DE102007000079A1

DE102007000079A1 - Wirbelgenerator mit Nebenöffnung und Verfahren zum Herstellen desselben

Info

Publication number: DE102007000079A1
Application number: DE102007000079A
Authority: DE
Inventors: Katsuya Kariya Torii; Masamichi Kariya Akagawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-02-08
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2007-08-30
Also published as: US7472680B2; US20070181097A1; JP2007211635A; JP4735302B2

Abstract

Ein Wirbelgenerator für die Strömung eines Fluids ist offenbart. Der Wirbelgenerator hat ein Gehäuse (5), das einen Kanal (10) aufweist, durch den das Fluid strömt. Der Wirbelgenerator hat außerdem ein Ventil (2), das an dem Gehäuse (5) zwischen einer gänzlich geschlossenen Position und einer gänzlich geöffneten Position gekuppelt ist zum Ändern der Strömung des Fluids in dem Kanal (10). Das Ventil (2) hat einen offenen Abschnitt (3), der eine Hauptöffnung zum Erzeugen einer Wirbelströmung in der Strömung des Fluids definiert. Außerdem hat das Ventil (2) eine mittlere Position zwischen der gänzlich geschlossenen Position und der gänzlich geöffneten Position. Das Gehäuse (5) hat des Weiteren einen Vertiefungsabschnitt (31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72) in derartiger Weise, dass der Vertiefungsabschnitt (31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72) von dem Gehäuse (5) und das Ventil (2) so miteinander zusammenwirken, dass sie eine Nebenöffnung (6, 7) definieren, durch die das Fluid dann strömt, wenn das Ventil (2) in der mittleren Position positioniert ist. Außerdem ist ein Verfahren zum Herstellen des Wirbelgenerators offenbart.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Wirbelgenerator und genauer gesagt auf einen Wirbelgenerator mit einer Nebenöffnung.

Stand der Technik

Es ist bekannt, einen Wirbelgenerator vorzusehen, der eine Wirbelströmung in einem durch diesen hindurch strömenden Fluid erzeugen kann. Beispielsweise ist es bekannt, einen Einlasswirbelgenerator in einem Fahrzeuglufteinlasssystem vorzusehen, um eine Verwirbelung der in eine Verbrennungskammer eines Verbrennungsmotors strömenden Einlassluft zu erzeugen (beispielsweise wenn der Motor gestartet wird oder wenn der Motor im Leerlauf läuft), um die Verbrennungseffizienz zu verbessern und den Kraftstoffverbrauch zu verringern und dergleichen (siehe beispielsweise die Druckschrift JP-A-2003-293 775, die Seiten 1 bis 5, 1 bis 6). Ein derartiger Einlasswirbelgenerator ist mit einem Gehäuse 102 und einem Strömungssteuerventil 105 versehen, wie dies in den 7, 8A und 8B gezeigt ist. Das Gehäuse 102 bildet einen Einlasskrümmer für die Einlassluft in eine Verbrennungskammer 101 von dem Verbrennungsmotor. Das Einlassströmungssteuerventil 105 hat eine Ventilwelle 103, die die Drehmitte bildet und sich relativ zu dem Gehäuse 102 dreht, um den Einlasskanal 104 in dem Gehäuse 102 zu öffnen und zu schließen.

Der Verbrennungsmotor ist mit einem Zylinderkopf 106, der mit dem Gehäuse 102 gekuppelt ist, und einem Zylinderblock 107 versehen, in dem eine Zylinderbohrung ausgebildet ist. Der Zylinderkopf 106 hat ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil 111 (das heißt eine Einspritzeinrichtung), das Kraftstoff einspritzt, ein Einlassventil 113, das eine Einlassöffnung 112 öffnet und schließt, und ein Auslassventil 115, das eine Auslassöffnung 114 öffnet und schließt. In der Zylinderbohrung von dem Zylinderblock 107 ist ein Kolben 116 aufgenommen, der in dieser gleitet.

Wie dies in 8A gezeigt ist, ist das Steuerventil 105 im Allgemeinen flach und hat ein Paar an Teilungswänden 121, die an zwei Enden von seinem oberen Ende ausgebildet sind. Eine Hauptöffnung 122 ist zwischen den Teilungswänden 121 definiert, um den Kanal der Einlassluft zu ermöglichen, wenn das Einlassströmungssteuerventil 105 in der gänzlich geschlossenen Position angeordnet ist (dies ist durch die durchgehenden Linien in 8B gezeigt). Außerdem sind vier Nebenöffnungen 123 in dem Steuerventil 105 an seinen Rändern und benachbart zu der Ventilwelle 103 vorhanden. Die Nebenöffnungen 123 haben jeweils eine kleinere Fläche als die Hauptöffnung 122.

Die Hauptöffnung 122 kann bewirken, dass sich ein Flüssigkeitspool aus Kraftstoff (beispielsweise Restbenzin) in der Nähe des Einlassströmungssteuerventils 105 bildet, wie dies in 7 gezeigt ist. Wenn der Kraftstoff in dem Flüssigkeitspool in die Verbrennungskammer 101 strömt (beispielsweise wenn das Fahrzeug sich an einem Gefälle befindet), kann die Verbrennung unvollständig werden und bei dem Verbrennungsmotor kann eine Fehlfunktion auftreten.

Um dieses Problem zumindest teilweise anzusprechen, ist für den in der Druckschrift JP-A-2003-293 775 offenbarten Einlasswirbelgenerator, wenn der Verbrennungsmotor gekühlt wird und die Menge an Einlassluftströmung gering ist, das Einlassströmungssteuerventil 105 in der gänzlich geschlossenen Position derart angeordnet, dass eine Taumelströmung in der Verbrennungskammer 101 erzeugt wird. Daraufhin ergibt sich zusätzlich zu der Haupteinlassströmung, die durch die Hauptöffnung 122 tritt, eine Einlassnebenströmung durch die Nebenöffnungen 123 von dem Einlassströmungssteuerventil 105, um so einer Rückströmung von einem Teil der Haupteinlassströmung entgegenzuwirken. Somit ist es weniger wahrscheinlich, dass der Flüssigkeitspool sich in der Nähe des Einlassströmungssteuerventils 105 ansammelt.

Typischerweise ist beim Starten des Verbrennungsmotors, während des Leerlaufs und/oder bei geringen Motordrehzahlen das Einlassströmungssteuerventil 105 gänzlich geschlossen, um zu bewirken, dass die Haupteinlassströmung durch die Hauptöffnung 122 in die Verbrennungskammer 101 strömt, wodurch eine Taumelströmung in der Verbrennungskammer 101 erzeugt wird, um die Verbrennungseffizienz in der Verbrennungskammer 101 zu verstärken und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Dann wird während anderer Laufbedingungen des Verbrennungsmotors das Einlassströmungssteuerventil 105 gänzlich geöffnet (wie dies durch Strichpunktlinien in 8B gezeigt ist), um zu ermöglichen, dass die Einlassluft direkt einströmt, und um die Taumelströmung zu beenden.

Bei einigen Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors (beispielsweise bei niedrigen Motordrehzahlen) ist das Einlassströmungssteuerventil 105 bei einer Zwischenposition zwischen der gänzlich offenen Position und der gänzlich geschlossenen Position positioniert. Als ein Ergebnis wird eine Taumelströmung während einer Zunahme der Menge an Einlassluft, die in den Verbrennungsmotor 101 strömt, bis zu einem gewissen Maß erzeugt. Wenn jedoch das Ventil 105 in der Zwischenposition positioniert ist, sind die jeweiligen Achsen der Nebenöffnungen 123 nicht mit der Strömungsrichtung der Einlassluft ausgerichtet. Demgemäß nimmt die Strömungsrate der Nebeneinlassströmung durch die Nebenöffnungen 123 in die Einlassöffnung 112 ab. Dies bewirkt eine Verringerung bei der Geschwindigkeit der Nebeneinlassströmung in derartiger Weise, dass eine Rückströmung der Haupteinlassströmung wahrscheinlicher ist. Als ein Ergebnis ist es wahrscheinlicher, dass sich ein Flüssigkeitspool an Kraftstoff in der Nähe von dem Einlassströmungssteuerventil 105 entwickelt.

Darüber hinaus werden die Hauptöffnung 112 und die vier Nebenöffnungen 123 typischerweise durch Schneidvorgänge ausgebildet. Dann werden zwei Enden von der Ventilwelle 103 in der Achsenrichtung in drehbarer Weise an dem Gehäuse 102 angebracht. Danach wird das Einlassströmungssteuerventil 105 in ein Einführloch der Ventilwelle 103 so eingeführt, dass das Einlassströmungssteuerventil 105 mit dem Gehäuse 102 und der Ventilwelle 103 gekuppelt wird. Dieser Herstellprozess kann zeitaufwendig und relativ kostspielig sein.

Darüber hinaus kann, wenn das Einlassströmungssteuerventil 105 in der gänzlich geschlossenen Position ist, das Ventil 105 eine Stoßbelastung während des Betriebs erfahren (beispielsweise von einem übermäßigen Druck wie beispielsweise eine Vertiefung an dem Krümmer des Verbrennungsmotors oder von einem unregelmäßigen Druck, der bei einer anormalen Verbrennung wie beispielsweise eine Fehlzündung zufällig auftritt). Daher kann sich eine Spannung benachbart zu der Hauptöffnung 122 und den vier Nebenöffnungen 123 konzentrieren, womit die Betriebslebensdauer von dem Einlassströmungssteuerventil 105 abnimmt. Um diesem Problem zumindest teilweise zu begegnen, kann das Einlassströmungssteuerventil 105 eine größere Dicke aufweisen, um seine Festigkeit zu verbessern. Jedoch bewirkt dies eine Zunahme der Größe und des Gewichtes von dem Einlasswirbelgenerator. Außerdem kann zum Verbessern der Festigkeit des Ventils 105 das Ventil 105 aus einem Material mit einer hohen Festigkeit gestaltet werden. Jedoch erhöht dies die Kosten von dem Einlassströmungssteuerventil 105 weiter.

Darstellung der Erfindung

Ein Wirbelgenerator ist für eine Strömung eines Fluides offenbart. Der Wirbelgenerator hat ein Gehäuse, das einen Kanal aufweist, durch den das Fluid strömt. Der Wirbelgenerator hat außerdem ein Ventil, das an dem Gehäuse zwischen einer gänzlich geschlossenen Position und einer gänzlich geöffneten Position beweglich gekuppelt ist, um die Strömung von dem Fluid in dem Kanal zu ändern. Das Ventil hat einen offenen Abschnitt, der eine Hauptöffnung definiert zum Erzeugen eines Wirbels in der Strömung von dem Fluid. Außerdem hat das Ventil eine Zwischenposition zwischen der gänzlich geschlossenen Position und der gänzlich geöffneten Position. Das Gehäuse hat des Weiteren einen Vertiefungsabschnitt in derartiger Weise, dass der Vertiefungsabschnitt von dem Gehäuse und das Ventil miteinander zusammenwirken, um eine Nebenöffnung zu definieren, durch die das Fluid dann strömt, wenn das Ventil in der Zwischenposition positioniert ist.

Ein Verfahren zum Herstellen eines Wirbelgenerators ist außerdem für die Strömung eines Fluides offenbart. Das Verfahren weist den Schritt eines gleichzeitigen Formens von einem Gehäuse und einem Ventil in einem Formstück auf. Das Gehäuse hat einen Kanal, durch den das Fluid strömt, und der Kanal hat eine Achse. Das Ventil ist mit dem Gehäuse zwischen einer gänzlich geschlossenen Position und einer gänzlich offenen Position gekuppelt, um die Strömung des Fluides in dem Kanal zu ändern. Das Ventil hat einen offenen Abschnitt, der eine Hauptöffnung zum Erzeugen eines Wirbels in der Strömung von dem Fluid definiert. Das Ventil hat außerdem eine Zwischenposition zwischen der gänzlich geschlossenen Position und der gänzlich offenen Position. Das Gehäuse hat des Weiteren einen Vertiefungsabschnitt in derartiger Weise, dass der Vertiefungsabschnitt von dem Gehäuse und das Ventil miteinander zusammenwirken, um eine Nebenöffnung zu definieren, durch die das Fluid dann strömt, wenn das Ventil in der Zwischenposition positioniert ist. Darüber hinaus wird das Formstück in eine Richtung ungefähr parallel zu der Achse des Kanals bewegt, um das Gehäuse und das Ventil aus dem Formstück zu entfernen.

Kurze Beschreibung der Abbildungen der Zeichnungen
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachstehend dargelegten detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher hervor, in denen gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind.
1A zeigt eine Schnittansicht von vorn von einem Wirbelgenerator gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
1B zeigt eine Schnittansicht von der Seite entlang der Linie IB bis IB aus 1A.
1C zeigt eine Schnittansicht von der Seite von dem Wirbelgenerator von 1A, wobei ein Ventil in einer Zwischenposition gezeigt ist.
2 zeigt eine Schnittansicht von der Seite von dem Wirbelgenerator gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
3A zeigt eine Schnittansicht von vorn von dem Wirbelgenerator gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
3B zeigt eine Schnittansicht von der Seite entlang der Linie IIIB bis IIIB von 3A.
3C zeigt eine Schnittansicht von der Seite von dem Wirbelgenerator von 3A, wobei ein Ventil in einer Zwischenposition gezeigt ist.
Die 4A und 4B zeigen Schnittdarstellungen von dem Wirbelgenerator von 3A, der in einem Formstück gezeigt ist.
5 zeigt eine Seitenschnittansicht von dem Wirbelgenerator gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
Die 6A und 6B zeigen Seitenschnittansichten von dem Wirbelgenerator gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
7 zeigt eine Schnittansicht von einem Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs mit einem Wirbelgenerator des Standes der Technik.
8A zeigt eine Vorderansicht von einem Strömungssteuerventil eines Wirbelgenerators des Standes der Technik.
8B zeigt eine Seitenschnittansicht von einem Wirbelgenerator des Standes der Technik.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Weg(e) zur Ausführung der Erfindung
Erstes Ausführungsbeispiel
Die 1A bis 1C zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel von einem Wirbelgenerator gemäß der vorliegenden Erfindung. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Wirbelgenerator ein Einlasswirbelgenerator zum Erzeugen eines Wirbels in einem Fluid (das heißt Luft), das durch diesen hindurch und in eine Verbrennungskammer eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges strömt. Jedoch ist offensichtlich, dass der Wirbelgenerator in einer beliebigen anderen geeigneten Vorrichtung angewendet werden kann, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Das Einlasssystem für einen Verbrennungsmotor von dem ersten Ausführungsbeispiel ist mit einem Einlasswirbelgenerator ausgestattet, der dazu in der Lage ist, einen vertikalen Einlasswirbel (das heißt eine Taumelströmung) in der durch diesen hindurchströmenden Luft zu erzeugen. Der Wirbel unterstützt die Verbrennung von einem Luft-Kraftstoff-Gemisch in jedem Zylinder von einem mit mehreren Zylindern versehenen Verbrennungsmotor (beispielsweise ein Ottomotor mit vier Zylindern, der nachstehend als „Verbrennungsmotor" oder „Verbrennungsmotorkörper" bezeichnet ist).
Der Verbrennungsmotor erzeugt eine Abgabeleistung, die sich aus der thermischen Energie ergibt, die durch die Verbrennung eines Gemisches aus Einlassluft und Kraftstoff in den Verbrennungskammern erzeugt wird, und ist mit einem Einlasskanal (Einlassrohr des Verbrennungsmotors), um Einlassluft in jede der Verbrennungskammern der Zylinder des Verbrennungsmotorkörpers zuzuführen, und mit einem Auslasskanal (Abgasrohr des Verbrennungsmotors) versehen zum Abgeben eines aus der Verbrennungskammer in jedem Zylinder des Verbrennungsmotorkörpers durch einen Abgasemissionsreiniger nach außen strömenden Abgases. Der Verbrennungsmotorkörper ist mit einem Zylinderkopf (dieser ist nicht gezeigt) versehen, der an dem stromabwärtigen Ende von dem Einlasskanal hermetisch angesetzt ist, und mit einem Zylinderblock (auch dieser ist nicht gezeigt) versehen, der im Inneren die Verbrennungskammern definiert, in die das Luft-Kraftstoff-Gemisch aus dreidimensionalen als Einlasskanal geformten Einlassöffnungen zugeführt wird, die in dem Zylinderkopf vorgesehen sind.
Zündkerzen (die nicht gezeigt sind) sind in dem Zylinderkopf montiert und jede Zündkerze hat ein Führungsende, das in die Verbrennungskammer in jedem Zylinder vorragt. Einspritzeinrichtungen (das heißt Ventile zum Einspritzen von Kraftstoff in den Verbrennungsmotor, elektromagnetische Kraftstoffeinspritzventile, die nicht gezeigt sind) sind in dem Zylinderkopf montiert und spritzen Kraftstoff in die Einlassöffnung bei einer optimalen Zeitabstimmung ein. Eine Vielzahl an Einlassöffnungen, die an einer Seite von dem Zylinderkopf ausgebildet sind, werden durch ein Teller-Einlassventil geschlossen und geöffnet, und entsprechende Auslassöffnungen oder Abgasöffnungen sind an der anderen Seite des Zylinderkopfes ausgebildet. Die Auslassöffnungen werden durch ein entsprechendes Teller-Auslassventil geschlossen und geöffnet.
Der Einlasskanal hat ein Luftreinigergehäuse, in dem ein Luftreiniger (ein Filterelement) gehalten wird, der die Einlassluft filtert, einen Drosselkörper, der mit diesem stromabwärtig von dem Luftreinigergehäuse in der Strömungsrichtung der Einlassluft verbunden ist, einen Ausgleichsbehälter, der mit diesem stromabwärtig von dem Drosselkörper in der Strömungsrichtung der Einlassluft verbunden ist, einen Einlasskrümmer, der mit diesem stromabwärtig von dem Ausgleichsbehälter in der Strömungsrichtung der Einlassluft verbunden ist, und dergleichen. Der Einlasskrümmer ist so vorgesehen, dass er die darin strömende Einlassluft zwischen den Einlassöffnungen verteilt, die in dem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors vorgesehen sind, und zwar entsprechend den jeweiligen Zylindern. Der Einlasskrümmer ist in einem Stück aus einem Harzmaterial (beispielsweise durch Glasfaser verstärktes thermoplastisches Harz) für die Zwecke der Verringerung des Gewichtes und der Kosten geformt.
Der Einlasswirbelgenerator hat eine Ventileinheit 1 mit einem Kanal 10. Der Kanal 10 steht in Fluidverbindung mit einem entsprechenden Zylinder (Verbrennungskammer) des Verbrennungsmotors. Die Ventileinheit 1 ist mit einem Taumelströmungssteuerventil 2 (TCV, nachstehend ist dieses als „Einlassströmungssteuerventil" bezeichnet), einem Gehäuse 5 und einer Ventilantriebsvorrichtung versehen. Der Kanal 10 erstreckt sich durch das Gehäuse 5 und hat eine lineare Achse bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel. Die Einlassluft strömt durch den Kanal 10 und in die entsprechende Verbrennungskammer.
Das Ventil 2 ist an dem Gehäuse 5 beweglich gekuppelt und ist in dem Kanal vorgesehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ventil 2 an dem Gehäuse drehbar gekuppelt, und durch einen Drehvorgang ändert das Ventil die Strömungseigenschaften der Einlassluft. Außerdem erzeugt das Einlassströmungssteuerventil 2 einen Wirbel (eine Taumelströmung) von der Einlassluft, die in die Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors zugeführt wird.
Die Ventileinheit von dem Einlasswirbelgenerator hat außerdem eine Ventilwelle 4, die in drehbarer Weise das Gehäuse 5 und das Ventil 2 kuppelt. Die Ventilantriebsvorrichtung treibt die Drehung von dem Einlassströmungssteuerventil 2 zwischen einer gänzlich geschlossenen Position (die in den 1A und 1B gezeigt ist) und einer gänzlich offenen Position an, wie dies nachstehend beschrieben ist. Die Ventilantriebsvorrichtung treibt außerdem die Drehung von dem Einlassströmungssteuerventil 2 zu einer Zwischenposition zwischen der gänzlich geschlossenen Position und der gänzlich offenen Position an (wie dies in 1C gezeigt ist).
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Ventilantriebsvorrichtung ein mit einem Motor versehener Aktuator, der mit einer Antriebseinheit versehen ist, die einen elektrisch betätigten Motor hat, und eine Antriebskraft (Motorabgabewellenmoment) erzeugt, und einen Kraftübertragungsmechanismus (Getriebeuntersetzungsmechanismus bei diesem ersten Ausführungsbeispiel) aufweist zum Übertragen der Drehbewegung der Motorwelle (Abgabewelle) von dem elektrisch betriebenen Motor zu der Ventilwelle. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der elektrisch betriebene Motor ein Gleichstrommotor (DC) wie beispielsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor oder ein mit Bürsten versehener Gleichstrommotor. Ein Wechselstrommotor (AC) wie beispielsweise ein Dreiphaseninduktionsmotor kann ebenfalls hierbei umfasst sein. Der Getriebeuntersetzungsmechanismus ist vorgesehen, um die Drehzahl von der Motorwelle des elektrisch betriebenen Motors zu verringern, um ein vorbestimmtes Untersetzungsverhältnis zu erzielen, und bildet einen Kraftübertragungsmechanismus, der das Motorabgabewellenmoment zu der Ventilwelle überträgt.
Die Ventilantriebsvorrichtung, insbesondere der elektrisch betätigte Motor, ist so aufgebaut, dass der durch diese hindurch erfolgende Durchtritt der elektrischen Stromstärke durch eine Verbrennungsmotorsteuereinheit (nachstehend ist diese als „ECU" bezeichnet) gesteuert wird. Die ECU steuert in variabler Weise die elektrische Leistung, die zu dem elektrisch betätigten Motor in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors zugeführt wird (beispielsweise die Drehzahl des Verbrennungsmotors, die Drosselöffnung, der Niederdrückbetrag des Gaspedals, die Zieleinlassluftmenge und dergleichen) für die Steuerung der Ventilposition (der Ventilöffnung) von dem Einlassströmungssteuerventil 2 über den gesamten Ventilbetätigungsbereich, der die gänzlich geschlossene Position, die Zwischenposition und die gänzlich offene Position umfasst.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die gänzlich geschlossene Position von dem Einlassströmungssteuerventil 2 eine Ventilposition (eine Ventilöffnungsstellung), bei der der Zwischenraum zwischen dem Einlassströmungssteuerventil 2 und dem Gehäuse 5 minimal ist (das heißt die Strömungsrate der Einlassluft (die Einlassluftmenge), die durch den Einlasskanal 10 strömt, ist minimal). Die gänzlich offene Position von dem Einlassströmungssteuerventil 2 ist eine Ventilposition (Ventilöffnungsstellung), bei der der Zwischenraum zwischen dem Einlassströmungssteuerventil 2 und dem Gehäuse 5 maximal ist (das heißt die Strömungsrate der Einlassluft (die Menge an Einlassluft), die durch das Innere des Einlasskanals 10 strömt, ist maximal). Die Zwischenposition von dem Einlassströmungssteuerventil 2 entspricht einer mittleren Ventilöffnung, bei der das Einlassströmungssteuerventil 2 bei einem vorbestimmten Drehwinkel relativ zu der Achse des Kanals 10 (beispielsweise 5 Grad bis 45 Grad) sich von der gänzlich geschlossenen Position weg bewegt hat.
Das Einlassströmungssteuerventil 2 ist in einer vorbestimmten Form aus einem Harzmaterial (beispielsweise durch Glasfaser verstärktes thermoplastisches Harz) einstückig geformt. Das Einlassströmungssteuerventil 2 hat einen viereckigen (oder rechteckigen) plattenförmigen Ventilkörper, der sich um die Welle 4 relativ zu dem Gehäuse 5 dreht, um den Öffnungsbereich von dem Einlasskanal 10 zu ändern. Der plattenförmige Ventilkörper hat eine erste und eine zweite Seite (das heißt flache Seiten, eine rechte und eine linke Ventilendseite), die an entgegengesetzten horizontalen Seiten in 1A angeordnet sind, und eine erste und eine zweite Seite (ein oberes und ein unteres Ende), die an entgegengesetzten vertikalen Seiten in 1A angeordnet sind.
Das Einlassströmungssteuerventil 2 blockiert/öffnet den Einlasskanal 10, indem es kontinuierlich oder in Stufen den Drehwinkel (die Ventilöffnung) über den Ventilbetätigungsbereich von der gänzlich geschlossenen Position zu der mittleren Position und dann zu der gänzlich offenen Position ändert. Das Einlassströmungssteuerventil 2 ist zu der gänzlich geschlossenen Position hin durch ein Ventilvorspannelement wie beispielsweise eine (nicht dargestellte) Schraubenfeder vorgespannt.
Wie dies in 1A gezeigt ist, hat das Einlassströmungssteuerventil 2 einen offenen Abschnitt 3 an seiner oberen Ventilendseite. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der offene Abschnitt 3 eine rechteckige Form. Der offene Abschnitt 3 und eine Innenfläche von dem Gehäuse 5 arbeiten miteinander zusammen, um eine Hauptöffnung zu definieren zum Erzeugen des Wirbels in der Strömung der Einlassluft, wenn das Ventil 2 in der gänzlich geschlossenen Position ist.
Die Ventilwelle 4 ist mit einem mittleren Abschnitt des Ventils 2 einstückig geformt und ist ungefähr an diesem so vorgesehen, dass sie dessen Drehmitte definiert. Das heißt das Einlassströmungssteuerventil 2 ist ein Ventil mit zwei Enden (ein Schmetterlingsventil). Die Drehachse von dem Ventil 2 ist ungefähr senkrecht zu der Achse des Kanals 10.
Das Einlassströmungssteuerventil 2 ist dann gänzlich geschlossen, wenn der Motor kalt ist oder die erforderliche Menge an Einlassluft gering ist, das heißt wenn der Motor gestartet wird oder wenn der Motor im Leerlauf läuft. Genauer gesagt ist in der gänzlich geschlossenen Position die Ebene von dem Einlassströmungssteuerventil 2 bei einem positiven spitzen Winkel α relativ in Bezug auf die Achse des Kanals 10 geneigt (siehe 1B).
Wenn bei dem ersten Ausführungsbeispiel eine größere Menge an Einlassluft erforderlich ist, das heißt wenn der Motor bei einer niedrigen Drehzahl läuft, wird das Einlassströmungssteuerventil 2 so gesteuert, dass es sich zu der mittleren Ventilöffnung bewegt, wie dies in 1C gezeigt ist. Wenn der Verbrennungsmotor bei einer mittleren oder hohen Drehzahl läuft, wird das Einlassströmungssteuerventil 2 gänzlich geöffnet. Genauer gesagt wird, wenn das Einlassströmungssteuerventil 2 in der gänzlich offenen Position ist, das Einlassströmungssteuerventil 2 so positioniert, dass die erste und die zweite Seite von dem Ventil 2 sich ungefähr parallel zu der Achsenrichtung des Einlasskanals 10 erstrecken.
Die zylindrisch geformte Ventilwelle 4 ist mit dem Einlassströmungssteuerventil 2 nahe zu der Drehachse, die die Drehachse von dem Einlassströmungssteuerventil 2 ausbildet, einstückig geformt und erstreckt sich in der Achsenrichtung. Die Ventilwelle 4 hat ein (nicht dargestelltes) Wellenloch, das in dieser ausgebildet ist und durch das eine Ventilwelle sich in der Achsenrichtung erstreckt. Wenn das Einlassströmungssteuerventil 2 und das Gehäuse 5 gleichzeitig ausgebildet werden, erstreckt sich die Ventilwelle 4 von den beiden Seiten des Einlassströmungssteuerventils 2 in der Achsenrichtung so heraus, dass sie im Inneren des Gehäuses 5 drehbar gehalten wird. Die beiden Enden von der Ventilwelle 4, die sich in Achsenrichtung befinden, wirken als zwei Gleitabschnitte, die durch den Innenumfang des Gehäuses 5 durch zwei Lager 8 und 9 axial gestützt sind und daran gleiten.
Das gesamte Gehäuse 5 ist in einem Stück in einer rechteckigen Form aus einem Harzmaterial (beispielsweise durch Gasfaser verstärktes thermoplastisches Harz) geformt (ein einstückiges Harzformen). Wie dies nachstehend detaillierter beschrieben ist, werden das Gehäuse 5 und das Ventil 2 gleichzeitig in Formstücken geformt. Die Formstücke werden in einer Richtung, die ungefähr parallel zu der Richtung der Achse des Kanals verläuft, bewegt, um das Gehäuse 5 und das Ventil 2 aus den Formstücken dadurch zu entfernen.
Der Einlasskanal 10 von dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein rechteckeckig geformter Fluidkanal (Luftkanal) mit vier Innenflächen und er ist über die Einlassöffnung mit der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors verbunden. Der Kanal 10 hat einen Eingang 11, durch den Luft in den Kanal 10 eintritt, und einen Ausgang 12, durch den die Luft den Kanal 10 verlässt. Der Eingang 11 von dem Gehäuse 5 ist hermetisch mit dem stromabwärtigen Ende des Einlasskanals, das in dem Ausgleichsbehälter ausgebildet ist, oder mit dem Ende von dem Einlasskanal, das an der stromaufwärtigen Seite von dem Einlasskrümmer ausgebildet ist, verbunden (das heißt steht mit diesem in Verbindung). Der Ausgang 12 von dem Gehäuse 5 ist mit dem stromaufwärtigen Ende von der Einlassöffnung, die in dem Zylinderkopf des Zylinderkörpers ausgebildet ist, hermetisch verbunden (steht mit diesem in Verbindung).
Das Gehäuse 5 ist aus einer oberen Wand und einer unteren Wand (obere Wand 13 und untere Wand 14) und einer rechten und einer linken Wand (Seitenwand 15 und Seitenwand 16) ausgebildet. Das Ventil 2 liegt an der Innenfläche von der oberen Wand 13 und der unteren Wand 14 an, wenn das Einlassströmungssteuerventil 2 in der gänzlich geschlossenen Position sich befindet.
Die Bodenwand 14 hat einen Vorsprung 17, der einstückig mit dieser (einstückiges Harzformen) in der Nähe von dem Eingang des Gehäuses 5 geformt ist und zu der Achse des Einlasskanals 10 hin vorragt. Eine Seite 19 ist an dem Ende von dem Vorsprung 17 benachbart zu dem Ventil 2 ausgebildet. Die Seite 19 ist entlang des Drehbewegungsweges der unteren Endfläche von dem Einlassströmungssteuerventil 2 gekrümmt. Als solches ist die untere Endfläche von dem Einlassströmungssteuerventil 2 unmittelbar benachbart zu der Seite 19, selbst wenn das Ventil 2 sich zwischen der gänzlich geschlossenen Position und der mittleren Position dreht. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Seite 19 im Wesentlichen flach, jedoch kann die Seite 19 eine stärke Krümmung aufweisen. Die Seite 19 unterstützt das Richten der Luftströmung in einer vorbestimmten Art und Weise (beispielsweise zum Sicherstellen einer vorbestimmten Taumelströmung).
Die beiden Seitenwände 15 und 16 haben jeweils Lageraufnahmelöcher 21 und 22, die in diesen ausgebildet sind, um über die beiden Lager 8 und 9 die Enden der Ventilwelle 4 von dem Einlassströmungssteuerventil 2 axial zu stützen. Die beiden Lager 8 und 9 sind in den jeweiligen Lageraufnahmelöchern 21 bzw. 22 beispielsweise durch Presspassung befestigt.
Jedes der beiden ganzen Lager 8 und 9 ist in einem Stück in einer zylindrischen Form aus einem Harzmaterial (beispielsweise ein Thermoplastharz) geformt (einstückiges Harzformen). Die Lager 8 und 9 haben jeweils in diesen ausgebildete Gleitlöcher zum Aufnehmen der beiden Gleitabschnitte der Ventilwelle 4 in derartiger Weise, dass ihnen einen Gleiten in der Drehrichtung gestattet ist.
Die Seitenwand 15 hat außerdem ein Paar an Vertiefungsabschnitten 31 und 32 und die Seitenwand 16 hat eine Vielzahl an Vertiefungsabschnitten 41 und 42. Die Vertiefungsabschnitte 31, 32, 41 und 42 befinden sich an der Innenfläche der jeweiligen Seitenwand 15 bzw. 16. Wie dies nachstehend beschrieben ist, wirken die Vertiefungsabschnitte 31, 32, 41 und 42 von dem Gehäuse 5 und dem Ventil 2 miteinander zusammen, um eine Vielzahl an Nebenöffnungen 6 und 7 zu definieren, durch die die Luft strömt, wenn das Ventil 2 sich in der mittleren Position befindet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sehen die Nebenöffnungen 6 und 7 eine Fluidverbindung zwischen der stromaufwärtigen Seite des Ventils 2 und der stromabwärtigen Seite des Ventils 2 in der derartiger Weise vor, dass die Luft durch die Nebenöffnungen 6 und 7 dann strömt, wenn das Ventil 2 in der gänzlich geschlossenen Position und in der mittleren Position ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Achse der Vertiefungsabschnitte 31, 32, 41 bzw. 42 ungefähr parallel zu der Achse des Kanals 10. Die Formstücke, die zum gleichzeitigen Formen des Gehäuses 5 und des Ventils 2 verwendet werden, können sich ungefähr parallel zu der Achse des Kanals 10 bewegen beim Entfernen des Gehäuses 5 und des Ventils 2 aus diesen Formstücken.
Es ist offensichtlich, dass der Öffnungsbereich von der Vielzahl an Nebenöffnungen 6 und 7 kleiner als bei der Hauptöffnung 3 sein kann. Der Öffnungsbereich von der Vielzahl an Nebenöffnungen 6 und 7 kann größer als bei der Hauptöffnung 3 sein. Der Öffnungsbereich der Vielzahl an Nebenöffnungen 6 und 7 kann ungefähr gleich wie bei der Hauptöffnung 3 sein.
Die Vertiefungsabschnitte 31 und 32 von der Seitenwand 15 des Gehäuses 5 umfassen einen ersten und einen zweiten parallelen und geraden Vertiefungsabschnitt 31 und 32 (das heißt Nuten). Der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt 31 und 32 erstrecken sich linear von dem Eingang 11 des Gehäuses 5 zu dem Ausgang 12 des Gehäuses 5. Die Vertiefungsabschnitte 41 und 42 von der Seitenwand 16 des Gehäuses 5 weisen ebenfalls einen ersten und einen zweiten parallelen und geraden Vertiefungsabschnitt 41 bzw. 42 (das heißt Nuten) auf. Der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt 41 und 42 erstrecken sich linear von dem Eingang 11 des Gehäuses 5 zu dem Ausgang 12 des Gehäuses 5.
Die ersten Vertiefungsabschnitte 31 und 41 befinden sich an einer Seite der Ventilwelle 4 (das heißt die untere Seite) und die zweiten Vertiefungsabschnitte 32 und 42 befinden sich an der entgegengesetzten Seite von der Ventilwelle 4 (das heißt an der oberen Seite).
Nachstehend ist ein Verfahren zum Herstellen eines Einlasswirbelgenerators (Ventileinheit 1) des ersten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die 1A, 1B und 1C beschrieben.
Im Hinblick auf die Wärmewiderstandseigenschaften und die Härte weisen bevorzugte Beispiele von dem thermoplastischen Harz, das für das Einlassströmungssteuerventil 2, die Ventilwelle 4 und das Gehäuse 5 verwendet wird, Polyamidharz (PA), ungesättigtes Polyesterharz (UP), Polyphenylensulfid (PPS) und Polybutylenterephthalat (PBT) auf.
Thermoplastische Harzerzeugnisse wie beispielsweise das Einlassströmungssteuerventil 2, die Ventilwelle 4 und das Gehäuse 5 werden durch ein Einspritzformverfahren ausgebildet durch ein Erwärmen von Pellets aus Harzmaterial, und einem daraufhin folgenden Aufbringen eines Drucks auf das geschmolzene Harzmaterial, um es in eine Form zum Ausbilden einer Harzform einzuspritzen, wobei daraufhin diese abgekühlt wird und dann die ausgehärtete Harzform aus dem Formstück entfernt wird.
Das Einlassströmungssteuerventil 2, die Ventilwelle 4 und das Gehäuse 5 können durch die Anwendung von einem Einspritzformverfahren mit einem gleichzeitigen und einstückigen Formen des Einlassströmungssteuerventils 2, der Ventilwelle 4 und des Gehäuses 5 aus einem thermoplastischen Harz in einer einzelnen Einspritzform (Formstück) hergestellt werden. In diesem Fall wird die Ventilwelle 4 in dem Einlassströmungssteuerventil 2 so ausgebildet, dass die Ventilwelle 4 sich aus der rechten und linken Endseite des Einlassströmungssteuerventils 2 in der Achsenrichtung erstreckt und in den Wellenaufnahmelöchern 21 und 22 des Gehäuses 5 drehbar aufgenommen ist. Außerdem werden die beiden ersten geraden Vertiefungsabschnitte 31 und 41 und die beiden zweiten geraden Vertiefungsabschnitte 32 und 42 des Gehäuses 5 zum Zeitpunkt des gleichzeitigen Ausformens des Einlassströmungssteuerventils 2, der Ventilwelle 4 und des Gehäuses 5 ausgebildet.
Nachdem das Einlassströmungssteuerventil 2, die Ventilwelle 4 und das Gehäuse 5 gleichzeitig geformt worden sind, werden die beiden Lager 8 und 9 jeweils an dem Innenumfang der Wellenaufnahmelöcher 21 und 22 in den beiden Seitenwänden 15 und 16 des Gehäuses 5 von den beiden Achsrichtungsenden der Ventilwelle 4 durch die Anwendung eines Presspassens oder dergleichen montiert, wodurch die Ventileinheit 1 hergestellt ist.
Folglich ist der Prozess der Montage des Einlassströmungssteuerventils 2 an der Ventilwelle 4 und dem Gehäuse 5 ziemlich einfach, und die Herstellkosten können verringert werden. Demgemäß sind die Herstellkosten von dem Einlasswirbelgenerator gering.
Ein bevorzugtes thermoplastisches Harz, das für die Lager 8 und 9 verwendet wird, ist ein Harzmaterial, das zufrieden stellende Gleiteigenschaften und zufrieden stellende Verschleißwiderstandseigenschaften hat (beispielsweise ein thermoplastisches Harz, das Polyamidharz (PA) aufweist). Die beiden Lager 8 und 9 können einstückig geformt werden aus einem Harzverbundmaterial, das sich ergibt, indem mit oder zu einem Harzmaterial ein Material mit einem geringen Gleitwiderstand (beispielsweise ein Fluorharzpulver wie beispielsweise Polytetrafluorethylenharz (PTFE)) gemischt oder hinzugefügt wird, um den Gleitwiderstand zu verringern, der bei der Relativbewegung zwischen der Ventilwelle 4 und dem Einlassströmungssteuerventil 2 und den beiden Lagern 8 und 9 erzeugt wird.
Nachstehend ist der Betrieb von dem Einlasswirbelgenerator des ersten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die 1A, 1B und 1C beschrieben.
Die ECU steuert die elektrische Energie, die zu dem elektrisch betriebenen Motor aufgebracht wird (beispielsweise wird der elektrisch betriebene Motor angeregt), wenn der Verbrennungsmotorkörper sich aufgewärmt hat und eine große Menge an Einlassluft erforderlich macht, das heißt wenn der Verbrennungsmotor in einem normalen Betrieb ist. An diesem Punkt wird das Einlassströmungssteuerventil 2 geöffnet, indem es in der Richtung, in der das Ventil zu Betriebszwecken geöffnet wird, durch die Antriebskraft des elektrisch betriebenen Motors angetrieben wird. Anders ausgedrückt wird das Einlassströmungssteuerventil 2 so gesteuert, das es sich bis zu der gänzlich offenen Position öffnet (gänzlich geöffneter Modus).
In diesem Fall tritt die Einlassströmung, die von dem Einlasskanal in dem Einlassdurchtritt des Verbrennungsmotors über den Eingang 11 des Gehäuses 5 in den Einlasskanal 10 in dem Gehäuse 5 strömt, direkt durch den Einlasskanal 10 und wird dann von dem Ausgang 12 des Gehäuses 5 in die Einlassöffnung eingeleitet, die an dem Zylinderkopf des Verbrennungsmotorkörpers vorgesehen ist. Des Weiteren wird die durch die Einlassöffnung tretende Einlassströmung von der Einlassventilöffnung der Einlassöffnung in die Verbrennungskammer geleitet. Bei diesem Aufbau ist eine vertikale Einlasswirbelströmung (Taumelströmung) nicht beabsichtigt.
Wenn andererseits der Verbrennungsmotorkörper kalt ist und eine geringe Menge an Einlassluft benötigt, das heißt wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird oder im Leerlauf läuft, steuert die ECU die zu dem elektrisch betriebenen Motor zugeführte elektrische Energie (beispielsweise hält sie die Zufuhr an elektrische Energie bei dem elektrisch betriebenen Motor an). An diesem Punkt wird das Einlassströmungssteuerventil 2 geschlossen, indem es an der oberen Wand 13 und der unteren Wand 14 des Gehäuses 5 aufgrund der Vorspannkraft der Schraubenfeder anliegt. Anders ausgedrückt wird, wie dies in den 1A und 1B gezeigt ist, das Einlassströmungssteuerventil 2 so gesteuert, dass es in der gänzlich geschlossenen Position geschlossen ist (vollständig geschlossener Modus).
In diesem Fall tritt die Einlassströmung, die von dem Einlasskanal in den Einlasskanal des Verbrennungsmotors über den Eingang 11 des Gehäuses 5 in den Einlasskanal 10 im Gehäuse 5 strömt, fast gänzlich durch lediglich die Hauptöffnung 3 und wird dann von dem Ausgang 12 des Gehäuses 5 in einen oberen Abschnitt der Einlassöffnung so eingeleitet, dass sie entlang der Wandfläche von dem oberen Abschnitt der Einlassöffnung strömt. Die Einlassströmung, die entlang der oberen Wandfläche von dem oberen Abschnitt der Einlassöffnung strömt, wird von der Einlassventilöffnung der Einlassöffnung in die Verbrennungskammer geleitet. An diesem Punkt wird ein vertikaler Einlasswirbel (Taumelströmung) in der Verbrennungskammer erzeugt. Auf Grund dessen wird die Verbrennungseffizienz in der Verbrennungskammer beim Starten des Motors oder beim Leerlauf des Motors erhöht, was zu einer Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs bzw. zu einer Verringerung der Abgasemission und dergleichen führt.
Die Einlassströmung (Haupteinlassströmung), die zwischen der oberen Endfläche des Einlassströmungssteuerventils 2 und der oberen Wandfläche der oberen Wand 13 des Gehäuses 5 hindurchtritt, insbesondere durch die Hauptöffnung 3, tritt in die Einlassöffnung zurück, wobei eine Luftrückströmung erzeugt wird. Diese Luftrückströmung bewirkt, dass der von der Einspritzeinrichtung ausgegebene Kraftstoff entlang der Seitenwandinnenfläche der Einlassöffnung in der stromaufwärtigen Richtung der Einlassströmung strömt. Dann sammelt sich der Kraftstoff in der Nähe des Einlassströmungssteuerventils 2 so an, dass sich ein Flüssigkeitspool (Restbenzin) ausbildet. Als ein Ergebnis strömt beispielsweise dann, wenn das Einlassströmungssteuerventil 2 gänzlich geöffnet ist, der Kraftstoff schnell in die Verbrennungskammer, was herkömmlich zu einem Auftreten einer unvollständigen Verbrennung führte.
Um dies zu vermeiden, sind bei dem Einlasswirbelgenerator des ersten Ausführungsbeispiels der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt 31, 32, 41 bzw. 42 vorgesehen, um die Vielzahl an Nebenöffnungen 6 und 7 auszubilden. Demgemäß wird, wie dies in den 1A und 1B gezeigt ist, wenn das Einlassströmungssteuerventil 2 in der gänzlich geschlossenen Position geschlossen ist, zusätzlich zu der Einlassluftströmung (Haupteinlassströmung), die durch die Hauptöffnung 3 tritt und in die Einlassöffnung eingeleitet wird, eine andere Einlassluftströmung (eine Nebeneinlassströmung), die durch die Nebenöffnungen 6 und 7 tritt, in die Einlassöffnung eingeleitet.
Somit strömt die Nebeneinlassströmung nach dem Passieren der Vielzahl an Nebenöffnungen 6 und 7 entlang der Seitenwandinnenfläche von der Einlassöffnung in der stromabwärtigen Richtung der Einlassströmung. Genauer gesagt wird, da die Nebeneinlassströmung so strömt, dass sie der Rückluftströmung der Haupteinlassströmung entgegenwirkt, der Kraftstoff, der gerade dabei ist, entlang der Seitenwandinnenfläche der Einlassströmung in der stromaufwärtigen Richtung der Einlassströmung zu strömen, in der stromabwärtigen Richtung der Einlassströmung zurückgedrückt, womit das Auftreten einer Kraftstoffansammlung in der Nähe des Einlassströmungssteuerventils 2 vermieden wird.
Außerdem steuert bei geringen Motordrehzahlen, wenn die Erzeugung einer Taumelströmung erforderlich ist, da eine größere Menge an Einlassluft benötigt wird, die ECU die elektrische Energie, die zu dem elektrisch betriebenen Motor geliefert wird. Beispielsweise wird, indem elektrische Energie durch den elektrisch betriebenen Motor geliefert wird, das Einlassströmungssteuerventil 2 so gesteuert, dass es in den Modus der mittleren Ventilöffnung gelangt, bei dem es sich aus der gänzlich geschlossenen Position zu einer geringfügig offenen (teilweise offenen) Position in der Ventilöffnungsrichtung (zu der mittleren Position hin) bewegt. Als ein Ergebnis ergibt sich eine Taumelströmung, während die Menge an in die Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors zugeführte Einlassluft auf ein bestimmtes Maß erhöht wird. Daher wird die Verbrennungseffizienz in der Verbrennungskammer bei mit niedriger Drehzahl laufendem Verbrennungsmotor erhöht, was zu Verbesserungen bei dem Kraftstoffverbrauch und zu Verringerungen bei der Abgasemission und dergleichen führt.
Bei dem in der Druckschrift JP-A-2003-293 775 beschriebenen und in den 7 bis 8B dargestellten Einlasswirbelgenerator sind bei in der mittleren Position befindlichem Ventil 105 die Achsen der Nebenöffnungen 123 bei einem positiven spitzen Winkel in Bezug auf die Achse des Kanals, womit sich die Intensität der Nebeneinlassströmung verringert. Als ein Ergebnis wird der Effekt, der der Rückluftströmung entgegenwirkt, verringert, womit das Ausbilden eines Flüssigkeitspools an Kraftstoff wahrscheinlicher gestaltet wird.
Im Gegensatz dazu erstrecken sich bei dem in den 1A bis 1C gezeigten Ausführungsbeispiel die Achsen der Vertiefungsabschnitte 31, 32, 41 und 42 ungefähr parallel zu der Achse des Kanals 10 unabhängig von der Position des Ventils 2. Somit führt unabhängig von der Position des Ventils 2 die in die Einlassöffnung nach dem Passieren der Vielzahl an Nebenöffnungen 6 und 7 eingeleitete Einlassluftströmung zu einer starken Nebeneinlassströmung (mit einer hohen Strömungsrate und einem hohem Druck), was einen Wirbel der Einlassluft erzeugt, die durch die Hauptöffnung 3 getreten ist, womit es möglich ist, der an der Einlassöffnung auftretenden Rückluftströmung stromabwärtig (nahe zu dem Verbrennungsmotor) von dem Einlassströmungssteuerventil 2 in der Richtung der Achse des Einlasskanals 10 (in der Richtung der Einlassströmung) entgegenzuwirken.
Im Vergleich zu dem in der Druckschrift JP-A-2003-293 775 beschriebenen Einlasswirbelgenerator mit den Nebenöffnungen 123, die in dem Einlassströmungssteuerventil 105 ausgebildet sind, ist das Ventil 2 von dem Ausführungsbeispiel der 1A bis 1C robuster, da es weniger Öffnungen aufweist. Somit kann das Ventil 2 dünner gestaltet werden, womit sich das Gewicht, die Größe und die Materialkosten verringern, und das Ventil 2 kann mit Materialien einer geringeren Festigkeit hergestellt werden, wodurch sich die Herstellkosten verringern.
Zweites Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Bauteile, die jenen des Ausführungsbeispiels der 1A bis 1C entsprechen, tragen das entsprechende Bezugszeichen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat das Gehäuse 5 einen ersten Vertiefungsabschnitt 41, der sich von dem Eingang des Kanals 10 bis zu einem Bereich erstreckt, der benachbart zu dem Ventil 2 ist, wenn das Ventil 2 in der gänzlich geschlossenen Position ist. Das Gehäuse 5 hat außerdem einen zweiten Vertiefungsabschnitt 42, der sich von dem Ausgang des Kanals 10 bis zu einem Bereich erstreckt, der benachbart zu dem Ventil 2 ist, wenn das Ventil 2 in der gänzlich geschlossenen Position ist. Es ist offensichtlich, dass lediglich eine Seitenwand von dem Gehäuse 5 gezeigt ist, wobei jedoch die entgegengesetzte Seitenwand des Gehäuses 5 einen ähnlichen ersten und zweiten Vertiefungsabschnitt 31 bzw. 32 aufweist. Die ersten Vertiefungsabschnitte 31 und 41 sind an einer Seite der Welle 4 (beispielsweise unterhalb der Welle 4) vorgesehen und die zweiten Vertiefungsabschnitte 32 und 42 sind an der entgegengesetzten Seite der Welle 4 (beispielsweise oberhalb der Welle 4) vorgesehen. Die Vertiefungsabschnitte 31, 32, 41 und 42 haben jeweils eine gerade Achse, die ungefähr parallel zu der Achse des Kanals 10 ist.
Wie dies vorstehend aufgeführt ist, haben die ersten Vertiefungsabschnitte 31 und 41 einen Ausgangspunkt 43, der sich an dem Eingang des Kanals 10 befindet. Der Endpunkt 93 der ersten Vertiefungsabschnitte 31 und 41 befindet sich benachbart zu dem Ventil 2, wenn das Ventil 2 in der gänzlich geschlossenen Position ist. Genauer gesagt ist der Endpunkt der ersten Vertiefungsabschnitte 31 und 41 geringfügig stromabwärtig von dem Ventil 2, wenn das Ventil 2 in der gänzlich geschlossenen Position ist. Außerdem haben die zweiten Vertiefungsabschnitte 32 und 42 einen Ausgangspunkt 44, der sich geringfügig stromaufwärtig von dem Ventil 2 befindet, wenn das Ventil 2 in der gänzlich geschlossenen Position ist. Der Endpunkt der zweiten Vertiefungsabschnitte 32 und 42 umfasst einen Endpunkt 94, der sich an dem Ausgang des Kanals 10 befindet. Als ein Ergebnis ist eine Vielzahl an Nebenöffnungen 7 zwischen den Vertiefungsabschnitten 31, 32, 41 und 42 des Gehäuses 5 und des Ventils 2 ausgebildet, was eine Fluidströmung durch diese hindurch ermöglicht, wenn das Ventil 2 in der gänzlich geschlossenen Position und in der mittleren Position ist.
Demgemäß kann wie in dem Fall des ersten Ausführungsbeispiels bei dem Einlasswirbelgenerator (Ventileinheit 1) des zweiten Ausführungsbeispiels über den Ventilbetätigungsbereich von der gänzlich geschlossenen Position des Einlassströmungssteuerventils 2 bis zu der mittleren Position die starke Nebeneinlassströmung, die durch die Vielzahl an Nebenöffnungen 7 tritt, der Rückluftströmung, die an der Einlassöffnung sich ergibt, entgegenwirken, wodurch dem Auftreten eines Flüssigkeitspools an Kraftstoff in der Nähe des Einlassströmungssteuerventils 2 entgegengewirkt wird. Darüber hinaus ist das Ventil 2 robuster und kann wirtschaftlicher hergestellt werden.
Drittes Ausführungsbeispiel
Die 3A bis 4B zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die Bauteile, die ähnlich wie bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Ventilwelle 4 von der Mitte des Ventils 2 versetzt. Anders ausgedrückt ist die Ventilwelle 4 an einem Drehende 91 des Ventils vorgesehen, das von einem freien Ende 92 des Ventils 2 entgegengesetzt ist. Das Drehende 91 des Ventils 2 ist benachbart zu der Bodenwandfläche (das untere Ende in 3A) und beabstandet von der Achse des Einlasskanals 10. Das Drehende 91 des Ventils 2 ist ebenfalls so versetzt, das es näher zu dem Eingang 11 des Kanals 10 als zu dem Ausgang 12 des Kanals 10 ist. Außerdem ist die Versatzposition näher zu dem stromaufwärtigen Ende in der Achsenrichtung des Einlasskanals 10 als zu der Mitte des Einlasskanals 10. Anders ausgedrückt, ist die Ventilwelle 4 in der Nähe des Eingangs von dem Gehäuse 5 und nahe zu der Bodenwandfläche der unteren Wand 14 des Gehäuses 5 angeordnet. Aus diesem Grund ist das Einlassströmungssteuerventil 2 ein mit einem einzigen Ende versehendes Ventil mit einer Ventilwelle 4, die die Drehmitte an dem zu dem freien Ende entgegengesetzten Ende bildet.
Darüber hinaus ist, wenn das Einlassströmungssteuerventil 2 in der gänzlich geschlossenen Position ist, das Ventil 2 bei einem positiven spitzen Winkel α relativ zu der Achse des Kanals 10 geneigt.
Wenn bei diesem dritten Ausführungsbeispiel eine große Menge an Einlassluft benötigt wird, das heißt wenn der Verbrennungsmotor bei einer niedrigen Drehzahl arbeitet, wird das Einlassströmungssteuerventil 2 so gesteuert, dass es sich von der gänzlich geschlossenen Position zu der mittleren Position bewegt, wie dies in 3C gezeigt ist. Wenn der Verbrennungsmotor bei einer mittleren oder hohen Drehzahl läuft, wird das Einlassströmungssteuerventil 2 gänzlich geöffnet. Genauer gesagt wird, wenn das Einlassströmungssteuerventil 2 gänzlich zu der gänzlich geöffneten Position geöffnet wird, das Einlassströmungssteuerventil 2 so positioniert, dass die vordere und die hintere Seite (von dem plattenförmigen Ventilkörper) sich ungefähr in der gleichen Richtung erstrecken wie die Achsenrichtung von dem Einlasskanal 10.
Die Wellenaufnahmelöcher 21 und 22, die jeweils an den beiden Seitenwänden 15 und 16 des Gehäuses bei dem dritten Ausführungsbeispiel ausgebildet sind, sind an versetzten Positionen näher zu der Bodenwand (der unteren Seite in 3A) als die Achse des Einlasskanals 10 und außerdem an versetzten Positionen näher zu dem Eingang 11 des Kanals 10 als der Ausgang 12 von dem Kanal 10 angeordnet. Anders ausgedrückt sind die beiden Wellenaufnahmelöcher 21 und 22 an den Positionen angeordnet, die sich nahe zu dem Eingang des Gehäuses 5 und nahe zu der unteren Wandfläche (untere Seite in 3A) der Bodenwand 14 von dem Gehäuse 5 befinden.
Eine Vielzahl an Nebenöffnungen 6 und 7 ist zwischen der linken Endseite des Einlassströmungssteuerventils 2 und den Vertiefungsabschnitten 31, 32, 41 und 42 des Gehäuses ausgebildet. Wie in dem Fall des ersten Ausführungsbeispiels liefern die Nebenöffnungen 6 und 7 eine starke Nebeneinlassströmung, die den Effekt hat, dass der Rückluftströmung der Haupteinlassströmung über den Ventilbetätigungsbereich von der gänzlich geschlossenen Position des Einlassströmungssteuerventils 2 zu der mittleren Position entgegengewirkt wird.
Darüber hinaus sind die ersten Vertiefungsabschnitte 31 und 41 zwischen der Ventilwelle 4 und den zweiten Vertiefungsabschnitten 32 und 42 angeordnet. Genauer gesagt sind der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt 31 und 32, die parallel sind, und der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt 41 und 42, die ebenfalls parallel sind, an den jeweiligen Abschnitten der Seitenwandinnenflächen der beiden Seitenwände 15 und 16 oberhalb der Ventilwelle 4 und der Wellenaufnahmelöcher 21 und 22 in 3A (in der Richtung der oberen Wand) angeordnet. Die ersten Vertiefungsabschnite 31 und 41, die jeweils an den Seitenwänden 15 und 16 des Gehäuses 5 ausgebildet sind, sind näher zu der Ventilwelle 4 hin als die jeweiligen zweiten Vertiefungsabschnitte 32 und 42 positioniert. Die zweiten geraden Vertiefungsabschnitte 32 und 42, die jeweils an der Seitenwand 15 bzw. 16 des Gehäuses 5 ausgebildet sind, sind weiter weg von der Ventilwelle 4 als die jeweiligen ersten geraden Vertiefungsabschnitte 31 und 41 positioniert.
Ein Ausführungsbeispiel von dem Formgebungsprozess ist in den 4A und 4B dargestellt. Wie dies gezeigt ist, werden das Ventil 2, die Ventilwelle 4 und das Gehäuse 5 gleichzeitig innerhalb von Formstücken (beispielsweise eine Spritzform) geformt. Um die Formstücke zu entfernen, werden die Formstücke entlang der Richtung der Achse des Kanals 10 und der Achsen von dem ersten und dem zweiten Vertiefungsabschnitt 31, 32, 41 und 42 bewegt.
Die bei dem dritten Ausführungsbeispiel verwendeten Formstücke umfassen eine Vielzahl an Teilungsgleitkernen 51 bis 54. Hohlräume 55 und 56 sind im Inneren der Teilungsgleitkerne 51 bis 54 vorgesehen. Der Hohlraum 55 hat eine Form, die der Erzeugnisform des Einlassströmungssteuerventils 2 mit der Ventilwelle 4 entspricht. Der Hohlraum 56 hat eine Form, die der Erzeugnisform des Gehäuses 5 mit dem Einlasskanal 10 und den beiden Wellenaufnahmelöchern 21 und 22 entspricht, die in diesem ausgebildet sind. Die Einspritzform ist mit einer Harzmaterialzuführeinrichtung 59 verbunden zum Zuführen von Pellets aus dem Harzmaterial durch eine Vielzahl an Harzzuführleitungen 57 und 58 in die Hohlräume 55 und 56.
Der Aufbau von der Ventileinheit 1 von dem dritten Ausführungsbeispiel ermöglicht das gleichzeitige Ausformen (ein einstückiges Formen aus Harz) von dem Einlassströmungssteuerventil 2, der Ventilwelle 4 und dem Gehäuse 5. Wie dies in den 4A und 4B gezeigt ist, ist bei dem Prozess des gleichzeitigen Ausformens von dem Einlassströmungssteuerventil 2, der Ventilwelle 4 und dem Gehäuse 5 das Einlassströmungssteuerventil 2 so positioniert, dass es sich ungefähr parallel zu der Achse des Kanals 10 (das heißt in der gänzlich geöffneten Position) erstreckt. Dann werden die Teilungsgleitkerne 51 und 52 von der Einspritzform voneinander in der axialen Richtung entfernt, um die Formstücke zu entfernen.
Die Ventileinheit 1, die bei dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, wird durch die Anwendung des Spritzformverfahrens ausgebildet. Die Pellets aus dem Harzmaterial werden in die Einspritzform über eine Vielzahl an Harzzuführleitungen 57 und 58 von der Harzmaterialzuführeinrichtung 59 eingespritzt. Die Pellets aus dem Harzmaterial werden so erwärmt, dass sie schmelzen, und sie werden zum Zwecke des Einspritzens in die Einspritzform mit Druck beaufschlagt. Genauer gesagt wird geschmolzenes Harz (thermoplastisches Harz, das aufgrund eines Erwärmens geschmolzen wird) von der Harzmaterialzuführeinrichtung 59 durch eine Vielzahl an Harzzuführleitungen 57 und 58 in eine Spritzform so eingespritzt, dass die Hohlräume 55 und 56 ausgefüllt werden (Prozess zum Einspritzen und Einfüllen).
Danach wird der Druck bei dem Formstückinnenharzdruck gehalten, der einen maximalen Formstückinnenharzdruck überschreitet, der sich zum Zeitpunkt eines allmählichen Erhöhens des Formstückinnenharzdruckes zum Zwecke des Einspritzens ergibt. Genauer gesagt wird ein vorbestimmter Druck auf das geschmolzene Harz in der Einspritzform aufgebracht, wobei dann Kühlwasser in einen (nicht dargestellten) Kühlkanal eingeleitet wird, der um die Hohlräume 55 und 56 herum vorgesehen ist, und dann die Menge an geschmolzenem Harz, die dem durch das Kühlwasser bewirkten Schrumpfgrad entspricht, in die Hohlräume 55 und 56 durch eine Vielzahl an Harzzuführleitungen 57 und 58 von der Harzmaterialzuführeinrichtung 59 hinzugefügt wird (Prozess zum Beibehalten des Drucks). Danach wird, nachdem das geschmolzene Harz sich durch die Anwendung von Kühlwasser abgekühlt hat und ausgehärtet worden ist (sich verfestigt hat), die Einspritzform entfernt. Somit wird ein Harzformling (ein thermoplastisches Harzerzeugnis) mit einer Erzeugnisform, bei der das Einlassströmungssteuerventil 2 und die Ventilwelle 4 drehbar in dem Gehäuse 5 montiert sind, durch das gleichzeitige Formen des Einlassströmungssteuerventils 2, der Ventilwelle 4 und des Gehäuses 5 hergestellt.
In dem Fall des vorstehend beschriebenen Einspritzformverfahrens wird die Ventilwelle 4 in dem Einlassströmungssteuerventil 2 geformt, Während von der rechten und der linken Endseite des Einlassströmungssteuerventils 2 in der Achsenrichtung diese herausragt und drehbar in den Wellenaufnahmelöchern 21 und 22 des Gehäuses 5 gehalten wird. Des Weiteren ist die Vielzahl an Vertiefungsabschnitten 31, 41, 32 und 42 ebenfalls an den Seitenflächen der beiden Seitenwänden 15 und 16 des Gehäuses 5 zum Zeitpunkt des gleichzeitigen Formens von dem Einlassströmungssteuerventil 2, der Ventilwelle 4 und des Gehäuses 5 ausgebildet worden.
Somit kann der Einlasswirbelgenerator (Ventileinheit 1) von dem dritten Ausführungsbeispiel leichter hergestellt werden. Demgemäß sind die Herstellkosten von dem Einlasswirbelgenerator (Ventileinheit 1) geringer. Außerdem ist der Einlasswirbelgenerator des dritten Ausführungsbeispiels dazu in der Lage, die gleichen Effekte wie bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel zu erzielen.
Viertes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Bauteile, die den vorstehend beschriebenen Bauteilen ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat das Gehäuse 5 einen axial geraden ersten Vertiefungsabschnitt 41 und einen axial geraden zweiten Vertiefungsabschnitt 42. Der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt 41 und 42 sind im Wesentlichen parallel zueinander und zu der Achse des Kanals 10. Der erste Vertiefungsabschnitt 41 befindet sich zwischen der Welle 4 und dem zweiten Vertiefungsabschnitt 42.
Ein Endpunkt 93 bzw. 94 von jeweils dem ersten bzw. zweiten Vertiefungsabschnitt 41 und 42 befindet sich an dem Ausgang des Kanals 10. Ein Anfangspunkt 43 bzw. 44 von jeweils dem ersten bzw. zweiten Vertiefungsabschnitt 41 und 42 befindet sich benachbart zu dem Ventil 2, wenn das Ventil 2 in der gänzlich geschlossenen Position ist. Genauer gesagt befindet sich der Anfangspunkt 43 bzw. 44 von jeweils dem ersten bzw. zweiten Vertiefungsabschnitt 41 und 42 geringfügig stromaufwärtig von dem Ventil 2, wenn das Ventil 2 in der gänzlich geschlossenen Position ist.
Wenn gemäß der Darstellung von 5 das Einlassströmungssteuerventil 2 gänzlich geschlossen ist, ist es bei einem positiven spitzen Winkel α relativ zu der Achse des Kanals 10 geneigt. Der Neigungswinkel α ist derart, dass das Ventil 2 relativ zu der Welle 4 zu der gänzlich offenen Richtung hin geneigt ist. Außerdem sind der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt 41 und 42 bei einer versetzten Anordnung gestaffelt (versetzt) angeordnet, bei der der Anfangspunkt 44 von dem zweiten Vertiefungsabschnitt 42 sich näher zu dem Ausgang des Kanals 10 als der Anfangspunkt 43 des ersten Vertiefungsabschnitts 41 befindet.
Darüber hinaus haben der Startpunkt 43 bzw. 44 von dem ersten bzw. zweiten Vertiefungsabschnitt 41 und 42 jeweils einen geneigten Abschnitt 95 bzw. 96. Der geneigte Abschnitt 95 bzw. 96 ist bei einem positiven spitzen Winkel α' relativ zu der Achse des Kanals 10 geneigt. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Neigungswinkel α' von den geneigten Abschnitten 95 und 96 ungefähr gleich dem Neigungswinkel α des Ventils 2, wenn das Ventil in der gänzlich geschlossenen Position ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel werden das Strömungssteuerventil 2, die Ventilwelle 4, das Gehäuse 5 und der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt 41 und 42 gleichzeitig in einem Formvorgang ähnlich wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgebildet.
Demgemäß wird wie in dem Fall des ersten Ausführungsbeispiels bei dem Einlasswirbelgenerator (Ventileinheit 1) des vierten Ausführungsbeispiels die starke Nebeneinlassströmung über den Ventilarbeitsbereich erzeugt, womit ein Sicherstellen des Effektes ermöglicht wird, bei dem der in der Haupteinlassströmung bewirkten Rückluftströmung entgegengewirkt wird. Außerdem ist es möglich, ein Einlassströmungssteuerventil 2 mit einem hohen Grad an Zuverlässigkeit bei niedrigen Kosten vorzusehen. Es ist offensichtlich, dass der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt 31 und 32, die an der Seitenwand 15 des Gehäuses 5 bei dem dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, in ähnlicher Weise wie bei den beiden Vertiefungsabschnitten das heißt dem ersten und dem zweiten Vertiefungsabschnitt 41 und 42 ausgebildet sein können, die an der Seitenwand 16 des Gehäuses 5 bei dem vierten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf die 6A und 6B ein fünftes Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem die Bauteile das gleiche Bezugszeichen tragen, die ähnlich wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen sind.
Wie dies in 6A gezeigt ist, umfassen die Vertiefungen an der Seitenwand 16 des Gehäuses 5 bei dem fünften Ausführungsbeispiel einen ersten und zweiten Vertiefungsabschnitt 61 und 62, die eine dreieckige Form haben (das heißt es handelt sich um dreieckige Nuten). Der erste Vertiefungsabschnitt 61 befindet sich zwischen der Ventilwelle 4 und dem zweiten Vertiefungsabschnitt 62. Die Vertiefungsabschnitte 61 und 62 erstrecken sich von einem Ort, der benachbart (das heißt geringfügig stromaufwärtig) von dem Ventil 2 ist, wenn das Ventil in der gänzlich geschlossenen Position ist, bis zu dem Ausgang 12 des Kanals 10. Die Breite von den Vertiefungsabschnitten 61 und 62 nimmt in der stromabwärtigen Richtung des Kanals 10 zu. Außerdem nimmt die Breite der Vertiefungsabschnitte 61 und 62 zu der unteren Wand des Gehäuses 5 hin zu.
Genauer gesagt hat jeder Vertiefungsabschnitt 61 und 62 eine obere Seite 97, die sich ungefähr parallel zu der Achse des Kanals 10 erstreckt. Jeder Vertiefungsabschnitt 61 und 62 hat außerdem eine Hypothenusenseite 98, die sich in einer geraden Linie erstreckt, die zu der Bodenwand hin (in der vertikalen Richtung nach unten) in Bezug auf die obere Seite geneigt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Neigungswinkel der Hypothenuse von dem zweiten Vertiefungsabschnitt 62 größer als bei dem ersten Vertiefungsabschnitt 61. Wenn gemäß der Darstellung von 6A das Einlassströmungssteuerventil 2 gänzlich geschlossen ist, ist das Einlassströmungssteuerventil 2 in einer derartigen Weise positioniert, dass es geringfügig in Bezug auf die Achse des Kanals 10 zu der gänzlich offenen Position des Ventils 2 hin geneigt ist. Aus diesem Grund sind der erste und der zweite dreieckige Vertiefungsabschnitt 61 und 62 bei einer versetzten Anordnung gestaffelt angeordnet, bei der der Anfangspunkt 44 von dem zweiten Vertiefungsabschnitt 62 sich näher zu dem Ausgang 12 des Gehäuses befindet als der Ort von dem Anfangspunkt 43 des ersten Vertiefungsabschnittes 61.
Somit hat die Ventileinheit 1 eine Vielzahl an Nebenöffnungen 7, die zwischen der rechten Endseite des Einlassströmungssteuerventils 2 und den Vertiefungsabschnitten 61 und 62 des Gehäuses 5 ausgebildet sind. Die Nebenöffnungen sehen eine Fluidverbindung zwischen einem Bereich, der sich stromaufwärtig von dem Ventil 2 befindet, und stromabwärtig des Ventils 2 über den Bewegungsbereich des Ventils 2 vor.
Bei dem Prozess zum gleichzeitigen Formen des Einlassströmungssteuerventils 2, der Ventilwelle 4 und des Gehäuses 5 erstrecken sich der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt 61 und 62 ungefähr in der gleichen Richtung (zu dem stromaufwärtigen Ende hin) als die Richtung zum Entfernen des Formstücks, wenn das Formstück von dem stromabwärtigen Ende in der Achsenrichtung des Einlasskanals 10 entfernt wird. Somit kann das bei dem dritten Ausführungsbeispiel beschriebene Einspritzformverfahren verwendet werden, um das Einlassströmungssteuerventil 2, die Ventilwelle 4 und das Gehäuse 5 einstückig zu formen.
Demgemäß wird wie in dem Fall des ersten Ausführungsbeispiels bei dem Einlasswirbelgenerator (bei der Ventileinheit 1) des fünften Ausführungsbeispiels die starke Nebeneinlassströmung über den gesamten Bewegungsbereich des Ventils 2 (das heißt der Ventilarbeitsbereich) erzeugt, was es ermöglicht, der Rückluftströmung der Haupteinlassströmung entgegenzuwirken. Insbesondere erstreckt sich die Hypothenuse 98 von sowohl dem ersten als auch dem zweiten Vertiefungsabschnitt 61 und 62 bei einer Neigung zu der Bodenwand des Gehäuses 5 hin in Bezug auf die Achsenrichtung des Einlasskanals 10. Dies ermöglicht es, eine starke Nebeneinlassströmung zu der unteren Seite in der vertikalen Richtung zu richten, wo der Flüssigkeitspool an Kraftstoff wahrscheinlicher auftritt. Als ein Ergebnis wird der Kraftstoff zu dem Verbrennungsmotor (zu der Einlassöffnung und zu der Verbrennungskammer) von dem Einlasskanal 10 des Gehäuses 5 hin zurückgedrückt. Außerdem ist es möglich, ein Einlassströmungssteuerventil 2 mit einem hohen Grad an Zuverlässigkeit unter geringen Kosten herzustellen. Obwohl die Seitenwand 15 von dem Gehäuse 5 nicht gezeigt ist, ist es offensichtlich, dass die Seitenwand 15 auch einen ersten dreieckigen Vertiefungsabschnitt und einen zweiten dreieckigen Vertiefungsabschnitt 61 und 62 ähnlich wie bei dem ersten und dem Vertiefungsabschnitt 61 und 62 gemäß der Darstellung von 6A haben kann.
Unter Bezugnahme auf 6B hat die Seitenwand 16 von dem Gehäuse 5 des fünften Ausführungsbeispiels zwei parallele geneigte Vertiefungsabschnitte das heißt den ersten und den zweiten geneigten Vertiefungsabschnitt 71 und 72 (das heißt Nuten). Der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt 71 und 72 erstreckt sich jeweils parallel zueinander und in einer geraden Linie zu dem Ausgang 12 des Gehäuses 5 von einer Position, die benachbart zu dem Einlassströmungssteuerventil 2 ist, wenn das Ventil 2 in der gänzlich geschlossenen Position ist, zu dem Ausgang 12 des Kanals 10. Genauer gesagt befindet sich der Anfangspunkt 43 bzw. 44 von den Vertiefungsabschnitten 71 und 72 geringfügig stromaufwärtig von dem Ventil 2. Die Achse von dem ersten und dem zweiten Vertiefungsabschnitt 71 und 72 ist jeweils bei einem spitzen positiven Winkel α'' in Bezug auf die Achse des Kanals 10 zu der Bodenwand 14 des Gehäuses 5 geneigt. Der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt 71 und 72 befindet sich jeweils an der Seitenwandinnenfläche der Seitenwand 16 oberhalb der Ventilwelle 4 und der Wellenaufnahmelöcher 21 und 22 (näher zu der oberen Wand) in 6B. Der erste geneigte Vertiefungsabschnitt 71 befindet sich näher zu der Ventilwelle 4 als der Ort von dem zweiten geneigten Vertiefungsabschnitt 72, und der zweite geneigte Vertiefungsabschnitt 72 befindet sich weiter weg von der Ventilwelle 4 als der Ort des ersten geneigten Vertiefungsabschnittes 71. Anders ausgedrückt befindet sich der erste Vertiefungsabschnitt 71 zwischen der Welle 4 und dem zweiten Vertiefungsabschnitt 72.
Wenn gemäß 6B das Einlassströmungssteuerventil 2 in der gänzlich geschlossenen Position ist, ist das Einlassströmungssteuerventil 2 bei einem positiven spitzen Winkel α relativ zu der Achse des Kanals 10 zu der gänzlich offenen Position hin geneigt. Die beiden Vertiefungsabschnitte das heißt der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt 71 und 72 sind bei einer versetzten Anordnung derart gestaffelt angeordnet, dass der Anfangspunkt 44 von dem zweiten Vertiefungsabschnitt 72 sich näher zu dem Ausgang 12 des Gehäuses 5 befindet als der Anfangspunkt 43 von dem ersten Vertiefungsabschnitt 71. Darüber hinaus haben die Anfangspunkte 43 und 44 der Vertiefungsabschnitte 71 und 72 jeweilige geneigte (schräge) Abschnitte 73 und 74, die bei einem positiven spitzen Winkel α' relativ zu der Achse des Kanals 10 geneigt sind. Der Neigungswinkel α' von den geneigten Abschnitten 73 und 74 ist ungefähr dem Neigungswinkel α des Ventils 2 gleich, wenn das Ventil 2 in der gänzlich geschlossenen Position ist.
Somit hat die Ventileinheit 1 von 6B eine Vielzahl an Nebenöffnungen 7, die zwischen der rechten Endseite des Einlassströmungssteuerventils 2 und den Vertiefungsabschnitten 71 und 72 des Gehäuses 5 ausgebildet sind. Die Nebenöffnungen 7 bewirken eine Fluidverbindung zwischen einer stromaufwärtigen Seite des Ventils 2 und einer stromabwärtigen Seite des Ventils 2 über den Bewegungsbereich des Ventils 2.
Demgemäß wird wie in dem Fall des ersten Ausführungsbeispiels bei dem Einlasswirbelgenerator (bei der Ventileinheit 1) des fünften Ausführungsbeispiels die starke Nebeneinlassströmung über den Ventilbetätigungsbereich erzeugt, womit es möglich wird, der Rückluftströmung der Haupteinlassströmung entgegenzuwirken. Insbesondere erstrecken sich der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt 71 und 72 bei einer Neigung zu der Bodenwand 14 des Gehäuses 5 (stromabwärtig in der vertikalen Richtung) in Bezug auf die Achse des Einlasskanals 10. Dies ermöglicht es, eine starke Nebeneinlassströmung zu dem Bodenbereich in der vertikalen Richtung zu richten, wo der Flüssigkeitspool an Kraftstoff wahrscheinlich auftritt. Als ein Ergebnis wird der Kraftstoff effektiv zu dem Verbrennungsmotor (zu der Einlassöffnung und zu der Verbrennungskammer) von dem Einlasskanal 10 des Gehäuses 5 zurückgedrückt. Außerdem ist es möglich, ein Einlassströmungssteuerventil 2 mit einem hohen Grad an Zuverlässigkeit unter geringen Kosten herzustellen. Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist es offensichtlich, dass die Seitenwand 15 von dem Gehäuse 5 einen ersten und einen zweiten Vertiefungsabschnitt 71 und 72 ähnlich wie die Vertiefungsabschnitte, die in 6B gezeigt sind, hat.
Abgewandelte Beispiele
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der erfindungsgemäße Einlasswirbelgenerator so gestaltet, dass er einen vertikalen Einlasswirbel (eine Taumelströmung) erzeugt zum Unterstützen der Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Verbrennungskammer in jedem der Zylinder von dem Verbrennungsmotorkörper. Alternativ kann der Einlasswirbelgenerator gemäß der vorliegenden Erfindung so gestaltet sein, dass er einen horizontalen Einlasswirbel (Verwirbelung) erzeugt zum Unterstützen der Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Verbrennungskammer in jedem der Zylinder von dem Verbrennungsmotorkörper. Wiederum ist es alternativ möglich, den Einlasswirbelgenerator gemäß der vorliegenden Erfindung so zu gestalten, dass er einen Quetschwirbel erzeugt, um die Verbrennung in dem Verbrennungsmotor zu unterstützen.
Bei diesen Ausführungsbeispielen besteht die Ventilantriebsvorrichtung, die das Einlassströmungssteuerventil 2 der Ventileinheit 1 zu der geschlossenen (offenen) Position antreibt, aus einem elektrisch betätigten Aktuator, der mit einer Antriebseinheit versehen ist, die einen elektrisch betriebenen Motor und einen Kraftübertragungsmechanismus (beispielsweise einen Getriebeuntersetzungsmechanismus) aufweist. Alternativ kann die Ventilantriebsvorrichtung, die das Ventil zu der geschlossenen/offenen Position antreibt, aus einem elektromagnetischen Aktuator oder einem per Unterdruck betriebenen Aktuator bestehen, der ein elektromagnetisches oder elektrisch betätigtes Unterdrucksteuerventil aufweist. Das Ventilvorspannelement wie beispielsweise eine Feder zum Vorspannen des Ventils in der Richtung zum Öffnen oder Schließen, muss nicht vorgesehen sein.
Bei diesen Ausführungsbeispielen ist der Einlasswirbelgenerator der vorliegenden Erfindung bei dem Einlasssystem (oder Auslasssystem) eines Vierzylinderreihenmotors montiert, bei dem die Zylinder in Reihen angeordnet sind. Alternativ kann der Einlasswirbelgenerator der vorliegenden Erfindung in dem Einlasssystem (oder Auslasssystem) von einem Verbrennungsmotor montiert sein, bei dem die Zylinder in einer Vielzahl an Reihen angeordnet sind. Ein derartiger Verbrennungsmotor erfasst einen Mehrzylindermotor wie beispielsweise einen V-Motor, einen horizontalen Motor und einen Boxermotor. Die beiden Lager 8 und 9 sind aus Harz bei diesen Ausführungsbeispielen ausgebildet. Alternativ können das erste und das zweite Lager Bauteile sein, die aus Metall hergestellt sind. Das Ventil ist nicht auf ein Einlassströmungssteuerventil der einstückigen aus mehreren Elementen bestehenden Art beschränkt. Unter der Voraussetzung, dass das Ventil ein mit einer Ventilwelle einstückig kombiniertes Einlassströmungssteuerventil ist, kann entweder ein Einlassströmungssteuerventil mit einem einzelnen Ende oder ein Einlassströmungssteuerventil mit zwei Enden verwendet werden.
Die Ausführungsbeispiele wenden ein Einlassströmungssteuerventil der normalerweise geschlossenen Art an, bei dem das Einlassströmungssteuerventil 2 geöffnet wird, indem ein elektrischer Strom durch den elektrisch betätigten Motor während eines normalen Betriebs des Verbrennungsmotors zugeführt wird, und das Einlassströmungssteuerventil 2 geschlossen wird, indem das Zuführen des elektrischen Stroms zu dem elektrisch betätigten Motor angehalten wird, wenn der Motor gestartet wird oder im Leerlauf läuft. Alternativ kann ein Einlassströmungssteuerventil der normalerweise geöffneten Art angewendet werden, bei dem das Einlassströmungssteuerventil 2 geöffnet wird, indem das Zuführen von elektrischem Strom zu dem elektrisch betätigten Motor während des normalen Betriebs des Verbrennungsmotors angehalten wird, und das Einlassströmungssteuerventil 2 geschlossen wird, indem der elektrische Strom zu dem elektrisch betätigten Motor geliefert wird, wenn der Motor gestartet wird oder im Leerlauf läuft.
Eine Ventileinheit 1 kann in jedem der Zylinder (die vier Zylinder bei den Ausführungsbeispielen) des Verbrennungsmotors vorgesehen sein. In diesem Fall wird eine Taumelströmungssteuerventileinheit vorgesehen, die eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Ventileinheit aufweist, die in Reihe angeordnet sind von dem Führungsende einer Einführrichtung der Ventilwelle in den Einlasskrümmer, und eine Vielzahl an Ventileinheiten 1 zu dem anderen Ende dieser Richtung hin hat. Genauer gesagt ergibt der Einlasswirbelgenerator ein Einlassströmungssteuerventilmodul (mehrere Einlassströmungssteuerventilschaltgeräte der einstückigen Art), das eine Vielzahl an Ventileinheiten 1 aufweist, von denen jede ein öffnungsfähiges und schließfähiges Harzventil aufweist, das in einem Harzgehäuse montiert ist, wobei sie parallel in der Achsenrichtung der Ventilwelle bei regelmäßigen Abständen in einem rechteckigen parallelepipedförmigen Gehäuse angeordnet sind, das einen Teil des Einlasskrümmers ausbildet. Die Ventileinheit 1 von jedem Ausführungsbeispiel kann in einem anderen Einlasskanal als dem Einlasskrümmer oder in einer Einlassöffnung des Verbrennungsmotors eingebaut sein.
Bei diesen Ausführungsbeispielen sind zwei Vertiefungen in der Seitenwandinnenfläche von jeder Seitenwand 15 und 16 des Gehäuses 5 vorgesehen. Alternativ kann eine Vertiefung oder können drei Vertiefungen an der Seitenwandinnenfläche von jeder Seitenwand 15 und 16 des Gehäuses 5 ausgebildet sein. Die Vertiefung kann entweder an der Seitenwandinnenfläche der Seitenwand 15 des Gehäuses oder an der Seitenwandinnenfläche der Seitenwand 16 des Gehäuses 5 ausgebildet sein. Die vordere Form des Einlassströmungssteuerventils 2 ist eine rechteckige oder viereckige Form (oder eine quadratische Form) bei den Ausführungsbeispielen, jedoch kann die vordere Form von dem Einlassströmungssteuerventil 2 eine kreisartige, eine elliptische, eine ovale oder eine polygonale Form sein. In diesem Fall wird die Form von dem Einlasskanal 10 in dem Gehäuse 5 gemäß der vorderen Form des Einlassströmungssteuerventils 2 geändert.
Während lediglich die Auswahl an Ausführungsbeispielen die vorliegende Erfindung veranschaulicht, ist es für Fachleute aus der vorliegenden Offenbarung ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen bei den Ausführungsbeispielen gemacht werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Darüber hinaus dient die vorstehend dargelegte Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung lediglich Veranschaulichungszwecken und soll nicht die Erfindung einschränken, die in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
Der offenbarte Wirbelgenerator hat ein Gehäuse 5, das einen Kanal 10 aufweist, durch den das Fluid strömt. Der Wirbelgenerator hat außerdem ein Ventil 2, das an dem Gehäuse 5 zwischen einer gänzlich geschlossenen Position und einer gänzlich geöffneten Position gekuppelt ist zum Ändern der Strömung des Fluides in dem Kanal 10. Das Ventil 2 hat einen offenen Abschnitt 3, der eine Hauptöffnung zum Erzeugen einer Wirbelströmung in der Strömung des Fluides definiert. Außerdem hat das Ventil 2 eine mittlere Position zwischen der gänzlich geschlossenen Position und der gänzlich geöffneten Position. Das Gehäuse 5 hat des Weiteren einen Vertiefungsabschnitt 31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72 in derartiger Weise, dass der Vertiefungsabschnitt 31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72 von dem Gehäuse 5 und das Ventil 2 so miteinander zusammenwirken, dass sie eine Nebenöffnung 6, 7 definieren, durch die das Fluid dann strömt, wenn das Ventil 2 in der mittleren Position positioniert ist. Außerdem ist ein Verfahren zum Herstellen des Wirbelgenerators offenbart.

Claims

Wirbelgenerator für die Strömung eines Fluides mit: einem Gehäuse (5), das einen Kanal (10) aufweist, durch den das Fluid strömt; und einem Ventil (2), das an dem Gehäuse (5) zwischen einer gänzlich geschlossenen Position und einer gänzlich geöffneten Position beweglich gekuppelt ist, um die Strömung des Fluides in dem Kanal (10) zu ändern, wobei das Ventil (2) einen offenen Abschnitt (3) aufweist, der eine Hauptöffnung zum Erzeugen einer Wirbelströmung in der Strömung des Fluides definiert, wobei das Ventil (2) außerdem eine mittlere Position zwischen der gänzlich geschlossenen Position und der gänzlich geöffneten Position hat, wobei das Gehäuse (5) des Weiteren einen Vertiefungsabschnitt (31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72) in derartiger Weise aufweist, dass der Vertiefungsabschnitt (31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72) von dem Gehäuse (5) und das Ventil (2) miteinander zusammenwirken, um eine Nebenöffnung (6, 7) zu definieren, durch die das Fluid dann strömt, wenn das Ventil (2) in der mittleren Position positioniert ist.
Wirbelgenerator gemäß Anspruch 1, wobei die Nebenöffnung (6, 7) eine Fluidverbindung zwischen einer stromaufwärtigen Seite des Ventils (2) und einer stromabwärtigen Seite des Ventils (2) derart vorsieht, dass das Fluid durch die Nebenöffnung (6, 7) dann strömt, wenn das Ventil (2) in der geschlossenen Position und in der mittleren Position ist.
Wirbelgenerator gemäß Anspruch 1, der des Weiteren eine Welle (4) aufweist, die in drehbarer Weise das Ventil (2) und das Gehäuse (5) kuppelt, wobei die Welle (4) ungefähr an einem mittleren Abschnitt des Ventils (2) vorgesehen ist und seine Drehmitte definiert.
Wirbelgenerator gemäß Anspruch 1, der des Weiteren eine Welle (4) aufweist, die das Ventil (2) und das Gehäuse (5) drehbar kuppelt, wobei die Welle (4) an einem Drehende von dem Ventil (2), das entgegengesetzt zu einem freien Ende des Ventils (2) ist, vorgesehen ist und eine Drehmitte des Ventils (2) vorsieht.
Wirbelgenerator gemäß Anspruch 3, wobei das Gehäuse (5) eine Seitenfläche (19) aufweist, die gemäß dem Drehbewegungsweg des Ventils (2) gekrümmt ist.
Wirbelgenerator gemäß Anspruch 1, wobei die Achse von dem Vertiefungsabschnitt (31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72) von dem Gehäuse (5) sich ungefähr parallel zu der Achse des Kanals (10) erstreckt.
Wirbelgenerator gemäß Anspruch 1, wobei der Kanal (10) einen Eingang (11), durch den das Fluid in den Kanal (10) hingelangt, und einen Ausgang (12) aufweist, durch den das Fluid den Kanal (10) verlässt, und wobei der Vertiefungsabschnitt (31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72) sich linear von dem Eingang (11) zu dem Ausgang (12) erstreckt.
Wirbelgenerator gemäß Anspruch 1, wobei der Kanal (10) einen Eingang (11), durch den das Fluid in den Kanal (10) hingelangt, und einen Ausgang (12) aufweist, durch den das Fluid den Kanal (10) verlässt, wobei das Gehäuse (5) einen ersten Vertiefungsabschnitt (31, 41, 61, 71) aufweist, der sich von dem Eingang (11) zu einem Bereich erstreckt, der benachbart zu dem Ventil (2) ist, wenn das Ventil (2) in der gänzlich geschlossenen Position ist, und wobei das Gehäuse (5) einen zweiten Vertiefungsabschnitt (32, 42, 62, 72) aufweist, der sich von dem Ausgang (12) zu einem Bereich erstreckt, der benachbart zu dem Ventil (2) ist, wenn das Ventil (2) in der gänzlich geschlossenen Position ist.
Wirbelgenerator gemäß Anspruch 1, wobei der Kanal (10) einen Eingang (11), durch den das Fluid in den Kanal (10) hingelangt, und einen Ausgang (12) aufweist, durch den das Fluid den Kanal (10) verlässt, und wobei der Vertiefungsabschnitt (31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72) sich von dem Ausgang (12) zu einem Bereich erstreckt, der benachbart zu dem Ventil (2) ist, wenn das Ventil (2) in der gänzlich geschlossenen Position ist.
Wirbelgenerator gemäß Anspruch 9, der des Weiteren eine Welle (4) aufweist, die in drehbarer Weise das Ventil (2) und das Gehäuse (5) kuppelt, wobei das Gehäuse (5) einen ersten Vertiefungsabschnitt (31, 41, 61, 71) und einen zweiten Vertiefungsabschnitt (32, 42, 62, 72) aufweist, und wobei der erste Vertiefungsabschnitt (31, 41, 61, 71) zwischen der Welle (4) und dem zweiten Vertiefungsabschnitt (32, 42, 62, 72) vorgesehen ist.
Wirbelgenerator gemäß Anspruch 10, wobei der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt (31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72) jeweils einen Endpunkt (93, 94) an dem Ausgang (12) des Kanals (10) und einen Anfangspunkt (43, 44) an dem Bereich haben, der benachbart zu dem Ventil (2) ist, wenn das Ventil (2) in der gänzlich geschlossenen Position ist, und wobei der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt (32, 42, 62, 72) derart gestaffelt angeordnet sind, dass der Anfangspunkt (43, 44) von dem zweiten Vertiefungsabschnitt (32, 42, 62, 72) näher zu dem Ausgang (12) des Gehäuses (5) als der Anfangspunkt (43, 44) von dem ersten Vertiefungsabschnitt (31, 41, 61, 71) ist.
Wirbelgenerator gemäß Anspruch 11, wobei das Ventil (2) bei einem positiven spitzen ersten Winkel (aα in Bezug auf die Achse des Kanals (10) geneigt ist, wenn das Ventil (2) in der gänzlich geschlossenen Position ist, und wobei der jeweilige Anfangspunkt von dem ersten Vertiefungsabschnitt (31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72) jeweils einen geneigten Abschnitt (73, 74, 95, 96) hat, der bei einem positiven spitzen zweiten Winkel (α') relativ zu der Achse des Kanals (10) geneigt ist, und wobei der zweite Winkel (α') ungefähr dem ersten Winkel (α) gleich ist.
Wirbelgenerator gemäß Anspruch 1, wobei der Kanal (10) einen Ausgang (12) aufweist, durch den das Fluid den Kanal (10) verlässt, und wobei der Vertiefungsabschnitt (31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72) von dem Gehäuse (5) eine dreieckige Form hat und sich von dem Ausgang (12) zu einem Bereich erstreckt, der benachbart zu dem Ventil (2) ist, wenn das Ventil (2) in der gänzlich geschlossenen Position ist, wobei die Breite von dem Vertiefungsabschnitt (31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72) in einer stromabwärtigen Richtung des Kanals (10) zunimmt.
Wirbelgenerator gemäß Anspruch 1, wobei der Vertiefungsabschnitt (31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72) des Gehäuses (5) sich linear bei einem positiven spitzen Winkel (α'') in Bezug auf die Achse des Kanals (10) erstreckt.
Wirbelgenerator gemäß Anspruch 14, wobei der Kanal (10) einen Eingang (11) aufweist, durch den das Fluid in den Kanal (10) hingelangt, und einen Ausgang (12) aufweist, durch den das Fluid den Kanal (10) verlässt, und wobei der Vertiefungsabschnitt (31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72) sich von dem Ausgang (12) zu einem Bereich erstreckt, der benachbart zu dem Ventil (2) ist, wenn das Ventil (2) in der gänzlich geschlossenen Position ist.
Wirbelgenerator gemäß Anspruch 15, der des Weiteren eine Welle (4) aufweist, die das Ventil (2) und das Gehäuse (5) in drehbarer Weise kuppelt, wobei das Gehäuse (5) einen ersten Vertiefungsabschnitt (31, 41, 61, 71) und einen zweiten Vertiefungsabschnitt (32, 42, 62, 72) aufweist, und wobei der erste Vertiefungsabschnitt (31, 41, 61, 71) zwischen der Welle (4) und dem zweiten Vertiefungsabschnitt (32, 42, 62, 72) vorgesehen ist.
Wirbelgenerator gemäß Anspruch 16, wobei der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt (31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72) jeweils einen Endpunkt (93, 94) an dem Ausgang des Kanals (10) und einen Anfangspunkt (43, 44) an dem Bereich haben, der benachbart zu dem Ventil (2) ist, wenn das Ventil (2) in der gänzlich geschlossenen Position ist, und wobei der erste und der zweite Vertiefungsabschnitt (31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72) derart gestaffelt angeordnet sind, dass der Anfangspunkt von dem zweiten Vertiefungsabschnitt (32, 42, 62, 72) näher zu dem Ausgang (12) von dem Gehäuse (5) als der Anfangspunkt (43, 44) von dem ersten Vertiefungsabschnitt (31, 41, 61, 71) ist.
Wirbelgenerator gemäß Anspruch 17, wobei das Ventil (2) bei einem positiven spitzen ersten Winkel (α) in Bezug auf die Achse des Kanals (10) geneigt ist, wenn das Ventil (2) in der gänzlich geschlossenen Position ist, und wobei der jeweilige Anfangspunkt von dem ersten und dem zweiten Vertiefungsabschnitt (31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72) jeweils einen geneigten Abschnitt (73, 74, 95, 96) aufweist, der bei einem positiven spitzen zweiten Winkel (α') relativ zu der Achse des Kanals (10) geneigt ist, und wobei der zweite Winkel (α') ungefähr gleich dem ersten Winkel (α) ist.
Verfahren zum Herstellen eines Wirbelgenerators für die Strömung eines Fluides mit den folgenden Schritten: gleichzeitiges Formen eines Gehäuses (5) und eines Ventils (2) in einer Form, wobei das Gehäuse (5) einen Kanal (10) aufweist, durch den das Fluid strömt, wobei der Kanal (10) eine Achse hat; wobei das Ventil (2) beweglich an dem Gehäuse (5) zwischen einer gänzlich geschlossenen Position und einer gänzlich geöffneten Position gekuppelt ist, um die Strömung von dem Fluid in dem Kanal (10) zu ändern, wobei das Ventil (2) einen offenen Abschnitt (3) aufweist, der eine Hauptöffnung zum Erzeugen einer Wirbelströmung in der Strömung des Fluides definiert, und wobei das Ventil (2) außerdem eine mittlere Position zwischen der gänzlich geschlossenen Position und der gänzlich geöffneten Position aufweist; wobei das Gehäuse (5) des Weiteren einen Vertiefungsabschnitt (31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72) derart aufweist, dass der Vertiefungsabschnitt (31, 32, 41, 42, 61, 62, 71, 72) von dem Gehäuse (5) und das Ventil (2) so zusammenwirken, dass sie eine Nebenöffnung (6, 7) definieren, durch die das Fluid dann strömt, wenn das Ventil (2) in der mittleren Position ist; und Bewegen der Form in eine Richtung, die ungefähr parallel zu der Achse des Kanals (10) ist, um das Gehäuse (5) und das Ventil (2) aus der Form zu entfernen.