專利名稱：一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管墊片裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)涉及一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管墊片 裝置
背景技術(shù)：
眾所周知，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管墊片安裝在進(jìn)氣歧管與缸蓋之間，用于密封進(jìn)氣系 統(tǒng)。墊片具有與進(jìn)氣道數(shù)目相同的墊片內(nèi)腔，用于連通進(jìn)氣歧管進(jìn)氣道和缸蓋進(jìn)氣道。傳 統(tǒng)的進(jìn)氣歧管墊片只為滿足密封進(jìn)氣道的作用，針對(duì)墊片的研究也只是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的類型 以及缸蓋進(jìn)氣道端面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選用不同的材質(zhì)以實(shí)現(xiàn)最佳的密封效果。在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中，以自然進(jìn)氣汽油機(jī)為例，為匹配高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷工況下發(fā)動(dòng) 機(jī)的工作性能，進(jìn)氣門關(guān)閉角(intake valve closing，以下簡(jiǎn)稱IVC)較大，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)低 速工況對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣門關(guān)閉角過(guò)大，存在缸內(nèi)混合氣回流至進(jìn)氣道中的現(xiàn)象，這在一定程度 上導(dǎo)致了進(jìn)氣充量的下降，另外由于發(fā)動(dòng)機(jī)小負(fù)荷工況下進(jìn)氣道內(nèi)的真空度較高，會(huì)導(dǎo)致 進(jìn)氣行程中泵氣損失較大，而傳統(tǒng)進(jìn)氣歧管墊片的結(jié)構(gòu)形式無(wú)法避免上述問(wèn)題。本發(fā)明提出的一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管墊片裝置，能夠有效利用進(jìn)氣回流效果 提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率及動(dòng)力性能，同時(shí)能夠改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，具有重大實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高 和使用壽命長(zhǎng)的進(jìn)氣歧管墊片裝置。該發(fā)明能夠有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，同時(shí)在部分 負(fù)荷，特別是小負(fù)荷工況下能夠顯著降低發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率。本發(fā)明的目的可以通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管墊片裝 置，包括墊片本體，以及用于將進(jìn)氣歧管進(jìn)氣道和缸蓋進(jìn)氣道連通的墊片內(nèi)腔，以及連通 墊片各腔的通道，能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得最佳的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能。優(yōu)選的是，所述進(jìn)氣歧管墊片裝置中，由于連通進(jìn)氣歧管進(jìn)氣道和缸蓋進(jìn)氣道的 墊片內(nèi)腔彼此間通過(guò)一定直徑的通道相連，從而使每缸的進(jìn)氣過(guò)程都能夠得到相鄰缸進(jìn)氣 道的協(xié)同。優(yōu)選的是，所述進(jìn)氣歧管墊片裝置中，連接通道的截面積與進(jìn)氣道截面積的比值 在5% 60%之間，能夠得到最佳的發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性能。優(yōu)選的是，所述進(jìn)氣歧管墊片裝置中，連接通道位于墊片內(nèi)腔之間，以內(nèi)部通孔的 方式實(shí)現(xiàn)。發(fā)動(dòng)機(jī)工作在低速工況下，進(jìn)氣行程后期會(huì)存在進(jìn)氣回流現(xiàn)象，利用本發(fā)明所述 的進(jìn)氣歧管墊片裝置，缸內(nèi)回流氣體能夠借助墊片內(nèi)腔之間的連接通道流入其它缸進(jìn)氣道 中，從而最大限度的利用進(jìn)氣回流增大了發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量。發(fā)動(dòng)機(jī)工作在部分負(fù)荷，特別是小負(fù)荷工況下，本發(fā)明所述的進(jìn)氣歧管墊片裝置 能夠利用進(jìn)氣回流現(xiàn)象降低相鄰氣缸進(jìn)氣道的真空度，從而在一定程度上降低了泵氣損
3失，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷工況下，利用本發(fā)明所述的進(jìn)氣歧管墊片裝置能夠 通過(guò)墊片內(nèi)腔之間的連接通道增加每缸的進(jìn)氣流通面積，從而增加進(jìn)氣流量，提高發(fā)動(dòng)機(jī) 的動(dòng)力性能。另外進(jìn)氣歧管墊片內(nèi)腔之間的連接通道存在最優(yōu)直徑，連接通道的截面積與進(jìn)氣 道截面積的比值在5% 60%之間，通過(guò)匹配合適的管徑能夠獲得最佳的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩水 平，從而獲得最佳的動(dòng)力性能。綜上所述，一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管墊片裝置能夠有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)部分負(fù)荷， 特別是小負(fù)荷工況下的燃油消耗率，同時(shí)能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率及動(dòng)力性能。


圖1是本發(fā)明的縱剖結(jié)構(gòu)示意圖。圖2顯示了在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min，缸內(nèi)平均有效壓力為0. 2MPa時(shí)，不同的 IVC下，利用本發(fā)明給出的進(jìn)氣道連通型缸蓋裝置得到的扭矩的變化規(guī)律與傳統(tǒng)缸蓋的對(duì) 比。圖3顯示了在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min，平均有效壓力為0. 2MPa時(shí)，不同的IVC 下，利用本發(fā)明給出的進(jìn)氣道連通型缸蓋裝置得到的有效燃油消耗率的變化規(guī)律與傳統(tǒng)缸 蓋的對(duì)比。圖4顯示了通過(guò)匹配不同的連接管直徑，在不同轉(zhuǎn)速下發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的變化規(guī)律。
具體實(shí)施例方式附圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的、應(yīng)用在一款四缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上的進(jìn)氣歧管墊片裝 置。該裝置包括墊片本體1，以及用于將進(jìn)氣歧管進(jìn)氣道和缸蓋進(jìn)氣道連通的墊片內(nèi)腔，以 及將各腔2a_2d相互連通的通道3a_3c。連接通道位于各墊片內(nèi)腔之間，以內(nèi)部通孔的方式 實(shí)現(xiàn)，能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠獲得最佳的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能。整個(gè)系統(tǒng)的工作過(guò)程是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在小負(fù)荷工況時(shí)，由于節(jié)氣門開度較小，進(jìn) 氣道的真空度較高，在某一缸的進(jìn)氣過(guò)程中，相鄰缸的進(jìn)氣道能夠通過(guò)墊片內(nèi)腔之間的連 接通道向該氣缸輸送工質(zhì)，從而在很大程度上提高了進(jìn)氣缸的進(jìn)氣壓力，減小了泵氣損失， 提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在低轉(zhuǎn)速工況時(shí)，由于存在缸內(nèi)混合氣回流至進(jìn)氣道中的現(xiàn)象，特 別是按高速匹配的發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位會(huì)造成低速對(duì)應(yīng)的IVC更大，缸內(nèi)混合氣回流量增加。 利用本發(fā)明提供的進(jìn)氣歧管墊片裝置，回流氣體能夠及時(shí)補(bǔ)充至其它缸的進(jìn)氣道中，提高 了發(fā)動(dòng)機(jī)低速工況下的進(jìn)氣充量，增大了發(fā)動(dòng)機(jī)的低速動(dòng)力性能。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷工況時(shí)，由于進(jìn)氣流通截面積成為限制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn) 氣流量的主要因素，本發(fā)明所述的進(jìn)氣歧管墊片裝置能夠利用墊片內(nèi)腔之間的連接管增加 每缸的進(jìn)氣流通面積，從而能夠有效增加進(jìn)氣流量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。利用本發(fā)明給出的進(jìn)氣歧管墊片裝置，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min，缸內(nèi)平均有效 壓力為0. 2MPa時(shí)，不同的IVC下，能夠獲得較高的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩水平，如附圖2所示，因此本 發(fā)明給出的進(jìn)進(jìn)氣歧管墊片裝置能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得較高的動(dòng)力性能。
利用本發(fā)明給出的進(jìn)氣歧管墊片裝置，通過(guò)計(jì)算可以得到不同缸內(nèi)平均有效壓力 時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)有效燃油消耗率的變化規(guī)律，如附圖3所示，可以看出利用本發(fā)明給出的進(jìn)氣歧 管墊片裝置能夠有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)的有效燃油消耗率，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。另外，通過(guò)選取不同進(jìn)氣道間連接通道直徑，如附圖4，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)連接管直徑為 b時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩水平最高，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能最佳。因此針對(duì)不同發(fā)動(dòng)機(jī)采用本發(fā)明的 進(jìn)氣歧管墊片裝置時(shí)需要匹配最佳的連接管直徑。通過(guò)計(jì)算可知，連通墊片內(nèi)腔的連接通道的最優(yōu)直徑需要滿足連接通道的截面積 與進(jìn)氣道截面積的比在5% 60%之間，能夠獲得最佳的發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩水平，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng) 力性能最佳。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明提出的進(jìn)氣歧管墊片裝置具有簡(jiǎn)單的加工工藝，可靠 性較高，能夠有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)在部分負(fù)荷，特別是小負(fù)荷工況時(shí)的燃油經(jīng)濟(jì)性及效率，同時(shí) 能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)在低速工況和高速、大負(fù)荷工況時(shí)的動(dòng)力性能，具有重大實(shí)用價(jià)值。另外， 通過(guò)匹配最佳的墊片內(nèi)腔之間的連接管直徑，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠獲得最佳的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性 能。盡管結(jié)合上述優(yōu)選實(shí)施例來(lái)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該知道，本發(fā)明不局限于所公 開的四缸汽油機(jī)用進(jìn)氣歧管墊片裝置例，本發(fā)明還可以覆蓋各種改進(jìn)和落入本發(fā)明要求保 護(hù)的精神實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)(各種形式的自然進(jìn)氣、四沖程往復(fù)式汽油機(jī))的等同布置。附圖標(biāo)記說(shuō)明1.墊片本體，2.進(jìn)氣道腔，3.連接通道。
權(quán)利要求
一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管墊片裝置，包括墊片本體，用于將進(jìn)氣歧管進(jìn)氣道和缸蓋進(jìn)氣道連通的墊片內(nèi)腔，以及將各腔相互連通的通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣歧管墊片裝置，其特征是該連接通道的截面積與進(jìn)氣 道截面積的比值在5 % 60 %之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣歧管墊片裝置，其特征在于該連接通道位于墊片內(nèi)腔 之間，以內(nèi)部通孔的方式實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管墊片裝置，包括墊片本體1，用于將進(jìn)氣歧管和缸蓋進(jìn)氣道連通的墊片內(nèi)腔，以及將各腔2a-2d相互連通的通道3a-3c。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)部分負(fù)荷工況，特別是小負(fù)荷工況下，能夠有效降低泵氣損失，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性；低速工況下，能夠充分利用進(jìn)氣行程后期缸內(nèi)回流氣體來(lái)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的低速動(dòng)力性能；高速、大負(fù)荷工況下，由于各缸進(jìn)氣道之間通過(guò)連接通道相互連通，增大了進(jìn)氣流通截面，因此發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性及燃油經(jīng)濟(jì)性可得到進(jìn)一步的改善。
文檔編號(hào)F02F11/00GK101975120SQ201010558199
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者孫柏剛, 張冬生 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)