄唇缘部分；

所述较厚部分与所述下进气歧管区段接合；以及

所述唇缘部分在接近所述可旋转的轴穿过所述挡板阀的位置处挤压所述挡板阀。

9.一种用于内燃发动机的进气歧管，包括：

具有多个进气流道的下进气歧管区段，每一个所述进气流道通向所述内燃发动机的每个汽缸；

可旋转的轴，所述可旋转的轴实质上垂直于所述进气流道中的气流方向穿过所述进气流道中的至少两个进气流道；

连接至所述可旋转的轴的挡板阀，其中，一个所述挡板阀设置在所述至少两个进气流道中的每一个进气流道中，所述可旋转的轴穿过所述至少两个进气流道；以及

密封件，所述密封件设置在所述至少两个进气流道中的每个所述挡板阀后面，其中，每个所述密封件具有接合所述下进气歧管区段的部分和在接近所述可旋转的轴穿过所述挡板阀的位置处偏压所述挡板阀的部分。

10.根据权利要求9所述的进气歧管，其中：

所述下进气歧管区段限定与所述至少两个进气流道中的每一个流道相关联的袋状件；并且

所述密封件的与所述下进气歧管区段接合的所述部分具有多个保持肋，所述保持肋从所述密封件向外延伸并且当安装时挤压所述袋状件。

11.根据权利要求10所述的进气歧管，其中：

所述密封件的与所述下进气歧管区段接合的所述部分具有从所述密封件的与所述下进气歧管区段接合的所述部分的表面向外延伸的至少一个引导凸片；

所述袋状件具有限定在所述袋状件中的至少一个凹口；以及

当所述密封件安装在所述袋状件中时，所述引导凸片接合所述凹口，以确保所述密封件正确定向安装。

12.根据权利要求9所述的进气歧管，其中：

在所述进气流道的壁与所述挡板阀的端部之间存在与所述至少两个进气流道中的每一个进气流道相关联的间隙，所述可旋转的轴穿过所述间隙；并且

所述密封件的偏压所述挡板阀的所述部分主要地阻挡所述间隙。

13.根据权利要求9所述的进气歧管，其中：

所述下进气歧管区段由具有预定颜色的材料制成；以及

所述密封件由具有与所述预定颜色形成对比的颜色的材料制成。

14.根据权利要求9所述的进气歧管，进一步包括：

粘贴至所述下进气歧管区段的上进气歧管区段，其中，当所述上进气歧管区段粘贴至所述下进气歧管区段时，所述可旋转的轴使得所述挡板阀连接至所述可旋转的轴并且所述密封件被捕获在适当位置。

15.一种制造进气歧管的方法，包括：

模制下进气歧管区段，所述下进气歧管区段具有：

多个进气导管；以及

多个保持部件，每个所述保持部件适于接收密封件的一部分；

模制多个密封件，所述多个密封件中的每一个密封件包括压入到位部分和唇缘部分；以及

弯曲所述多个密封件中的每一个密封件的所述唇缘部分并因此将所述多个密封件中的每一个所述密封件所述唇缘部分挤压所述下进气歧管区段中的所述保持部件。

16.根据权利要求15所述的制造进气歧管的方法，进一步包括：

组装充量运动控制阀组件；以及

将所述充量运动控制阀组件固定在所述下进气歧管区段中。

17.根据权利要求16所述的制造进气歧管的方法，其中，在所述密封件与所述下进气歧管区段中的所述保持部件接合之后，将所述充量运动控制阀组件放置到所述下进气歧管区段中。

18.根据权利要求16所述的制造进气歧管的方法，进一步包括：

模制上进气歧管区段；

将所述上进气歧管区段放置在所述下进气歧管区段上；以及

将所述上进气歧管区段焊接至所述下进气歧管区段。

19.根据权利要求15所述的制造进气歧管的方法，其中：

所述下进气歧管区段在接近每个所述保持部件的位置处设置有用于所述密封件的至少一个凹口；

每个所述密封件具有从所述密封件的侧面向外突出的至少一个引导凸片；以及

所述密封件的所述引导凸片与所述凹口接合。

20.根据权利要求15所述的制造进气歧管的方法，其中：

所述保持部件为形成在所述下进气歧管区段的壁中的通道；并且

所述密封件具有与所述通道接合的突出构件，所述方法进一步包括：

模制上进气歧管区段；以及

将所述上进气歧管区段粘贴至所述下进气歧管区段，其中，当将所述上进气歧管区段焊接至所述下进气歧管区段时，所述下进气歧管区段中的所述通道的开口端封闭，从而使得所述密封件被捕获在所述上进气歧管区段和所述下进气歧管区段之间。

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