CN100507256C - 用于内燃机的进气歧管 - Google Patents

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Abstract

多缸内燃机的进气歧管(1)，包括：单个管部分(4)；收集器(5)，该收集器与管部分(4)连接；以及多个分支管(6)，这些分支管从收集器(5)分支至各气缸。分隔部件(12)将管部分(4)和收集器(5)的内部分隔成多个空间(1a、1b)。利用简单结构而将泄漏气体均匀分配给各气缸，该简单结构包括用于泄漏气体的排出口(7)，该排出口(7)在管部分(4)中，且该排出口(7)在分隔部件(12)上面延伸，并均等地对着两个空间(1a、1b)。优选是，凹口(8)在分隔部件(12)上对着排出口(7)。

Description

用于内燃机的进气歧管
技术领域
本发明涉及对内燃机中的泄漏气体的处理。
背景技术
被吸入内燃机的气缸中的气体混合物中的很有限的部分从活塞和气缸体之间的空间向下流动，并积累在曲柄箱中。这种流出的气体混合物称为泄漏气体。
为了在多缸发动机中燃烧所述泄漏气体，例如通过泄漏气体再循环通道将油盘和发动机的进气歧管连接，从而利用进气歧管的进气负压而将泄漏气体混合至供给气缸的气体混合物中。在该处理过程中，泄漏气体不均匀地分配至相应的气缸中将导致各气缸的空气燃料比产生偏差，并对燃烧和排气组分产生不利影响。
发明内容
在本文中，由日本专利局在1999年公开的Tokkai-Hei-11-82197提出了一种将来自泄漏气体再循环通道的泄漏气体分配给设于进气歧管中的相应分支管的方法。
不过，该现有技术需要一分配通道来使进气歧管中的各分支管与泄漏气体再循环通道连接。而且，因为分配通道的长度不相等，因此分配到各气缸的泄漏气体分配量也不总相等。
因此，本发明的目的是利用简单结构实现泄漏气体的更均匀的分配。
为了实现上述目的，本发明提供了一种进气歧管，用于将空气供给多缸内燃机的各气缸。发动机有泄漏气体通道，该泄漏气体通道使得由发动机产生的泄漏气体再循环至进气歧管中。
该进气歧管包括：管部分，其具有弯曲部分；收集器，该收集器与该管部分连接；多个分支管，这些分支管从收集器分支；分隔部件，该分隔部件将所述管部分和收集器的内部分隔成多个空间；以及泄漏气体排出口，该泄漏气体排出口具有开口，该开口跨在分隔部件上并能够将来自泄漏气体通道的泄漏气体排出至分隔部件两侧的空间内；其中排出口形成于弯曲部分的外周上。
本发明的详细情况以及其它特征和优点将在说明书的其余部分中提出，并在附图中示出。
附图说明
图1是根据本发明用于内燃机的进气歧管的透视图。
图2A-2C是进气歧管的分解透视图。
图3是从上面看时进气歧管的平面图。
图4A和4B分别是沿图3中的线IV-IV截取的本发明的进气管和泄漏气体通道的垂直剖视图以及在该垂直剖视图中的主要部件的放大图。
图5A和5B分别是沿图4A中的线V-V截取的本发明的用于泄漏气体通道的排出口的水平剖视图以及在该水平剖视图中的主要部件的放大图。
图6是表示根据本发明在一凹口半径和进气效率损失之间的关系的图。
图7A和7B是排出口的纵剖图，表示吹入进气管中的泄漏气体的流动。
图8是表示当采用本发明时在六缸内燃机的各气缸中的空气燃料混合物的混合比的图。
具体实施方式
参考图1，用于车辆的V型六缸内燃机的进气歧管1包括管部分4、收集器5和六个分支管6。
进气歧管1适用于V型六缸内燃机中的两组气缸。在内燃机的各组气缸中的一系列气缸的中心线布置在发动机室中，这样，该中心线在所谓的纵向安装式(length side type)发动机中平行于车辆的纵向方向。内燃机的各气缸以固定的曲轴偏转角来顺序地重复燃烧循环。
管部分4与内燃机的进气道连接，并在通过节流阀调节流速之后将进气供给收集器5。收集器5在暂时储存之后将来自管部分4的空气供给各分支管6。
分支管6与内燃机的各组气缸的气缸盖15连接。当从上面看进气歧管1时，如图3所示，六个分支管6中的三个分支管6a与一组气缸连接，而其余的三个分支管6b与另一组气缸连接。
在各气缸盖15的内侧形成三个气缸以及与对应于各分支管6的气缸连接的进气口。在各气缸中设置活塞。空气随着活塞的往复运动而通过进气口从分支管6被吸入各气缸中，以便由于与喷射至所述进气中的燃料混合而在气缸中产生气体混合物。
再参考图1，在管部分4中形成弯曲部分4a，以便在改变从车辆前部吸入的气流的方向之后将空气供给收集器5。排出口7形成于泄漏气体通道3中，并在与弯曲部分4a的外周相对应的位置处，且靠近与收集器5连接的部分。
下面参考图2A-2C，进气歧管1包括：上部壳体11和下部壳体13，它们垂直分开该歧管；以及分隔部件12，该分隔部件12由上部壳体11和下部壳体13夹住。上部壳体11、下部壳体13和分隔部件12分别由模制树脂形成。
分隔部件12设有水平板12a，该水平板12a垂直地平分收集器5和管部分4的内部部分。因此，管部分4和收集器5的内部部分分成上部空间1a和下部空间1b。上部空间1a与分支管6a连接，而下部空间6b与分支管6b连接。
泄漏气体通道3的排出口7形成于管部分4的侧表面上，以便从侧面对着水平板12a。如图4A、4B和图5A、5B所示，连接所述上部空间1a和下部空间1b的凹口8形成于水平板12a中并在排出口7的周边。图4B是图4A中的区域C的放大图。图5B是图5A中的区域D的放大图。
连接上部空间1a和下部空间1b的凹口9也形成于水平板12a中并在收集器5中。可变进气阀14设置在凹口9中，如图1所示。可变进气阀14是根据内燃机的转速而打开和关闭的蝶阀，并向进入气缸中的进气施加谐振增压效果。
泄漏气体通道3使得积累在曲柄箱中的泄漏气体再循环至进气歧管1。下面将介绍泄漏气体通道3的排出口7的优选特征。
如图4A、4B所示，排出口7位于弯曲部分4a的外周上而对着水平板12a侧部的凹口8。排出口7对着上部空间1a的开口表面面积近似等于排出口7对着下部空间1b的开口表面面积。
应当知道，排出口7的数目(即一个)小于由分隔部件12隔开的空间的数目(即两个)。排出口7设置在管部分4和收集器5之间的连接处附近。
下面参考图5A和5B，凹口8形成于水平板12a的、对着排出口7的部分中。如图5B所示，当凹口8与排出口7的中心线100的相交点表示为E，且管部分4的内壁面400与中心线100的相交点表示为F时，靠近点E的凹口8的形状形成一圆弧，其半径等于在点EF之间的距离。
水平板12a的边缘12b的截面沿凹口8的整个周边具有弯曲的垂直截面形状，如图4B所示。
通过节流阀调节的一定量的空气被吸入进气歧管1的管部分4中，然后通过水平板12a而分配在上部空间1a和下部空间1b之间。
不过，进气并不是均匀分配至上部和下部空间1a、1b，而是大部分进气被供给与处于进气冲程的气缸连接的一个空间。六个气缸的进气冲程以固定角度间隔来进行，因此在收集器5中具有规则的压力变化。该压力变化称为进气脉冲。
本发明通过分隔部件12而将管部分4和收集器5分成两个空间1a、1b，这样，在向处于进气冲程的气缸提供进气的上部空间1a或下部空间1b中的进气速度是当不采用分隔部件12时在进气歧管中的进气速度的大约两倍。进气速度的这种增大将使得泄漏气体和进气更好地混合，并使得泄漏气体均匀分配给各气缸。
另一方面，从泄漏气体通道3的排出口7流入管部分4中的泄漏气体通过水平板12a的凹口8而分配至上部空间1a和下部空间1b中。分配至上部空间1a中的泄漏气体与被吸入上部空间1a中的进气相混合，且混合物分配至分支管6a。同样，分配至下部空间1b中的泄漏气体与被吸入下部空间1b中的进气相混合，且混合物分配至分支管6b。不过，分配至上部空间1a的泄漏气体量和分配至下部空间1b的泄漏气体量并不相同。泄漏气体更多地分配至具有低压的空间1a或1b中。
下面参考图7A和7B，由于流入内燃机中的进气中的脉冲，在进气歧管1的上部空间1a和下部空间1b之间存在压力差。因此，当下部空间1b中的压力通过上部空间1a而减小时，如图7A所示，从排出口7流出而进入管部分4中的泄漏气体主要流入上部空间1a中。
不过，由于图7A和7B中所示的泄漏气体进入量的变化在短时间间隔内根据内燃机的进气脉冲而重复多次，因此，泄漏气体向上部空间1a和下部空间1b的分配变得均匀。如图8所示，可以使得分配给各气缸的泄漏气体量均匀，并将分配量的偏差限制为优选水平。
凹口8用于减小泄漏气体从排出口7流入管部分4中的流动阻力。当气体从排出口7流入凹口8中时，水平板12a的边缘12b的横截面(具有弯曲垂直截面形状)将泄漏气体分成两部分。因此，将泄漏气体平滑地引入上部空间1a和下部空间1b中。
下面将参考图6介绍凹口8的内径d对气缸的进气的进气效率的影响。
在本实施例中，由于设置在水平板12a上的凹口9上的可变进气阀14根据内燃机的转速而打开和关闭，因此获得谐振增压效果。当压力波通过用于泄漏气体通道3的排出口7的凹口8而从上部空间1a和下部空间1b中的一个向另一个传播时，将对谐振增压效果和气缸进气效率产生不利影响。
更准确地说，如图6所示，当凹口8的直径d增大时，气缸进气效率的降低有所增大。在图6中，当凹口8的直径d为零时，进气效率损失为零。另一方面，当不设置凹口8时，泄漏气体从排出口7流出的阻力变得过大，产生了关于泄漏气体的引入的问题。
优选是，凹口8的尺寸确定为可以保持谐振增压特征并抑制泄漏气体的流出阻力。
如上所述，因为设置了跨过水平板12a并开口于上部空间1a和下部空间1b中的用于泄漏气体的排出口7，因此能够以较低成本将泄漏气体均匀分配给各气缸。
而且，通过在水平板12a中形成对着排出口7的凹口8，能够在谐振增压效果和泄漏气体的排出阻力之间产生良好的平衡。
排出口7设置在管部分4的弯曲部分4a的外周上。因此，泄漏气体与进气流混合，该进气流通过弯曲部分4a的内周以高流速移动。
通过与该高速气流混合，将促进泄漏气体和所述进气的混合，并进一步保证将泄漏气体均匀分配给各气缸。
因为用于泄漏气体的排出口7设置在收集器5和管部分4的连接处附近，因此，排出口7充分地位于进气节流阀的下游处。因此能够避免在节流阀上沉积。
Tokugan 2004-157456的内容被本文参引，其在日本的申请日为2004年5月27日。
尽管上面已经参考本发明的特定实施例介绍了本发明，但是本发明并不局限于上述实施例。本领域技术人员应当知道，在权利要求的范围内，可以对上述实施例进行变化和改变。
例如，在上述实施例中，进气歧管1包括三个树脂部件11-13的组合，如图2A-2C所示。不过，所组合的树脂部件的数目可以任意选择。
构成进气歧管1的部件并不局限于树脂部件。可以形成预成形的集成单元(而不是组合部件)，以便形成进气歧管1。
产生谐振增压效果的可变进气阀14以及根据可变进气阀14的布置而形成于水平板12a上的凹口9将实现本发明实施例的优选操作。不过，这些部件并不是实现本发明必不可少的，而是可以省略。优选是，弯曲部分4a可以形成于管部分4上，但它并不是本发明必不可少的，而是可以省略。
本发明并不局限于用于V型六缸内燃机，而是可以用于任意多缸发动机，而与气缸的数目或方位无关。
在上述实施例中，只有单个排气口7设置在泄漏气体通道3上。不过，本发明也可以用于具有多个排出口7的进气歧管。同样，本发明可以用于设有多个分隔部件12的进气歧管。还可以将管部分4和收集器5的内侧分成三个或更多空间。

Claims (7)

1.一种进气歧管(1)，用于将空气供给多缸内燃机的各气缸，该发动机有泄漏气体通道(3)，该泄漏气体通道使得由发动机产生的泄漏气体再循环至进气歧管(1)中，该进气歧管(1)包括：
管部分(4)，其具有弯曲部分(4a)；
收集器(5)，该收集器与管部分(4)连接；
多个分支管(6)，这些分支管从收集器(5)分支；
分隔部件(12)，该分隔部件将管部分(4)和收集器(5)的内部分隔成多个空间(1a，1b)；以及
泄漏气体排出口(7)，该泄漏气体排出口具有开口，所述开口跨在分隔部件(12)上并能够将来自泄漏气体通道(3)的泄漏气体排出至分隔部件(12)两侧的空间(1a，1b)内；其中
排出口(7)形成于所述弯曲部分(4a)的外周上。
2.根据权利要求1所述的进气歧管(1)，其中：排出口(7)的数目小于空间(1a，1b)的数目。
3.根据权利要求1所述的进气歧管(1)，其中：在分隔部件(12)两侧对着空间(1a，1b)的排出口(7)的开口表面面积相等。
4.根据权利要求1所述的进气歧管(1)，其中：进气歧管(1)只包括一个排出口。
5.根据权利要求1至4中任意一个所述的进气歧管(1)，其中：分隔部件(12)有一个在排出口(7)周围的凹口(8)。
6.根据权利要求1至4中任意一个所述的进气歧管(1)，其中：相对于气缸的布局而言，该内燃机有两组气缸，且分隔部件(12)用于将收集器和管部分(4)的内部部分分成两个空间(1a，1b)，多个分支管(6)包括第一组分支管(6a)和另一组分支管(6b)，该第一组分支管(6a)使得其中一个空间(1a)与布置在其中一组气缸上的气缸连接，而所述另一组分支管(6b)使得另一空间(1b)与布置在另一组气缸上的气缸连接。
7.根据权利要求1所述的进气歧管(1)，其中：弯曲部分(4a)形成于收集器(5)附近。
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