CN101243252B - 内燃机进气管 - Google Patents

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Abstract

一种内燃机进气管，包括：主流路(22)，其允许引入内燃机的空气在其内部流过；第一分支流路(23)，其从所述主流路(22)分出，并与#2气缸、#4气缸和#6气缸连通；第二分支流路(24)，其从所述主流路(22)分出，并与#1气缸、#3气缸和#5气缸连通；以及分隔壁(31)，其可将所述第一分支流路(23)与所述第二分支流路(24)分隔开。所述分隔壁(31)具有面向所述主流路(22)的端部(32)，并且所述端部(32)被制成球形表面。采用这样的结构，可以提供进气效率得到充分改善的内燃机进气管。

Description

内燃机进气管
技术领域
本发明涉及一种内燃机进气管，特别是一种应用于V型六气缸发动机的内燃机进气管。
背景技术
关于常规的内燃机进气管，例如日本专利公报第7-19132号公开的用于V型发动机的进气设备，通过减少上游侧进气通道在发动机上方的伸出量，以及通过避免与气缸顶盖的冲突，有意地改变了开口的方向。在这篇文献中，所述进气设备被安装在横置的V型六气缸发动机上，其中前列和后列被安装成字母V的形状，前列和后列各自由气缸组制成，所述气缸组包括不连续地产生进气行程的气缸。所述进气设备具有具备双层结构的浪涌调整槽。在所述浪涌调整槽中，一体地制成了上部浪涌调整槽和下部浪涌调整槽，其中，上部浪涌调整槽与后列连通，下部浪涌调整槽与前列连通。
在上述文献中公开的V型六气缸发动机中，进气行程在前列和后列交替产生，由此在浪涌调整槽中的上部浪涌调整槽和下部浪涌调整槽之间产生了来回流动的气流。但是，如果空气在将上部和下部浪涌调整槽分隔开的分隔壁的端部周围移动时不能平缓的流动，可能会阻碍发动机进气效率的改善。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题，提供一种内燃机的进气管，所述进气管充分改善了进气效率。
依照本发明的一种内燃机进气管，包括：主流路，其允许引入内燃机的空气在其内部流过；第一分支流路，其从所述主流路分出，并与第一气缸组连通；第二分支流路，其从所述主流路分出，并与第二气缸组连通；分隔壁，其可将所述第一分支流路与所述第二分支流路分隔开。所述分隔壁具有面向所述主流路的端部。所述端部被制成球形表面。
这样制成的内燃机进气管中，从所述主流路吸入的空气从所述第一和第二气缸组中的一个朝向另一个运动，并由此在所述第一分支流路和所述第二分支流路之间产生气流。与此同时，所述分隔壁的端部被制成球形表面，因此可以使空气围绕所述端部运动，并从所述第一和第二分支流路中的一个朝向另一个流动，以使流动平缓。因此可以充分改善内燃机的进气效率。
所述分隔壁进一步具有相对于所述端部在所述主流路的相反侧延伸的基部。形成所述端部的球形表面最好在所述端部和所述基部之间的边界处持续连接到所述基部。使用这样制成的内燃机进气管，可以使空气在围绕所述端部流动以进一步从所述端部流向所述基部时平缓的流动。从而可以更有效地改善内燃机的进气效率。
所述分隔壁进一步具有相对于所述端部在所述主流路的相反侧延伸的基部，所述基部具有基本上恒定的厚度T。所述端部具有大于所述厚度T的厚度t。在所述第一分支流路和所述第二分支流路的设置方向上，所述厚度T和t分别是所述基部和所述端部的长度。使用这样制成的内燃机进气管，可以使气流在所述第一和第二分支流路之间平缓的流动，并保证了所述第一和第二分支流路各自具有大的流动通道空间。
所述分隔壁进一步具有相对于所述端部在所述主流路的相反侧延伸的基部。所述端部最好由不同于所述基部的元件制成，并安装于所述基部。使用这样制成的内燃机进气管，制成球形表面的端部是不同于基部的元件，从而可以简化进气管的制造工序。
所述进气管由树脂模压制成。最好是，包含所述端部的第一模压部和与所述第一模压部分开模压的第二模压部结合制成进气管。使用这样制成的内燃机进气管，包含所述端部的第一模压部与所述第二模压部被分别模压，从而可以消除在树脂模压时的脱模工序中由所述端部的外形所引起的约束。因而可以简化进气管的制造工序。
所述内燃机的进气管被安装在具有第一列和第二列的V型六气缸发动机上，其中，所述第一列具有形成于此处的第一气缸组，所述第二列具有形成于此处的第二气缸组，所述第一气缸组包括在点火顺序方面不连续的气缸，所述第二气缸组包括在点火顺序方面不连续的气缸。
使用这样制成的内燃机进气管，进气行程在所述第一列和所述第二列交替发生，由此频繁地产生了在所述第一分支流路和所述第二分支流路之间来回流动的气流。因此，在安装有本发明的进气管的V型六气缸发动机中，能够更为有效地获得任一上述效果。
如上所述，依照本发明，可以提供一种内燃机进气管，所述进气管充分改善了进气效率。
附图说明
图1的分解立体图表示了应用本发明实施方式的进气管的发动机；
图2是沿图1中II-II线所作的浪涌调整槽的剖视图；
图3的剖视图表示了浪涌调整槽中分隔壁的形状的常规示例；
图4A的剖视图表示了在图2所示的浪涌调整槽中制成的分隔壁的第一种变型例；
图4B的剖视图表示了在图2所示的浪涌调整槽中制成的分隔壁的第一种变型例；
图5A的剖视图表示了在图2所示的浪涌调整槽中制成的分隔壁的第二种变型例；
图5B的剖视图表示了在图2所示的浪涌调整槽中制成的分隔壁的第二种变型例；
图6的剖视图表示了在图2所示的浪涌调整槽中制成的分隔壁的第三种变型例；
图7的剖视图表示了图2所示的浪涌调整槽的树脂模压工序的一个示例；
图8的剖视图表示了图2所示的浪涌调整槽的树脂模压工序的另一个示例；
图9的剖视图简略地表示了在一个示例中使用的浪涌调整槽的形状；
图10的图表表示了在所述示例中，发动机转速和输出扭矩之间的关系。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的实施方式进行介绍。在以下将被参照的附图中，相同或相应的元件将用相同的附图标记表示。
图1的分解立体图表示了应用本发明实施方式的进气管的发动机。参照图1，本实施方式的进气管应用于机动车汽油发动机10，该机动车汽油发动机为V型六气缸发动机(以下简称“发动机10”)。发动机10包括排列成V形的右列11和左列12。
分别用数字#1、#3和#5表示的气缸(以下称为“#1气缸”、“#3气缸”和“#5气缸”)，从机动车的前侧向后侧按照所述顺序排成一排制在右列11处。分别用数字#2、#4和#6表示的气缸(以下称为“#2气缸”、“#4气缸”和“#6气缸”)，从机动车的前侧向后侧按照所述顺序排成一排形成在左列12处。
在本实施方式中，发动机10安装在机动车的纵向方向上，从而使每一列从机动车的前进方向朝倒退方向延伸。但是，发动机10也可安装在机动车的横向方向上，从而使每一列在机动车的宽度方向上延伸。
发动机10的点火顺序为#1气缸，#2气缸，#3气缸，#4气缸，#5气缸，#6气缸，#1气缸等等。换言之，分别形成在右列11和左列12的每一气缸组，是由若干个在点火顺序方面不连续的气缸组成的。在这种情况下，进气行程在右列11和左列12交替产生。
右列11设有气缸盖13。气缸盖13处形成有分别与#1气缸、#3气缸和#5气缸连通的进气口51、53和55。左列12设有气缸盖14。气缸盖14处形成有分别与#2气缸、#4气缸和#6气缸连通的进气口52、54和56。
进气歧管15固定在气缸盖13和14上。浪涌调整槽21在与气缸盖13和14相反的一侧固定在进气歧管15上。浪涌调整槽21依靠软管17与图中未示出的用于吸入外界空气的空气吸入孔连接。在浪涌调整槽21与软管17连接的位置处安装有电控节流阀体18。
浪涌调整槽21对从空气吸入孔吸入的空气进行划分以将等量的空气分配到#1气缸至#6气缸中的每一个，并允许所述空气流向进气歧管15。进气歧管15将所述气流从浪涌调整槽21引入进气口51至56。在本实施方式中，进气歧管15由铝合金制成，浪涌调整槽21由树脂材料制成。
图2是沿图1中II-II线所作的浪涌调整槽的剖视图。参照图1和图2，浪涌调整槽21具有与软管17连通的开口21h。流入浪涌调整槽21的空气最初先通过开口21h。开口21h处设有由电控节流阀体18控制的节流阀19，所述电控节流阀体18接收驾驶员对加速踏板或类似部件的操作，控制节流阀19以使其具有适当的打开位置。
在浪涌调整槽21中，制有从开口21h大致线性延伸的主流路22，以及均从主流路22分出并按弯曲的方式延伸的上分支流路23和下分支流路24。分隔壁31与浪涌调整槽21一体制成，其可将上分支流路23与下分支流路24分隔开。
上分支流路23与下分支流路24在上下方向上排布，分隔壁31插入两者中间。分隔壁31将浪涌调整槽21内的空气流动空间划分为两个子空间，并且在从主流路22到气缸的规定部分中形成了上分支流路23和下分支流路24。主流路22在开口21h和分隔壁31之间延伸。主流路22形成在从空气吸入孔流向每一气缸的气流的上游侧，上分支流路23和下分支流路24形成在从空气吸入孔流向每一气缸的气流的下游侧。
例如，上分支流路23通过进气歧管15与进气口52、54和56连通，下分支流路24通过进气歧管15与进气口51、53和55连通。换言之，流经主流路22的空气经过上分支流路23被引入到形成于左列12的#2气缸、#4气缸和#6气缸；经过下分支流路24被引入到形成于右列11的#1气缸、#3气缸和#5气缸。
分隔壁31具有设在面对主流路22位置处的端部32，以及从端部32连续并在关于端部32与主流路22相反的一侧上将上分支流路23与下分支流路24分开的基部33。上分支流路23和下分支流路24各自从端部32的设置位置开始，延伸向基部33的设置位置。
端部32具有制成球形表面的表面32a。基部33具有制成平坦表面的表面33a。表面32a和33a部分地限定了上分支流路23和下分支流路24。
主流路22、上分支流路23和下分支流路24的横断面一起出现在图2所示的横断面位置，分隔壁31具有近似泪珠的横断面形状，该形状在端部32处是圆形的。表面32a以弯曲的方式平滑地连续至表面33a，并且表面32a与表面33a之间的边界位置没有棱角部。在至少面向主流路22的区域内，表面32a可以制成球形表面。
基部33被制成具有基本上恒定的厚度T的板。端部32具有大于厚度T的最大厚度t。厚度T和t分别是基部33和端部32在上下方向上的长度，沿着该上下方向布置有上分支流路23和下分支流路24。
例如，V型六气缸发动机10内具有这样的定时，其中，当#1气缸的进气行程将要在右列11终止时，具有紧邻#1气缸点火顺序的#2气缸的进气行程在左列12进行。此时，气流(箭头102所示的气流)从刚刚用作#1气缸进气行程的下分支流路24流向与#2气缸连通的上分支流路23，并且同时产生从主流路22流向上分支流路23的气流(箭头101所示的气流)。
当#2气缸的进气行程将要终止时，气流从刚刚用作#2气缸进气行程的上分支流路23流向与具有紧邻#2气缸点火顺序的#3气缸连通的下分支流路24，并且同时产生从主流路22流向下分支流路24的气流。这样，在V型六气缸发动机10中，产生了在上分支流路23和下分支流路24之间来回流动的气流，并且其流动方向随着进气行程在不同气缸中的产生而逆转。
图3的剖视图表示了浪涌调整槽中分隔壁的形状的常规示例。参照图3，为了把浪涌调整槽制成紧凑的形状并且简化制造工序，在所述常规示例中将上分支流路23和下分支流路24分隔开的分隔壁131被简单地制成为一块板。因此，分隔壁131的端部被制成为横断面呈有棱角形状的方角形棱状边缘部。
在这种情况下，假设例如气流从下分支流路24流向上分支流路23。当沿着分隔壁131表面的131a流动的空气在分隔壁131的所述端部周围移动时，其在边缘部变得不连续。因此，所述气流在上分支流路23内产生分离，导致气流的部分区域在表面131a上具有粘滞性(viscosity)。相应地，如箭头103所示，空气主要流经远离表面131a的区域，因此上分支流路23内的有效流路范围S被缩小了。
相反，参照图2，本实施方式中端部32的表面32a被制成球形表面。因此可以允许在分隔壁31的端部32周围移动的空气以连续的方式沿着表面32a流动，能够防止上分支流路23内气流的分离。在本实施方式中，表面32a以弯曲的方式连续至表面33a，由此在空气从表面32a移向33a时可以防止所述分离现象。因此，可以增大上分支流路23内的有效流路范围S。
另外，在本实施方式中，端部32被制成具有大于基部33的厚度T的最大厚度t。相应地，通过形成更为平滑的曲线，在端部32周围移动的空气能够沿着表面32a从下分支流路24流向上分支流路23。因此可以有效地防止气流的分离。相反，基部33被制成具有小于端部32厚度的厚度，因此可以确保在上分支流路23和下分支流路24内都有大的流路范围。
前面只描述了从下分支流路24流向上分支流路23的气流的情况。但是，同样适用于从上分支流路23流向下分支流路24的气流的情况。
图4A和4B各自的剖视图表示了图2所示的浪涌调整槽中的分隔壁的第一种变型例。参照图4A和4B，在本例中，分隔壁31的端部32具有椭圆形或圆形的横断面形状。在这种情况下，也能够防止在上分支流路23或下分支流路24内于端部32周围流动的空气分离。
图5A和5B各自的剖视图表示了图2所示的浪涌调整槽中的分隔壁的第二种变型例。图6的剖视图表示了图2所示的浪涌调整槽中的分隔壁的第三种变型例。在图5A、5B和6中，分隔壁31的端部32由例如塑料或橡胶材料制成，并与浪涌调整槽21分开模压。
在图5A所示的示例中，在端部32制有凹槽部32m。将凹槽部32m安装到与浪涌调整槽21一体模压的基部33的顶部35，从而将端部32固定到基部33。在图5B所示的示例中，在凹槽部32m的内壁进一步以一体的方式模压了凸部32p。在基部33的顶部35制有凹部33q。当凹槽部32m被安装到头部35时，凸部32p与凹部33q啮合，从而稳固地固定基部33和端部32。
在图6所示的示例中，在端部32模压了凸起部32i，同时在基部33的顶部35制有孔33h，顶部35与端部32搭接。凸起部32i安装到孔33h中，从而将端部32固定到基部33。
如果浪涌调整槽21是由树脂模压制成，考虑到脱模的情况可能会出现这样的情况，即对于端部32的厚度大于基部33的厚度的位置不能一体地模压。根据图5A、5B和6所示的变型例，通过与浪涌调整槽21分开进行模压来制作端部32，从而可以避免这种情况。
图7的剖视图表示了图2所示的浪涌调整槽的树脂模压工序的一个示例。参照图7，当浪涌调整槽21是由树脂模压制成，可以通过分开模压来制作包括端部32的模压件41、包括基部33的模压件42、以及置于模压件41和模压件42上方和下方的模压件43和44，可以通过热封使这些模压件一体化来完成浪涌调整槽21。在这种情况下，可以消除在树脂模压脱模时由端部32的外形所引起的约束。
图8的剖视图表示了图2所示的浪涌调整槽的树脂模压工序的另一个示例。参照图8，当包括分隔壁31和上分支流路23的模压件47与包括下分支流路24的模压件48结合构成浪涌调整槽21时，在面向上分支流路23一侧可将分隔壁31的表面31a制成平坦的表面，而在面向下分支流路24一侧可将端部32的表面32a弯曲以使其从基部33的表面33a凸起。在这种情况下，可以最小化在对模压件47的树脂模压脱模时由端部32的外形所引起的约束。
在本发明所述的实施方式中，作为所述内燃机发动机10，其所述进气管包括：允许引入发动机10的空气在发动机内部流过的主流路22，作为从主流路22分出的第一分支流路、并且与作为第一气缸组的#2气缸、#4气缸和#6气缸连通的上分支流路23、作为从主流路22分出的第二分支流路、并且与作为第二气缸组的#1气缸、#3气缸和#5气缸连通的下分支流路24；以及将上分支流路23与下分支流路24分开的分隔壁31。分隔壁31具有面向主流路22的端部32。端部32被制成球形表面。组成所述第一气缸组的#2气缸、#4气缸和#6气缸与组成所述第二气缸组的#1气缸、#3气缸和#5气缸分别在点火顺序上连续。
将发动机10的所述进气管安装在设有左列12和右列11的V型六气缸发动机上，其中左列12作为第一列，其上制有#2气缸、#4气缸和#6气缸，右列11作为第二列，其上制有#1气缸、#3气缸和#5气缸。#2气缸、#4气缸和#6气缸在点火顺序方面不连续，#1气缸、#3气缸和#5气缸在点火顺序方面也不连续。
采用本发明所述实施方式中发动机10的所述进气管，在所述左列和右列之间的气流是平稳的，从而可以增大吸入各气缸的空气量。相应地，可以改善进气效率并增大发动机10的功率。
在本实施方式中，本发明应用于其内分开地设置有浪涌调整槽21和进气歧管15的发动机10。但是，本发明也能够应用于其内一体地设置浪涌调整槽21和进气歧管15的发动机。
下面将介绍用于检验上述效果的示例。图9的剖视图简略地表示了在该例中使用的浪涌调整槽的形状。
参照图9，本示例使用了安装有声控进气系统(ACIS)的发动机。所述ACIS在从浪涌调整槽21到进气口51～56的进气通道的两段长度之间来回转换。浪涌调整槽21设置有ACIS阀61，其打开或闭合是由发动机控制电脑62根据发动机转速和节流阀19的打开位置控制的。
通过打开ACIS阀61，使上分支流路23和下分支流路24开始彼此连通，并且所述进气通道的长度被设置为小。通过闭合ACIS阀61，使上分支流路23从下分支流路24切断，并且所述进气通道的长度被设置为大。采用这样的结构，能够利用所述进气通道内的脉动效果增大吸入的空气量，并且在从低转速到高转速的全部范围内增大扭矩。
在本示例中，当ACIS阀61闭合时，产生在上分支流路23和下分支流路24之间来回流动的气流，并且当所述发动机的转速改变时测量所述发动机的功率。作为对比，对图3所示的设有板状分隔壁131的浪涌调整槽执行近似的测量。
图10的图表表示了所述示例中发动机转速和输出扭矩之间的关系。参照图10可以看出，当与对比示例中的所述情况比较，本示例中在被双点划线201环绕着的转速范围内输出扭矩能够改进大约6Nm。
应该理解到，以上描述的本实施方式和实施例仅是说明性的，而不应把其作为限制。本发明的范围是由后附的权利要求书限定的，而非由以上描述限定，在本权利要求书限定范围内进行的一切变型例及其等同物被认为包含在本发明的范围内。
本发明主要用于设有右列和左列的V型六气缸发动机。

Claims (6)

1.一种内燃机进气管，包括：
主流路(22)，其允许引入内燃机(10)的空气在其内部流过；
第一分支流路(23)，其从所述主流路(22)分出，并与第一气缸组连通；
第二分支流路(24)，其从所述主流路(22)分出，并与第二气缸组连通；以及
分隔壁(31)，其可将所述第一分支流路(23)与所述第二分支流路(24)分隔开，
所述分隔壁(31)具有面向所述主流路(22)的端部(32)，并且
在至少面向所述主流路(22)的区域内，所述端部(32)的表面制成球形表面，并且所述端部(32)包括厚度向着从所述主流路(22)流向每个气缸组的气流的下游侧逐渐减少的部分。
2.根据权利要求1所述的内燃机进气管，其特征在于：
所述分隔壁(31)进一步具有相对于所述端部(32)在所述主流路(22)的相反侧延伸的基部(33)，并且
所述端部(32)的球形表面在所述端部(32)和所述基部(33)之间的边界处持续连接到所述基部(33)。
3.根据权利要求1所述的内燃机进气管，其特征在于：
所述分隔壁(31)进一步具有相对于所述端部(32)在所述主流路(22)的相反侧延伸的基部(33)，所述基部(33)具有基本上恒定的厚度T，并且
所述端部(32)具有大于所述厚度T的厚度t。
4.根据权利要求1所述的内燃机进气管，其特征在于：
所述分隔壁(31)进一步具有相对于所述端部(32)在所述主流路(22)的相反侧延伸的基部(33)，并且
所述端部(32)由不同于所述基部(33)的元件制成，并安装于所述基部(33)。
5.根据权利要求1所述的内燃机进气管，其特征在于：
所述进气管由树脂模压制成，并且
包含所述端部(32)的第一模压部(41)和与所述第一模压部(41)分开模压的第二模压部(42)结合制成所述进气管。
6.根据权利要求1所述的内燃机进气管，其特征在于，其被安装在设有第一列(12)和第二列(11)的V型六气缸发动机上，其中，第一列具有形成于此处的所述第一气缸组，第二列具有形成于此处的所述第二气缸组，所述第一气缸组包括在点火顺序方面不连续的气缸，所述第二气缸组包括在点火顺序方面不连续的气缸。
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