CN103953477A - 一种汽油发动机的可变进气系统 - Google Patents

Abstract

一种汽油发动机的可变进气系统，克服了现有技术滚筒腔与真空腔、稳压腔三个腔体分上、中、下三排平行布置，占据空间较大，以及滚筒运转不平稳的问题，特征是在滚筒上沿轴向方向设有4个滚筒上部过流通孔和4个滚筒侧部过流通孔，在进气歧管总成的内部通过轴承安装滚筒，滚筒通过滚筒左轴与真空执行器连接，在稳压腔下部设有真空腔和滚筒安装腔，在稳压腔下壁上开通有与滚筒上的4个滚筒上部过流通孔相互对应的4个稳压腔下壁过流通孔，在进气歧管中片侧壁上开通有与滚筒上的4个滚筒侧部过流通孔相互对应的4个进气歧管中片侧壁过流通孔，有益效果是，节省空间，可变歧管所占用的空间更小，有利于发动机整机的装配，且滚筒运转的更加平稳。

Description

一种汽油发动机的可变进气系统

技术领域

本发明属于汽车发动机进气系统技术领域，特别涉及一种通过滚筒转动来切换进气气道长度的自然进气汽油发动机的可变进气系统。

背景技术

从达到改善发动机经济性及动力性的目的来说，要求发动机在高转速、大负荷时配用较短的进气歧管;在低转速和小负荷下配用较长的进气歧管，而传统的自然进气的汽油发动机中，较长的进气歧管低速高扭矩，高速低功率；较短的进气歧管正好相反，低速小扭矩，高速大功率，所以，传统的自然进气汽油发动机进气系统只能满足一种有利条件，如图2和图3所示的现有的进气歧管由上片01、中片02和下片03焊接构成一个整体，在中片02上设有稳压腔04，在稳压腔04腔外下面的空间内设有加强横筋05和加强纵筋06，所以进气歧管上只有稳压腔04这一个腔体，不能实现可变进气的效果，只能满足一种有利条件。而利用可变进气歧管可以达到低速高扭矩，高速大功率的效果。如申请号为201220422432.8的实用新型专利公开了“一种汽油发动机的可变进气歧管”，该实用新型在进气歧管的气道内设有彼此相连通的短气道与长气道，其中，所述短气道的进气口设置有用于开启或关闭短气道的开关部。所述开关部位为一可定轴转动的滚筒，在所述滚筒上沿着垂直于滚筒中轴的方向上设置有过流通孔；旋转滚筒使其上的过流通孔承接在短气道的进气口时，短气道处于开启状态；旋转滚筒使其上的过流通孔脱离短气道的进气口时，短气道被阻挡，处于关闭状态。所述汽油发动机的可变进气歧管，通过其内设计的长气道和短气道的切换，结合各进气支管结构上的区别设计，可保证进气均匀，提高发动机的性能。但是，该实用新型仅叙述了由图3到图5所示，滚筒安装到进气歧管中后，通过真空执行器沿其图中箭头方向运动，滚筒进行旋转。但是，由图3到图5所示，并没有公开滚筒的具体结构以及滚筒与进气歧管之间的安装关系，既没有公开滚筒与进气歧管之间的安装结构，也没有公开控制执行机构的实现方式，所以，只是一个不完整的技术方案，此外，该实用新型真空腔和稳压腔由中上片和中下片一起构成，滚筒腔与真空腔、稳压腔三个腔体分上、中、下三排平行布置，占据空间较大。在已知的滚筒与进气歧管之间的安装关系是在滚筒两端加工有内凹的轴孔，通过该轴孔与有关轴配合安装，这样，滚筒运转会很不平稳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种结构具体、运转平稳、滚筒腔与真空腔、稳压腔三个腔体分上下两排布置，占据空间较小的通过滚筒转动来切换进气气道长度的自然进气汽油发动机的可变进气系统。

本发明采用的技术方案包括进气歧管总成、滚筒、真空执行器和电磁阀，所述滚筒左端设有滚筒左轴，所述滚筒右端设有滚筒右轴，在滚筒上沿轴向方向设有4个滚筒上部过流通孔和4个滚筒侧部过流通孔，所述滚筒上部过流通孔与滚筒侧部过流通孔之间的角度为α，在所述进气歧管总成的内部通过轴承安装滚筒，滚筒通过滚筒左轴与真空执行器连接，在稳压腔下部设有进气歧管中片左封板和进气歧管中片右封板以及隔板构成真空腔和滚筒安装腔；在稳压腔下壁上开通有与滚筒上的滚筒上部过流通孔相互对应的4个稳压腔下壁过流通孔，在进气歧管中片侧壁上开通有与滚筒上的滚筒侧部过流通孔相互对应的4个进气歧管中片侧壁过流通孔。 

在所述进气歧管中片右封板上加工出一个轴承安装座，在该轴承安装座中安装轴承，在进气歧管中片左封板上加工出一个通孔，在滚筒安装腔中安装的滚筒右端设有的滚筒右轴与轴承配合安装，滚筒左轴通过左封板上加工的通孔，滚筒左端设有的滚筒左轴的头部为四分之三球体与真空执行器摆杆的摆杆球孔配合安装。

   所述滚筒上部过流通孔与滚筒侧部过流通孔之间的角度α为120°～150°。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明将现有技术的中片由一腔改为三腔，即将稳压腔外底部的加强横筋和加强纵筋去掉，增加进气歧管中片左封板和进气歧管中片右封板以及隔板构成真空腔和滚筒安装腔，所以可变歧管所占用的空间较小，有利于发动机整机的装配。

（2）本发明由于采用在进气歧管中片右封板上加工出一个轴承安装座，在该轴承安装座中安装轴承，在进气歧管中片左封板上加工出一个通孔，在滚筒安装腔中安装的滚筒右端设有的滚筒右轴与轴承配合安装，滚筒左端设有的滚筒左轴的头部为四分之三球体，滚筒左轴通过左封上加工的通孔，滚筒左轴的头部四分之三球体与真空执行器的摆杆球孔配合安装，所以，滚筒运转的更加平稳。

（3）本发明的可变进气系统可根据发动机转速通过ECU来智能地操控，有效地实现了发动机低速高扭矩，高速大功率的效果，从而达到改善发动机经济性及动力性的目的。

附图说明

图1 是本发明可变进气系统爆炸示意图；

图2是现有技术进气歧管总成结构示意图；

图3是现有技术进气歧管中片结构示意图；

图4是本发明进气歧管中片结构示意图；

图5 是图4在短气道开启时N部的放大图；

图6是短气道开启时可变进气歧管内部气流流通示意图；

图7是图4在短气道关闭时N部的放大图；

图8是短气道关闭时可变进气歧管内部气流流通示意图；

图9是本发明可变进气歧管中片装配结构示意图；

图10是图9的C-C剖视放大图；

图11是真空执行器的推杆与摆杆结构示意图。

图中：01.进气歧管上片，02.进气歧管中片，

02-1. 进气歧管中片侧壁，02-2. 进气歧管中片侧壁过流通孔，

03．进气下片，04. 稳压腔，

04-1.稳压腔下壁，04-2.稳压腔下壁过流通孔，

05. 加强横筋，06.加强纵筋，

           1.进气歧管总成，

2.轴承，

3.滚筒，3-1.滚筒上部过流通孔，3-2.滚筒侧部过流通孔，

3-3.滚筒右轴，3-4.滚筒左轴，3-5.滚筒左封板，

3-6.滚筒右封板，

4.真空执行器，4-1.摆杆，4-2.摆杆球孔，4-3.推杆，

5.电磁阀，

           6.真空腔，7.隔板，8.滚筒安装腔

           9.短气道，10.长气道

           11.节气门，12. 进气歧管中片左封板，

13.进气歧管中片右封板 。

具体实施方式

如图1、图5和图7 所示，本发明包括进气歧管总成1、滚筒3、真空执行器4和电磁阀5，所述滚筒3左端设有滚筒左轴3-4，所述滚筒3右端设有滚筒右轴3-3，在滚筒3上沿轴向方向设有4个滚筒上部过流通孔3-1和4个滚筒侧部过流通孔3-2，所述滚筒上部过流通孔3-1与滚筒侧部过流通孔3-2之间的角度α在120°～150°范围内；在进气歧管总成1的内部通过轴承2安装滚筒3，滚筒3通过滚筒左轴3-4与真空执行器4连接，电磁阀5与真空执行器4连接；所述真空执行器4包括摆杆4-1、摆杆球孔4-2和推杆4-3；

如图2所示，现有技术进气歧管总成结构包括进气歧管上片01、进气歧管中片02和进气下片03；

如图3所示，现有技术进气歧管中片结构包括稳压腔04，以及稳压腔04外底部的加强横筋05和加强纵筋06；

 如图4和图10所示，本发明将如图3所示的进气歧管中片由一腔改为三腔，即将图3所示的稳压腔04外底部的加强横筋05和加强纵筋06去掉，增加进气歧管中片左封板12和进气歧管中片右封板13以及隔板7构成真空腔6和滚筒安装腔8；

如图5和图7 所示，在稳压腔下壁04-1上开通有与滚筒3上的滚筒上部过流通孔3-1相互对应的4个稳压腔下壁过流通孔04-2，在进气歧管中片侧壁02-1上开通有与滚筒3上的滚筒侧部过流通孔3-2相互对应的4个进气歧管中片侧壁过流通孔02-2；

如图10所示，在进气歧管中片右封板13上加工出一个轴承安装座，在该轴承安装座中安装轴承2，在进气歧管中片左封板12上加工出一个通孔，在滚筒安装腔8中安装的滚筒3右端设有的圆柱体的滚筒右轴3-3与轴承2配合安装，滚筒3左端设有的滚筒左轴3-4的头部为四分之三球体，滚筒左轴3-4通过左封板12上加工的通孔，滚筒左轴3-4的头部四分之三球体与真空执行器4的摆杆4-1的摆杆球孔4-2配合安装。

工作时，当发动机在低速转动时，如发动机转速低于3500r/min时，发动机的ECU给电磁阀5通路信号，电磁阀5接到信号动作，由于真空腔6的存在，使真空执行器4的后腔获得真空度，压力差克服真空执行器4中的弹簧力推动推杆4-3运动，推杆4-3做上下运动，带动摆杆4-1以摆杆球孔4-2的中心为圆心，以摆杆4-1为半径转动一定角度，这样摆杆4-1摆动时就可以带动与摆杆球孔4-2配合安装的滚筒左轴3-4的头部四分之三球体转动，从而带动滚筒3一起转动一定角度，使滚筒3中的各个过流通孔远离短气道入口，此时，短气道处于关闭状态，如图7所示，这样，空气从节气门11进入进气歧管中后只能从长气道10进入发动机各缸内，如图8所示，从而实现低速长气道的目的；

工作时，当发动机在高速转动时，如发动机转速高于3500r/min时，发动机ECU给电磁阀5发出断路信号，电磁阀5接到信号动作，使真空执行器4的后腔和大气相通，此时，真空执行器4中的弹簧复位，弹簧力拉动真空执行器4中的推杆4-3，推杆4-3带动摆杆4-1摆动，摆杆4-1带动滚筒3转动一定角度，使滚筒3中的各个过流通孔对准短气道入口，此时，短气道处于开启状态，如图5所示，这样，空气从节气门11进入到进气歧管中后，空气就会沿着短气道9进入发动机各缸内，如图6所示，从而实现高速短气道的目的。

通过以上两种工作状态的阐述，本发明所描述的汽油发动机的可变进气系统实现了在高速低速工况采用不同长短气道切换的目的。

Claims (3)

1.一种汽油发动机的可变进气系统，包括进气歧管总成（1）、滚筒（3）、真空执行器（4）和电磁阀（5），其特征在于，所述滚筒（3）左端设有滚筒左轴（3-4），所述滚筒（3）右端设有滚筒右轴（3-3），在滚筒（3）上沿轴向方向设有4个滚筒上部过流通孔（3-1）和4个滚筒侧部过流通孔（3-2），所述滚筒上部过流通孔（3-1）与滚筒侧部过流通孔（3-2）之间的角度为α，在所述进气歧管总成（1）的内部通过轴承（2）安装滚筒（3），滚筒（3）通过滚筒左轴（3-4）与真空执行器（4）连接， 在稳压腔（04）下部设有进气歧管中片左封板（12）和进气歧管中片右封板（13）以及隔板（7）构成真空腔（6）和滚筒安装腔（8）；在稳压腔下壁（04-1）上开通有与滚筒（3）上的滚筒上部过流通孔（3-1）相互对应的4个稳压腔下壁过流通孔（04-2），在进气歧管中片侧壁（02-1）上开通有与滚筒（3）上的滚筒侧部过流通孔（3-2）相互对应的4个进气歧管中片侧壁过流通孔（02-2）。

2.根据权利要求1所述一种汽油发动机的可变进气系统，其特征在于，在所述进气歧管中片右封板（13）上加工出一个轴承安装座，在该轴承安装座中安装轴承（2），在进气歧管中片左封板（12）上加工出一个通孔，在滚筒安装腔（8）中安装的滚筒（3）右端设有的滚筒右轴（3-3）与轴承（2）配合安装，滚筒左轴（3-4）通过左封板（12）上加工的通孔，滚筒（3）左端设有的滚筒左轴（3-4）的头部为四分之三球体与真空执行器（4）的摆杆（4-1）的摆杆球孔（4-2）配合安装。

3.根据权利要求1所述一种汽油发动机的可变进气系统，其特征在于，所述滚筒上部过流通孔（3-1）与滚筒侧部过流通孔（3-2）之间的角度α为120°～150°。