СИСТЕМА СОЕДИНЕНИЯ КОРПУСА ДРОССЕЛЬНОЙ ЗАСЛОНКИ С ВПУСКНЫМ КОЛЛЕКТОРОМ

Полезная модель относится к соединению корпуса дроссельной заслонки с впускным коллектором.
Уровень техники
Корпусы дроссельных заслонок автомобилей имеют фланец для соединения с фланцем, находящимся на входной стороне впускного коллектора. Обычно корпус дроссельной заслонки - металлический, возможно, из алюминия, с металлической дроссельной заслонкой, поворачивающейся внутри него. Современные впускные коллекторы изготавливают литьевым формованием полимерных материалов. Известная конструкция соединения впускного коллектора и корпуса дроссельной заслонки показана на Фиг.1. На Фиг.1 показано поперечное сечение части корпуса 10 дроссельной заслонки. Корпус дроссельной заслонки содержит дроссельную заслонку 11, поворачивающуюся вокруг оси стержня 13. Дроссельная заслонка 11 может иметь механический привод, активируемый водителем транспортного средства. В последнее время часто используют дроссельную заслонку с электронным приводом, которая активируется шаговым электродвигателем (не показан) или иным подходящим двигателем.
Способ соединения корпуса дроссельной заслонки и впускного коллектора с помощью фланцев является широко известным в данной области и применяется на большинстве автомобилей. Например, такой способ описан в публикации в журнале Muscle Mustangs & Fast Fords, опубликованном в марте 2004 г.в США, которая может быть рассмотрена в качестве ближайшего аналога. На Фиг.1, иллюстрирующей аналогичную конструкцию, дроссельная заслонка 11 содержит фланец 14, который соединяется с фланцем 16 впускного коллектора (часть поперечного сечения которого также показана па Фиг.1). На фланце 14 выполнены ненарезные сквозные отверстия 18. Во фланце 14 предусмотрены по меньшей мере три сквозных отверстия. Однако на поперечном сечении, представленном на Фиг.1, показано только два сквозных отверстия 18. Фланец 16 впускного коллектора 12 содержит резьбовые вставки 20. Хотя на Фиг.1 не показано, для каждой пары сквозного отверстия 18 и резьбовой вставки 20 предусмотрен болт, который вставляется в направлении стрелки 22.
Для того чтобы обеспечить соединение указанных двух компонентов несмотря на производственные допуски и обеспечить легкую вставку болтов, сквозные отверстия 18 выполняют немного большего размера. Внутренние диаметры корпуса 10 дроссельной заслонки и впускного коллектора 12 могут быть слегка смещенными друг относительно друга из-за незначительного превышения размера внутренних диаметров корпуса дроссельной заслонки 10 и других производственных допусков. Это несовпадение показано на Фиг.1 как «т». При прохождении потока из корпуса дроссельной заслонки 10 во впускной коллектор 12, это несовпадение на верхней стороне соединения называется обращенной назад ступенькой, а несовпадение на нижней стороне соединения обращенной вперед ступенькой. Несовпадение приводит к образованию завихрений и вызывает свистящий звук, слышимый водителем транспортного средства. Кроме того, это несовпадение оказывает некоторое негативное влияние на максимальное количество потока в двигатель, т.е. слегка ухудшая максимальные характеристики двигателя. Несовпадение, показанное на Фиг.1, является особенно неприятным, поскольку оно находится очень близко к потоку, когда дроссельная заслонка 11 частично открыта. Когда дроссельная заслонка 11 находится в вертикальном положении, практически круглая дроссельная заслонка и практически круглый проход корпуса 12 дроссельной заслонки уплотняются по окружности. Когда дроссельная заслонка 11 частично открыта, поток стремительно протекает по серповидным отверстиям в местах, не закрытых дроссельной заслонкой 11. Поэтому особенно неприятным является несовпадение, возникающее вблизи места, где входит основная часть потока.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом полезной модели является обеспечение правильной взаимной ориентации корпуса дроссельной заслонки и впускного коллектора в собранном состоянии. Этот результат достигается за счет наличия установочных пальцев в дополнение к отверстиям на фланцах. Установочные пальцы сцепляются с соответствующими отверстиями до установки болтов в крепежные отверстия, за счет чего два фланца удерживаются с требуемой ориентацией, и при этом каналы двух фланцев должным образом совпадают, что практически исключают возникновение ступеньки или несовпадения на поверхности сопряжения фланцев.
В соответствии с вариантом осуществления раскрытия, на фланце впускного коллектора предусмотрены по меньшей мере две группы установочных пальцев, зацепляющихся с отверстиями на фланце корпуса дроссельной заслонки. Кроме того, во фланце корпуса дроссельной заслонки предусмотрены сквозные отверстия, а на фланце впускного коллектора - соответствующие резьбовые вставки. Установочные пальцы сцепляют с соответствующими им отверстиями до того, как помещают болты в сквозные отверстия для зацепления с резьбой резьбовой вставки. Благодаря установочным пальцам, два фланца удерживаются с требуемой ориентацией, и при этом каналы двух фланцев должным образом совпадают и практически исключают ступеньку на поверхности сопряжения.
В одном варианте осуществления система соединения корпуса дроссельной заслонки с коллектором имеет первый фланец, соединенный с корпусом дроссельной заслонки, второй фланец, соединенный с коллектором, группу установочных пальцев, выступающих наружу из второго фланца, и отверстие, предусмотренное в первом фланце для группы установочных пальцев. Группа установочных пальцев и связанное с ними отверстие расположены так, чтобы сцепляться, когда коллектор прикреплен к корпусу дроссельной заслонки. Внутренний диаметр первого фланца практически равен внутреннему диаметру второго фланца. Второй фланец также содержит по меньшей мере три резьбовые вставки, расположенные на периферии второго фланца. Первый фланец имеет сквозное отверстие, связанное с каждой из по меньшей мере трех резьбовых вставок. Болт, связанный с каждой из по меньшей мере трех резьбовых вставок, вставляют через сквозное отверстие и зацепляют с резьбой на резьбовой вставке. Установочные пальцы проходят наружу от второго фланца приблизительно перпендикулярно стороне второго фланца. Поперечное сечение каждой группы установочных пальцев в плоскости, параллельной стороне фланца, заключено в цилиндре, имеющем диаметр, практически равный диаметру отверстия. Впускной коллектор, фланец впускного коллектора и установочные пальцы изготовлены из полимерного эластичного материала. В одном варианте осуществления группа установочных пальцев расположена на фланце по оси, приблизительно перпендикулярной оси стержня дроссельной заслонки. Это расположение локализует впускной коллектор относительно корпуса дроссельной заслонки в зоне, в которой несовпадение или ступенька является наиболее проблемным. В других вариантах осуществления предусмотрены две или более групп установочных пальцев со связанными с ними отверстиями. В этом варианте осуществления группы установочных пальцев могут быть размещены по фланцу асимметрично для предотвращения неправильной сборки.
Первый фланец имеет центральное отверстие, а группы установочных пальцев расположены на периферии второго фланца асимметрично относительно этого отверстия. Первый фланец имеет расположенное примерно по центру первое отверстие определенного диаметра; второй фланец имеет расположенное примерно по центру второе отверстие определенного диаметра; когда установочные пальцы и связанные с ними отверстия сцеплены, первое и второе отверстия практически совпадают. Каждая группа установочных пальцев содержит, по меньшей мере, два установочных пальца. В одном варианте осуществления площадь поперечного сечения установочных пальцев вдоль их длины является примерно постоянной, кроме дальнего конца установочных пальцев, имеющего небольшую фаску, причем эта фаска выполнена на стороне, наиболее удаленной от других пальцев этой группы установочных пальцев (то есть на внешней стороне группы пальцев). В одном альтернативном варианте осуществления пальцы выполнены сужающимися, и площадь поперечного сечения пальцев больше в области рядом с фланцем.
При использовании группы установочных пальцев из эластичного материала пальцы могут прогибаться для облегчения совмещения и сцепления пальцев с отверстиями. Кроме того, помогают совмещению и фаски. Однако после того как установочные пальцы полностью сцеплены с отверстиями, они практически полностью или полностью утрачивают гибкость совмещения и прочно удерживают корпус дроссельной заслонки выровненным с впускным коллектором. Такая система обеспечивает преимущество над соединительными системами, которые для совмещения используют только сквозные отверстия в корпусе дроссельной заслонки.
Кроме того, представлен способ соединения корпуса дроссельной заслонки с впускным коллектором, включающий стадию, на которой группу или группы установочных пальцев, выходящих наружу из фланца на впускном коллекторе, совмещают с отверстиями, выполненными во фланце на корпусе дроссельной заслонки; стадию, на которой установочные пальцы зацепляют с отверстием (отверстиями); стадию, на которой в сквозные отверстия во фланцах, связанных с корпусом дроссельной заслонки, вставляют болты; стадию, на которой резьбу на наружной поверхности болтов зацепляют с резьбой на внутренней поверхности резьбовых вставок; и стадию, на которой болты затягивают, чтобы создать требуемое зажимающее усилие между корпусом дроссельной заслонки и впускным коллектором. Группы установочных пальцев расположены по периферии фланца на впускном коллекторе, причем возможно их асимметричное расположение. Установочные пальцы проходят наружу из фланца, связанного с впускным коллектором, со стороны фланца, предназначенной для соединения с фланцем на корпусе дроссельной заслонки, причем ось установочных пальцев строго перпендикулярна поверхности фланца на впускном коллекторе. Площадь поперечного сечения установочных пальцев по их длине является примерно постоянной, за исключением дальнего конца установочных пальцев, имеющего небольшую фаску.
Установочные пальцы не только совмещают центральные отверстия в двух фланцах, но и облегчают сборку впускного коллектора с корпусом дроссельной заслонки, удерживая их вместе, пока вставляют и затягивают болты.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 иллюстрирует поперечное сечение соединения корпуса дроссельной заслонки и впускного коллектора;
Фиг.2 представляет собой вид с торца фланца впускного коллектора;
Фиг.3 представляет собой часть фланцев для впускного коллектора и корпуса дроссельной заслонки перед соединением;
Фиг.4 представляет собой часть фланцев для впускного коллектора и корпуса дроссельной заслонки в соединенном состоянии;
Фиг.5, 6 и 7 представляют собой вид с торцов групп установочных пальцев;
Фиг.8 представляет собой вид сбоку группы установочных пальцев;
Фиг.9 представляет собой вид с торца фланца впускного коллектора;
Фиг.10 представляет собой вид с торца фланца корпуса дроссельной заслонки; и Фиг.11 представляет собой поперечное сечение несоединенной части фланцев для впускного коллектора и корпуса дроссельной заслонки.
Осуществление полезной модели Как будет понятно специалисту в данной области техники, различные признаки вариантов осуществления, проиллюстрированные и описанные со ссылками на любую одну из фигур, могут объединяться с признаками, проиллюстрированными на одной или нескольких других фигурах, для создания альтернативных вариантов осуществления, которые явно не проиллюстрированы и не описаны. Сочетания проиллюстрированных признаков дают показательные варианты осуществления для типичных случаев применения. Однако для конкретных случаев применения или осуществления могут потребоваться различные сочетания и модификации признаков, согласующиеся с идеями настоящего раскрытия. Специалистам в данной области могут быть очевидны подобные случаи применения или осуществления, согласующиеся с настоящим раскрытием, например, в которых компоненты расположены в слегка ином порядке, чем показано в вариантах осуществления на фигурах. Специалистам в данной области будет понятно, что идеи настоящего раскрытия могут быть применимыми к другим случаям применения или осуществления.
На Фиг.2 показан вид с торца фланца 50, связанного с впускным коллектором. Фланец 50 имеет резьбовые вставки 52, предусмотренные в нескольких местах по периферии. Две группы установочных пальцев 54 проходят наружу от фланца 50, причем осевое направление пальцев 54 приблизительно перпендикулярно стороне фланца 50. Может быть предусмотрено любое количество групп установочных пальцев, но как минимум одна. В не ограничивающем объем примере, показанном на Фиг.3, группы установочных пальцев 54 связаны с ушками 56, проходящими перпендикулярно от стороны фланца 50. Каждая группа установочных пальцев 54 включает три пальца; но в других вариантах осуществления каждая группа включает не менее двух пальцев, например, четыре или более. В еще одном варианте осуществления группы установочных пальцев 54 расположены на основной части стороны фланца 50, Фланец 50 имеет отверстие 58 определенного диаметра. В других вариантах осуществления отверстие может иметь форму, отличную от круглой.
В одном варианте осуществления лицевая поверхность ушек 56 приблизительно совпадает с лицевой поверхностью фланца 50. Альтернативно, лицевая поверхность ушек 56 может быть углублена относительно лицевой поверхности фланца 50, как будет рассмотрено далее со ссылками на Фиг.11.
На Фиг.3 часть фланца 66 корпуса дроссельной заслонки и часть фланца 60 коллектора показаны в несобранном состоянии. Фланец 66 имеет сквозное отверстие 68, которое должно совпасть с резьбовой вставкой 62 фланца 60. Установочные пальцы 64 проходят вверх от стороны фланца 60. Во фланце 66 выполнено отверстие 70.
На Фиг.4 фланцы 60 и 66 показаны в собранном состоянии. Показан болт 72, проходящий через сквозное отверстие 68 и зацепляющийся с резьбой резьбовой вставки 62. Установочные пальцы 64 проходят в отверстие 70. Как показано на Фиг.4, пальцы 64 проходят через отверстие 70. В других вариантах осуществления эти пальцы короче, и отверстие во фланце может быть несквозным.
На Фиг.5 три установочных пальца 76 образуют группу на фланце 74. На Фиг.6 фланец 82 имеет по два установочных пальца 82 в каждой группе. На Фиг.7 каждая группа установочных пальцев 88 состоит из четырех пальцев на группу на фланце 86. На Фиг.5, 6 и 7 установочные пальцы содержатся в цилиндре (не показан), идущем вверх от кругов 78, 84 и 89 соответственно. Диаметр круга практически идентичен или чуть больше отверстия, с которым он должен соединяться. Пример отверстия показан на Фиг.3 как элемент 70.
На Фиг.8 часть фланца 90 имеет два пальца 92, выступающих вверх. Кончики пальцев 92 имеют небольшую фаску 94. Фаски 94 приводят к тому, что кончики 92 группы копчиков образуют круг меньшей площади, чем соответствующее отверстие. Эти фаски 94 могут способствовать совмещению коллектора с корпусом дроссельной заслонки. Когда узел собран, фаски пальцев 64 освобождают отверстие во фланце 66, как показано на Фиг.5.
На Фиг.9 сторона фланца 100 коллектора имеет четыре резьбовые вставки 102, установочные пальцы 104 и отверстие с диаметром D. В этом примере установочные пальцы 104 расположены парами и заключены в кольцевой области, имеющий диаметр d. Места расположения групп установочных пальцев размещены асимметрично на фланце 100, чтобы исключить возможность неправильного совмещения с сопрягающимся фланцем.
На Фиг.10 показана сторона фланца 110 корпуса дроссельной заслонки, т.е. фланца, сопрягающегося с фланцем 100 на Фиг.9, имеющая четыре сквозных отверстия 112, два отверстия 114, имеющих диаметр d, и отверстие, имеющее диаметр D. Отверстия 112 расположены так, чтобы совпадать со вставками 102, а установочные пальцы 104 расположены так, чтобы совпадать с отверстиями 114, когда фланец 100 соединяется с фланцем 110.
В одном варианте осуществления установочные пальцы выполнены на фланце впускного коллектора. В другом варианте осуществления установочные пальцы выполнены на ушках, выступающих наружу от нормальных границ фланца впускного коллектора. В еще одном варианте осуществления ушки, выступающие наружу из фланца впускного коллектора, углублены. Пример этого конструктивного исполнения показан на Фиг.11, в котором поперечное сечение части корпуса фланца 120 дроссельной заслонки имеет сквозное отверстие 122 диаметра D1. Поперечное сечение части фланца 124 впускного коллектора имеет опущенное ушко, выступающее наружу. По меньшей мере два установочных пальца выступают вверх из ушка фланца 124 и имеют эффективный наружный диаметр D2, чуть больший D1. Поскольку пальцы имеют на своих кончиках, т.е. на дальней части пальцев, небольшую фаску, при сборке они зацепляются со сквозным отверстием 122 фланца 120. Чтобы пройти в сквозное отверстие 122, пальцы сближаются. В варианте осуществления с двумя установочными пальцами, ширина установочных пальцев в направлении просвета между двумя пальцами меньше или равна D1, чтобы обеспечить зацепление со сквозным отверстием 122.
Выше подробно описан наилучший способ осуществления, однако специалистам будут очевидны различные альтернативные конструкции и варианты осуществления в пределах объема приведенной ниже формулы. Если один или несколько вариантов осуществления описаны как обеспечивающие преимущества или являющиеся предпочтительными по сравнению с другими вариантами осуществления и/или известным уровнем техники в отношении одной или нескольких требуемых характеристик, специалисту в данной области будет понятно, что различные признаки могут объединяться для достижения требуемых свойств всей системы, которые могут зависеть от конкретного случая применения или осуществления. Эти свойства включают без ограничения: себестоимость, прочность, долговечность, издержки в течение жизненного цикла, товарность, внешний вид, упаковка, размер, удобство обслуживания, масса, технологичность, легкость сборки и т.д. Варианты осуществления, описанные как менее предпочтительные, чем другие варианты осуществления в отношении одной или нескольких характеристик, не выпадают из заявленного объема.