CN101886592A - 阶梯式进气歧管 - Google Patents

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Abstract

在此公开了一种阶梯式进气歧管。该阶梯式进气歧管包括：节流阀体，其构造为响应于驾驶员的输入程度通过使用阀瓣来控制经过进气管道进入的空气的流速；进气歧管增压室，其连接于该节流阀体，并构造为储存从该节流阀体进入的空气并将从该节流阀体进入的空气送到多个进气歧管通道中；以及所述多个进气歧管通道结合于该进气歧管增压室的一侧表面，并构造为：作为与发动机的汽缸盖的各个进气口连通的多个流路。结合于该进气歧管增压室一侧的所述多个进气歧管通道的入口的高度基于该进气歧管增压室的底部阶梯式地改变。

Description

阶梯式进气歧管
技术领域
本发明通常涉及一种内燃机的阶梯式进气歧管通道，更具体地涉及一种如下的内燃机的阶梯式进气歧管通道，其中该阶梯式进气歧管通道的入口的高度阶梯式地下降，以使得在低速、低载荷的情况下，从进气歧管增压室(plenum)进入的空气可均匀地进入到该阶梯式进气歧管通道中。
背景技术
进气歧管向汽缸提供燃料-空气混合物，并作为发动机的一部分。此种进气歧管的主要功能在于将燃料-空气混合物(或直喷式发动机内的空气)均匀地分配至汽缸盖的各个进气口。对于优化发动机的效果和性能来说这样的均匀分配是十分重要的。
节流阀体响应于驾驶员的输入(例如，通过按压汽车的油门踏板产生的输入)控制经由进气管道进入到发动机内的空气的流速，且节流阀体作为进气系统的一部分。此外，节流阀体通常设于空气过滤箱与进气歧管之间，空气经由节流阀体进入到进气歧管增压室内。在高速、高载荷情况下的驾车过程中，节流阀体的阀瓣(flap)张开非常大的角度，使得足够量的空气进入到进气歧管增压室内。相反地，在低速、低载荷情况下的驾车过程中，节流阀体的阀瓣张开非常小的角度，从而没有足够量的空气进入到进气歧管增压室内。
进气歧管增压室连接于节流阀体，并且所述进气歧管增压室的作用是：储存从节流阀体进入的进气并将所述空气送入到进气歧管通道。
进气歧管通道连接于进气歧管增压室的一侧，并且所述进气歧管通道的功能在于：作为与发动机的汽缸盖的各个进气口连通的多个流路。通常而言，通道通常设计为在内燃机的特定速度下优化内燃机的性能。
同时，为了提高发动机的效率和性能，向汽缸均匀地提供燃料-空气混合物(或空气)是很重要的。为此，必须优化节流阀体、进气歧管通道及进气歧管增压室的设计、排布及安装，以此向汽缸均匀地提供燃料-空气混合物。
然而，在汽车的不增压发动机于低速、低载荷情况下的运行过程中，节流阀体的阀瓣张开的角度较小，因此，只有少量的低速空气进入进气歧管内。在此情况下，从空气流的角度而言会出现这样的现象，即，空气流不能被快速、均匀地分配到进气歧管增压室内，而是集中在进气歧管增压室的上部或下部。
当气流如上所述不能被均匀地分配到进气歧管增压室内时，大量的多余空气进入到靠近节流阀体入口的进气歧管通道内，由此导致进入到远离节流阀体入口的进气歧管通道内的空气量不足。
燃料-空气比例的不同以及空气的不均匀进入会导致燃烧室之间的不均衡的燃烧，由此使得废气中的污染物增多，并使发动机的效率和性能退化。
发明内容
因此，为解决上述现有技术中出现的问题而提出本发明，本发明的目的在于提供一种内燃机的阶梯式进气歧管通道，其中，阶梯式进气歧管通道的入口的高度阶梯式地下降，使得在低速、低载荷的情况下，从节流阀体进入的空气能够均匀地进入该进气歧管通道中。
本发明的另一目的在于提供一种内燃机的阶梯式进气歧管通道，使得在发动机于低速、低载荷的情况下运行的过程中，从节流阀体进入的空气能够均匀地进入到燃烧室内，以此提高发动机的性能和效率。
为实现上述目的，本发明提供一种阶梯式进气歧管，包括：节流阀体，其构造为响应于驾驶员的输入程度通过使用阀瓣来控制经过进气管道进入的空气的流速；进气歧管增压室，其连接于该节流阀体，并构造为储存从该节流阀体进入的空气并将从该节流阀体进入的空气送到多个进气歧管通道中；所述多个进气歧管通道结合于该进气歧管增压室的一侧表面，并构造为：作为与发动机的汽缸盖的各个进气口连通的多个流路，其中，结合于该进气歧管增压室一侧的所述多个进气歧管通道的入口的高度基于该进气歧管增压室的底部阶梯式地改变。
根据此结构，在低速、低载荷的情况下，从节流阀体进入的空气能够均匀地进入到进气歧管通道，从而可减小燃料-空气比例的不同，以此消除燃烧室之间不均衡的燃烧，减少废气中的污染物，并提高发动机的性能和效率。
结合于该进气歧管增压室的一侧的所述多个进气歧管通道的入口的高度沿着从靠近该节流阀体的一侧至远离该节流阀体的一侧的方向阶梯式地下降。
根据此结构，进气歧管通道的入口构造为使得靠近节流阀体的进气歧管通道的入口形成在相应于上部的高度，远离节流阀体的进气歧管通道的入口形成在相应于下部的高度，从而即使在低速、低载荷的情况下，从节流阀体进入的空气集中在进气歧管增压室的上部时，也能够有均匀量的空气进入到进气歧管通道中。
结合于该进气歧管增压室一侧的所述多个进气歧管通道的入口的高度沿着从靠近该节流阀体的一侧至远离该节流阀体的一侧的方向阶梯式地上升。
根据此结构，进气歧管通道的入口构造为使得靠近节流阀体的进气歧管通道的入口形成在相应于下部的高度，远离节流阀体的进气歧管通道的入口形成在相应于上部的高度，从而即使在低速、低载荷的情况下，从节流阀体进入的空气集中在进气歧管增压室的下部时，也能够有均匀量的空气进入到进气歧管通道中。
附图说明
从以下与附图相结合的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征及优点将更加易于理解，其中：
图1为传统进气歧管的示意图，其中，进气歧管通道的入口不具有阶梯式高度差；
图2为根据本发明的进气歧管的示意图，其中，所述进气歧管通道的入口具有阶梯式高度差；及
图3为根据本发明的进气歧管的示意图，其中，所述进气歧管通道的入口具有阶梯式高度差。
具体实施方式
现参照附图，其中整个不同的附图中所采用的相同的附图标记用于指代相同或相似的构件。
以下将参照附图说明根据本发明优选实施例的阶梯式进气歧管通道。在说明书中，为清楚和方便地进行说明，可能夸大了附图中示出的线条的粗细程度及元件的尺寸。此外，以下术语为在有关本发明的功能的上下文中限定的术语，其可根据使用者、操作人员的目的或通常的实践具有不同的含义。因此，应结合整个说明书的上下文理解术语的定义。
图1为传统进气歧管10的示意图，其中，进气歧管通道的入口不具有阶梯式高度差。图2为进气歧管100的示意图，其中，根据本发明的进气歧管通道的入口具有阶梯式高度差；及图3为进气歧管100的示意图，其中，根据本发明的进气歧管通道的入口具有阶梯式高度差。
如图1所示，传统的进气歧管10构造为使得进气歧管通道4的入口不具有阶梯式高度差，而是沿同一直线排列。根据传统的进气歧管会出现这样的问题，即，当少量的空气在发动机处于低速、低载荷的情况下流动时，这些少量的空气会集中在上部，使得空气不均匀地进入到各个通道4中。图1中的箭头表示当空气集中在上部时，空气不均匀地进入到各个进气歧管通道4中。同时，在一些情况下，当少量的空气在发动机处于低速、低载荷的情况下流动时，这些少量的空气是集中的，从而空气会不均匀地进入到各个通道中。
相反地，如图2、3所示，根据本发明一实施例的进气歧管100包括节流阀体110、阀瓣120、进气歧管增压室130及四个进气歧管通道140。然而，根据操作需要可在根据本发明的进气歧管100中通常地设置不同类型的部件，由于这些部件为已知元件，故在此省略对其一般性的说明。
进气歧管100向汽缸(未示出)提供燃料-空气混合物，并作为发动机的一部分。根据本发明的进气歧管100的主要作用在于将空气均匀地分配到汽缸盖的各个进气口之间。进气歧管100并不限于具体的形状，只要能起到此作用即可。
节流阀体110响应于驾驶员的输入来调节经由进气管道(未示出)进入到发动机内的空气的流速，并作为进气系统的一部分。空气经由节流阀体110进入到进气歧管增压室130内。进气歧管增压室130连接于节流阀体110，并且所述进气歧管增压室的作用在于：将从节流阀体110进入的空气送入到所述四个进气歧管通道140。四个进气歧管通道140结合于进气歧管增压室130的一侧表面，并且进气歧管通道的作用在于：作为与发动机的汽缸盖的进气口连通的多个流路。应当注意的是，在本实施例中，进气歧管通道140的数量为四个，根据汽车发动机的结构情况以及内部情况等，进气歧管通道140的数量可有所不同。此外，应当注意的是，进气歧管通道140的尺寸和形状可根据使用者的目的而改变。
在高速、高载荷情况下的驾车过程中，节流阀体110的阀瓣120张开较大的角度，从而有足够大量的空气进入到进气歧管增压室130内。相反地，在低速、低载荷的情况下，节流阀体110的阀瓣120张开非常小的角度，从而没有足够量的空气进入到进气歧管增压室130内。因此，大部分空气流经进气歧管增压室130内的上部。
如图1所示，传统的进气歧管通道构造为使其入口形成在相同的高度。根据此结构，当在高速、高载荷的情况下时，少量的空气集中在上部，进入到各个进气歧管通道的空气的量不均匀，从而进入到与进气歧管通道连通的各个汽缸的空气量不均匀。即，有大量空气进入到邻近节流阀体的进气歧管通道中，而有少量空气进入到远离节流阀体的进气歧管通道中。由此导致汽缸中的燃料-空气比例不同。
然而，如图2和图3所示，根据本发明的进气歧管100构造为：使得进气歧管通道140的入口150的位置基于进气歧管增压室130的底部沿着从靠近节流阀体110的一侧至远离节流阀体110的一侧的方向阶梯式地下降。
例如，若最靠近节流阀体110的进气歧管通道140的入口150称为第一进气歧管通道的入口，则在第一进气歧管通道旁边的进气歧管通道140的入口150称为第二进气歧管通道的入口，在第二进气歧管通道旁边的进气歧管通道140的入口150称为第三进气歧管通道的入口，以及最远离节流阀体110的进气歧管通道140的入口150称为第四进气歧管通道的入口，进气歧管通道的高度沿着从第一进气歧管通道的入口至第四进气歧管通道的入口的方向阶梯式地下降。
同时，尽管在本发明的实施例中，四个进气歧管通道140的相邻的入口150具有相同的高度差，且四个进气歧管通道140的入口150的高度阶梯式地下降，但是，根据进气歧管增压室130的整体长度和进气歧管通道140的数量，进气歧管通道140的入口150之间的高度差可不同，从而使得空气能够更加均匀地进入到四个进气歧管通道140中。
此外，应当注意的是，尽管在本发明的实施例中，对高速、高载荷的情况下，少量的空气集中在上部的情况进行了说明，但是也可以是，在高速、高载荷的状态，少量的空气集中在下部的情况下，进气歧管通道140的入口150的位置基于该进气歧管增压室130的底部沿着从靠近节流阀体110的一侧至远离节流阀体110的一侧的方向阶梯式地上升。
以下是关于详细的操作原理的描述，在高速、高载荷的情况下，节流阀体110的阀瓣120张开非常小的角度，没有足够量的空气进入进气歧管增压室130内，且大部分进入的空气流经进气歧管增压室130的上部。在此情况下，根据传统技术，即，进气歧管通道的入口形成在相同的高度，从节流阀体进入的空气(包括流经上部的空气以及流经下部的空气)通过进气歧管通道。因此，每当空气通过各进气歧管通道的时候，只有特定部分的空气会进入到进气歧管通道中，从而只有非常少量的空气进入最后的(后面的)进气歧管通道中。相反地，根据本发明的实施例，流经进气歧管增压室130下部的空气并未进入第一(前面的)进气歧管通道的入口150中，而是进入进气歧管通道的、与空气的高度相对应的入口150中。通过这样的操作，在本发明的实施例中，即便当大部分空气流经进气歧管增压室130的上部，而少量的空气流经其下部时，也能够有均匀量的空气进入到各个进气歧管通道140中。
此外，尽管在本发明的实施例中记载了四个进气歧管通道140的入口150的高度为阶梯式地减小的情况，但是四个进气歧管通道140也可构造为使得四个进气歧管通道140的入口150的高度阶梯式地增大。此结构可应用于基于节流阀体110和阀瓣120的操作原理进入的空气流经进气歧管增压室130的下部的情况。
本发明为在高速、高载荷的情况下，使得均匀量的空气能够从节流阀体进入各个气缸的方法之一，本发明可应用于汽车工业，以此防止增加额外的设备并降低制造成本。此外，本发明可应用于各种形式的工业以及汽车工业中使用空气流的各种机械装置中。
根据本发明，进气歧管通道的、形成在进气歧管增压室的一侧的入口的高度基于进气歧管增压室的底部阶梯式地改变，从而即便在低速、低载荷的情况下，从节流阀体进入的进气集中在上部或下部时，进气仍可均匀地进入到汽缸内，以此消除由于燃料-空气比例的不同而导致的各个燃烧室之间不均衡的燃烧，减少废气中的污染物，并提高发动机的性能和效率。
尽管本发明的优选实施例以说明为目的进行了描述，但本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明所附的权利要求的范围和精神的情况下，可进行各种改变、增加及替换。

Claims (3)

1.一种阶梯式进气歧管，包括：节流阀体，其构造为响应于驾驶员的输入程度通过使用阀瓣来控制经过进气管道进入的空气的流速；进气歧管增压室，其连接于该节流阀体，并构造为储存从该节流阀体进入的空气并将从该节流阀体进入的空气送到多个进气歧管通道中；以及所述多个进气歧管通道结合于该进气歧管增压室的一侧表面，并构造为：作为与发动机的汽缸盖的各个进气口连通的多个流路，
其中，结合于该进气歧管增压室一侧的所述多个进气歧管通道的入口的高度基于该进气歧管增压室的底部阶梯式地改变。
2.根据权利要求1所述的阶梯式进气歧管，其中，结合于该进气歧管增压室一侧的所述多个进气歧管通道的入口的高度沿着从靠近该节流阀体的一侧至远离该节流阀体的一侧的方向阶梯式地下降。
3.根据权利要求1所述的阶梯式进气歧管，其中，结合于该进气歧管增压室一侧的所述多个进气歧管通道的入口的高度沿着从靠近该节流阀体的一侧至远离该节流阀体的一侧的方向阶梯式地上升。
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