用于內(nèi)燃機(jī)的新鮮空氣系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]用于內(nèi)燃機(jī)的新鮮空氣系統(tǒng)通常是指用于允許新鮮空氣進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)或多個(gè)燃燒室的裝置。在增壓的內(nèi)燃機(jī)的情況下，例如借助于廢氣渦輪機(jī)壓縮新鮮空氣通常發(fā)生在所述新鮮空氣系統(tǒng)中。
[0002]對(duì)于燃燒室中發(fā)生的燃燒過(guò)程的效率，使流經(jīng)新鮮空氣系統(tǒng)的空氣流量與內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)速度相適配具有決定性的重要性，內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)速度通過(guò)頻率來(lái)確定，在燃燒室中的燃燒期間，各過(guò)程步驟均在該頻率下循環(huán)進(jìn)行。因此，現(xiàn)今的新鮮空氣系統(tǒng)通常裝配有襟翼裝置，借由該襟翼裝置，新鮮空氣系統(tǒng)中存在的新鮮空氣路徑的管道交叉區(qū)變化，由此可調(diào)節(jié)某一時(shí)間間隔內(nèi)可流經(jīng)該新鮮空氣路徑的空氣流速。
[0003]然而，這種襟翼裝置產(chǎn)生的問(wèn)題通常證明為襟翼機(jī)構(gòu)的振動(dòng)特性，因?yàn)樵谛迈r空氣系統(tǒng)運(yùn)行期間，通常嚴(yán)格地緊固至樞軸的襟翼通過(guò)流經(jīng)新鮮空氣路徑而通常暴露于非常高的機(jī)械負(fù)載中。由于所述樞軸通常僅安裝在新鮮空氣系統(tǒng)的外罩的端面，特別容易受自然振動(dòng)的共振誘導(dǎo)的刺激影響的是襟翼和樞軸的組合。這種振動(dòng)可以令人煩擾的咔嗒聲或咯噔聲顯露至外部，但總是引起與連續(xù)運(yùn)行有關(guān)的組件磨損增強(qiáng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明設(shè)定其目的為:制造一種新鮮空氣系統(tǒng)，其中上述不利因素被部分或者甚至完全消除，且其特征特別在于改善的耐磨性。此外，本發(fā)明設(shè)定其目的為:提供一種具有所述新鮮空氣系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)。最后，本發(fā)明設(shè)定其目的為:對(duì)機(jī)動(dòng)車配置所述內(nèi)燃機(jī)。
[0005]上述目的通過(guò)獨(dú)立專利權(quán)利要求的主題來(lái)解決。優(yōu)選的實(shí)施方式是從屬權(quán)利要求的主題。
[0006]因此，本發(fā)明的基本思想為:提供具有彈簧彈性的預(yù)負(fù)載元件的所述襟翼裝置，所述彈簧彈性的預(yù)負(fù)載元件使其自身支撐在外罩上，并使襟翼裝置的襟翼預(yù)負(fù)載在布置于新鮮空氣路徑中的襟翼的打開(kāi)或閉合位置。與襟翼的當(dāng)前襟翼位置無(wú)關(guān)，所述預(yù)負(fù)載元件對(duì)襟翼產(chǎn)生連續(xù)地主動(dòng)預(yù)負(fù)載力，使得襟翼自動(dòng)移入打開(kāi)的位置或閉合的位置，而不需要任何另外的外力的作用，諸如可例如通過(guò)致動(dòng)器主動(dòng)產(chǎn)生，該致動(dòng)器與襟翼裝置的樞軸驅(qū)動(dòng)連接，假設(shè)它無(wú)論如何也沒(méi)有設(shè)定該位置。在后一種情況下，作用于襟翼上的預(yù)負(fù)載力確保了額外的保持時(shí)間一除運(yùn)行期間致動(dòng)器主動(dòng)產(chǎn)生并作用于襟翼上的保持時(shí)間以外一由此可特別有效地保護(hù)整個(gè)襟翼裝置免受不期望的自然振動(dòng)(包括所謂的襟翼的“咔嗒聲”)的影響。
[0007]例如通過(guò)適宜確定彈簧的值是恒定的，來(lái)適宜確定預(yù)負(fù)載元件的彈簧彈性的特性大小，可額外實(shí)現(xiàn)作為“故障自動(dòng)保險(xiǎn)”功能為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的作用原理，在致動(dòng)器故障的情況下，襟翼通過(guò)預(yù)負(fù)載元件自動(dòng)移入到打開(kāi)或閉合的位置，在后一種情況下，抵抗新鮮空氣產(chǎn)生的流體壓力，并如它以前一樣被固定。
[0008]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，提供至少2個(gè)，優(yōu)選4個(gè)此類新鮮空氣路徑，而不是只有一個(gè)新鮮空氣路徑。通常，新鮮空氣路徑的數(shù)量對(duì)應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的數(shù)量，使得每個(gè)新鮮空氣路徑被支配給僅有的一個(gè)燃燒室。新鮮空氣在各個(gè)新鮮空氣路徑上的分布可例如借由機(jī)械開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中已知為新鮮氣體分配器的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，并可直接整合在新鮮空氣系統(tǒng)中。與新鮮空氣路徑的數(shù)量相對(duì)應(yīng)，提供用于可選的打開(kāi)或閉合各個(gè)新鮮空氣路徑的襟翼的要求也升高。不同的襟翼可一起安裝在公共的樞軸上，該樞軸允許流體路徑中的各個(gè)襟翼的同時(shí)樞軸調(diào)節(jié)。通常，在此情況下，新鮮空氣路徑在襟翼區(qū)域中彼此平行地延展，使得樞軸可橫交于各個(gè)新鮮空氣路徑延展。
[0009]同時(shí)在生產(chǎn)方面特別有利的證明是彈簧彈性的預(yù)負(fù)載元件形成為片簧或卷簧的實(shí)施方式。相對(duì)于在一端組裝，即以第一端部(在新鮮空氣系統(tǒng)的外罩上)，以及在另一端上組裝，以第二端部(在樞軸上)，或者替代于此，在襟翼自身上組裝，這使得能以簡(jiǎn)單方式安裝所述用于襟翼的所需預(yù)負(fù)載的片簧或卷簧。
[0010]為了保持將預(yù)負(fù)載元件緊固至外罩上所需的安裝空間盡可能小，建議在外罩上形成袋狀設(shè)計(jì)的支撐區(qū)域。在所述袋的外罩壁上，片簧和卷簧的第一端部可自身支撐。
[0011]取決于樞軸或襟翼和外罩之間布置預(yù)負(fù)載元件的方式，可實(shí)現(xiàn)拉伸彈簧布置或壓縮彈簧布置。在所述的第一布置的情況下，預(yù)負(fù)載元件從起始位置開(kāi)始，通過(guò)旋轉(zhuǎn)樞軸，從所述松弛位置轉(zhuǎn)變至拉伸狀態(tài)。在后一種情況下，比較而言，樞軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致預(yù)負(fù)載元件的壓縮，使得其經(jīng)歷壓縮壓制。在上述兩種情況下，通過(guò)預(yù)負(fù)載元件產(chǎn)生并作用于樞軸上的預(yù)負(fù)載力增大。取決于新鮮空氣系統(tǒng)中的安裝定位，作為拉伸或壓縮彈簧布置的實(shí)現(xiàn)可證明在設(shè)計(jì)方面是有利的。將預(yù)負(fù)載元件設(shè)計(jì)為卷簧證明對(duì)于壓縮彈簧布置中的應(yīng)用時(shí)特別有利的。
[0012]可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)為片簧或卷簧的預(yù)負(fù)載元件的機(jī)械穩(wěn)定的緊固，因?yàn)樵跇休S上布置有與片簧或卷簧的第二端部互補(bǔ)設(shè)計(jì)的凹部，該凹部相對(duì)于樞軸可旋轉(zhuǎn)地布置在樞軸上。所述凹部例如可直接提供在樞軸中或直接模制在襟翼中。然而，替代于此，還容易想到對(duì)單獨(dú)的夾持元件裝配所述凹部，并將該夾持元件以可旋轉(zhuǎn)地固定的方式緊固到樞軸上，或者使所述夾持元件一體形成在所述樞軸上。替代于此，所述夾持元件還可被緊固至襟翼或被模制到襟翼上。為了永久地將片簧固定在所述凹部中，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)由寬范圍的選擇可用。例如容易想到的是通過(guò)螺旋、夾緊或注塑來(lái)緊固。通常還容易想到將第二端部簡(jiǎn)單插入到所述凹部中。
[0013]如果所述凹部不是提供在樞軸上，而是提供在襟翼上，它可直接位于襟翼自身上，或者位于緊固至襟翼上或者一體模制到襟翼上的夾持元件上，證明了將所述凹部提供在襟翼的支撐區(qū)域中是有利的，其中襟翼或樞軸被可樞軸調(diào)節(jié)地安裝在外罩上。
[0014]片簧或卷簧的機(jī)械耐久且穩(wěn)定的緊固要求提供具有充足的凹部深度的凹部。然而，因?yàn)閳A柱形設(shè)計(jì)的樞軸或夾持元件中最大能實(shí)現(xiàn)的凹部的深度有限，適宜對(duì)夾持元件裝配突出中外部的延伸部，其中可提供用于接收片簧或卷簧的凹部。
[0015]在預(yù)負(fù)載元件設(shè)計(jì)為片簧的情況下，推薦形成甚至在如下?tīng)顟B(tài)下彎曲的片簧第一端部:在該狀態(tài)下，它還未被安裝在新鮮空氣系統(tǒng)中，即處于松弛狀態(tài)。此類質(zhì)量的片簧使得能保持安裝在新鮮空氣系統(tǒng)中所需的安裝空間為較小的。
[0016]為了樞軸以及附著于其上的至少一個(gè)襟翼的可控移動(dòng)，襟翼裝置優(yōu)選被裝配有致動(dòng)器，該致動(dòng)器特別為電驅(qū)動(dòng)的，并與樞軸驅(qū)動(dòng)連接，借助于該致動(dòng)器，襟翼可在打開(kāi)的位置和閉合的位置之間樞軸調(diào)節(jié)。
[0017]本發(fā)明還涉及一種包括至少一個(gè)燃燒室的內(nèi)燃機(jī)，所述內(nèi)燃機(jī)與具有一個(gè)或多個(gè)所述特征的新鮮空氣系統(tǒng)流體連接。本發(fā)明還涉及具有所述新鮮空氣系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車。
[0018]本發(fā)明的其它重要特征和優(yōu)點(diǎn)來(lái)自于子權(quán)利要求、附圖，以及借助于附圖的相關(guān)【附圖說(shuō)明】。
[0019]應(yīng)理解的是上文所述的以及下文將要解釋的特征不僅能以所述的相應(yīng)組合使用，也可以其它組合或獨(dú)自使用，而不背離本發(fā)明的范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0020]本發(fā)明的優(yōu)選示例性實(shí)施方式示于附圖中，并在以下說(shuō)明中得到更詳細(xì)地解釋，其中相同的附圖標(biāo)記指代相同或相似或功能相同的組件。
[0021]在每種情況下示意性示出了:
[0022]圖la/b:每種根據(jù)本發(fā)明的新鮮空氣系統(tǒng)的部分視圖；
[0023]圖2:具有四個(gè)襟翼的新鮮空氣系統(tǒng)的襟翼裝置；
[0024]圖3a/b:形成為片簧的預(yù)負(fù)載元件的實(shí)例；
[0025]圖4/5:沒(méi)有/具有安裝在樞軸上的片簧的襟翼裝置，每種情況的截面圖；
[0026]圖6:作為拉伸彈簧布置的一部分的襟翼裝置的示意性代表圖；
[0027]圖7:作為壓縮彈簧布置的一部分的襟翼裝置的示意性視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]圖1a和圖1b不出了根據(jù)本發(fā)明的新鮮空氣系統(tǒng)I的部分視圖，該圖不出了布置在新鮮空氣系統(tǒng)I的充足大小的外罩2中的襟翼裝置3。圖2示出了單獨(dú)視圖的所述襟翼裝置3。在圖2的示例性方案中，該襟翼裝置包括以可旋轉(zhuǎn)地固定的方式緊固在公共樞軸4上的四個(gè)襟翼5(襟翼5在圖1a和圖1b的視圖中未示出)。
[0029]四個(gè)襟翼5分別布置在新鮮空氣系統(tǒng)I的新鮮空氣路徑(未示出)中，使得該四個(gè)新鮮空氣路徑通過(guò)旋轉(zhuǎn)樞軸4以流體密封的方式被襟翼5密閉，該樞軸4以可旋轉(zhuǎn)地調(diào)節(jié)的方式安裝在外罩2上，至襟翼5的閉合位置。比較而言，在打開(kāi)位置，襟翼5打開(kāi)用于新鮮空氣流經(jīng)的新鮮空氣路徑，使得它可被允許進(jìn)入燃燒室，流體連接在新鮮空氣系統(tǒng)I的下游。顯然地，襟翼5還可位于所述打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間的中間位