專利名稱：一種用于發(fā)動機的進氣歧管墊片裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機動車輛發(fā)動機領(lǐng)域，具體來說涉及一種用于發(fā)動機的進氣歧管 墊片裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，發(fā)動機的進氣歧管墊片安裝在進氣歧管與缸蓋之間，用于密封進氣系 統(tǒng)。墊片具有與進氣道數(shù)目相同的墊片內(nèi)腔，用于連通進氣歧管進氣道和缸蓋進氣道。傳 統(tǒng)的進氣歧管墊片只為滿足密封進氣道的作用，針對墊片的研究也只是根據(jù)發(fā)動機的類型 以及缸蓋進氣道端面的結(jié)構(gòu)特點選用不同的材質(zhì)以實現(xiàn)最佳的密封效果。在發(fā)動機設(shè)計過程中，以自然進氣汽油機為例，為匹配高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷工況下發(fā)動 機的工作性能，進氣門關(guān)閉角(intake valve closing，以下簡稱IVC)較大，導(dǎo)致發(fā)動機低 速工況對應(yīng)的進氣門關(guān)閉角過大，存在缸內(nèi)混合氣回流至進氣道中的現(xiàn)象，這在一定程度 上導(dǎo)致了進氣充量的下降，另外由于發(fā)動機小負(fù)荷工況下進氣道內(nèi)的真空度較高，會導(dǎo)致 進氣行程中泵氣損失較大，而傳統(tǒng)進氣歧管墊片的結(jié)構(gòu)形式無法避免上述問題。本實用新型提出的一種用于發(fā)動機的進氣歧管墊片裝置，能夠有效利用進氣回流 效果提高發(fā)動機的效率及動力性能，同時能夠改善發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性，具有重大實用價 值。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可靠 性高和使用壽命長的進氣歧管墊片裝置。該實用新型能夠有效提高發(fā)動機的工作效率，同 時在部分負(fù)荷，特別是小負(fù)荷工況下能夠顯著降低發(fā)動機的燃油消耗率。本實用新型的目的可以通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)一種用于發(fā)動機的進氣歧管墊 片裝置，包括墊片本體，以及用于將進氣歧管進氣道和缸蓋進氣道連通的墊片內(nèi)腔，以及 連通墊片各腔的通道，能夠使發(fā)動機獲得最佳的動力性能和經(jīng)濟性能。優(yōu)選的是，所述進氣歧管墊片裝置中，由于連通進氣歧管進氣道和缸蓋進氣道的 墊片內(nèi)腔彼此間通過一定直徑的通道相連，從而使每缸的進氣過程都能夠得到相鄰缸進氣 道的協(xié)同。優(yōu)選的是，所述進氣歧管墊片裝置中，連接通道的截面積與進氣道截面積的比值 在5% 60%之間，能夠得到最佳的發(fā)動機燃油經(jīng)濟性和動力性能。優(yōu)選的是，所述進氣歧管墊片裝置中，連接通道位于墊片內(nèi)腔之間，以內(nèi)部通孔的 方式實現(xiàn)。發(fā)動機工作在低速工況下，進氣行程后期會存在進氣回流現(xiàn)象，利用本實用新型 所述的進氣歧管墊片裝置，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 氣道中，從而最大限度的利用進氣回流增大了發(fā)動機進氣量。發(fā)動機工作在部分負(fù)荷，特別是小負(fù)荷工況下，本實用新型所述的進氣歧管墊片裝置能夠利用進氣回流現(xiàn)象降低相鄰氣缸進氣道的真空度，從而在一定程度上降低了泵氣 損失，提高了發(fā)動機的效率。發(fā)動機工作在高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷工況下，利用本實用新型所述的進氣歧管墊片裝置 能夠通過墊片內(nèi)腔之間的連接通道增加每缸的進氣流通面積，從而增加進氣流量，提高發(fā) 動機的動力性能。另外進氣歧管墊片內(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氣 道截面積的比值在5% 60%之間，通過匹配合適的管徑能夠獲得最佳的發(fā)動機扭矩水 平，從而獲得最佳的動力性能。綜上所述，一種用于發(fā)動機的進氣歧管墊片裝置能夠有效降低發(fā)動機部分負(fù)荷， 特別是小負(fù)荷工況下的燃油消耗率，同時能夠提高發(fā)動機的效率及動力性能。

圖1是本實用新型的縱剖結(jié)構(gòu)示意圖。圖2顯示了在發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2000r/min，缸內(nèi)平均有效壓力為0. 2MPa時，不同的 IVC下，利用本實用新型給出的進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 的對比。圖3顯示了在發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2000r/min，平均有效壓力為0. 2MPa時，不同的IVC 下，利用本實用新型給出的進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)缸蓋的對比。圖4顯示了通過匹配不同的連接管直徑，在不同轉(zhuǎn)速下發(fā)動機扭矩的變化規(guī)律。
具體實施方式
附圖1顯示了根據(jù)本實用新型的、應(yīng)用在一款四缸汽油發(fā)動機上的進氣歧管墊片 裝置。該裝置包括墊片本體1，以及用于將進氣歧管進氣道和缸蓋進氣道連通的墊片內(nèi)腔， 以及將各腔加-2(1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 式實現(xiàn)，能夠使發(fā)動機能夠獲得最佳的動力性能和經(jīng)濟性能。整個系統(tǒng)的工作過程是當(dāng)發(fā)動機工作在小負(fù)荷工況時，由于節(jié)氣門開度較小，進 氣道的真空度較高，在某一缸的進氣過程中，相鄰缸的進氣道能夠通過墊片內(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氣缸的進氣壓力，減小了泵氣損失， 提高了發(fā)動機的效率。當(dāng)發(fā)動機工作在低轉(zhuǎn)速工況時，由于存在缸內(nèi)混合氣回流至進氣道中的現(xiàn)象，特 別是按高速匹配的發(fā)動機配氣相位會造成低速對應(yīng)的IVC更大，缸內(nèi)混合氣回流量增加。 利用本實用新型提供的進氣歧管墊片裝置，回流氣體能夠及時補充至其它缸的進氣道中， 提高了發(fā)動機低速工況下的進氣充量，增大了發(fā)動機的低速動力性能。當(dāng)發(fā)動機工作在高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷工況時，由于進氣流通截面積成為限制發(fā)動機進 氣流量的主要因素，本實用新型所述的進氣歧管墊片裝置能夠利用墊片內(nèi)腔之間的連接管 增加每缸的進氣流通面積，從而能夠有效增加進氣流量，提高發(fā)動機的動力性能。利用本實用新型給出的進氣歧管墊片裝置，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2000r/min，缸內(nèi)平均 有效壓力為0. 2MPa時，不同的IVC下，能夠獲得較高的發(fā)動機扭矩水平，如附圖2所示，因此本實用新型給出的進進氣歧管墊片裝置能夠使發(fā)動機獲得較高的動力性能。利用本實用新型給出的進氣歧管墊片裝置，通過計算可以得到不同缸內(nèi)平均有效 壓力時發(fā)動機有效燃油消耗率的變化規(guī)律，如附圖3所示，可以看出利用本實用新型給出 的進氣歧管墊片裝置能夠有效降低發(fā)動機的有效燃油消耗率，提高發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性。另外，通過選取不同進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，發(fā)動機的扭矩水平最高，發(fā)動機的動力性能最佳。因此針對不同發(fā)動機采用本實用新 型的進氣歧管墊片裝置時需要匹配最佳的連接管直徑。通過計算可知，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 與進氣道截面積的比在5% 60%之間，能夠獲得最佳的發(fā)動機的扭矩水平，發(fā)動機的動 力性能最佳。本實用新型的優(yōu)點在于本實用新型提出的進氣歧管墊片裝置具有簡單的加工 工藝，可靠性較高，能夠有效提高發(fā)動機在部分負(fù)荷，特別是小負(fù)荷工況時的燃油經(jīng)濟性及 效率，同時能夠提高發(fā)動機在低速工況和高速、大負(fù)荷工況時的動力性能，具有重大實用價 值。另外，通過匹配最佳的墊片內(nèi)腔之間的連接管直徑，發(fā)動機能夠獲得最佳的動力性能和 經(jīng)濟性能。盡管結(jié)合上述優(yōu)選實施例來描述了本實用新型，但是應(yīng)該知道，本實用新型不局 限于所公開的四缸汽油機用進氣歧管墊片裝置例，本實用新型還可以覆蓋各種改進和落入 本實用新型要求保護的精神實質(zhì)和范圍內(nèi)(各種形式的自然進氣、四沖程往復(fù)式汽油機) 的等同布置。附圖標(biāo)記說明1.墊片本體，2.進氣道腔，3.連接通道。
權(quán)利要求1.一種用于發(fā)動機的進氣歧管墊片裝置，包括墊片本體，用于將進氣歧管進氣道和 缸蓋進氣道連通的墊片內(nèi)腔，以及將各腔相互連通的通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進氣歧管墊片裝置，其特征是該連接通道的截面積與進氣 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)部通孔的方式實現(xiàn)。
專利摘要本實用新型公開了一種用于發(fā)動機的進氣歧管墊片裝置，包括墊片本體1，用于將進氣歧管和缸蓋進氣道連通的墊片內(nèi)腔，以及將各腔2a-2d相互連通的通道3a-3c。本實用新型可以實現(xiàn)發(fā)動機部分負(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)動機的燃油經(jīng)濟性；低速工況下，能夠充分利用進氣行程后期缸內(nèi)回流氣體來增加發(fā)動機的進氣量，從而提高發(fā)動機的低速動力性能；高速、大負(fù)荷工況下，由于各缸進氣道之間通過連接通道相互連通，增大了進氣流通截面，因此發(fā)動機的動力性及燃油經(jīng)濟性可得到進一步的改善。
文檔編號F02M35/104GK201874697SQ20102062194
公開日2011年6月22日 申請日期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 申請人:北京理工大學(xué)