CN105386865A - 进气管路总容积机械式控制系统 - Google Patents

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曹晓晖
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/22—Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

一种机械设计技术领域的进气管路总容积机械式控制系统，包括两个调节腔、两个旋转板、控制体、离心轴、离心腔、离心体、离心弹簧、圆弧板、松紧带、调节管，离心腔、离心体、离心弹簧、圆弧板、松紧带均布置在控制体内，离心体的一端布置在离心腔内并通过离心弹簧与离心轴相连接，离心体的另一端为圆弧结构，离心体的另一端与圆弧板密封接触，松紧带布置在圆弧板的外表面。当发动机转速较高时，旋转板逆时针旋转，进气管路总容积变小；当发动机转速较低时，旋转板顺时针旋转，进气管路总容积变大。本发明设计合理，结构简单，适用可变进气管系统优化设计。

Description

进气管路总容积机械式控制系统
技术领域
[0001] 本发明涉及的是一种机械设计技术领域的进气管路总容积机械式控制系统，特别是一种适用于发动机进气管路总容积可变系统的进气管路总容积机械式控制系统。
背景技术
[0002] 现在的发动机可分为自然吸气式和增压式，其中增压式又可分为机械增压、涡轮增压和最新的气波增压。自然吸气式是没有增压器的，指空气单纯经过空气滤清器、节气门、进气歧管到达汽缸，汽油是通过喷油嘴直接喷射在进气歧管里的。以四缸发动机为例，一个活塞作一次功有四个行程:下行(进气门打开，存在压力差，空气和燃油的混合气在压力差的作用下进入汽缸)，上行(进气门关闭，压缩混合气，活塞上行到最高点时点火)，又下行(混合气燃烧膨胀，推动活塞对外做功，输出动力)，又上行(排气门打开，排气)。自然吸气式就是指在上面第一个行程中，混合气是靠自然形成的压力差进行吸气，增压式就是指先把气体压缩，提高气体的压力和密度，当气门打开的时候靠压力差和气体自身的高压来增加进气量，提高功率。对于自然吸气发动机来说，可变进气歧管技术较为普遍。可变进气歧管通过改变进气管的长度和截面积，提高燃烧效率，使发动机在低转速时更平稳、扭矩更充足，高转速时更顺畅、功率更强大。在理想的情况下，在低速工况时进气歧管容积越大越好，在高速工况时进气歧管容积越小越好，这样在各个转速，发动机的充气效率都较高，性能都较好。
[0003] 经过现有文献检索，发现专利申请号为20142022823.6，名称为小排量发动机可变进气歧管的专利技术，提供了一种排气管容积两级可变的技术，但是它不能进气管容积现实连续可变。
发明内容
[0004] 本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种进气管路总容积机械式控制系统，可以使发动机进气管路总容积根据发动机转速进行自我调节。
[0005] 本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括前端进气管、后端进气管、空滤、节气门、发动机、排气管、催化器、消音器、第一调节腔、第一旋转板、控制体、拉伸轴、拉伸杆、离心轴、离心腔、离心体、离心弹簧、圆弧板、松紧带、旋转杆、第一旋转轴、第二调节腔、第二旋转轴、链条、第二旋转板、调节管，节气门的两端分别与前端进气管、后端进气管相连接，发动机的进气道与后端进气管相连接，发动机的排气道与排气管相连接，空滤布置在前端进气管上，催化器、消音器依次布置在排气管上，第一调节腔布置在后端进气管的下壁面上，第一调节腔的内部腔体纵截面为圆弧状，第一旋转轴镶嵌在第一调节腔的壁面上，第一旋转板布置在第一调节腔内并与第一旋转轴固结在一起，第一旋转板的壁面与第一调节腔内壁面密封接触，第一旋转轴的伸出端与旋转杆的一端固结在一起，第二调节腔布置在后端进气管的上壁面上，第二调节腔的内部腔体纵截面为圆弧状，第二旋转轴镶嵌在第二调节腔的壁面上，第二旋转板布置在第二调节腔内并与第二旋转轴固结在一起，第二旋转板的壁面与第二调节腔内壁面密封接触，第二旋转轴的伸出端通过链条与第一旋转轴的伸出端相连接，旋转杆另一端与拉伸杆的一端铰接在一起，拉伸杆的另一端与拉伸轴的一端固结在一起，拉伸轴的另一端与控制体内部的上端圆弧板固结在一起，离心轴的一端穿过控制体的前壁中心后镶嵌在控制体的后壁上，离心腔、离心体、离心弹簧、圆弧板、松紧带均布置在控制体内，离心腔与离心轴固结在一起，离心体的一端布置在离心腔内并通过离心弹簧与离心轴相连接，离心体的另一端为圆弧结构，离心体的另一端与圆弧板密封接触，松紧带布置在圆弧板的外表面，离心轴的另一端通过链条与发动机的曲轴相连接，调节管为三叉管结构，调节管的一端与催化器前发动机排气管相连通，调节管的另外两端分别与第一调节腔的下端腔体、第二调节腔的上端腔体相连通。
[0006] 进一步地，在本发明中控制体内部腔体的横截面为圆形，离心腔、圆弧板在控制体内均为阵列式布置，圆弧板的个数大于或等于离心腔的个数，圆弧板之间的间隙宽度小于离心体的横截面宽度，松紧带内部带有弹性钢丝结构。
[0007]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果为:本发明设计合理，结构简单；进气管路总容积可以根据发动机转速进行连续可调，从而兼顾发动机的各种运行工况。
附图说明
[0008] 图1为本发明的结构示意图；
[0009] 图2为本发明中后端进气管的纵剖面图；
[0010] 图3为图2中A-A剖面的结构示意图；
[0011] 图4为本发明中控制体的剖面图；
[0012] 图5为图4中B-B剖面的结构示意图；
[0013] 图6为图5中C-C剖面的结构示意图；
[0014] 其中:1、前端进气管，2、后端进气管，3、空滤，4、节气门，5、发动机，6、排气管，7、催化器，8、消音器，9、第一调节腔，10、第一旋转板，11、控制体，12、拉伸轴，13、拉伸杆，14、离心轴，15、离心腔，16、离心体，17、离心弹簧，18、圆弧板，19、松紧带，20、旋转杆，21、第一旋转轴，22、第二调节腔，23、第二旋转轴，24、链条，25、第二旋转板，26、调节管。
具体实施方式
[0015] 下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0016] 实施例
[0017] 如图1至图6所示，本发明包括前端进气管1、后端进气管2、空滤3、节气门4、发动机5、排气管6、催化器7、消音器8、第一调节腔9、第一旋转板10、控制体11、拉伸轴12、拉伸杆13、离心轴14、离心腔15、离心体16、离心弹簧17、圆弧板18、松紧带19、旋转杆20、第一旋转轴21、第二调节腔22、第二旋转轴23、链条24、第二旋转板25，节气门4的两端分别与前端进气管1、后端进气管2相连接，发动机5的进气道与后端进气管2相连接，发动机5的排气道与排气管6相连接，空滤3布置在前端进气管1上，催化器7、消音器8依次布置在排气管6上，第一调节腔9布置在后端进气管2的下壁面上，第一调节腔9的内部腔体纵截面为圆弧状，第一旋转轴21镶嵌在第一调节腔9的壁面上，第一旋转板10布置在第一调节腔9内并与第一旋转轴21固结在一起，第一旋转板10的壁面与第一调节腔9内壁面密封接触，第一旋转轴21的伸出端与旋转杆20的一端固结在一起，第二调节腔22布置在后端进气管2的上壁面上，第二调节腔22的内部腔体纵截面为圆弧状，第二旋转轴23镶嵌在第二调节腔22的壁面上，第二旋转板25布置在第二调节腔22内并与第二旋转轴23固结在一起，第二旋转板25的壁面与第二调节腔22内壁面密封接触，第二旋转轴23的伸出端通过链条24与第一旋转轴21的伸出端相连接，旋转杆20另一端与拉伸杆13的一端铰接在一起，拉伸杆13的另一端与拉伸轴12的一端固结在一起，拉伸轴12的另一端与控制体11内部的上端圆弧板18固结在一起，离心轴14的一端穿过控制体11的前壁中心后镶嵌在控制体11的后壁上，离心腔15、离心体16、离心弹簧17、圆弧板18、松紧带19均布置在控制体11内，离心腔15与离心轴14固结在一起，离心体16的一端布置在离心腔15内并通过离心弹簧17与离心轴14相连接，离心体16的另一端为圆弧结构，离心体16的另一端与圆弧板18密封接触，松紧带19布置在圆弧板18的外表面，离心轴14的另一端通过链条与发动机4的曲轴相连接，调节管26为三叉管结构，调节管26的一端与催化器7前发动机排气管6相连通，调节管26的另外两端分别与第一调节腔9的下端腔体、第二调节腔22的上端腔体相连通；控制体11内部腔体的横截面为圆形，离心腔15、圆弧板18在控制体11内均为阵列式布置，圆弧板18的个数大于或等于离心腔15的个数，圆弧板18之间的间隙宽度小于离心体16的横截面宽度，松紧带19内部带有弹性钢丝结构。
[0018] 在本发明的工作过程中，当发动机转速增大时，离心轴14的转速也增大，布置在离心腔15内的离心体16在旋转过程中离心力增大，离心体16同步向外移动并拉伸离心弹簧17，布置在控制体11内的上端圆弧板18受到离心体16的离心力的作用后向上移动，拉伸轴12也同步上移，拉伸轴12带动拉伸杆13上移，从而使旋转杆20、第一旋转轴21、第一旋转板10、第二旋转轴23、链条24、第二旋转板25 —起逆时针旋转，发动机进气管路总容积变小，发动机进气顺畅；发动机转速较低时，离心轴14的转速也较低，在离心弹簧17、松紧带19的作用下离心体16同步向内移动，布置在控制体11内的上端圆弧板18向下移动，拉伸轴12也同步下移，拉伸轴12带动拉伸杆13下移，从而使旋转杆20、第一旋转轴21、第一旋转板10、、第二旋转轴23、链条24、第二旋转板25 —起顺时针旋转，发动机进气管路总容积变小，发动机的充气效率都较高。通过调节管26，第一调节腔9的下端腔体、第二调节腔22的上端腔体都会充满气体，从而使两个旋转板的旋转速度比较稳定。

Claims (2)

1.一种进气管路总容积机械式控制系统，包括前端进气管(1)、后端进气管(2)、空滤(3)、节气门⑷、发动机(5)、排气管(6)、催化器(7)、消音器(8)，节气门(4)的两端分别与前端进气管(1)、后端进气管(2)相连接，发动机(5)的进气道与后端进气管(2)相连接，发动机(5)的排气道与排气管(6)相连接，空滤(3)布置在前端进气管⑴上，催化器(7)、消音器(8)依次布置在排气管(6)上，其特征在于，还包括第一调节腔(9)、第一旋转板(10)、控制体(11)、拉伸轴(12)、拉伸杆(13)、离心轴(14)、离心腔(15)、离心体(16)、离心弹簧(17)、圆弧板(18)、松紧带(19)、旋转杆(20)、第一旋转轴(21)、第二调节腔(22)、第二旋转轴(23)、链条(24)、第二旋转板(25)、调节管(26)，第一调节腔(9)布置在后端进气管(2)的下壁面上，第一调节腔(9)的内部腔体纵截面为圆弧状，第一旋转轴(21)镶嵌在第一调节腔(9)的壁面上，第一旋转板(10)布置在第一调节腔(9)内并与第一旋转轴(21)固结在一起，第一旋转板(10)的壁面与第一调节腔(9)内壁面密封接触，第一旋转轴(21)的伸出端与旋转杆(20)的一端固结在一起，第二调节腔(22)布置在后端进气管(2)的上壁面上，第二调节腔(22)的内部腔体纵截面为圆弧状，第二旋转轴(23)镶嵌在第二调节腔(22)的壁面上，第二旋转板(25)布置在第二调节腔(22)内并与第二旋转轴(23)固结在一起，第二旋转板(25)的壁面与第二调节腔(22)内壁面密封接触，第二旋转轴(23)的伸出端通过链条(24)与第一旋转轴(21)的伸出端相连接，旋转杆(20)另一端与拉伸杆(13)的一端铰接在一起，拉伸杆(13)的另一端与拉伸轴(12)的一端固结在一起，拉伸轴(12)的另一端与控制体(11)内部的上端圆弧板(18)固结在一起，离心轴(14)的一端穿过控制体(11)的前壁中心后镶嵌在控制体(11)的后壁上，离心腔(15)、离心体(16)、离心弹簧(17)、圆弧板(18)、松紧带(19)均布置在控制体(11)内，离心腔(15)与离心轴(14)固结在一起，离心体(16)的一端布置在离心腔(15)内并通过离心弹簧(17)与离心轴(14)相连接，离心体(16)的另一端为圆弧结构，离心体(16)的另一端与圆弧板(18)密封接触，松紧带(19)布置在圆弧板(18)的外表面，离心轴(14)的另一端通过链条与发动机(4)的曲轴相连接，调节管(26)为三叉管结构，调节管(26)的一端与催化器(7)前发动机排气管(6)相连通，调节管(26)的另外两端分别与第一调节腔(9)的下端腔体、第二调节腔(22)的上端腔体相连通。
2.根据权利要求1所述的进气管路总容积机械式控制系统，其特征在于控制体(11)内部腔体的横截面为圆形，离心腔(15)、圆弧板(18)在控制体(11)内均为阵列式布置，圆弧板(18)的个数大于或等于离心腔(15)的个数，圆弧板(18)之间的间隙宽度小于离心体(16)的横截面宽度，松紧带(19)内部带有弹性钢丝结构。
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