一種負(fù)荷可變的汽油機(jī)進(jìn)氣歧管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種負(fù)荷可變的汽油機(jī)進(jìn)氣歧管。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，節(jié)能降耗、保護(hù)環(huán)境、提高安全性能等已成為汽車發(fā)展的新趨勢(shì)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管被廣泛應(yīng)用。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管由進(jìn)氣總管、進(jìn)氣支管和穩(wěn)壓腔組成，各支進(jìn)氣支管一端與進(jìn)氣門相連，一端與進(jìn)氣總管后的穩(wěn)壓腔相連，每個(gè)氣缸都有一支進(jìn)氣支管，對(duì)應(yīng)引擎氣缸的數(shù)量，如四缸引擎就有四支進(jìn)氣支管，五缸引擎則有五支進(jìn)氣支管，將空氣分別導(dǎo)入各氣缸中。為更好的提高發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的輸出性能，現(xiàn)有技術(shù)通常是通過改變氣道的長度或截面積，提高燃燒效率，使發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)更平穩(wěn)、扭矩更充足，高轉(zhuǎn)速時(shí)更順暢、功率更高。
[0004]通過改變進(jìn)氣歧管長度的結(jié)構(gòu)，是在進(jìn)氣支管上通過打開或關(guān)閉短氣道的路徑實(shí)現(xiàn)短氣道或長氣道2種進(jìn)氣狀態(tài)的切換，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，關(guān)閉短氣道，氣流被迫從長氣道進(jìn)入氣缸，此時(shí)，進(jìn)氣歧管內(nèi)氣柱共振頻率得以降低，以適應(yīng)氣流的低轉(zhuǎn)速；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)氣頻率上升，此時(shí)打開短氣道，氣流繞開下部導(dǎo)管通過短氣道直接注入氣缸，這樣提高了進(jìn)氣歧管的氣柱共振頻率，利于高速進(jìn)氣。
[0005]通過改變進(jìn)氣歧管長度的結(jié)構(gòu)有2種情況:一種情況是采用滾筒結(jié)構(gòu)的，如本申請(qǐng)人提出的申請(qǐng)?zhí)枮?01410175917.5、名稱為“一種汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的可變進(jìn)氣系統(tǒng)”的發(fā)明專利，在滾筒上沿軸向方向設(shè)有4個(gè)滾筒上部過流通孔和4個(gè)滾筒側(cè)部過流通孔，在進(jìn)氣歧管總成的內(nèi)部通過軸承安裝滾筒，滾筒通過滾筒左軸與真空?qǐng)?zhí)行器連接，在穩(wěn)壓腔下部設(shè)有真空腔和滾筒安裝腔，在穩(wěn)壓腔下壁上開通有與滾筒上的4個(gè)滾筒上部過流通孔相互對(duì)應(yīng)的4個(gè)穩(wěn)壓腔下壁過流通孔，在進(jìn)氣歧管中片側(cè)壁上開通有與滾筒上的4個(gè)滾筒側(cè)部過流通孔相互對(duì)應(yīng)的4個(gè)進(jìn)氣歧管中片側(cè)壁過流通孔。通過控制滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)角度，使?jié)L筒中的各個(gè)過流通孔遠(yuǎn)離短氣道入口，此時(shí)短氣道處于關(guān)閉狀態(tài)，這樣，空氣從節(jié)氣門進(jìn)入進(jìn)氣歧管中后只能從長氣道進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)各缸內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)低速長氣道進(jìn)氣的目的；或者，使?jié)L筒中的各個(gè)過流通孔對(duì)準(zhǔn)短氣道入口，此時(shí)短氣道處于開啟狀態(tài)，這樣，空氣從節(jié)氣門進(jìn)入到進(jìn)氣歧管中后，空氣就會(huì)沿著短氣道進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)各缸內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)高速短氣道的目的。通過改變進(jìn)氣歧管的長度的結(jié)構(gòu)另一種情況是采用閥片結(jié)構(gòu)，如申請(qǐng)?zhí)枮?01020135780.8，名稱為“一種可變進(jìn)氣歧管切換控制裝置”的實(shí)用新型，由閥座、閥片、旋轉(zhuǎn)軸、真空閥以及電磁閥構(gòu)成，閥座上開設(shè)有與閥片數(shù)量以及形狀相適應(yīng)的閥孔，閥片固裝在旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸由固裝在閥座一端的真空閥驅(qū)動(dòng)，真空閥由固裝在同側(cè)下方閥座上的電磁閥驅(qū)動(dòng)。該實(shí)用新型固裝在可變進(jìn)氣歧管中，通過閥片的打開以及閉合來控制進(jìn)氣歧管中氣流的進(jìn)氣路徑，當(dāng)閥片打開時(shí)，氣流可以從可變進(jìn)氣歧管的短而粗的氣道中通過直達(dá)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)，當(dāng)閥片閉合后，氣流可以從可變進(jìn)氣歧管細(xì)而長的氣道中通過，到達(dá)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)。
[0006]通過改變進(jìn)氣歧管的截面積的結(jié)構(gòu)，如申請(qǐng)?zhí)枮?01120497444.2，名稱為“一種應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的可變進(jìn)氣歧管結(jié)構(gòu)”的實(shí)用新型，所述可變進(jìn)氣歧管結(jié)構(gòu)包括進(jìn)氣歧管本體，進(jìn)氣歧管進(jìn)氣道，每個(gè)進(jìn)氣歧管進(jìn)氣道均設(shè)置兩個(gè)以上的進(jìn)氣口，所述的兩個(gè)以上的進(jìn)氣口中至少有一個(gè)進(jìn)氣口設(shè)置有能夠調(diào)節(jié)進(jìn)氣口截面積的閥片，控制閥片開合的閥片開合控制部件與ECU連接，兩個(gè)進(jìn)氣口中一個(gè)是通過閥片控制關(guān)閉，另一個(gè)是一直開著的，這樣，通過閥片的轉(zhuǎn)動(dòng)，即可通過控制進(jìn)氣歧管進(jìn)氣道的進(jìn)氣口的關(guān)閉程度來達(dá)到可變進(jìn)氣歧管進(jìn)氣道的截面積的變化，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣歧管可變。
上述可變進(jìn)氣歧管只能夠通過切換進(jìn)氣路徑實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)氣或低速進(jìn)氣，或者通過切換進(jìn)氣的截面積控制進(jìn)氣歧管的流速，目的都是實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)低速高扭矩，高速大功率的效果，從而達(dá)到改善發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性及動(dòng)力性的目的。尤其是傳統(tǒng)的進(jìn)氣歧管通過閥片的轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)長進(jìn)氣氣道和短進(jìn)氣氣道之間的切換，或者調(diào)節(jié)進(jìn)氣口截面積的閥片，閥片的轉(zhuǎn)軸設(shè)置在閥片的中部，因此，閥片在轉(zhuǎn)動(dòng)后，其本身還會(huì)處于氣道中，增加了進(jìn)氣阻力，降低了進(jìn)氣效率，進(jìn)而降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。
申請(qǐng)?zhí)枮?01320003329.4的實(shí)用新型公開了 “一種可變進(jìn)氣歧管氣道結(jié)構(gòu)”，包括氣道出口、長進(jìn)氣氣道、短進(jìn)氣氣道以及可轉(zhuǎn)動(dòng)的閥片，所述長進(jìn)氣氣道的一端以及短進(jìn)氣氣道的一端均與進(jìn)氣歧管的入氣口連通，所述長進(jìn)氣氣道的另一端與短進(jìn)氣氣道的另一端匯聚至所述氣道出口，兩者在匯聚處具有公共壁體，所述閥片呈舌狀，其具有頭端以及尾端，頭端通過轉(zhuǎn)軸緊貼設(shè)于所述公共壁體旁。該實(shí)用新型將閥片的轉(zhuǎn)軸設(shè)置在閥片頭端，轉(zhuǎn)動(dòng)后其本身不會(huì)處于氣道中，降低了進(jìn)氣阻力，提高了氣流的進(jìn)氣效率，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。但是分析可知，該實(shí)用新型只是使閥片在轉(zhuǎn)動(dòng)后可以作為公共壁體的一部分，不會(huì)在氣道中增加進(jìn)氣阻力和影響進(jìn)氣效率，技術(shù)實(shí)質(zhì)仍然是通過改變進(jìn)氣歧管的長度的結(jié)構(gòu)，是在進(jìn)氣歧管上通過打開或關(guān)閉短氣道的路徑實(shí)現(xiàn)短氣道或長氣道2種進(jìn)氣狀態(tài)切換。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，閥片尾端轉(zhuǎn)動(dòng)至長進(jìn)氣氣道的氣道壁，短進(jìn)氣氣道導(dǎo)通，長進(jìn)氣氣道關(guān)閉，以滿足高速時(shí)的進(jìn)氣要求；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，閥片尾端轉(zhuǎn)動(dòng)至短進(jìn)氣氣道的氣道壁，長進(jìn)氣氣道導(dǎo)通，短進(jìn)氣氣道關(guān)閉。特別是，該實(shí)用新型閥片呈舌狀，在轉(zhuǎn)動(dòng)后作為公共壁體的一部分，起到切換長進(jìn)氣氣道和短進(jìn)氣氣道的作用，為了使得閥片的尾端與長進(jìn)氣氣道或短進(jìn)氣氣道是一個(gè)面接觸，以增加密封性，閥片尾端設(shè)計(jì)為四棱臺(tái)狀，閥片還要與長進(jìn)氣氣道或短進(jìn)氣氣道匹配，使長進(jìn)氣氣道或短進(jìn)氣氣道形成圓滑氣道而不至于增加進(jìn)氣阻力，所以，閥片從其頭端至尾端呈逐漸變薄狀，其兩側(cè)不對(duì)稱，所以，閥片形狀復(fù)雜。
[0007]申請(qǐng)?zhí)枮?00920187340.4的實(shí)用新型公開了應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的二級(jí)可變進(jìn)氣歧管。進(jìn)氣歧管的氣道中設(shè)有可在其內(nèi)旋轉(zhuǎn)的閥片一和閥片二，閥片一設(shè)置在進(jìn)氣歧管的氣道與氣缸蓋相連的接口處，閥片二設(shè)置在進(jìn)氣歧管的氣道與諧振腔的交接處，閥片一和閥片二的形狀分別與其設(shè)置處的進(jìn)氣歧管的氣道形狀相吻合。該實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)是將改變氣道的長度和截面積結(jié)合在一起應(yīng)用，通過進(jìn)氣歧管的氣道與氣缸蓋相連的接口處的閥片一的旋轉(zhuǎn)所形成的傾斜角度來控制進(jìn)氣氣流的大小，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒性能，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性;通過進(jìn)氣歧管的氣道與諧振腔的交接處的閥片二的旋轉(zhuǎn)所形成的傾斜角度來改變氣流經(jīng)過進(jìn)氣歧管氣道時(shí)所走路徑的長短，使其可以在不同的工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，提高了扭矩和功率。
[0008]然而，綜上所述可變進(jìn)氣歧管的目的都是為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，不能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的調(diào)整，不能降低發(fā)動(dòng)機(jī)栗氣損失，對(duì)節(jié)油效果和降低污染物排放的貢獻(xiàn)有限，節(jié)油效果和降低污染物排放不明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，在不犧牲發(fā)動(dòng)機(jī)全速全負(fù)荷動(dòng)力性的前提下，提供一種負(fù)荷可變的汽油機(jī)進(jìn)氣歧管，通過改變發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度、降低發(fā)動(dòng)機(jī)栗氣損失，提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)在部分負(fù)荷工況下的油耗。
[0010]本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括進(jìn)氣歧管總管、穩(wěn)壓腔和進(jìn)氣支管，在所述進(jìn)氣支管外壁一側(cè)設(shè)有集氣腔，在構(gòu)成集氣腔的集氣口安裝負(fù)荷閥。
[0011 ]所述集氣腔設(shè)置在穩(wěn)壓腔外壁與進(jìn)氣支管外壁之間。
[0012]所述集氣腔由底封板、左封板、前封板、后封板，以及每支進(jìn)氣支管的外壁和每支支管之間的連接板形成的上封板和右封板構(gòu)成。
[0013]所述負(fù)荷閥由旋轉(zhuǎn)軸與焊接在旋轉(zhuǎn)軸上的負(fù)荷閥片組成，在位于集氣口一側(cè)的進(jìn)氣支管管壁上設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸安裝槽，在旋轉(zhuǎn)軸安裝槽中安裝旋轉(zhuǎn)軸。
[0014]在所述負(fù)荷閥片表面硫化有橡膠涂層。
[0015]所述負(fù)荷閥片開啟后，負(fù)荷閥片與進(jìn)氣支管內(nèi)壁之間有3~5_的節(jié)氣間隙。
[0016]在所述穩(wěn)壓腔的一側(cè)設(shè)有真空腔，在穩(wěn)壓腔與進(jìn)氣支管之間還設(shè)有滾筒安裝腔，并在其中安裝用于長氣道與短氣道切換的滾筒。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
(I)本發(fā)明利用穩(wěn)壓腔外壁與進(jìn)氣支管外壁之間的間隙設(shè)置集氣腔，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，負(fù)荷閥片在開啟狀態(tài)下的節(jié)氣作用實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷可變，集氣腔與發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)氣缸相互配合實(shí)現(xiàn)“搶氣”效應(yīng)，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)在部分負(fù)荷工況狀態(tài)下的油耗，試驗(yàn)表明，在部分負(fù)荷工況狀態(tài)下的平均油耗降低了 2%，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗和減少排放的效果。