[发明专利]充气运动控制阀和进气流道系统

说明书

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。

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。