用于内燃机的涡流系统的蝶形阀.pdf

一种用于内燃机(1)的涡流系统(14)的蝶形阀(15)，所述蝶形阀(15)具有：轴杆(18)，其以可旋转方式安装在进气通道(10)内从而绕旋转轴线(19)旋转；以及蝶形阀板(20)，其刚性连接到所述轴杆(18)并设置有座(23)，所述座(23)相对于所述轴杆(18)共轴设置并在其中容纳所述轴杆(18)。

权利要求书
1.  一种用于内燃机(1)的涡流系统(14)的蝶形阀(15)，所述蝶形阀(15)包括：
轴杆(18)，其以可旋转方式安装在进气通道(10)内从而绕旋转轴线(19)旋转；以及
蝶形阀板(20)，其刚性连接到所述轴杆(18)；
所述蝶形阀(15)的特征在于，所述蝶形阀板(20)包括相对于所述轴杆(18)共轴设置并在其中容纳所述轴杆(18)的座(23)。

2.  根据权利要求1所述的蝶形阀(15)，其中，所述座(23)呈封闭的半圆形。

3.  根据权利要求1所述的蝶形阀(15)，其中，所述座(23)呈中央开口的半圆形。

4.  根据权利要求1所述的蝶形阀(15)，其中，所述蝶形阀板(20)包括两个定心元件(24)，所述定心元件(24)相对于所述蝶形阀板(20)垂直地设置并且呈半圆形，并且所述定心元件(24)与所述旋转轴线(19)共轴设置在所述蝶形阀板(20)的两个相对端处。

5.  一种用于内燃机(1)的涡流系统(14)的蝶形阀(15)，所述蝶形阀(15)包括：
轴杆(18)，其以可旋转方式安装在进气通道(10)内从而绕旋转轴线(19)旋转；以及
蝶形阀板(20)，其刚性连接到所述轴杆(18)；
所述蝶形阀(15)的特征在于，所述蝶形阀板(20)包括两个定心元件(24)，所述定心元件(24)相对于所述蝶形阀板(20)垂直地设置并且呈半圆形，并且所述定心元件(24)与所述旋转轴线(19)共轴设置在所述蝶形阀板(20)的两个相对端处。

6.  一种用于内燃机(1)的涡流系统(14)的蝶形阀(15)的制造方法，所述蝶形阀(15)包括：
轴杆(18)，其以可旋转方式安装在进气通道(10)内从而绕旋转轴线(19)旋转；以及
蝶形阀板(20)，其刚性连接到所述轴杆(18)；
所述方法的特征在于，其包括下列步骤：
在所述蝶形阀板(20)上制出座(23)；
将所述轴杆(18)配合在所述座(23)内；以及
将所述蝶形阀板(20)刚性连接到所述轴杆(18)。

7.  根据权利要求6所述的方法，其中，在所述蝶形阀板(20)上制出所述座(23)的步骤包括：
沿垂直于所述旋转轴线(22)布置的至少两条切割线切割出所述蝶形阀板(20)；以及
使所述蝶形阀板(20)在所述两条切割线之间产生局部变形。

8.  根据权利要求6所述的方法，其中，所述蝶形阀板(20)自金属薄板压制而成；在所述蝶形阀板(20)上制出所述座(23)的步骤与自金属薄板压制所述蝶形阀板(20)的过程同时进行。

说明书用于内燃机的涡流系统的蝶形阀
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的涡流系统的蝶形阀。
背景技术
内燃机设置有许多气缸，每个气缸都通过至少一个进气门连接到进气歧管并通过至少一个排气门连接到排气歧管。进气歧管通过由蝶形阀调节的供给管接收新鲜空气(即来自外界环境的空气)并通过相应的进气管连接到所述气缸，其中每个相应的进气管由至少一个进气门调节。
近来，有人提议引入适于在发动机运行过程中根据发动机自身速度(即曲轴的旋转角速度)来改变进气管截面的涡流系统。在低速时，穿过进气管的进气截面减小从而在进气流中产生湍流，湍流使气缸中的空气和燃料更好地混合；由于存在这些改善混合的湍流，所有喷射的燃料都燃烧并因此减少燃烧产生的污染排放物。在高速时，穿过进气管的进气截面达到最大化从而使得能够对气缸进行完全供应，因此，使得能够产生最大可能动力。
为了改变穿过进气管的进气截面，每个进气管都具有两个相互平行的通道，其中只有一个通道可以由蝶形阻风阀完全关闭。在低速时，蝶形阻风阀被关闭因而减小穿过进气管的进气截面，而在高速时蝶形阻风门被打开从而使穿过进气管的进气截面达到最大化。
每个蝶形阀包括配合到轴杆的蝶形阀板，轴杆以可旋转方式安装在进气通道内从而在致动器装置的偏置作用下绕旋转轴线转动。通常，蝶形阀板例如通过激光点焊焊接到轴杆上。如果轴杆和蝶形阀板之间没有完全焊接好，则存在这种焊接迟早会发生断裂的风险，原因主要是高速时进气通道内产生的高压所致。在轴杆和蝶形阀板之间的焊接破裂的情况下，蝶形阀板自身有可能沿进气通道下落直至到达进气门并因此损坏进气门。
因而，必须严格检查轴杆和蝶形阀板之间的每个焊接，然而这种检查大大增加了涡流系统的蝶形阀的生产成本。
发明内容
本发明的目的是制造一种用于内燃机的涡流系统的蝶形阀，其中，所述涡流系统不存在上述缺点、易于制造且节省成本、并且组装起来非常简单。
根据本发明提供一种用于内燃机的涡流系统的蝶形阀，该蝶形阀包括：
轴杆，其以可旋转方式安装在进气通道内从而绕旋转轴线旋转；以及
蝶形阀板，其刚性连接到该轴杆；
该蝶形阀的特征在于：该蝶形阀板包括相对于该轴杆共轴设置并在其中容纳该轴杆的座。
附图说明
现在将参照附图描述本发明，附图示出了本发明的实施方式的非限制性示例，其中：
图1是一种设置有涡流系统的内燃机的示意图，该涡流系统包括根据本发明制作的蝶形阻风阀；
图2和图3是图1中的蝶形阻风阀的一部分的两幅立体图；以及
图4和图5是图2和图3中的蝶形阻风阀的蝶形阀板的两幅立体图。
具体实施方式
在图1中，标号1整体上标示设置有四个气缸2(其中只有一个在图1中示出)的内燃机，每个气缸都通过两个进气门4(其中只有一个在图1中示出)连接到进气歧管3并通过两个排气门6(其中只有一个在图1中示出)连接到排气歧管5。
进气歧管3通过由蝶形阀8调节的供给管7接收新鲜空气(即来自外界环境的空气)并通过相应的进气管9(其中只有一个在图1中示出)连接到气缸2，每个进气管9包括相互平行的两个通道10并由相应的进气门4调节。相似地，排气歧管5通过相应的排气管11(其中只有一个在图1中示出)连接到气缸2，每个排气管11由相应的排气门6调节；终止于将燃烧产生的气体排放到大气中的消声器(公知技术且未图示)的排放管12从排气歧管5延伸出。
根据优选实施方式，燃料(例如汽油、柴油、甲烷或LPG)通过设置在相应的进气门4附近的相应的喷射器13喷射到每个进气管9内。根据不同的实施方式(未图示)，喷射器13设置成直接将燃料喷射到每个气缸2内。
进气歧管3包括涡流系统14，涡流系统14适于在发动机1运行的过程中根据发动机1自身速度来改变进气管9的进气截面。具体而言，涡流系统14包括用于每个进气管9的阻风阀15，阻风阀15沿进气管道9的两个通道10之一安装并且适于改变穿过通道10自身的进气截面；具体而言，每个阻风阀15能够在关闭位置和最大开启位置之间移动，其中在关闭位置时阻风阀15完全关闭通道10。
优选地，涡流系统14包括单个电子或气动型致动器装置16，致动器装置16同时且同步地移动所有四个阻风阀15。致动器装置16包括电动马达(根据不同的实施方式，该马达可以是气动或液动)，该马达控制杆在两个极限位置之间的位移，所述两个极限位置对应于阻风阀15的关闭位置和最大开启位置；所述杆以机械方式连接到所有的四个阻风阀15从而同时且同步地使所有阻风阀15自身发生移动。
如图2和图3所示，每个蝶形阻风阀15包括轴杆18，轴杆18在致动器装置16的偏置作用下以可旋转方式绕旋转轴线19安装并支撑适于以流体密封方式关闭进气管道9的通道10的蝶形阀板20。优选地，每个蝶形阀板20通过焊接刚性连接到轴杆18；可替代地，每个蝶形阀板20可通过螺钉刚性连接到轴杆18。
每个蝶形阻风阀15进一步包括紧固凸缘21，紧固凸缘21配合到轴杆18上并与轴杆18一体地制成。紧固凸缘21具有连接销22，连接销22相对于旋转轴线19以偏心方式安装并在致动器装置16的杆和蝶形阻风阀15的轴杆18之间实现机械连接从而将运动从致动器装置16传输到蝶形阻风阀15。
每个蝶形阀板20包括相对于轴杆18共轴设置并在其中容纳轴杆18的座23。根据附图所示的优选实施方式，每个座23呈封闭的半圆形；可替代地，每个座23可以呈中央开口的半圆形。
每个座23的功能是：在蝶形阀板20和轴杆18之间的连接(焊接或螺接)发生断裂的情况下使蝶形阀板20与轴杆18保持处于接触状态。以这种方式，在蝶形阀板20和轴杆18之间的连接(焊接或螺接)发生断裂的情况下，蝶形阀板20保持与轴杆18处于接触的状态并且不能沿进气通道10下落。
优选地，每个蝶形阀板20包括两个定心元件24，定心元件24相对于蝶形阀板20垂直地设置并呈半圆形，并且定心元件24以相对于旋转轴线19共轴的方式设置在蝶形阀板20的两个相对端处。
每个蝶形阀板20略小于相应的进气通道10，因为蝶形阀板20必须在进气通道10内自由转动；再者，每个蝶形阀板20和相应的进气通道10之间的尺寸差必须如此设置：使得在考虑到蝶形阀板20和进气通道10的不可避免的制造公差的情况下能避免发生任何机械干扰。在某些情况下，发动机制造商在工程规范中还要求每个蝶形阀板20和相应的进气通道10之间需要一定的进气空隙。
每个蝶形阀板20和相应的进气通道10之间的上述尺寸差通常决定了位于相应的进气通道10内的蝶形阀板20的轴向位置存在一定的不确定性；定心元件24的功能就是给位于相应的进气通道10内的蝶形阀板20限定出确定的轴向位置。
优选地，每个蝶形阀板20自金属薄板压制而成；通过对模具进行适当构形，可在自金属薄板对蝶形阀板20进行压制的同时，在每个蝶形阀板20上同时制造出座23和定心元件24。因而，在每个蝶形阀板20上同时制造出座23和定心元件24是一种快速且节省成本的制造过程，并且相对于标准蝶形阀板20的制造并不意味着会增加成本。具体而言，每个座23的制造过程包括：沿至少两条垂直于旋转轴线19布置的切割线切割出蝶形阀板20并使蝶形阀板20在所述两条切割线之间产生局部变形。
接下来，将每根轴杆18插入相应的蝶形阀板20的座23内并且将蝶形阀板20刚性连接到轴杆18(通过焊接或通过螺接)。
上述每个蝶形阻风阀15具有很多优点，因为其允许在蝶形阀板20和轴杆18之间的连接(焊接或螺接)发生断裂的情况下使蝶形阀板20与轴杆18保持处于接触状态。再者，由于设置有定心元件24，所以蝶形阀板20在相应的进气通道10内的轴向位置以确定的方式得以限定。最后，上述每个蝶形阻风阀15制造非常节省成本，如上所述，因为相对于标准阻风阀15的制造并未意味着会增加成本。