CN104100423A - 一种进气歧管及汽车发动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种进气歧管及包括该进气歧管的汽车发动机，该进气歧管包括稳压腔和至少两个与稳压腔连通的气道，稳压腔上设有用于与节气门连接的进气口，其中，气道与稳压腔接合处采用使气体通过进气口在稳压腔中稳压后均匀地分配到各个气道的不等倒圆角结构。优选地，在气道与稳压腔接合处，单个气道垂直于进气方向的倒圆角大于沿着进气方向的倒圆角；在气道与稳压腔接合处，沿着进气方向的首气道的倒圆角大于尾气道的倒圆角，且中间气道的倒圆角小于首气道和尾气道的倒圆角。该结构能有效地减少进气压损，降低各缸气道压损的差异，在增加各缸进气量的同时，也保证各缸进气量的均匀性，以此提高发动机的动力性及经济性。

Description

一种进气歧管及汽车发动机

技术领域

本发明涉及汽车发动机技术领域，具体涉及一种进气歧管及包括该进气歧管的汽车发动机。

背景技术

进气歧管气道结构是影响发动机进气量和进气均匀性的主要因素之一。发动机各缸的最大进气量是保证发动机最高功率实现的前提；而各缸进气均匀性又直接影响发动机各缸做功能力的均匀性，均匀性差会产生扭矩输出不稳定、发动机振动大等问题，同时为限制个别气缸爆振大的现象，又会整体减小发动机点火提前角，降低发动机的整体输出能力。因此，合理进气歧管的气道结构的设计，通过降低进气压损和增加进气压损的均匀性，可以保证发动机所需进气量和进气均匀性，以满足发动机设计目标对功率和扭矩的要求。

如图1所示为现有技术中一种进气歧管的结构示意图，该进气歧管气道结构设计不合理，采用等稳压腔截面结构，不利于减少进气压损；同时采用等倒圆角结构，不利于避免由于气道空间结构的弊端而产生的各缸气道压损不均匀的特点，即各气道压损的均匀性差，从而影响发动机各缸进气量的均匀性。因此，不合理的气道结构设计，会增大进气压损和降低压损均匀性，影响发动机最高功率和最大扭矩，以及各缸做功的均匀性，最终影响发动机的性能。

发明内容

本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。

为克服现有技术的问题，本发明提供一种进气歧管，采用不等倒圆角结构，同时可结合采用递减稳压腔横截面积的结构，该结构能有效地减少进气压损，降低各缸气道压损的差异，在增加各缸进气量的同时，也保证各缸进气量的均匀性，以此提高发动机的动力性及经济性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种进气歧管，包括稳压腔和至少两个与稳压腔连通的气道，稳压腔上设有用于与节气门连接的进气口，其中，气道与稳压腔接合处采用使气体通过进气口在稳压腔中稳压后均匀地分配到各个气道的不等倒圆角结构。

根据本发明的一个实施例，在气道与稳压腔接合处，单个气道垂直于进气方向的倒圆角大于沿着进气方向的倒圆角。

根据本发明的一个实施例，在气道与稳压腔接合处，沿着进气方向的首气道的倒圆角大于尾气道的倒圆角，且中间气道的倒圆角小于首气道和尾气道的倒圆角。

根据本发明的一个实施例，在首气道与稳压腔接合处，沿着进气方向靠近进气口的首气道的倒圆角大于远离进气口的首气道的倒圆角。

根据本发明的一个实施例，在尾气道与稳压腔接合处，沿着进气方向远离进气口的尾气道的倒圆角大于靠近进气口的尾气道的倒圆角。

根据本发明的一个实施例，稳压腔的横截面积沿进气方向递减。

根据本发明的一个实施例，气道的数量为四个，四个气道与稳压腔接合处沿着进气方向采用不等倒圆角结构。

根据本发明的一个实施例，不等倒圆角结构是在气道与稳压腔过渡接合处采用不相等的倒角半径。

根据本发明的一个实施例，气道从稳压腔中部直接引出。

根据本发明的一个实施例，进气口设置在稳压腔的端部。

根据本发明的一个实施例，进气歧管采用塑料进气歧管。

根据本发明的一个实施例，稳压腔截面为非规则矩形。

根据本发明的另一个方面，提供一种汽车发动机，包括如上述任一技术方案所述的进气歧管。

本发明提供了一种进气歧管及包括该进气歧管的汽车发动机，针对现有技术中不合理的气道结构设计进行改进，具体而言，该进气歧管的改进点在于：1、各条气道与稳压腔连接处采用不等倒圆角结构；2、单条气道与稳压腔连接处在不同的方向上采用不等倒圆角结构；3、稳压腔的横截面递减。采用递减稳压腔横截面积和不等倒圆角结构，能有效地降低进气阻力，减小压损差异，在增加进气量的同时，也保证各缸进气量的均匀性，以此提高发动机的动力性及经济性。其主要通过合理的进气歧管气道结构设计，提供一种能满足发动机所需进气量和保证各缸进气均匀性的进气歧管，以满足发动机设计目标对功率和扭矩的要求。本发明的进气歧管能降低进气压损，增加进气量，因而增加发动机做功能力，同时有效提高各缸压损的均匀性，增加进气均匀性，有效地减少振动和各缸不同的爆震趋势。该气道结构设计合理，保证了所搭载的增压发动机的最大功率和扭矩达到设计目标。

通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。

附图说明

下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：

图1为现有技术中一种进气歧管的结构示意图；

图2为本发明实施例进气歧管的结构示意图；

图3为本发明实施例进气歧管的立体结构示意图；

图4为本发明实施例进气歧管不等倒圆角结构示意图；

图5为本发明实施例进气歧管不等倒圆角结构截面示意图；

图6为本发明实施例进气歧管递减截面积结构示意图；

图7为图6中A-A截面与D-D截面的对比示意图。

具体实施方式

如图2至图7所示，为解决现有技术中进气歧管气道结构设计不合理，进气压损较大和进气均匀性差的问题，本发明实施例提供一种进气歧管，包括稳压腔10和至少两个与稳压腔10连通的气道（例如气道21、22、23、24），稳压腔10上设有用于与节气门连接的进气口11，其中，气道与稳压腔10接合处采用使气体通过进气口在稳压腔中稳压后均匀地分配到各个气道的不等倒圆角结构。不等倒圆角结构是在气道与稳压腔10过渡接合处采用不相等的倒角半径。该气道结构通过不等倒圆角结构设计，加大压损较大气道的倒圆角，以降低各缸气道压损的差异，有效地降低了进气压损和同时增加各缸压损的均匀性，保证各缸所需的进气量和进气均匀性，以满足发动机设计目标对功率和扭矩的要求。

如图2所示，本发明实施例进气歧管的实体结构包括稳压腔10、各缸气道21、22、23、24，以及两者相接处的倒圆角。上述气道的数量为四个，进气口设置在稳压腔10的端部（例如右端），气道21、22、23、24从稳压腔10中部直接引出，可减少进气拐角，降低压降。该进气歧管的四个气道一字排开与稳压腔10连接，稳压腔10采用递减横截面积结构，同时在连接处有不同倒圆角结构。进气歧管通过合理的气道结构设计，将通过节气门后的气体在稳压腔10稳压后，均匀地分配到各缸进气道，有效地降低了进气压损和增加压损的均匀性，保证各缸所需的进气量和进气均匀性。

首先，在气道与稳压腔10接合处，单个气道垂直于进气方向的倒圆角大于沿着进气方向的倒圆角。各个气道与稳压腔10接合处具有倒圆角，包括了沿着从稳压腔进入各个气道的进气方向的倒圆角和垂直于该进气方向的倒圆角，本实施例中加大各个气道垂直于进气方向的倒圆角，使其大于沿着进气方向的倒圆角，这样充分利用了空间，降低了各缸气道压损，减少了进气阻力，增加了进气量。

此外，如图4所示，进气歧管的气道21、22、23、24为四分管结构，四个气道与稳压腔10接合处沿着进气方向采用不等倒圆角结构。在各气道与稳压腔10接合处，沿着进气方向的首气道21的倒圆角大于尾气道24的倒圆角，且中间气道22、23的倒圆角小于首气道21和尾气道24的倒圆角。具体地，在首气道21与稳压腔10接合处，沿着进气方向靠近进气口的首气道的倒圆角（即a1处的倒圆角）大于远离进气口的首气道的倒圆角（即a2处的倒圆角）。在尾气道24与稳压腔10接合处，沿着进气方向远离进气口的尾气道的倒圆角（即d2处的倒圆角）大于靠近进气口的尾气道的倒圆角（即d1处的倒圆角）。采用各缸气道不等倒圆角的结构设计（a1处的倒圆角＞d2处的倒圆角＞d1处的倒圆角＞a2、b1、b2、c1、c2处的倒圆角），加大压损较大气道（如气道21、24）的倒圆角，提高各缸进气的均匀性。该进气歧管的气道结构设计有效地降低了进气压损和增加压损的均匀性，保证了各缸所需的进气量和进气均匀性，提高了发动机的动力性及经济性。

图5为本发明实施例进气歧管不等倒圆角结构截面示意图，倒角半径δ1>γ2>γ1>δ2、α1、α2、β1、β2，其中，α1与α2可以相等也可以不等，采用相等的结构可以使加工工艺简单。同样，β1与β2可以相等也可以不等，此外，α1、β1、γ1可以相等也可以不等，采用相等的结构可以使加工工艺简单。上述倒圆角的值可以由三维CFD（计算流体动力学）仿真计算得出。

如图6和图7所示，进气歧管稳压腔10的横截面积沿进气方向递减（即A-A横截面积＜B-B横截面积＜C-C横截面积＜D-D横截面积），且稳压腔截面为非规则矩形，根据进气气流走向，选择不同倒圆角值，以降低进气压损。通过递减稳压腔10横截面防止稳压腔10内涡流的发生，以减少进气阻力。该结构能有效地减少稳压腔10内的无效空间的容积，避免不必要的涡流产生，因此能有效地减少稳压腔10内的进气压损，增加发动机的进气量。此外，本发明实施例的进气歧管可采用塑料进气歧管。

采用本发明实施例的技术方案，与现有技术相比，1.8T进气歧管通过上述的方案优化，进气压损下降5.1%，压损均匀性提高4.8%。

本实施例的进气歧管通过合理的气道结构设计，通过递减稳压腔横截面防止稳压腔内涡流的发生，以减少进气阻力；通过各缸气道不等倒圆角结构，加大压损较大气道的倒圆角，以降低各缸气道压损的差异，保证各缸进气量的均匀性。通过降低进气压损，增加进气量，因而增加发动机做功能力，同时有效提高各缸压损的均匀性，增加进气均匀性，有效的减少振动和各缸不同的爆震趋势。该气道结构设计合理，保证了所搭载的增压发动机的最大功率和扭矩达到设计目标。

本发明实施例还提供一种汽车发动机，包括如上述技术方案所述的进气歧管。

以上参照附图说明了本发明的优选实施例，本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种进气歧管，其特征在于，包括稳压腔和至少两个与所述稳压腔连通的气道，所述稳压腔上设有用于与节气门连接的进气口，其中，所述气道与所述稳压腔接合处采用使气体通过所述进气口在所述稳压腔中稳压后均匀地分配到各个所述气道的不等倒圆角结构。

2.根据权利要求1所述的进气歧管，其特征在于，在所述气道与所述稳压腔接合处，单个气道垂直于进气方向的倒圆角大于沿着进气方向的倒圆角。

3.根据权利要求1所述的进气歧管，其特征在于，在所述气道与所述稳压腔接合处，沿着进气方向的首气道的倒圆角大于尾气道的倒圆角，且中间气道的倒圆角小于所述首气道和所述尾气道的倒圆角。

4.根据权利要求3所述的进气歧管，其特征在于，在所述首气道与所述稳压腔接合处，沿着进气方向靠近所述进气口的首气道的倒圆角大于远离所述进气口的首气道的倒圆角。

5.根据权利要求3所述的进气歧管，其特征在于，在所述尾气道与所述稳压腔接合处，沿着进气方向远离所述进气口的尾气道的倒圆角大于靠近所述进气口的尾气道的倒圆角。

6.根据权利要求1所述的进气歧管，其特征在于，所述稳压腔的横截面积沿进气方向递减。

7.根据权利要求1所述的进气歧管，其特征在于，所述气道的数量为四个，所述四个气道与所述稳压腔接合处沿着进气方向采用不等倒圆角结构。

8.根据权利要求1所述的进气歧管，其特征在于，所述气道从所述稳压腔中部直接引出。

9.根据权利要求1所述的进气歧管，其特征在于，所述稳压腔截面为非规则矩形。

10.一种汽车发动机，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的进气歧管。