用于内燃机的新鲜空气系统的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]用于内燃机的新鲜空气系统通常是指用于允许新鲜空气进入内燃机的一个或多个燃烧室的装置。在增压的内燃机的情况下，例如借助于废气涡轮机压缩新鲜空气通常发生在所述新鲜空气系统中。
[0002]对于燃烧室中发生的燃烧过程的效率，使流经新鲜空气系统的空气流量与内燃机的当前旋转速度相适配具有决定性的重要性，内燃机的当前旋转速度通过频率来确定，在燃烧室中的燃烧期间，各过程步骤均在该频率下循环进行。因此，现今的新鲜空气系统通常装配有襟翼装置，借由该襟翼装置，新鲜空气系统中存在的新鲜空气路径的管道交叉区变化，由此可调节某一时间间隔内可流经该新鲜空气路径的空气流速。
[0003]然而，这种襟翼装置产生的问题通常证明为襟翼机构的振动特性，因为在新鲜空气系统运行期间，通常严格地紧固至枢轴的襟翼通过流经新鲜空气路径而通常暴露于非常高的机械负载中。由于所述枢轴通常仅安装在新鲜空气系统的外罩的端面，特别容易受自然振动的共振诱导的刺激影响的是襟翼和枢轴的组合。这种振动可以令人烦扰的咔嗒声或咯噔声显露至外部，但总是引起与连续运行有关的组件磨损增强。
【发明内容】
[0004]因此，本发明设定其目的为:制造一种新鲜空气系统，其中上述不利因素被部分或者甚至完全消除，且其特征特别在于改善的耐磨性。此外，本发明设定其目的为:提供一种具有所述新鲜空气系统的内燃机。最后，本发明设定其目的为:对机动车配置所述内燃机。
[0005]上述目的通过独立专利权利要求的主题来解决。优选的实施方式是从属权利要求的主题。
[0006]因此，本发明的基本思想为:提供具有弹簧弹性的预负载元件的所述襟翼装置，所述弹簧弹性的预负载元件使其自身支撑在外罩上，并使襟翼装置的襟翼预负载在布置于新鲜空气路径中的襟翼的打开或闭合位置。与襟翼的当前襟翼位置无关，所述预负载元件对襟翼产生连续地主动预负载力，使得襟翼自动移入打开的位置或闭合的位置，而不需要任何另外的外力的作用，诸如可例如通过致动器主动产生，该致动器与襟翼装置的枢轴驱动连接，假设它无论如何也没有设定该位置。在后一种情况下，作用于襟翼上的预负载力确保了额外的保持时间一除运行期间致动器主动产生并作用于襟翼上的保持时间以外一由此可特别有效地保护整个襟翼装置免受不期望的自然振动(包括所谓的襟翼的“咔嗒声”)的影响。
[0007]例如通过适宜确定弹簧的值是恒定的，来适宜确定预负载元件的弹簧弹性的特性大小，可额外实现作为“故障自动保险”功能为本领域技术人员公知的作用原理，在致动器故障的情况下，襟翼通过预负载元件自动移入到打开或闭合的位置，在后一种情况下，抵抗新鲜空气产生的流体压力，并如它以前一样被固定。
[0008]在优选的实施方式中，提供至少2个，优选4个此类新鲜空气路径，而不是只有一个新鲜空气路径。通常，新鲜空气路径的数量对应于内燃机的燃烧室的数量，使得每个新鲜空气路径被支配给仅有的一个燃烧室。新鲜空气在各个新鲜空气路径上的分布可例如借由机械开发领域中已知为新鲜气体分配器的装置来实现，并可直接整合在新鲜空气系统中。与新鲜空气路径的数量相对应，提供用于可选的打开或闭合各个新鲜空气路径的襟翼的要求也升高。不同的襟翼可一起安装在公共的枢轴上，该枢轴允许流体路径中的各个襟翼的同时枢轴调节。通常，在此情况下，新鲜空气路径在襟翼区域中彼此平行地延展，使得枢轴可横交于各个新鲜空气路径延展。
[0009]同时在生产方面特别有利的证明是弹簧弹性的预负载元件形成为片簧或卷簧的实施方式。相对于在一端组装，即以第一端部(在新鲜空气系统的外罩上)，以及在另一端上组装，以第二端部(在枢轴上)，或者替代于此，在襟翼自身上组装，这使得能以简单方式安装所述用于襟翼的所需预负载的片簧或卷簧。
[0010]为了保持将预负载元件紧固至外罩上所需的安装空间尽可能小，建议在外罩上形成袋状设计的支撑区域。在所述袋的外罩壁上，片簧和卷簧的第一端部可自身支撑。
[0011]取决于枢轴或襟翼和外罩之间布置预负载元件的方式，可实现拉伸弹簧布置或压缩弹簧布置。在所述的第一布置的情况下，预负载元件从起始位置开始，通过旋转枢轴，从所述松弛位置转变至拉伸状态。在后一种情况下，比较而言，枢轴运动导致预负载元件的压缩，使得其经历压缩压制。在上述两种情况下，通过预负载元件产生并作用于枢轴上的预负载力增大。取决于新鲜空气系统中的安装定位，作为拉伸或压缩弹簧布置的实现可证明在设计方面是有利的。将预负载元件设计为卷簧证明对于压缩弹簧布置中的应用时特别有利的。
[0012]可实现设计为片簧或卷簧的预负载元件的机械稳定的紧固，因为在枢轴上布置有与片簧或卷簧的第二端部互补设计的凹部，该凹部相对于枢轴可旋转地布置在枢轴上。所述凹部例如可直接提供在枢轴中或直接模制在襟翼中。然而，替代于此，还容易想到对单独的夹持元件装配所述凹部，并将该夹持元件以可旋转地固定的方式紧固到枢轴上，或者使所述夹持元件一体形成在所述枢轴上。替代于此，所述夹持元件还可被紧固至襟翼或被模制到襟翼上。为了永久地将片簧固定在所述凹部中，对本领域技术人员来说由宽范围的选择可用。例如容易想到的是通过螺旋、夹紧或注塑来紧固。通常还容易想到将第二端部简单插入到所述凹部中。
[0013]如果所述凹部不是提供在枢轴上，而是提供在襟翼上，它可直接位于襟翼自身上，或者位于紧固至襟翼上或者一体模制到襟翼上的夹持元件上，证明了将所述凹部提供在襟翼的支撑区域中是有利的，其中襟翼或枢轴被可枢轴调节地安装在外罩上。
[0014]片簧或卷簧的机械耐久且稳定的紧固要求提供具有充足的凹部深度的凹部。然而，因为圆柱形设计的枢轴或夹持元件中最大能实现的凹部的深度有限，适宜对夹持元件装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]在预负载元件设计为片簧的情况下，推荐形成甚至在如下状态下弯曲的片簧第一端部:在该状态下，它还未被安装在新鲜空气系统中，即处于松弛状态。此类质量的片簧使得能保持安装在新鲜空气系统中所需的安装空间为较小的。
[0016]为了枢轴以及附着于其上的至少一个襟翼的可控移动，襟翼装置优选被装配有致动器，该致动器特别为电驱动的，并与枢轴驱动连接，借助于该致动器，襟翼可在打开的位置和闭合的位置之间枢轴调节。
[0017]本发明还涉及一种包括至少一个燃烧室的内燃机，所述内燃机与具有一个或多个所述特征的新鲜空气系统流体连接。本发明还涉及具有所述新鲜空气系统的机动车。
[0018]本发明的其它重要特征和优点来自于子权利要求、附图，以及借助于附图的相关【附图说明】。
[0019]应理解的是上文所述的以及下文将要解释的特征不仅能以所述的相应组合使用，也可以其它组合或独自使用，而不背离本发明的范围。
【附图说明】
[0020]本发明的优选示例性实施方式示于附图中，并在以下说明中得到更详细地解释，其中相同的附图标记指代相同或相似或功能相同的组件。
[0021]在每种情况下示意性示出了:
[0022]图la/b:每种根据本发明的新鲜空气系统的部分视图；
[0023]图2:具有四个襟翼的新鲜空气系统的襟翼装置；
[0024]图3a/b:形成为片簧的预负载元件的实例；
[0025]图4/5:没有/具有安装在枢轴上的片簧的襟翼装置，每种情况的截面图；
[0026]图6:作为拉伸弹簧布置的一部分的襟翼装置的示意性代表图；
[0027]图7:作为压缩弹簧布置的一部分的襟翼装置的示意性视图。
【具体实施方式】
[0028]图1a和图1b不出了根据本发明的新鲜空气系统I的部分视图，该图不出了布置在新鲜空气系统I的充足大小的外罩2中的襟翼装置3。图2示出了单独视图的所述襟翼装置3。在图2的示例性方案中，该襟翼装置包括以可旋转地固定的方式紧固在公共枢轴4上的四个襟翼5(襟翼5在图1a和图1b的视图中未示出)。
[0029]四个襟翼5分别布置在新鲜空气系统I的新鲜空气路径(未示出)中，使得该四个新鲜空气路径通过旋转枢轴4以流体密封的方式被襟翼5密闭，该枢轴4以可旋转地调节的方式安装在外罩2上，至襟翼5的闭合位置。比较而言，在打开位置，襟翼5打开用于新鲜空气流经的新鲜空气路径，使得它可被允许进入燃烧室，流体连接在新鲜空气系统I的下游。显然地，襟翼5还可位于所述打开位置和关闭位置之间的中间位