CN200955460Y - 用于内燃机中的加热设备和内燃机 - Google Patents

Abstract

用于内燃机中的加热设备，其中内燃机具有限定有通道的进气装置，进气装置包括与通道连通的开口，该加热设备包括：入口盖板，其被可拆卸地安装至进气装置，并且封闭开口；框架，其一端耦合到入口盖板并伸入通道内，并包括一大致平行于一第二部分且与第二部分间隔开的第一部分；和加热元件，其被耦合到框架并被设置在第一和第二部分之间，该加热元件设置在与通道成热传递关系的位置处，从而对流经通道的助燃空气进行加热。尤其是，加热器包括第一加热子组件、第二加热子组件、耦合到进气装置的入口盖板、以及固定机构，固定机构将第一加热子组件和第二加热子组件耦合到入口盖板。也提供了另一些用于内燃机中的加热设备和包括该加热设备的内燃机。

Description

用于内燃机中的加热设备和内燃机

技术领域

本实用新型总体上涉及一种用于对进入到内燃机气缸中的空气/燃料混合物进行加热的装置。更具体地，本实用新型涉及一种适于安装在发动机进气通道内的模块化电加热器。

背景技术

通常对进入到内燃机气缸中的空气/燃料混合物进行加热以增加燃料的燃烧效率和发动时的响应度(responsiveness)以及减少污染物的排放。如授予Hayward的美国专利第4,020,812号以及授予Henlis的美国专利第4,106,454号中所示，一种类型的进气加热设备大致上包括一对衬垫或密封垫，该对衬垫包绕着设置在汽化器和进气歧管之间的加热线圈或格栅。这些设备中的衬垫防止空气渗入和渗出发动机歧管，并且将所述格栅与进气结构绝热和绝缘地隔离开来。然而，如1997年1月21日授予的名称为“LowProfile Intake Manifold Heater(低轮廓进气歧管加热器)”的美国专利5,595,164(“164专利”)中所确认和指出的那样，衬垫的磨损或老化最终会使穿过加热元件的电路短路。

尽管“164专利”的加热器解决了电路短路的问题，但是其采用一个大的安装结构将加热元件支撑于歧管内。此安装结构在运送至用户方面是昂贵的，并且处理起来是笨重的，而且需要外部衬垫来对歧管进行密封。除了与所述安装结构相关的制造和运输费用之外，必备的衬垫增加了接合处的整体厚度、并且增加了构造既对进气系统进行密封又对其提供结构支撑的接合处的难度。

由于上述的考虑以及制造者降低制造成本及复杂程度的一贯期望，所以需要一种模块化加热设备，该模块化加热设备可以简单而廉价地制造、运输、以及在多种应用场合下安装。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供用于内燃机的加热设备，其为模块化的加热设备，并可以简单而廉价地制造、运输、以及在多种应用场合，尤其是在内燃机中安装。

一方面，本实用新型提供了一种用于内燃机中的加热设备，所述内燃机具有一个限定有通道的进气装置，该进气装置包括一个与所述通道连通的开口，所述加热设备包括：

一个入口盖板，其被可拆卸地安装至所述进气装置，并且封闭所述开口；

一个框架，所述框架的一端耦合到所述入口盖板并伸入所述通道内，所述框架包括一个第一部分，所述第一部分大致平行于一个第二部分且与所述第二部分间隔开；以及

一个加热元件，其被耦合到所述框架，并被设置在所述第一和第二部分之间，该加热元件被设置在与所述通道成热传递关系的位置处，从而对流经该通道的助燃空气进行加热。

优选地，所述第一和第二部分从所述入口盖板大致垂直地延伸。

所述加热元件可包括一个平的带状件，该带状件的形状被设置成包括多个大约为180度的弯曲部，使得多个带状部分彼此大致平行并且互相间隔开。

所述加热设备可进一步包括一个耦合到所述入口盖板的第二加热元件，所述第二加热元件与所述第一加热元件间隔开，并且也被设置在与所述通道成热传递关系的位置处。

所述入口盖板可以是一个大致平坦的元件，适于与所述进气装置的开口密封地接合。

或者，所述加热设备可进一步包括一个与所述第一部分耦合的第一保持件，以及一个与所述第二部分耦合的第二保持件，所述保持件将所述加热元件保持在所述第一和第二部分之间。在此情况下，所述保持件可与所述加热元件中形成的180度弯曲部相接合。

另一方面，本实用新型提供了一种用于内燃机中的加热设备，所述内燃机具有一个进气装置，所述进气装置限定了一个通道以及经过该通道的气流方向，所述加热设备包括：

一个加热元件；

一个适于耦合到所述进气装置的入口盖板，该入口盖板适于提供对所述进气装置限定的所述通道的访问入口，而无需将所述进气装置从所述内燃机上移除；

一个耦合到所述入口盖板的框架，所述框架适于支撑所述加热元件，使所述加热元件与所述通道成热传递关系；以及

一个将所述框架耦合到所述入口盖板的固定机构，所述固定机构适于提供用于连接到电源的接电端。

优选地，所述框架包括一对从所述入口盖板延伸的支撑件，所述加热元件设置在该对支撑件之间。在此情况下，所述支撑件之一可包括一个耦合到所述入口盖板的凸缘。

所述框架也可耦合到一个隔离件，所述隔离件设置在所述框架和所述加热元件之间，用于限制其间的电流。

所述入口盖板可适于密封地接合所述进气装置。

所述固定机构可适于将所述入口盖板耦合到所述进气装置。

所述加热元件可适于设置成与所述通道中的气流方向大致垂直的位置处。

所述加热设备还可进一步包括：第一保持件、第二保持件、以及偏置装置，所述偏置元件用于迫使所述第一保持件和所述第二保持件中的一个离开所述第一保持件和所述第二保持件中的另一个，所述加热元件设置在所述第一和第二保持件之间，其中所述固定机构抵抗所述偏置装置的作用力，将所述第一保持件和所述第二保持件耦合到所述入口盖板，并将所述加热元件保持在所述第一和第二保持件之间。在此情况下，所述第一保持件可包括一个限定有槽道和挡件的外壳，所述加热设备可进一步包括一个位于所述槽道内的隔离件，所述偏置装置可迫使所述隔离件抵靠所述挡件。另外，所述固定机构可包括一个锁定扣环和一个紧固件，所述紧固件设置在第一保持件孔、第二保持件孔、以及入口盖板孔之内，其中所述紧固件接合所述锁定扣环，从而将所述框架接合到所述入口盖板。

所述固定机构可包括第一紧固件、第二紧固件、以及锁定扣环，所述锁定扣环将所述框架的第一端耦合到所述入口盖板，所述第一紧固件适于将所述入口盖板和所述框架的所述第一端耦合到所述进气装置，而所述第二紧固件将所述框架的第二端耦合到所述入口盖板。在此情况下，所述锁定扣环可包括一个套筒，该套筒的内表面限定了一个通道，所述锁定扣环具有一个从所述套筒的内表面往内突出的倒钩，并且其中所述紧固件包括螺纹，所述紧固件设置在所述通道内，使得所述锁定扣环的倒钩接合所述紧固件的螺纹，从而将所述第一保持件耦合到所述第二保持件。另外，所述锁定扣环可由弹性绝缘材料制成。

另一方面，本实用新型提供了一种内燃机，其包括：

一个进气装置，其限定了一个通道以及经过该通道的气流方向，以及

一个加热设备，其包括：

一个加热元件；

一个耦合到所述进气装置的入口盖板，该入口盖板提供对所述进气装置限定的所述通道的访问入口，而无需将所述进气装置从所述内燃机上移除；

一个耦合到所述入口盖板的框架，所述框架支撑所述加热元件，使所述加热元件与所述通道成热传递关系；以及

一个将所述加热元件耦合到所述入口盖板的固定机构，所述固定机构适于提供用于连接到电源的接电端。

优选地，所述框架包括一对从所述入口盖板伸入所述通道内的支撑件，所述加热元件设置在该对支撑件之间。

另一方面，本实用新型也提供了一种用于内燃机中的加热设备，所述内燃机具有一个进气装置，所述进气装置限定了一个通道以及经过该通道的气流方向，所述加热设备包括：

一个加热元件；

一个适于耦合到所述进气装置的入口盖板，该入口盖板适于提供对所述进气装置限定的所述通道的访问入口，而无需将所述进气装置从所述内燃机上移除；

一个耦合到所述入口盖板的悬挂件，所述悬挂件适于支撑所述加热元件，使所述加热元件与所述通道成热传递关系；以及

一个将所述悬挂件耦合到所述入口盖板的固定机构，其中所述悬挂件包括一对从所述板延伸的支撑件，所述加热元件设置在该对支撑件之间。

优选地，所述支撑件之一包括一个耦合至所述入口盖板的凸缘。

另一方面，本实用新型还提供了一种用于内燃机中的加热设备，所述内燃机具有一个进气装置，所述进气装置限定了一个通道以及经过该通道的气流方向，所述加热设备包括：

一个加热元件；

一个适于耦合到所述进气装置的入口盖板，该入口盖板适于提供对所述进气装置限定的所述通道的访问入口，而无需将所述进气装置从所述内燃机上移除；

一个耦合到所述入口盖板的框架，所述框架适于支撑所述加热元件，使所述加热元件与所述通道成热传递关系；以及

一个将所述加热元件耦合到所述入口盖板的固定机构，其中所述固定机构适于将所述入口盖板耦合到所述进气装置。

另一方面，本实用新型还提供了一种用于内燃机中的加热设备，所述内燃机具有一个进气装置，所述进气装置限定了一个通道以及经过该通道的气流方向，所述加热设备包括：

一个加热元件；

一个适于耦合到所述进气装置的入口盖板，该入口盖板适于提供对所述进气装置限定的所述通道的访问入口，而无需将所述进气装置从所述内燃机上移除；

一个耦合到所述入口盖板的悬挂件，所述悬挂件适于支撑所述加热元件，使所述加热元件与所述通道成热传递关系；以及

一个将所述悬挂件耦合到所述入口盖板的固定机构，其中所述悬挂件包括第一保持件、第二保持件、以及偏置装置，该偏置装置用于迫使所述第一保持件和所述第二保持件中的一个远离所述第一保持件和所述第二保持件中的另一个，所述加热元件设置在所述第一和第二保持件之间，其中所述固定机构抵抗所述偏置装置的作用力而将所述第一保持件和所述第二保持件耦合到所述入口盖板，并将所述加热元件保持在所述第一和第二保持件之间。

优选地，所述第一保持件包括一个限定有槽道和挡件的外壳，所述加热设备进一步包括一个位于所述槽道内的隔离件，所述偏置装置迫使所述隔离件抵靠所述挡件。

所述固定机构可包括一个锁定扣环以及一个紧固件，所述紧固件设置在第一保持件孔、第二保持件孔、以及入口盖板孔之内，其中所述紧固件接合所述锁定扣环而将所述悬挂件耦合到所述入口盖板。

另一方面，本实用新型还提供了一种用于内燃机中的加热设备，所述内燃机具有一个进气装置，所述进气装置限定了一个通道以及经过该通道的气流方向，所述加热设备包括：

一个加热元件；

一个适于耦合到所述进气装置的入口盖板，该入口盖板适于提供对所述进气装置限定的所述通道的访问入口，而无需将所述进气装置从所述内燃机上移除；

一个耦合到所述入口盖板的悬挂件，所述悬挂件适于支撑所述加热元件，使所述加热元件与所述通道成热传递关系；以及

一个将所述悬挂件耦合到所述入口盖板的固定机构，其中所述固定机构包括第一紧固件、第二紧固件、以及锁定扣环，所述锁定扣环将所述悬挂件的第一端耦合到所述入口盖板，所述第一紧固件适于将所述入口盖板和所述悬挂件的第一端耦合到所述进气装置，而所述第二紧固件将所述悬挂件的第二端耦合到所述的入口盖板。

优选地，所述锁定扣环包括一个套筒，该套筒的内表面限定了一个通道，所述锁定扣环具有一个从套筒内表面往内突出的倒钩，并且其中所述紧固件包括螺纹，所述紧固件设置在所述通道内，使得所述锁定扣环的倒钩与所述紧固件的所述螺纹接合，从而将所述第一保持件耦合到第二保持件。

所述锁定扣环可由弹性绝缘材料制成。

最后，本实用新型还提供了一种内燃机，其包括：

一个进气装置，其限定了一个通道以及经过该通道的气流方向，以及

一个加热设备，其包括：

一个加热元件；

一个耦合到所述进气装置的入口盖板，该入口盖板提供了对所述进气装置限定的所述通道的访问入口，而无需将所述进气装置从所述内燃机上移除；

一个耦合到所述入口盖板的悬挂件，所述悬挂件支撑所述加热元件，使所述加热元件与所述通道成热传递关系；以及

一个将所述悬挂件耦合到所述入口盖板的固定机构，其中所述悬挂件包括一对从所述入口盖板伸入所述通道内的支撑件，所述加热元件设置在该对支撑件之间。

通过提供一种模块化进气加热器，本实用新型解决了“背景技术”部分阐述的需求，所述模块化加热器包括第一保持件、第二保持件、耦合到所述第一保持件和第二保持件的加热元件、偏置元件、以及抵抗所述偏置元件的作用力而耦合所述第一保持件和第二保持件的固定机构。所述模块化加热器包括安装组件，所述安装组件使得可以容易地在多种不同的外壳、歧管或管道中使用加热器，从而减少了对列入清单的多个加热器结构的需要。许多制造商认为减少需要保留在零件清单中的不同构件的总数目是非常有利的。产品的可互换性减少了存储构件所需的物理空间，并减少了在制造和组装过程中对类似构件进行追踪的文件编制负担。模块化加热器的安装组件减少了加热器的整体尺寸，同时固定机构将加热器组件保持为一种结构上稳定的构造，以进行运输和安装。

此外，所述安装组件和整体的加热器构造不再需要额外的密封元件，例如将进气装置连接至发动机的接合处或接头中的衬垫。通过去除用于安装加热元件的衬垫或凸缘式外壳，有利地提高了接合处的整体性且降低了装配成本。

在另一实施方式中，模块化加热器包括可拆卸的入口盖板(accesspanel)，该可拆卸的入口盖板耦合到进气装置以提供进入所述进气装置所限定的通道的访问入口。无需将进气装置从发动机移走就可以进入所述通道。所述模块化加热器还包括第一加热器子组件、第二加热器子组件、以及将所述第一和第二加热器子组件耦合到所述入口盖板的固定机构。

附图说明

对于本领域技术人员而言，通过阅读下文的说明以及所附的权利要求，同时参照附图，可明显地获知本实用新型的各个优点，在所述附图中：

图1为一个模块化加热器的俯视图，该模块化加热器已组装并安装到内燃机的一个进气歧管上；

图2是在图1中位置2-2处截取的剖视图，其示出了加热设备和进气歧管之间的连接；

图3为模块化进气加热器第一实施方式的分解立体图；

图4为图3所示组装起来用于运输的模块化加热设备的立体图；

图5是第一保持件的分解视图；

图6是第二保持件的分解视图；

图7是与图2类似的剖视图，其示出了本实用新型加热设备的第二实施方式，该加热设备连接到一进气歧管；

图8为示于图7中的加热设备的分解立体图；

图9为锁定扣环(locking grommet)的正视图；

图10为沿图9所示的线10-10截取的锁定扣环的剖视图；

图11是在图12中位置11-11处截取的剖视图，其示出了本实用新型模块化加热设备的第三实施方式，该模块化加热设备连接到一个入口盖板；

图12为本实用新型加热设备的第三实施方式的立面图；

图13为加热设备第三实施方式的分解视图。

具体实施方式

参照图1和图2，本实用新型模块化进气加热器10的第一实施方式可连接到内燃机的进气装置12，该内燃机与进气装置12的一个通道13(图1)相连通。如下文中所详细描述的，一个耦合组件15(图2)在预定的离散位置处将加热器10耦合到进气装置12。所述耦合组件以本领域公知的方式与进气装置电绝缘和隔热。

最好如图2-图4所示，加热器10包括一个第一保持件14、一个第二保持件16、以及一个迂回弯曲的加热元件18。图2-图6显示了固定机构20的第一实施方式，所述固定机构20抵抗偏置元件(例如分别地示于图5和图6中的波形弹簧34和134)的偏置力而将第一保持件14耦合到第二保持件16。固定机构20(图4)抵抗偏置元件的偏置力而使第一保持件14与第二保持件16彼此耦合，所述偏置元件例如分别地示于图5和图6中的波形弹簧34和134，后文会对它们进行详细描述。

参照图3和图4，固定机构20包括第一组卡扣片(clip tab)22和第二卡扣片24。第二卡扣片24被构造成通过卡配(snap-fit)耦合与第一组卡扣片22相接合，这将在下文中详细描述。如图4所示，卡配耦合将加热元件18牢固地保持在第一和第二保持件之间。模块化加热器10的结构构造提供了许多优于现有技术的优点，所述优点包括易于运输，其原因在于加热器是模块化的，从而不需要为了进行运输而采用大的或复杂的安装框架来将加热元件牢固地彼此耦合在一起，也不需要为了进行操作而将模块化加热器固定在发动机上。此外，本实用新型的固定机构20可承受内燃机中苛刻的温度和振动环境。

现在参考图5和图6，详细地描述第一保持件14、第二保持件16、以及固定机构20的结构构造。如图5所示，第一保持件14包括一个优选由不锈钢钢板冲压而成的外壳25。外壳25形成一个“C”形的槽道32，该槽道32在三个侧面上由相对的侧壁26和28以及端壁30界定。

波形弹簧34(也优选为由不锈钢制成)可以设置在槽道32中以在端部36和38及中间凹陷40处与端壁30接合。热和电隔离件42也可以设置在槽道32内，以与弹簧34接合并使之保持在端壁30和隔离件42之间。本领域技术人员将会意识到，弹簧34迫使隔离件42离开端壁30并使隔离件42与挡件44接合，所述挡件44从侧壁26和28向内伸入槽道32中。隔离件42包括在其内容置和定位加热元件18的腔48。可用本领域公知的陶瓷材料来制造隔离件，以提供所需的隔热和电绝缘性能，这是意料之中的。

图5所示的第一卡扣片22包括一个与侧壁26和28之一成整体的本体50以及一个位于本体50末端处的挡卡(catch)52。如图5中所示，挡卡52从本体50朝内向槽道32延伸。如下文所详细描述的，挡卡52被构造和定位成与形成在第二卡扣片24上的向外延伸的挡卡以卡配方式接合。

加热器10包括一个安装组件17(图2)，安装组件17与耦合组件15共同用于将模块化加热器10连接到内燃机的歧管或进气管12。更具体地，第一保持件14包括侧凸缘54和56，所述侧凸缘54和56具有形成于其中的孔58和60，以容置连接到歧管12的螺栓连接件，这将在下文中参照图1和图2进行描述。在第二保持件16和加热元件18中也设置有类似的凸缘和孔构造，如下文所述。

如图6所示，除第二卡扣片24之外，第二保持件16的构造大致与第一保持件14相同。相应地，第二保持件16的构件标号比第一保持件14的构件所用标号大一百。为了完整起见，要注意到第二保持件16的弹簧134包括一对凹陷140和141，所述凹陷140和141接合外壳125的端壁130。除了弹簧134的构造以及下文描述的第二卡扣片24的构造以外，本领域技术人员将会意识到，侧壁126和128、槽道132、波形弹簧134、隔离件142、挡件144、腔148、凸缘154和156、以及孔158和160的构造及相互关系与参考图5所描述的相应构件大致相同。

第二卡扣片24为不锈钢制造的片形元件，其形状大致符合外壳125的构造，并包括从底板155向上延伸的、相对的腿部150和151。腿部150和151的末端分别包括一个向外延伸的挡卡152和153。本领域技术人员将会意识到：第二卡扣片24可与外壳125整体地形成或冲压成，或通过点焊、铆钉、螺栓、或其它本领域已知的连接方式连接到外壳上，例如在端壁130中的开口162处连接到外壳上。

为了组装模块化的加热器10，分别如图5和图6所示的那样构造第一保持件14和第二保持件16，并且通过将加热元件18安置在隔离件腔48中，使其相对于第一保持件14适当地定位。一个带有适当的隔离件(例如垫圈90和套筒92)的螺栓64穿过孔80和66，并且加热元件18安置在第二保持件16的腔148内。然后，施加一个外力，使第一保持件14朝着第二保持件16移位，即沿着箭头68(图3)所限定的轴线移位，从而压缩波形弹簧34和134。第二卡扣片24的腿部150和151彼此移近，以使其挡卡152和153可以通过第一卡扣片22的挡卡52。然后腿部150和151释放或松开，并且波形弹簧34和134的力可以迫使相应的挡卡接合。

现在，可以独立地对模块化加热器10进行处理和/或将其运输到终端用户而无需额外的组装步骤。挡卡52、152和153的形状使第一保持件14可以相对于第二保持件16沿箭头70(图4)的方向移动，但限制这些保持件沿箭头68(图3)的轴线方向彼此移开。此浮动为组装者提供一个额外的自由度，以便使孔58和60与第二保持件16的孔158和160或者其它特征(例如形成于进气歧管12内的安装孔)对齐。优选地，可将具有合适的绝缘套筒92和垫圈90的螺栓86定位成如图3和4所示以及如下文所述的方式，以进一步简化加热器10与歧管12的后续连接。

本领域技术人员将会意识到，虽然在此示出和描述的固定装置20包括有第一和第二卡扣片22和24，但是也可以在本实用新型中使用本领域公知的其它耦合构件。更具体地，可通过使用设置在加热器10选定部分周围的捆扎物或粘合物来实现所述保持功能或对其进行补充。

为了完整起见且参照图3，应当注意：迂回弯曲的加热元件18包括一个中央孔80以及端片72和74，各端片分别具有孔76和78。这些端片和孔形成加热器10安装结构的一部分，在此处所示及描述的优选实施方式中，其与耦合组件15的螺栓连接件共同协作，这被非常清楚地示于图2中。本领域技术人员将会意识到：加热元件18由电阻材料形成，其在连接到如下文所述的电源时产生热量。

最好参见图1和图2，模块化加热器10可通过耦合组件15连接到进气歧管12。由于模块化加热器10的功能基于加热元件18内的电阻，所以耦合组件15包括有螺栓86、螺母88、以及避免电路短路的绝缘垫圈90和套筒92。如图2所示，每个螺栓86都电连接到电源93用于为加热元件18通电。通过选择性地设置绝缘垫片90和套筒92的位置，所述螺栓86、螺母88、以及加热元件18分别与歧管12以及第一保持件14和第二保持件16电绝缘。本领域技术人员将会意识到：能够以多种构造使用本领域公知的各种隔离件，从而适当地将电流与短路的电势源隔离开。螺栓64接地，以闭合通过加热元件18的电路。本领域技术人员将会意识到：虽然在图2中示出了一个特定的电路构造，但是可以在不偏离由所附权利要求所限定的实用新型范围的情况下修改加热元件、电源、以及接地之间的电连接。本领域技术人员将会意识到：可使用一个如图1所示的跨接件94来简化加热元件与电源之间的电连接。类似地，如图7所示，可通过选择性地设置绝缘垫圈290以及锁定扣环410的位置而使模块化加热器210的耦合构件与歧管外壳212隔离开。

根据上面的描述应该意识到：本实用新型的模块化加热器不会因为那些会随时间而偏移、压缩或磨损的额外的衬垫、凸缘、或加热元件而不利地影响进气歧管12和发动机之间机械接合处的整体性。第二，安装模块化加热器10的组装人员不需要考虑处理或组装多个独立加热构件的问题。相反，可通过使用带适当绝缘垫圈90的螺母88将加热器10固定到进气歧管212上。

图7示出了一个附连到进气歧管12的模块化加热设备210的第二实施方式。此实施方式的功能和构件与参照图1-图6所描述的实施方式的功能和构件大致相同。因此，本领域技术人员将会意识到：模块化加热设备210提供了此处所描述的优点。为清楚起见，以增大200的相似标号来标示类似构件。

如图8所示，模块化加热器210包括一个固定机构220，该固定机构220具有三个由弹性绝缘材料(例如特氟隆)制成的锁定扣环410。每个锁定扣环410均被构造成与螺栓264和286以卡配耦合方式接合，将加热元件218保持在第一保持件214和第二保持件216之间。如图9和图10所示，每个锁定扣环410包括：一个圆筒形套筒412，其绕扣环轴线413(图10)形成，从而限定了一个通道415；一个从套筒412径向向外延伸的凸缘414；以及一个环绕通道415的倒钩416。将会意识到的是：通道415的尺寸设置为容置螺栓286和264之一，而倒钩416在邻近套筒412后表面419处从套筒412的内表面418向内突出，以有效地将通道415的尺寸减小至小于螺栓264和286的外直径。

模块化加热器210组装后的状态如图7所示。通过此描述以及附图，将会意识到的是：模块化加热器210的装配与上文参考图1-图6所描述的类似。然而，在如所述的那样相对于加热元件218定位了保持件214和216并且设置了各个垫圈、螺母以及螺栓之后，将锁定扣环410设置在螺栓264和286上，并沿所述螺栓轴向地移向加热元件218，直至凸缘414接触到第一保持件214。随着锁定扣环410的移动，倒钩416被径向向外地压缩或者被迫使径向向外，使得所述倒钩可以经过螺栓264和286的至少一圈螺纹。一旦组装完成，波形弹簧迫使保持件214和216彼此远离。这个偏置力由倒钩416与螺栓264和286的螺纹之间的接合来抵抗。应该意识到的是：在此所使用的术语“螺纹”包括标准的齿节螺纹以及可起到锁定地接合倒钩416这一作用的肋或圆柱形凹槽。

沿着套筒412的外表面设置有一个倒棱420，以便于将锁定扣环410定位在外壳212中。如图7所示，套筒412的尺寸可以设置为能够与外壳212接合。因此，在把模块化加热器210连接到外壳212时，锁定扣环410的弹性使得所述扣环在组装过程中可以被压缩，从而在加热器210和外壳212之间形成一不导电的密封区域421。

图11示出了附连到进气装置512入口盖板511的模块化加热设备510的第三实施方式。与上述第一和第二实施方式不同，移除所述入口盖板511使得无需从车辆发动机上移除进气装置512就可以访问或进入通道513。然而，这个加热器实施方式的功能和构件与上述参照图1-10描述的实施方式大致相同。因此，本领域技术人员将会意识到：模块化加热设备510提供之前所述的各种优点。此外，加热设备510提供另外的优点，即使得终端用户可以在进气装置组装到车辆上后再安装加热器，从而提高了适用性并使安装较为容易。为了清楚起见，以增大五百的相似标号来标示类似的构件。

如图12所示，模块化加热器510包括两个以偏移方式安装在入口盖板511上的加热器子组件519和719，以利于传热和包装。通过按图中所示的方式安装两个加热器子组件，来获得所需的在每平方英尺封装空间内的输入功率。此外，加热器子组件的偏移定位促进传热，增强了湍气流。本领域技术人员将会意识到：加热器子组件719与加热器子组件519相同，只是简单地相对旋转了180度。

图13是加热器510的局部分解视图，其示出了所述两个完全相同的加热器子组件中的一个。通过此描述以及附图，本领域技术人员将会意识到：加热器子组件519的组装与上文参照图1-图10所描述的类似。然而，固定机构515通过一个独特的方式将加热器子组件519固定到入口盖板511。

入口盖板511的形状是椭圆形的，且包括一个中间部分521以及两个三角形端部523和525，所述中间部分521具有四个内角，每个三角形端部都具有顶点部(vertices)。入口盖板511进一步包括位于所述顶点部的孔527和727，以及另一对位于中间部分521相对的拐角处的孔531和731。本领域技术人员将会意识到：进气系统构件的几何形状可以根据具体应用而变化。包括发动机尺寸、新鲜空气路径(fresh air routing)以及可用的包装物(packaging envelope)在内的多种因素限定了进气装置512的尺寸及形状。因此，可以改变入口盖板511的形状以与附图中未示出的进气系统相符合。

与入口盖板的孔527和531协作，固定机构515包括第一联接螺栓586、第二联接螺栓587、锁定扣环910、绝缘套筒592、导电垫圈591、以及绝缘垫圈590。以与图1-图6所示相类似的方式，螺栓586穿过孔660、578、560以及531，抵抗波形弹簧534和634(图11)的作用力将加热器子组件519的第一端耦合到入口盖板511。本领域技术人员将会注意到：通过选择性地布置绝缘套筒592、导电垫圈591和绝缘垫圈590，可使联接螺栓586与入口盖板511机械地耦合在一起，但彼此电绝缘。联接螺栓586的螺纹端穿过入口盖板511以及螺母588，以提供一个连接到之前所述的外部电源的电连接点。

第二联接螺栓587与锁定扣环910协作，抵抗波形弹簧534和634的作用力将加热器子组件519的第二端耦合到入口盖板511，耦合方式足以保证将加热器510运送到维修仓库或装配场所。具体地，联接螺栓587沿与螺栓586相反的方向穿过孔527、558、576和658，提供螺栓587的外露螺纹部分589，用于与锁定扣环910和进气装置512接合，如图11所示。以与参考图7-图10所述相类似的方式，锁定扣环910通过卡配耦合方式与螺栓587接合，将加热元件518保持在第一保持件514和第二保持件516之间。相应地，锁定扣环910将加热器子组件519的第二端固定至入口盖板511上。

参见图12，加热器子组件719所包括的构件与参考加热器子组件519所描述的构件相类似，并且以增大二百的相似标号来标示类似构件。具体地，加热器子组件719包括第一保持件714、第二保持件716、加热元件718、第一联接螺栓786、第二联接螺栓787、以及绝缘垫圈790。加热器子组件719耦合到入口盖板511的方式与之前参照加热器子组件519所描述的类似。本领域技术人员将会意识到：加热器子组件719相对于加热器子组件519旋转了180度，以使得联接螺栓587和787间隔最远，而螺栓586和786间隔最小。这种定位在入口盖板511上提供了周缘联接点，用于将模块化加热器510安装到进气装置512上，同时螺栓586和786的近距离靠近简化了与外部电源的电连接。

一旦两个加热器子组件519和719都安装到入口盖板511上，那么通过简单地将加热器510置入气体通道513中，并通过联接螺栓586和786而将入口盖板511耦合到进气装置512上，即可将模块化加热器510安装到进气装置512上。本领域技术人员将会意识到：可使用衬垫或其它密封装置来密封入口盖板511与进气装置512之间的接合处。

为了清楚起见，将描述模块化加热器510第三实施方式中设置的电流路径。每个加热器子组件519和719包括一个独立的产生热量的电路。如图11所示，第二联接螺栓587电连接到入口盖板511和进气装置512，而入口盖板511和进气装置512又电连接到车辆的地线。螺栓587还电连接到加热元件518的一端。螺栓586电连接到加热元件的相对端，并且与第一保持件514、第二保持件516、以及入口盖板511电绝缘。本领域技术人员将会意识到：第二加热器子组件719的构件也具有类似的电连接。因此，为了从每个加热元件518和719中产生热量，每个螺栓586和686电连接到外部电源。

上述论述公开并且描述了本实用新型的三个示例性实施方式。本领域技术人员很容易地从这些论述以及附图和权利要求中认识到：在不脱离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可以进行各种变化、改进和修改。

Claims (32)

1.一种用于内燃机中的加热设备，所述内燃机具有一个限定有通道的进气装置，其特征在于，该进气装置包括一个与所述通道连通的开口，所述加热设备包括：

一个入口盖板，其被可拆卸地安装至所述进气装置，并且封闭所述开口；

一个框架，所述框架的一端耦合到所述入口盖板并伸入所述通道内，所述框架包括一个第一部分，所述第一部分大致平行于一个第二部分且与所述第二部分间隔开；以及

一个加热元件，其被耦合到所述框架，并被设置在所述第一和第二部分之间，该加热元件被设置在与所述通道成热传递关系的位置处，从而对流经该通道的助燃空气进行加热。

2.如权利要求1所述的加热设备，其特征在于，所述第一和第二部分从所述入口盖板大致垂直地延伸。

3.如权利要求2所述的加热设备，其特征在于，所述加热元件包括一个平的带状件，该带状件的形状被设置成包括多个大约为180度的弯曲部，使得多个带状部分彼此大致平行并且互相间隔开。

4.如权利要求1所述的加热设备，其特征在于，所述加热设备进一步包括一个耦合到所述入口盖板的第二加热元件，所述第二加热元件与所述第一加热元件间隔开，并且也被设置在与所述通道成热传递关系的位置处。

5.如权利要求1所述的加热设备，其特征在于，所述入口盖板是一个大致平坦的元件，适于与所述进气装置的开口密封地接合。

6.如权利要求1所述的加热设备，其特征在于，所述加热设备进一步包括一个与所述第一部分耦合的第一保持件，以及一个与所述第二部分耦合的第二保持件，所述保持件将所述加热元件保持在所述第一和第二部分之间。

7.如权利要求6所述的加热设备，其特征在于，所述保持件与所述加热元件中形成的180度弯曲部相接合。

8.一种用于内燃机中的加热设备，所述内燃机具有一个进气装置，所述进气装置限定了一个通道以及经过该通道的气流方向，其特征在于，所述加热设备包括：

一个加热元件；

一个适于耦合到所述进气装置的入口盖板，该入口盖板适于提供对所述进气装置限定的所述通道的访问入口，而无需将所述进气装置从所述内燃机上移除；

一个耦合到所述入口盖板的框架，所述框架适于支撑所述加热元件，使所述加热元件与所述通道成热传递关系；以及

一个将所述框架耦合到所述入口盖板的固定机构，所述固定机构适于提供用于连接到电源的接电端。

9.如权利要求8所述的加热设备，其特征在于，所述框架包括一对从所述入口盖板延伸的支撑件，所述加热元件设置在该对支撑件之间。

10.如权利要求9所述的加热设备，其特征在于，所述支撑件之一包括一个耦合到所述入口盖板的凸缘。

11.如权利要求8所述的加热设备，其特征在于，所述框架耦合到一个隔离件，所述隔离件设置在所述框架和所述加热元件之间，用于限制其间的电流。

12.如权利要求8所述的加热设备，其特征在于，所述入口盖板适于密封地接合所述进气装置。

13.如权利要求8所述的加热设备，其特征在于，所述固定机构适于将所述入口盖板耦合到所述进气装置。

14.如权利要求8所述的加热设备，其特征在于，所述加热元件适于设置成与所述通道中的气流方向大致垂直的位置处。

15.如权利要求8所述的加热设备，其特征在于，所述加热设备进一步包括：第一保持件、第二保持件、以及偏置装置，所述偏置元件用于迫使所述第一保持件和所述第二保持件中的一个离开所述第一保持件和所述第二保持件中的另一个，所述加热元件设置在所述第一和第二保持件之间，其中所述固定机构抵抗所述偏置装置的作用力，将所述第一保持件和所述第二保持件耦合到所述入口盖板，并将所述加热元件保持在所述第一和第二保持件之间。

16.如权利要求15所述的加热设备，其特征在于，所述第一保持件包括一个限定有槽道和挡件的外壳，所述加热设备进一步包括一个位于所述槽道内的隔离件，所述偏置装置迫使所述隔离件抵靠所述挡件。

17.如权利要求15所述的加热设备，其特征在于，所述固定机构包括一个锁定扣环和一个紧固件，所述紧固件设置在第一保持件孔、第二保持件孔、以及入口盖板孔之内，其中所述紧固件接合所述锁定扣环，从而将所述框架接合到所述入口盖板。

18.如权利要求8所述的加热设备，其特征在于，所述固定机构包括第一紧固件、第二紧固件、以及锁定扣环，所述锁定扣环将所述框架的第一端耦合到所述入口盖板，所述第一紧固件适于将所述入口盖板和所述框架的所述第一端耦合到所述进气装置，而所述第二紧固件将所述框架的第二端耦合到所述入口盖板。

19.如权利要求18所述的加热设备，其特征在于，所述锁定扣环包括一个套筒，该套筒的内表面限定了一个通道，所述锁定扣环具有一个从所述套筒的内表面往内突出的倒钩，并且其中所述紧固件包括螺纹，所述紧固件设置在所述通道内，使得所述锁定扣环的倒钩接合所述紧固件的螺纹，从而将所述第一保持件耦合到所述第二保持件。

20.如权利要求18所述的加热设备，其特征在于，所述锁定扣环由弹性绝缘材料制成。

21.一种内燃机，其特征在于，所述内燃机包括：

一个进气装置，其限定了一个通道以及经过该通道的气流方向，以及

一个加热设备，其包括：

一个加热元件；

一个耦合到所述进气装置的入口盖板，该入口盖板提供对所述进气装置限定的所述通道的访问入口，而无需将所述进气装置从所述内燃机上移除；

一个耦合到所述入口盖板的框架，所述框架支撑所述加热元件，使所述加热元件与所述通道成热传递关系；以及

一个将所述加热元件耦合到所述入口盖板的固定机构，所述固定机构适于提供用于连接到电源的接电端。

22.如权利要求21所述的内燃机，其特征在于，所述框架包括一对从所述入口盖板伸入所述通道内的支撑件，所述加热元件设置在该对支撑件之间。

23.一种用于内燃机中的加热设备，所述内燃机具有一个进气装置，所述进气装置限定了一个通道以及经过该通道的气流方向，其特征在于，所述加热设备包括：

一个加热元件；

一个适于耦合到所述进气装置的入口盖板，该入口盖板适于提供对所述进气装置限定的所述通道的访问入口，而无需将所述进气装置从所述内燃机上移除；

一个耦合到所述入口盖板的悬挂件，所述悬挂件适于支撑所述加热元件，使所述加热元件与所述通道成热传递关系；以及

一个将所述悬挂件耦合到所述入口盖板的固定机构，其中所述悬挂件包括一对从所述板延伸的支撑件，所述加热元件设置在该对支撑件之间。

24.如权利要求23所述的加热设备，其特征在于，所述支撑件之一包括一个耦合至所述入口盖板的凸缘。

25.一种用于内燃机中的加热设备，所述内燃机具有一个进气装置，所述进气装置限定了一个通道以及经过该通道的气流方向，其特征在于，所述加热设备包括：

一个加热元件；

一个适于耦合到所述进气装置的入口盖板，该入口盖板适于提供对所述进气装置限定的所述通道的访问入口，而无需将所述进气装置从所述内燃机上移除；

一个耦合到所述入口盖板的框架，所述框架适于支撑所述加热元件，使所述加热元件与所述通道成热传递关系；以及

一个将所述加热元件耦合到所述入口盖板的固定机构，其中所述固定机构适于将所述入口盖板耦合到所述进气装置。

26.一种用于内燃机中的加热设备，所述内燃机具有一个进气装置，所述进气装置限定了一个通道以及经过该通道的气流方向，其特征在于，所述加热设备包括：

一个加热元件；

一个适于耦合到所述进气装置的入口盖板，该入口盖板适于提供对所述进气装置限定的所述通道的访问入口，而无需将所述进气装置从所述内燃机上移除；

一个耦合到所述入口盖板的悬挂件，所述悬挂件适于支撑所述加热元件，使所述加热元件与所述通道成热传递关系；以及

一个将所述悬挂件耦合到所述入口盖板的固定机构，其中所述悬挂件包括第一保持件、第二保持件、以及偏置装置，该偏置装置用于迫使所述第一保持件和所述第二保持件中的一个远离所述第一保持件和所述第二保持件中的另一个，所述加热元件设置在所述第一和第二保持件之间，其中所述固定机构抵抗所述偏置装置的作用力而将所述第一保持件和所述第二保持件耦合到所述入口盖板，并将所述加热元件保持在所述第一和第二保持件之间。

27.如权利要求26所述的加热设备，其特征在于，所述第一保持件包括一个限定有槽道和挡件的外壳，所述加热设备进一步包括一个位于所述槽道内的隔离件，所述偏置装置迫使所述隔离件抵靠所述挡件。

28.如权利要求26所述的加热设备，其特征在于，所述固定机构包括一个锁定扣环以及一个紧固件，所述紧固件设置在第一保持件孔、第二保持件孔、以及入口盖板孔之内，其中所述紧固件接合所述锁定扣环而将所述悬挂件耦合到所述入口盖板。

29.一种用于内燃机中的加热设备，所述内燃机具有一个进气装置，所述进气装置限定了一个通道以及经过该通道的气流方向，其特征在于，所述加热设备包括：

一个加热元件；

一个适于耦合到所述进气装置的入口盖板，该入口盖板适于提供对所述进气装置限定的所述通道的访问入口，而无需将所述进气装置从所述内燃机上移除；

一个耦合到所述入口盖板的悬挂件，所述悬挂件适于支撑所述加热元件，使所述加热元件与所述通道成热传递关系；以及

一个将所述悬挂件耦合到所述入口盖板的固定机构，其中所述固定机构包括第一紧固件、第二紧固件、以及锁定扣环，所述锁定扣环将所述悬挂件的第一端耦合到所述入口盖板，所述第一紧固件适于将所述入口盖板和所述悬挂件的第一端耦合到所述进气装置，而所述第二紧固件将所述悬挂件的第二端耦合到所述的入口盖板。

30.如权利要求29所述的加热设备，其特征在于，所述锁定扣环包括一个套筒，该套筒的内表面限定了一个通道，所述锁定扣环具有一个从套筒内表面往内突出的倒钩，并且其中所述紧固件包括螺纹，所述紧固件设置在所述通道内，使得所述锁定扣环的倒钩与所述紧固件的所述螺纹接合，从而将所述第一保持件耦合到第二保持件。

31.如权利要求29所述的加热设备，其特征在于，所述锁定扣环由弹性绝缘材料制成。

32.一种内燃机，其特征在于，所述内燃机包括：

一个进气装置，其限定了一个通道以及经过该通道的气流方向，以及

一个加热设备，其包括：

一个加热元件；

一个耦合到所述进气装置的入口盖板，该入口盖板提供了对所述进气装置限定的所述通道的访问入口，而无需将所述进气装置从所述内燃机上移除；

一个耦合到所述入口盖板的悬挂件，所述悬挂件支撑所述加热元件，使所述加热元件与所述通道成热传递关系；以及

一个将所述悬挂件耦合到所述入口盖板的固定机构，其中所述悬挂件包括一对从所述入口盖板伸入所述通道内的支撑件，所述加热元件设置在该对支撑件之间。

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