一種汽油發(fā)動機進氣歧管與一種汽油發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種汽油發(fā)動機進氣歧管，包括長度可變機構以及設有長管入口和短管入口的進氣歧管，長度可變機構包括電磁閥、執(zhí)行器、轉軸以及多個閥片，閥片固連在轉軸上并且分別位于每個短管入口處，執(zhí)行器連接轉軸并且可帶動轉軸轉動，電磁閥可接受發(fā)動機控制單元的信號并控制執(zhí)行器動作，進氣歧管的穩(wěn)壓腔依次通過第三真空軟管、三通閥以及第一真空軟管連通于進氣歧管的真空腔，真空腔依次通過三通閥、第二真空軟管、電磁閥以及第四真空軟管連通于執(zhí)行器。本方案可根據(jù)發(fā)動機的轉速切換進氣歧管的工作長度，保證發(fā)動機在中低速的扭矩以及高轉速時的功率輸出。本實用新型還公開了一種包括上述汽油發(fā)動機進氣歧管的汽油發(fā)動機。
【專利說明】一種汽油發(fā)動機進氣歧管與一種汽油發(fā)動機

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽油發(fā)動機【技術領域】，尤其涉及一種汽油發(fā)動機進氣歧管與一種汽油發(fā)動機。

【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的小排量汽車發(fā)動機，其進氣歧管根據(jù)發(fā)動機的缸數(shù)，多采用3或4個進氣管道，且每個進氣管道為固定長度，如此難以保證發(fā)動機在不同轉速和不同工況下的充氣效率，使得發(fā)動機不能兼顧低轉速和高轉速性能的輸出。
[0003]因此，如何使發(fā)動機兼顧低轉速和高轉速性能的輸出，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。
實用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實用新型提供一種汽油發(fā)動機進氣歧管，該進氣歧管可以根據(jù)發(fā)動機轉速進行工作長度的切換，可保證發(fā)動機在中低速的扭矩以及高轉速時的功率輸出。
[0005]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種汽油發(fā)動機進氣歧管，包括進氣歧管和長度可變機構，所述進氣歧管設有出氣口、長管入口以及短管入口，所述長管入口距離所述出氣口的通道長度大于所述短管入口距離所述出氣口的通道長度，所述長度可變機構包括電磁閥、執(zhí)行器、轉軸以及多個閥片，所述閥片固連在所述轉軸上并且分別位于每個短管入口處，所述執(zhí)行器連接所述轉軸并且可帶動所述轉軸轉動，所述電磁閥可接受發(fā)動機控制單元的信號并控制所述執(zhí)行器動作，所述進氣歧管的穩(wěn)壓腔依次通過第三真空軟管、三通閥以及第一真空軟管連通于所述進氣歧管的真空腔，所述真空腔依次通過所述三通閥、第二真空軟管、所述電磁閥以及第四真空軟管連通于所述執(zhí)行器。
[0006]優(yōu)選地，在上述汽油發(fā)動機進氣歧管中，所述閥片的最大打開角度范圍為50°?60。。
[0007]優(yōu)選地，在上述汽油發(fā)動機進氣歧管中，所述閥片的橫截面積為670?680mm2。
[0008]優(yōu)選地，在上述汽油發(fā)動機進氣歧管中，所述轉軸從所述閥片的2/3位置穿過，且所述閥片兩側的流量系數(shù)分配比例為8:2。
[0009]優(yōu)選地，在上述汽油發(fā)動機進氣歧管中，當所述閥片處于關閉狀態(tài)時，所述進氣歧管的長管處于工作通道，此時最大流量系數(shù)為0.75 ;當所述閥片處于打開狀態(tài)時，所述進氣歧管的短管處于主要工作通道，流量系數(shù)不低于0.8。
[0010]優(yōu)選地，在上述汽油發(fā)動機進氣歧管中，所述穩(wěn)壓腔的容積為800?1200ml。
[0011]優(yōu)選地，在上述汽油發(fā)動機進氣歧管中，所述進氣歧管的每個進氣通道的長度為560?620mm，且每個所述進氣通道的當量直徑為30?32mm。
[0012]優(yōu)選地，在上述汽油發(fā)動機進氣歧管中，所述進氣歧管的長管入口的曲率半徑為60mm,所述進氣歧管的短管入口的曲率半徑為36mm。
[0013]本實用新型提供的汽油發(fā)動機進氣歧管的工作過程如下:
[0014]該進氣歧管本體上布置有穩(wěn)壓腔，與第三真空軟管相通，用于輸出一定的真空力，該真空力通過三通閥和第一真空軟管到達進氣歧管上設置的真空腔，且使該真空腔內(nèi)始終保持一定的真空度。當電磁閥接受到來自發(fā)動機控制單元的信號后，會驅(qū)動電磁閥動作，接通真空腔與執(zhí)行器之間的通路，同時真空力會依次通過第一真空軟管、三通閥、第二真空軟管、電磁閥以及第四真空軟管到達執(zhí)行器處，執(zhí)行器在真空力的作用下產(chǎn)生軸向運動，且通過傳動機構將直線運動轉化為轉軸連同閥片的旋轉運動，閥片在旋轉過程中轉過不同的角度，從而實現(xiàn)對進氣歧管短管入口的打開和關閉，進而實現(xiàn)進氣歧管的長管和短管兩種工作氣道的切換。
[0015]可見，本方案中的進氣歧管主體上集成有長度可變機構，且能夠根據(jù)發(fā)動機的轉速進行進氣歧管長管和短管兩種工作長度的切換，可保證發(fā)動機在中低速的扭矩以及高轉速時的功率輸出，同時會改善發(fā)動機的排放水平和降低發(fā)動機的油耗，從而達到高性能、低排放和低油耗的目的。
[0016]本實用新型還提供了一種汽油發(fā)動機，包括上述任一項所述的汽油發(fā)動機進氣歧管。該汽油發(fā)動機產(chǎn)生的有益效果的推導過程與上述汽油發(fā)動機進氣歧管帶來的有益效果的推導過程大體類似，故本文不再贅述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本實用新型具體實施例方案中的汽油發(fā)動機進氣歧管局部剖視圖；
[0019]圖2為本實用新型具體實施例方案中的長度可變機構結構示意圖；
[0020]圖3為本實用新型具體實施例方案中的進氣歧管通道剖面結構圖；
[0021]圖4為本實用新型具體實施例方案中的汽油發(fā)動機進氣歧管側視圖；
[0022]圖5為圖4的左視圖；
[0023]圖6為圖4的右視圖；
[0024]圖7為本實用新型具體實施例方案中的進氣歧管的通道曲率示意圖；
[0025]圖1至圖7中:
[0026]長度可變機構-1、電磁閥_2、執(zhí)行器-4、閥片-5、軸承-6、轉軸_7、進氣壓力傳感器接口 _8、EGR接口和管路-9、真空助力管接口 -10、碳管控制閥接口 -11、PCV閥接口 -12、穩(wěn)壓腔-13、真空腔-14、三通閥-15、進氣通道-16、傳動機構-17、第一真空軟管-31、第二真空軟管-32、第三真空軟管-33、第四真空軟管-34、長管入口 -161、短管入口 -162、出氣Π -163。

【具體實施方式】
[0027]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0028]請參照圖1至圖7，圖1為本實用新型具體實施例方案中的汽油發(fā)動機進氣歧管局部剖視圖；圖2為本實用新型具體實施例方案中的長度可變機構結構示意圖；圖3為本實用新型具體實施例方案中的進氣歧管通道剖面結構圖；圖4為本實用新型具體實施例方案中的汽油發(fā)動機進氣歧管側視圖；圖5為圖4的左視圖；圖6為圖4的右視圖；圖7為本實用新型具體實施例方案中的進氣歧管的通道曲率示意圖。
[0029]在一種具體實施例方案中，本實用新型提供了一種汽油發(fā)動機進氣歧管，包括進氣歧管和長度可變機構I。其中，進氣歧管設有出氣口 163、長管入口 161以及短管入口 162，長管入口 161距離出氣口 163的通道長度大于短管入口 162距離出氣口 163的通道長度。長度可變機構I包括電磁閥2、執(zhí)行器4、轉軸7以及多個閥片5，閥片5固連在轉軸7上并且分別位于每個進氣歧管的短管入口 162處，執(zhí)行器4連接轉軸7并且可帶動轉軸7轉動，電磁閥2可接受發(fā)動機控制單元的信號并控制執(zhí)行器4動作，進氣歧管的穩(wěn)壓腔13依次通過第三真空軟管33、三通閥15以及第一真空軟管31連通于進氣歧管的真空腔14，真空腔14依次通過三通閥15、第二真空軟32管、電磁閥2以及第四真空軟管34連通于執(zhí)行器4。
[0030]具體的，該長度可變機構I還包括軸承6，軸承6套設于轉軸7上并安裝于進氣歧管的兩側，用于支撐轉軸7進行旋轉。閥片5固連在轉軸7上，并且保持預設的安裝角度，以便使用時控制進氣歧管的短管入口 162的開閉，并且可以隨同轉軸7旋轉一定的角度實現(xiàn)閥片5兩側的流量系數(shù)的調(diào)整。執(zhí)行器4通過傳動機構17與轉軸7相連，其作用是在真空力的作用下帶動轉軸7和閥片5發(fā)生轉動。電磁閥2的作用是接收發(fā)動機控制單元的信號，并且根據(jù)信號執(zhí)行通斷操作，以使真空腔14與執(zhí)行器4之間的通路連通或斷開，從而控制真空力對執(zhí)行器4的作用。
[0031]需要說明的是，本方案中的長度可變機構I還包括四個真空軟管和一個三通閥15，分別為第一真空軟管31、第二真空軟管32、第三真空軟管33和第四真空軟管34，第三真空軟管33的一端連通于進氣歧管的穩(wěn)壓腔13，另一端連接到三通閥15，三通閥15再通過第一真空軟管31連通于進氣歧管的真空腔14，三通閥15還通過第二真空軟管32連通于電磁閥2，電磁閥2通過第四真空軟管34連通于執(zhí)行器4。四個真空軟管連同三通閥15以及電磁閥2的共同作用下可以將真空腔14的真空力傳遞至執(zhí)行器4處，從而驅(qū)動執(zhí)行器4工作。
[0032]其中，執(zhí)行器4具體的結構為現(xiàn)有技術中本領域技術人員已知的常用機構，能夠?qū)崿F(xiàn)接收真空力并產(chǎn)生軸向直線往復運動，如圖2所示，經(jīng)過傳動機構17的傳動，利用連桿加曲軸式傳動機構可以把執(zhí)行器4的直線運動轉化為轉軸7的轉動，實現(xiàn)閥片5的開啟和關閉。
[0033]本實用新型提供的汽油發(fā)動機進氣歧管的工作過程如下:
[0034]該進氣歧管本體上布置有穩(wěn)壓腔13，與第三真空軟管33相通，用于輸出一定的真空力，該真空力通過三通閥15和第一真空軟管31到達進氣歧管上設置的真空腔14，且使該真空腔14內(nèi)始終保持一定的真空度。
[0035]當電磁閥2接受到來自發(fā)動機控制單元的信號后，會驅(qū)動電磁閥2動作，接通真空腔14與執(zhí)行器4之間的通路，同時真空力會依次通過第一真空軟管31、三通閥15、第二真空軟管32、電磁閥2以及第四真空軟管34到達執(zhí)行器4處，執(zhí)行器4在真空力的作用下產(chǎn)生軸向運動，且通過傳動機構17將直線運動轉化為轉軸7連同閥片5的旋轉運動，閥片5在旋轉過程中轉過不同的角度，從而實現(xiàn)對進氣歧管短管入口 162的打開和關閉，進而實現(xiàn)進氣歧管的長管和短管兩種工作氣道的切換。具體的，當發(fā)動機控制單元發(fā)出信號需要切換到短管進氣時，閥片5打開短管入口 162，穩(wěn)壓腔13內(nèi)的空氣就可以直接從短管入口162進入到進氣通道16中；當發(fā)動機控制單元發(fā)出信號需要切換到長管進氣時，閥片5關閉短管入口 162，穩(wěn)壓腔13內(nèi)的空氣就從長管入口 161進入到進氣通道16中。
[0036]需要說明的是，在設計發(fā)動機時，應根據(jù)整車的需求，對發(fā)動機的中低轉速和高轉速的性能進行平衡和兼顧。為此，進氣歧管各通道的流量系數(shù)與進氣壓損這對矛盾也會根據(jù)發(fā)動機性能的需求進行平衡。在此，本方案根據(jù)發(fā)動機動力性能的要求，將閥片5的最大打開角度范圍設計在50°?60°之間，閥片5的橫截面積為670?680mm2，轉軸7從閥片5的2/3的位置穿過，且閥片5兩側的流量系數(shù)分配比例為A:B = 8:2(圖3中示出了閥片5兩側的A側和B側)。當閥片5處于關閉狀態(tài)時，進氣歧管的長管處于工作通道，此時最大流量系數(shù)為0.75 ;當閥片5處于打開狀態(tài)時，進氣歧管的短管處于主要工作通道，其流量系數(shù)不低于0.8。如此設置，短管入口 162處的流量系數(shù)分配將更加合理。
[0037]需要說明的是，為了避免氣缸間進氣的相互干擾，在燃料噴射式發(fā)動機中通常設置有穩(wěn)壓腔13，穩(wěn)壓腔13的大小對于氣流在進氣歧管中的波動頻率有很大的影響。本方案優(yōu)選將穩(wěn)壓腔13的容積設計為800?1200ml，以保證進氣歧管各通道的進氣均勻性。
[0038]需要說明的是，本方案中的進氣歧管設置有多個進氣通道，具體的，本實施例中設置有4個進氣通道。本實用新型根據(jù)配氣機構的匹配理論計算(主要根據(jù)進氣壓力波的反射原理以及配氣機構凸輪型線的工作長度進行計算)，將各個進氣通道的長度設計為560?620mm之間,通道采用不等截面設計，當量直徑的設計要求在Φ30?32mm之間，如此設置，可充分利用進氣歧管中的波動效應來提高發(fā)動機的充氣效率，最終實現(xiàn)發(fā)動機高性能的輸出。
[0039]具體的，本實施例方案中的進氣歧管的截面形狀請參見圖3，進氣歧管的通道的曲率半徑請參見圖7，優(yōu)選地，本實施例方案中進氣歧管的長管入口 161的曲率半徑為R=60mm,進氣歧管的短管入口 162的曲率半徑為R = 36mm。長管和短管匯合后,依次通過R55.6、R491.9、R200.6的通道，到達氣缸蓋入口。
[0040]另外，該進氣歧管本體上還布置有進氣壓力傳感器接口 8、EGR接口和管路9、真空助力管接口 10、碳管控制閥接口 11以及PCV閥接口 12，各個接口的位置請參見圖4至圖6。這些接口和管路與原有進氣歧管的布置類似，故此處不再贅述。
[0041]本方案是通過理論計算、軟件分析以及臺架試驗的方法進行設計得出的，即先通過理論計算得到一些參數(shù)，比如長度、管徑以及穩(wěn)壓腔容積等，再根據(jù)分析軟件進行驗證，最后進行臺架試驗的結果定型。
[0042]通過與其他系統(tǒng)的匹配設計，使得所搭載該進氣歧管的1.206L發(fā)動機擁有升扭矩 97.8N.πι/1、升功率 56Kw/L 的性能指標，同時具有 105.5N *m/2000r/min, 118N *m/3200r/min、114 ?118N.m/3200 ?4800r/min 和 67.5Kw/6000r/min 的性能水平。
[0043]可見，本方案中的進氣歧管主體上集成有長度可變機構1，且能夠根據(jù)發(fā)動機的轉速進行進氣歧管長管和短管兩種工作長度的切換，可保證發(fā)動機在中低速的扭矩以及高轉速時的功率輸出，同時會改善發(fā)動機的排放水平和降低發(fā)動機的油耗，從而達到高性能、低排放和低油耗的目的。
[0044]本實用新型還提供了一種汽油發(fā)動機，包括上述任一項所述的汽油發(fā)動機進氣歧管。該汽油發(fā)動機產(chǎn)生的有益效果的推導過程與上述汽油發(fā)動機進氣歧管帶來的有益效果的推導過程大體類似，故本文不再贅述。
[0045]對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種汽油發(fā)動機進氣歧管，其特征在于，包括進氣歧管和長度可變機構(1)，所述進氣歧管設有出氣口(163)、長管入口(161)以及短管入口(162)，所述長管入口(161)距離所述出氣口(163)的通道長度大于所述短管入口(162)距離所述出氣口(163)的通道長度，所述長度可變機構(1)包括電磁閥(2)、執(zhí)行器(4)、轉軸(7)以及多個閥片(5)，所述閥片(5)固連在所述轉軸(7)上并且分別位于每個短管入口(162)處，所述執(zhí)行器(4)連接所述轉軸(7)并且可帶動所述轉軸(7)轉動，所述電磁閥(2)可接受發(fā)動機控制單元的信號并控制所述執(zhí)行器(4)動作，所述進氣歧管的穩(wěn)壓腔(13)依次通過第三真空軟管(33)、三通閥(15)以及第一真空軟管(31)連通于所述進氣歧管的真空腔(14)，所述真空腔(14)依次通過所述三通閥(15)、第二真空軟管(32)、所述電磁閥(2)以及第四真空軟管(34)連通于所述執(zhí)行器(4)。
2.根據(jù)權利要求1所述的汽油發(fā)動機進氣歧管，其特征在于，所述閥片(5)的最大打開角度范圍為50°?60°。
3.根據(jù)權利要求1所述的汽油發(fā)動機進氣歧管，其特征在于，所述閥片(5)的橫截面積為 670 ?680mm2。
4.根據(jù)權利要求1所述的汽油發(fā)動機進氣歧管，其特征在于，所述轉軸(7)從所述閥片(5)的2/3位置穿過，且所述閥片(5)兩側的流量系數(shù)分配比例為8:2。
5.根據(jù)權利要求1所述的汽油發(fā)動機進氣歧管，其特征在于，當所述閥片(5)處于關閉狀態(tài)時，所述進氣歧管的長管處于工作通道，此時最大流量系數(shù)為0.75 ;當所述閥片(5)處于打開狀態(tài)時，所述進氣歧管的短管處于主要工作通道，流量系數(shù)不低于0.8。
6.根據(jù)權利要求1所述的汽油發(fā)動機進氣歧管，其特征在于，所述穩(wěn)壓腔(13)的容積為 800 ?1200ml。
7.根據(jù)權利要求1所述的汽油發(fā)動機進氣歧管，其特征在于，所述進氣歧管的每個進氣通道(16)的長度為560?620mm，且每個所述進氣通道(16)的當量直徑為30?32mm。
8.根據(jù)權利要求1所述的汽油發(fā)動機進氣歧管，其特征在于，所述進氣歧管的長管入口(161)的曲率半徑為60mm，所述進氣歧管的短管入口(162)的曲率半徑為36mm。
9.一種汽油發(fā)動機，其特征在于，包括權利要求1至8任一項所述的汽油發(fā)動機進氣歧管。
【文檔編號】F02M35/104GK204175475SQ201420495403
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權日:2014年8月29日
【發(fā)明者】李曉君, 王釗, 唐素芳 申請人:力帆實業(yè)(集團)股份有限公司