進氣口的調節裝置、用調節裝置調節進氣口的方法、安裝有具有調節裝置的進氣口的機動車輛的製作方法

2023-05-18 22:48:26

專利名稱：進氣口的調節裝置、用調節裝置調節進氣口的方法、安裝有具有調節裝置的進氣口的機動車輛的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於機動車輛的發動機室的進氣口的調節裝置。
背景技術：
機動車輛通常安裝有包含一個或多個進氣孔在內的進氣口。進氣口通常用於在機動車輛的運轉期間冷卻其發動機。進氣口通常位於機動車輛的前部(在發動機的前部)。發動機通常可藉助於冷卻劑(例如，水或油)進行冷卻。在熱交換器(例如，散熱器)中用空氣對冷卻劑進行冷卻。流經進氣口的空氣可以被完全地或部分地弓I導至機動車輛的發動機的發動機室的散熱器中，以間接地通過冷卻劑來冷卻發動機。眾所周知，可使發動機室的進氣口為可調設計，以允許進氣口在打開位置和關閉位置之間調節。在進氣口的關閉位置，車輛的空氣阻力被降低，這有益於發動機的燃油消耗量。而且，就發動機的效率、燃油消耗量和二氧化碳排放量而言，機動車輛的發動機存在一個最佳工作溫度，所述最佳工作溫度典型地高於環境溫度。當所述發動機被冷卻時，當發動機被冷卻，然後關閉的進氣口可再次有益於燃油消耗量。並且，在進氣口打開的駕駛期間，發動機的溫度可降到所述最佳工作溫度以下，因此燃油消耗量可能增加。同樣，在高於所述最佳工作溫度的工作溫度下，發動機的燃油消耗量可能增加。因此，使進氣口採用可調設計是有益的。為此，進氣口通常連接到包含驅動單元的調節裝置上。藉助於驅動單元，進氣口可被關閉和被打開。當在進氣口關閉的情況下所述發動機的工作溫度上升太高時，所述進氣口可被再次打開以提供充分的冷卻。在所述調節裝置發生故障的情況下仍使得關閉的進氣口被打開的解決方案已是周知的。因此，公開文獻DE37 01 584描述了一種進氣口，所述進氣口可用遮簾來關閉，所述遮簾關於轉軸可展開。所述調節裝置包含一彈簧，所述彈簧在所述遮簾打開期間被釋放，而在所述遮簾關閉期間被偏壓至所述打開位置。在所述冷卻劑的工作溫度過高及所述驅動單元故障的情況下，所述遮簾在所述彈簧的作用下被帶至打開位置。上述調節裝置的缺點是:每當所述遮簾關閉時，所述彈簧都被張緊。因此，所述電動機具有過重設計的性質。在所述彈簧張緊期間，隨著所述電動機的負荷漸增地沉重，所述發動機噪聲改變。這個可能令人煩惱。並且，機構相當龐大、複雜和昂貴。

發明內容
本發明的主要目的在於提供一種上述類型的調節裝置，所述調節裝置至少克服上述缺點中的一個。為此，本發明提供一種用於至少在第一位置和第二位置之間調節機動車輛的發動機室的進氣口的調節裝置，其中所述進氣口在所述第一位置處大體上是打開的，其中所述進氣口在所述第二位置處大體上是關閉的，所述調節裝置包含用於至少在所述第一位置和第二位置之間調節所述進氣口的驅動單元，所述調節裝置進一步包含輔助單元，所述輔助單元被設置為在發生事故的情況下調節所述進氣口使得所述進氣口到達一預定位置，所述輔助單元包含至少一個儲能元件。事故可以被理解為所述調節裝置的驅動單元的故障，和/或所述機動車輛的內部或外部使得需要迅速地打開或關閉所述進氣口的情況。例如，在發動機室起火的情況下或在環境空氣中沙或灰塵的濃度增加的情況下。通過提供包含儲能元件的當發生事故時可連接到所述進氣口的輔助單元，所述進氣口可被可靠地帶至預定位置。所述預定位置可以是例如所述第一位置和/或所述第二位置和/或位於所述第一位置和所述第二位置之間的中間位置。通過提供儲能元件，所述輔助單元可被設計為具有其自身能量供應的獨立單元。因此，在驅動單元發生故障的情況下(例如，與所述驅動單元的能量供應有關的故障)，所述進氣口藉助於所述獨立的輔助單元仍然可被調節，因為所述輔助單元的能量供應與所述機動車輛的能量供應是分開的。切斷所述進氣口和對所述發動機室的氧氣供應可能是有益的。例如在所述發動機過熱導致所述發動機室起火的情況下。所述儲能元件在所述調節裝置正常使用期間，未施加任何力、力偶或力矩到所述進氣口上，而只在發生事故的情況下，所述儲能元件施加力、力偶或力矩到所述進氣口上。在正常使用期間，所述驅動單元未受到任何阻力和/或所述儲能元件的其它作用。於是，所述驅動單元(尤其是驅動時)可被限定僅用於調節所述進氣口。因此，所述驅動單元可具有相對廉價設計的性質。所述儲能元件在正常使用期間不與所述驅動單元一起運轉，所述儲能元件對疲勞和/或磨損不敏感。通過使用儲能元件，相對多的能量可被立刻釋放，所以所述進氣口可被較快速地調節至所述第一位置處或所述第二位置處或預定位置處。所述進氣口的較快調節可能是有利的，例如在發動機過熱的情況下，可較快地將空氣供應給所述發動機，以對它進行冷卻。另外，在進氣口被卡住的情況下(由諸如凍結或汙垢導致)，從所述儲能元件立刻被釋放的能量可再次打開或關閉所述進氣口。或者，比如，在發動機室起火的情況下，如果所述進氣口是完全地或部分地打開，所述進氣口通過利用儲能元件可較快速地被關閉。所述輔助單元可僅包含儲能元件，其中，在正常使用期間，所述儲能元件獨立於所述進氣口 ；在發生故障時，所述儲能元件連接到所述進氣口上。所述輔助單元可進一步包含用於發生事故的情況下在所述儲能元件的作用下調節所述進氣口的操作元件。例如，所述儲能元件可能直接連接到所述進氣口，或可能經由所述操作元件連接到所述進氣口。在正常使用期間，所述儲能元件獨立於所述進氣口和/或所述驅動單元，所以所述驅動單元未受到所述儲能元件的任何作用。在發生事故時，所述儲能元件以一種方式或其它方式(例如，經由操作元件或者經由所述驅動單元的驅動系的一部分)連接到所述進氣口上用於調節所述進氣口。所述操作元件可包含例如彈簧、槓桿、記憶金屬、齒條，煙火元件、馬達、雙金屬器件、壓縮空氣操作、真空操作、液壓操作。操作元件可能有許多實施例。有利地，所述儲能元件被設置為釋放能量給所述操作元件，以便所述操作元件可連接到所述進氣口用於調節所述進氣口。所述輔助單元可進一步包含用於啟動所述儲能元件的啟動元件。所述啟動元件接收和/或記錄和/或建立故障或故障報告。在所述驅動單元起火時，所述啟動元件被啟動。所述啟動元件自身可記錄故障(例如，用溫度傳感器)，所述啟動元件也可接收故障報告(例如，來自發動機管理系統或來自所述驅動單元本身的故障報告)。隨後，所述啟動元件將啟動所述儲能元件，所述儲能元件接下來提供能量給所述操作元件(如果存在)，以便連接到所述進氣口並調節所述進氣口。所述啟動元件可包含例如熱電偶、溫度傳感器、來自所述發動機管理系統的信號、彈簧、雙金屬元件、鎳鈦合金元件、二氧化碳報警器，等等。通過加偏壓至所述儲能元件，所述進氣口憑藉所述儲能元件的啟動可被簡單可靠地打開或關閉。可選地，可提供兩個儲能元件，所述兩個儲能元件的其中一個儲能元件被偏壓用於調節到所述第一位置或預定的中間位置，另一個儲能元件被偏壓用於調節到所述第二位置或預定的中間位置。根據情況和/或故障，所述進氣口可被相對快速可靠地調節到所述第一位置或到所述第二位置。有利地，所述儲能元件包含彈性元件，所述彈性元件例如諸如彈簧、橡膠元件或受壓流體元件。所述彈簧可以被配置為例如扭轉彈簧、螺旋彈簧、拉力彈簧、壓縮彈簧、或片簧。彈簧和其組合可能有不同實施例。所述儲能元件也可包含電容器元件或電池元件或可儲存電能和/或電磁能的線圈元件。所述儲能元件也可包含:例如記憶金屬元件或雙金屬元件或煙火元件。多種儲能元件是可行的。儲能元件可被安排用於儲存如動能、電能、電磁能、勢能、熱能、化學能，等等。有利地，所述驅動單元包含電力驅動，例如，電力致動器。然而，也可藉助於壓縮空氣驅動、真空驅動或液壓驅動來驅動所述調節裝置。可選地，可使用存在於車輛的壓縮空氣設備和/或真空設備和/或液壓設備。電力驅動可獨立驅動，和/或可利用存在於所述機動車輛的電力系統。優選地，所述驅動器經由驅動系連接到所述進氣口上。有利地，所述驅動系包含漸開線齒。通過提供漸開線齒，可以以相對緊湊的方式獲得相對高的傳動比。漸開線齒是小齒輪上具有有限齒數(優選地少於4個)的改進的漸開線齒。漸開線齒被技術人員所熟知，這裡不進一步闡述。因此，所述驅動系可採用相對緊湊設計。在有益的實施例中，所述驅動單元可以被容納在一殼體內。所述殼體在一定程度上可防塵並且防水，以便所述驅動單元在一定程度上免受如灰塵之害。通過將所述驅動單元容納於殼體內，所述驅動單元可被相對簡單地固定於所述機動車輛上。可選地，所述儲能元件也被容納在所述驅動單元的殼體內，然而，所述儲能元件也可被容納在一獨立的殼體內。例如，通過將所述儲能元件容納於獨立的殼體內，所述儲能元件可在另一個位置固定於所述機動車輛上。進氣口可包含例如兩個彼此相鄰的進氣孔。每個進氣孔可以安裝有自己的容納在獨立的殼體內的驅動單元，所述獨立的殼體安裝於靠近各自的進氣孔處。根據本發明，所述進氣口安裝有用於在一個或多個驅動單元發生故障的情況下調節所述進氣口的儲能元件。所述儲能元件可被容納在獨立的殼體內，並且可安裝在所述兩個進氣孔之間以在發生故障的情況下同時調節兩個進氣孔。進一步有益的實施例在從屬權利要求中被提出。本發明進一步涉及一種用於調節機動車輛的進氣口的方法。本發明進一步涉及安裝有這種調節裝置的進氣口和安裝有這種進氣口的機動車輛。


將根據附圖中示出的調節裝置的示例性實施例更詳細地闡述本發明。在附圖中:圖1示出了根據本發明的調節裝置的第一示例性實施例的示意性透視圖；圖2a示出了圖1的實施例在所述調節裝置正常使用期間的示意性俯視圖；圖2b示出了圖1的實施例在所述儲能元件與所述進氣口連接期間的示意性俯視圖；圖2c示出了圖1的實施例的示意性俯視圖，其中所述儲能元件連接到所述進氣口用於調節所述進氣口；圖3示出了根據本發明的調節裝置的第二示例性實施例的示意性透視圖。在附圖中，相同的部件或類似的部件用相同的附圖標記表示。需要注意的是，附圖僅通過示例性實施例來示出本發明，不應以任何方式被理解為限制性的。
具體實施例圖1示出了用於調節機動車輛的發動機室的進氣口的調節裝置I。藉助於所述調節裝置1，所述進氣口可至少在第一位置和第二位置之間調節；在所述第一位置處，所述進氣口大體上是打開的，因此被稱為打開位置；在所述第二位置處，所述進氣口大體上是關閉的，因此被稱為關閉位置。根據其結構，所述進氣口也可被調節至位於所述打開位置和所述關閉位置之間的一個或多個中間位置處。所述中間位置可被限定為離散位置，所述調節裝置也可按照連續的方式在所述第一位置和所述第二位置之間調節。進氣口可能有多個實施例。進氣口包含一個或多個進氣孔，外界空氣可沿這些進氣孔被完全地或部分地引導至具有冷卻劑的熱交換器，例如位於所述機動車輛的發動機室的前部的散熱器元件。隨後所述發動機室內的發動機利用所述散熱器元件的冷卻劑進行冷卻。例如，可在所述機動車輛的前部安裝單個進氣孔，也可在所述機動車輛的前部安裝兩個彼此相鄰的進氣孔。並且，一個或多個進氣口可位於所述機動車輛的一側。根據本發明的所述進氣口採用可調設計。為此，所述進氣口可安裝有具有關閉元件的關閉裝置(未示出)，例如，所述關閉元件諸如垂直板條和水平板條、遮簾、掛簾、摺疊掛簾、捲軸遮簾、膨脹元件，等等。藉助於所述關閉元件，所述進氣口可被完全地或部分地關閉或打開。所述調節裝置I包含用於調節所述進氣口的驅動單元2。所述驅動單元2連接到輸出軸3。所述輸出軸3連接到所述進氣口用於調節所述進氣口。在正常運轉期間，所述驅動單元2會根據所述發動機所需的冷卻，對所述進氣口的關閉元件進行操作，以調節所述關閉元件。在正常運轉期間，所述驅動單元2會調節所述進氣口到預定位置。在發生事故(例如，所述驅動單元故障、所述發動機過熱或者所述發動機室起火)的情況下，仍然需要去調節所述進氣口。為此，所述調節裝置I安裝有輔助單元4，所述輔助單元4被設置為在所述驅動單元2故障的情況下連接到所述進氣口。所述輔助單元4包含儲能元件5。在此示例性實施例中的輔助單元4進一步具有啟動元件(未示出)。在圖2中，示出了藉助於所述輔助單元4對所述進氣口的調節。
圖2a示出了在正常使用期間的所述調節裝置I。所述驅動單元2連接到所述輸出軸3，所述輸出軸3位於一預定位置處，且所述進氣口位於一對應的預定位置(例如，打開位置，即所述進氣口大體上打開的位置)處。所述驅動單元2包含馬達7，所述馬達7經由驅動系8與所述輸出軸3連接。在此,所述驅動系8包含若干個互相嚙合的大齒輪8a，在大齒輪之間的小齒輪8b具有用於以緊湊的方式下高傳動比的漸開線齒。所述調節裝置I進一步包含具有所述儲能元件5 (這裡是扭轉彈簧)的所述輔助單元4。在此示例性實施例中,所述輔助單元4還包含啟動元件9,在此所述啟動元件9為被偏壓的壓縮彈簧。在此實施例中，不具有獨立的操作元件。所述扭轉彈簧5的一端5a受限於連接梁10上的凹槽12，使得所述扭轉彈簧5被偏壓。在正常使用期間，所述扭轉彈簧5不受限制地圍繞所述輸出軸3，所述輸出軸3或與所述輸出軸3連接的齒輪Sc未受到來自所述扭轉彈簧5的任何阻礙。在圖2b中，示出了當所述啟動元件9接收到事故報告和/或感應到事故時所發生的情況。所述被偏壓的壓縮彈簧9釋放，導致所述連接梁10繞軸11樞轉。因此，所述彈簧5的所述端5a從所述凹槽12脫離，並且所述彈簧5可連接到所述輸出軸3。由於所述彈簧5的偏壓，所述輸出軸3樞轉並且所述進氣口被調節到如圖2c示出的另一預定位置。在圖2c中，示出了所述輸出軸已經樞轉，因此相對於圖2a示出的位置來說，所述進氣口已經被調節。圖3示出了根據本發明的調節裝置I的一可替代的實施例。所述驅動單元2包含致動器7和驅動系8，所述驅動系8包含若干個大齒輪和具有漸開線齒的小齒輪。所述驅動系8最後還包括輸出蝸杆14，所述輸出蝸杆14在此簡化表示。所述驅動單元2藉助於所述蝸杆14連接到所述輸出軸3上，所述蝸杆14以旋轉鎖定的方式被嵌入在齒輪Sc中，所述齒輪Sc為所述驅動系8的一部分。在正常使用期間，所述致動器7驅動所述驅動系8。通過所述蝸杆14與所述齒輪Sc的旋轉鎖定，所述蝸杆14開始旋轉。所述輸出軸3上的齒(未示出)與所述蝸杆14嚙合，因此所述輸出軸3被調節。所述輔助單元4包含所述儲能元件5，所述儲能元件5在此為被偏壓的壓縮彈簧
5。在發生事故的情況下，例如通過啟動元件(在此未示出)，所述彈簧5被釋放。所述被釋放的彈簧5連接到操作元件13上，在此所述操作元件13是所述蝸杆14的一部分。在正常使用期間，所述彈簧5與所述驅動單元2和所述輸出軸3無關聯。所述驅動單元2在正常使用期間未受到來自所述彈簧5的任何阻礙、阻力或力。由於所述彈簧5的釋放，所述蝸杆14沿軸向以箭頭A所指的方向平移，並且以類似齒條的方式驅動輸出軸3，藉以調節所述進氣口。在優選實施例中，彈簧5被配置為鎳鈦諾(記憶金屬)彈簧。因此外界溫度的上升足以引起所述彈簧5釋放。各種變形都是可能的，並且對技術人員來說是清楚的。例如，所述輔助單元可以僅包含記憶金屬元件，所述記憶金屬元件例如能夠檢測過高的溫度並因此變形、能量被釋放並且所述輸出軸因此可被調節。這種記憶金屬元件被設計為例如槓桿，涵蓋啟動元件、儲能元件和操作元件的功能。因此，所述輔助單元可設計得緊湊有效。並且，這樣的記憶金屬元件在啟動的情況下可經由比如齒輪等與所述輸出軸連接。這些變形和其它變形都應被理解為在權利要求書的保護範圍內。
權利要求
1.一種調節裝置，所述調節裝置用於至少在第一位置和第二位置之間調節機動車輛的發動機室的進氣口，其中所述進氣口在所述第一位置處大體上是打開的，其中所述進氣口在所述第二位置處大體上是關閉的，所述調節裝置包含用於至少在所述第一位置和第二位置之間調節所述進氣口的驅動單元，所述調節裝置進一步包含輔助單元，所述輔助單元被設置為在發生事故的情況下調節所述進氣口使得所述進氣口到達一預定位置，所述輔助單元包含至少一個儲能元件。
2.根據權利要求1所述的調節裝置，其中，所述輔助單元包含:用於在所述儲能元件的作用下調節所述進氣口的操作元件。
3.根據權利要求2所述的調節裝置，其中，所述儲能元件被設置為釋放能量給所述操作元件。
4.根據前述權利要求中任一項所述的調節裝置，其中，所述輔助單元進一步包含用於啟動所述儲能元件的啟動元件。
5.根據前述權利要求中任一項所述的調節裝置，其中，所述儲能元件被偏壓用於調節到所述第一位置和/或所述第二位置。
6.根據前述權利要求中任一項所述的調節裝置，其中，所述儲能元件包含至少一個彈性元件。
7.根據權利要求6所述的調節裝置，其中，所述彈性元件包含彈簧元件。
8.根據前述權利要求中任一項所述的調節裝置，其中，所述儲能元件包含下述元件中的至少一種:電容器元件、線圈元件、記憶金屬元件、雙金屬元件、煙火元件。
9.根據前述權利要求中任一項所述的調節裝置，其中，所述驅動單元包含電力驅動和/或壓縮空氣驅動和/或真空驅動和/或液壓驅動。
10.根據權利要求9所述的調節裝置，其中，所述驅動單元經由驅動系連接到所述進氣□。
11.根據權利要求10所述的調節裝置，其中，所述驅動系包含漸開線齒。
12.根據前述權利要求中任一項所述的調節裝置，其中，所述驅動單元被容納在一殼體內。
13.根據權利要求12所述的調節裝置，其中，所述儲能元件被容納在所述殼體內。
14.一種藉助於調節裝置至少在第一位置和第二位置之間調節機動車輛的進氣口的方法，其中所述進氣口在所述第一位置處大體上是打開的，其中所述進氣口在所述第二位置處大體上是關閉的，其中所述調節裝置包含驅動單元並進一步包含輔助單元，在發生事故的情況下所述驅動單元連接到所述進氣口使所述進氣口運動至一預定位置，其中所述輔助單元包含儲能元件。
15.一種進氣口，所述進氣口具有根據權利要求1到13中任一項所述的調節裝置。
16.一種具有進氣口的機動車輛，所述進氣口具有根據權利要求1到13中任一項所述的調節裝置。
全文摘要
一種調節裝置，所述調節裝置用於至少在第一位置和第二位置之間調節機動車輛的發動機室的進氣口，其中所述進氣口在所述第一位置處大體上是打開的，其中所述進氣口在所述第二位置處大體上是關閉的，所述調節裝置包含用於至少在所述第一位置和第二位置之間調節所述進氣口的驅動單元，所述調節裝置進一步包含輔助單元，所述輔助單元被設置為在發生事故的情況下調節所述進氣口使得所述進氣口到達一預定位置，所述輔助單元包含至少一個儲能元件。
文檔編號B60K11/08GK103221243SQ201180055842
公開日2013年7月24日 申請日期2011年11月9日 優先權日2010年11月15日
發明者史蒂芬·亞歷山大·喬治·G·博牡, 艾裡克·阿爾弗雷德·S·德弗裡斯 申請人:荷蘭反光鏡控制器國際有限公司