专利名称：用于内燃机的涡流系统的蝶形阀的制作方法
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。
技术背景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，蝶形岡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 常筒单。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。
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l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 图l中示出)的内燃机，每个气缸都通过两个进气门4 (其中 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 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IO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。才艮据优选实施方式，燃料(例如汽油、柴油、甲烷或LPG)通过i殳 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—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圓形。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IO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IO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千扰。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。
权利要求
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l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l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l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圓形，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. —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. —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。
全文摘要
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)。
文档编号F02D9/10GK101220772SQ20071018750
公开日2008年7月16日 申请日期2007年11月21日 优先权日2006年11月21日
发明者斯特凡诺·福尔纳拉, 詹保罗·斯基亚维纳 申请人:玛涅蒂玛瑞利动力系公开有限公司