CN1497149A

CN1497149A - 内燃机的吸气控制装置、汽油发动机的吸气控制装置

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Publication number: CN1497149A
Application number: CNA2003101025597A
Authority: CN
Inventors: ��һ־; 安藤一志; 曾篠雅彥; 志村隆弘; 小野健儿
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2023-10-23
Also published as: US7237759B2; JP2004143976A; EP1413722A3; EP1413722A2; CN100416064C; US20040079327A1; JP3867654B2

Abstract

一种吸气控制装置的节流阀，即使在机械全关闭位置不工作也能够启动和运转机器。在空气通路2形成能够确保阀体的控制上的全关闭位置下游侧所需空气流量的槽5。此外，在空转位置形成即使产生阀体3的位置偏移，也能确保一定空气流量的锥形6。由此，在不增加部件数量的情况下，也能够将阀体3粘着在控制区域的下游侧，确保车辆行驶时的空气流量，此外，还能够供给阀体的空转位置中稳定的空气流量。

Description

内燃机的吸气控制装置、汽油发动机的吸气控制装置

技术领域

本发明涉及一种控制设在内燃机(例如，汽油发动机及柴油发动机)的吸气通路中途的节流阀并根据发动机运转状态调节吸气通路的开口面积的吸气控制装置。该吸气控制装置可用于汽油发动机的吸气量控制，也可用作柴油发动机的吸气通路的节流机构。

背景技术

内燃机的柴油发动机的吸气控制装置设计成，即使在全关闭状态下，为在阀体与吸气通路壁面之间保持足够的间隙，将阀体控制在比机械全关闭位置稍微打开的位置，从而假设即使阀体在控制上的全关闭状态下不工作，也不会发生发动机熄火。

另外，在汽油发动机用节流装置中，为了在电机电源切断时呈泄漏一定空气流量的状态，例如，在专利文献1中，采用在阀体工作齿轮和吸气装置本体之间，向各自相反方向产生返回力的弹簧，通过借助在上述两个弹簧之间未固定在转动轴上的杆，在切断电机电源时，强制以一定开度打开节流阀，即具有所谓的缺省(default)机构。

专利文献1：日本专利公报第02807033号

在柴油发动机用吸气装置的场合，由于阀体即使在呈全关闭状态时也有较大的间隙，因此，不能进一步进行如节流空气流量这样的空气流量控制。

因此，本发明的目的之一是提供一种柴油发动机用吸气控制装置，能够将柴油发动机的吸气节流时的最小吸气量控制在足够低的程度，同时，在吸气节流位置，即使节流阀不工作(驱动电机的故障及节流阀的粘着等)，也能够确保机器启动及运转所需的空气流量。

关于汽油发动机用的电控节流装置，需要上述的缺省机构，但是该机构的部件数量多，构成复杂，组装性差。

为此，本发明的另一目的是提供一种具有构成简易的缺省机构的汽油发动机用电控节流装置。

优选提供柴油发动机和汽油发动机能够共用的机构。

发明内容

为实现上述目的，在本发明中，在吸气管壁面上设置在节流阀位于机械全关闭位置时旁通节流阀的通路，同时，在比该位置稍微打开的位置上形成控制上的最小吸气量位置。

附图说明

图1是表示本发明的柴油发动机用节流装置的一实施方式的平面图。

图2是图1的截面图。

图3是表示图2的实施方式的详细图。

图4是从下游侧看图1的通气通路槽的图。

图5是图2的其他实施例。

图6是图2的其他实施例。

图7是表示本发明的汽油发动机用节流装置的一实施方式的平面图。

图8是图7的截面图。

图9是图8的其他实施例。

图10是图8的其他实施例。

图11是表示图2、图8的吸入空气流量的特性图。

图12是表示能与图2、图8对应的吸入空气流量的特性图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施例。

图1～图6表示本发明的在柴油发动机用节流装置空气通路上形成的槽的一实施例。

图5～图6表示吸气通路的图2以外的其他实施例。

在图11～图12中，表示相对于以往产品的空气流量特性的本发明的一实施方式中的空气流量特性。

图2、图3表示在汽车用柴油发动机上搭载本节流装置时的阀体位置。

汽车用柴油发动机的吸气节流用吸气控制装置，如图2、图3所示，在可转动地支承在节流阀主体1上的转动轴4上安装阀体3。

此外，在节流阀主体1上安装电机12，在杆13的内部设置齿轮机构(未图示)和检测阀体3开度的传感器(未图示)。

从设在杆13的连接器14收取来自ECU(发动机控制装置：未图示)的信号，传递给电机12。通过运转电机12控制阀体3。

利用传感器检测阀体的开度，从连接器14传送给ECU。ECU以尽量减小传感器的信号与机器要求的目标开度的偏差的方式计算出信号，然后输出。

阀体3在通常的行驶中位于全开状态。阀体3在以下几种场合开始工作：在发动机停止时供给到燃烧室的空气被遮断时、在空转时为稳定发动机转数节流空气流量时及在为向燃烧室上游侧返回排气而产生负压时等。

在从发动机控制装置发出停止上述发动机的指令时，为遮断吸入空气，借助电机12，使转动轴4工作，将阀体3控制在控制上的全关闭位置3a。

此时，将阀体3控制在空气通路2的内壁形成的空气通路槽5开始位置的稍微往上的位置。

由此，如图11所示，与以往的节流装置同样，得到控制上的全关闭位置的空气流量特性9。

但是，当在控制上的全关闭位置3a的下游侧(例如3b)粘着阀体3时，在以往的空气流量特性9中，不能确保发动机发动及行驶所需的空气流量。在本实施方式中，通过形成空气通路槽5，如图11的10所示，构成是，相对于阀体3的控制上的全关闭位置的空气流量，能增加在阀体3的机械全关闭位置的空气流量。

由此，即使阀体3在机械全关闭位置不工作，也能够确保可发动或行驶的吸入空气流量。

此外，通过根据需要变化图4所示的空气通路槽5的开口面积、形状、数量及位置，达到阀体3粘着时以外的目的，例如通过降低关闭阀体3时产生的吹笛声及缓和空气通路内2的压力急剧变化来保护阀体3，另外能够进一步任意设定阀体3的控制上的全关闭位置附近的空气流量特性。其结果如图11所示，构成具有能够在阀体3的控制上的全关闭位置的下游侧缓慢增加空气流量的效果。

此外，为了控制空转时的排气成分和提高运转性能，通过使空气通路槽5的入口锥形6区域与阀体3的空转位置的开口面积相符，能够提供图12所示的空气流量特性11，有能够吸收部件间的偏差及阀体控制上的偏差的效果。

此外，如图5、图6所示，通过将空气通路2不成直线地部分设定成球面，在其球面范围的阀开度内，能够保持将空气流量设定成固定或接近固定的特性。

此外，在形成部分球面的情况下，在打开阀体3时，阀体3掏出堆积在阀体3的发动机侧的污泥(污染物)，有防止在阀体3和空气通路之间卡死的优点。

下面，根据图7～图10说明汽油发动机用节流装置(吸气控制装置)的实施例。

图7表示本实施例的汽油发动机用节流装置中的形成在空气通路上的槽的一实施方式的平面图。图8是图7的截面图。

图9～图10是吸气通路的图8以外的其他实施例。

搭载在汽车用汽油发动机上的吸气控制装置通过电机驱动节流阀。

在将本发明用于该装置时按以下方式操作。

在无发动机控制装置的电机驱动指令(不向电机供给电流)的状态下，节流阀(阀体8)返回，并利用弹簧的作用，位于缺省开度(中间开度)，即机械全关闭位置8b。

在空转时，将阀体3控制在位于控制上的全关闭位置8a的稍微打开侧。在将油门踏板踩到底的全负荷行驶的状态下，控制在阀体3的控制上的全开位置8c。

在本实施例的吸气控制装置中，通常，通过将上述阀体8开度控制在从控制上的全关闭位置8a到控制上的全开位置8c之间，得到图11的空气流量特性10的右上特性部。由此，控制通常行驶时的吸入空气量。

为了正确把握阀体8的位置，返回到发动机启动时或发动机停止时，利用弹簧，向阀体施加弹性力，机械地使阀体8位于机械全关闭位置8b，通过发动机控制装置了解此时的阀开度传感器输出值。

因此，当阀体8粘着在从阀体控制全关闭位置8a到阀体机械全关闭位置8b之间时，在以往的空气流量特性9中，不能确保发动机发动及行驶所需的空气流量。

在本实施例中，通过形成空气通路槽5，如图11中10左上部所示，相对于阀体8的控制上的全关闭位置8a，增加了在阀体8的机械全关闭位置8b的空气流量。

由此，即使阀体8在该区域不工作(即使粘着)，也具有能够充分确保可发动或行驶的吸入空气流量的效果。

此外，通过在从本阀体8的控制上的全关闭位置8a到下右侧(例如8b)形成空气通路槽5，在不向电机12供给电流的状态时，如阀体8返回机械全关闭位置8b，用弹簧的返回力返回，结果，由于能够使阀体8处于缺省开度(中间开度)状态，具有能够削减缺省机构的机构部件(不需要提供向打开一侧施加弹性力的弹簧)的效果。

此时，不一定需要空气通路槽5的入口部锥形6，只要能确保阀体8的机械全关闭位置8b的必要开口面积就可以。

因此，在本实施例中，具有能够简略槽5的形状的效果。

此外，与柴油发动机用节流装置同样，也可以根据需要，相应于必要缺省空气流量来改变空气通路槽5的开口面积、形状、数量及位置。此外，图9、图10与图5、图6同样，通过将空气通路2的一部分设定成球面，在该球面范围的阀开度内，也能够将空气流量的变化设置成一定或有微小变化的特性。

本实施例的特征列举如下。

在柴油发动机的吸气节流装置中，将节流阀控制范围的通路形状设置成筒状，通过在设在空气通路内的节流阀的控制上的全关闭位置附近的下游形成旁通节流阀的空气通路槽(例如，在节流阀外周全区域形成槽，或部分形成槽)，能够降低上述区域中的阀体与通路面的微小间隙部分，能够精确控制吸气节流。

此外，通过调整空气通路槽的开口面积，即使阀体粘着在机械全关闭近处，也能够供给车辆行驶所需的空气流量。此外，在从阀体的控制上的全关闭位置到下游侧的区域，通过形成使空气通路面积固定的锥形，即使在阀体上产生位置偏差，也能够向燃烧室内供给固定的空气流量。

此外，在汽油发动机的电控吸气节流装置中，通过在阀体控制范围的通路上形成空气通路槽，在不向作为使阀体工作的驱动装置的电机供给电流时，如果利用返回弹簧的返回力，阀返回机械全关闭位置，上述通路槽能够供给车辆行驶所需的空气流量(在以往的缺省开度位置要求的空气量)。

如果采用实施例的节流装置，在柴油发动机中，可不增加部件数量并能防止阀体粘着，同时，即使在控制区域的下游侧粘着，也能够确保使车辆行驶的空气流量，此外，能够供给阀体的空转位置中稳定的空气流量。在汽油发动机中，通过削减具有阀体驱动装置的节流装置中的部件数量，能够供给确保以往功能的空气流量。

如果采用本发明，能够提供一种能够一边维持吸气量的控制性，一边用简易的构成得到故障时所需吸气量的吸气控制装置。

Claims

1.一种内燃机的吸气控制装置，其特征在于：具有在节流阀位于机械全关闭位置时绕过该节流阀向节流阀下游供给空气的旁通路，在比上述机械全关闭位置稍微打开的位置上形成控制上的最小吸气量位置。

2.一种内燃机的吸气控制装置，具有调节内燃机的吸气通路的开口面积的节流阀，其特征在于：在上述节流阀的控制上的全关闭位置的稍微往下游的位置的吸气壁面上设置扩大空气通路面积的槽。

3.如权利要求2记载的内燃机的吸气控制装置，其特征在于：上述节流阀在上述吸气通路内设置槽，以在从某一定开度关闭时增加沿吸气通路内通过的空气流量。

4.如权利要求3记载的内燃机的吸气控制装置，其特征在于：上述节流阀在上述吸气通路内设置槽，以在从某一定开度关闭时使沿吸气通路内通过的空气流量为一定。

5.如权利要求2记载的内燃机的吸气控制装置，其特征在于：将上述吸气通路的一部分加工成近似节流阀的旋转轨迹的球形。

6.如权利要求3记载的内燃机的吸气控制装置，其特征在于：将上述吸气通路的一部分加工成近似节流阀的旋转轨迹的球形。

7.如权利要求4记载的内燃机的吸气控制装置，其特征在于：将上述吸气通路的一部分加工成近似节流阀的旋转轨迹的球形。

8.一种汽油发动机的吸气控制装置，其特征在于：具有在节流阀位于缺省位置时绕过该节流阀向节流阀下游供给空气的旁通路，在比上述机械全关闭位置稍微打开的位置上形成控制上的最小吸气量位置。

9.如权利要求8记载的汽油发动机的吸气控制装置，其特征在于：上述节流阀在上述吸气通路周壁设置槽，以在从上述控制上的最小吸气量位置关闭时增加沿吸气通路内通过的空气流量。

10.如权利要求7记载的汽油发动机的吸气控制装置，其特征在于：将上述吸气通路的一部分加工成近似节流阀的旋转轨迹的球形。