CN105484913B - 一种提高方程式赛车循环进气量的可变谐振进气系统 - Google Patents

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Abstract

一种提高方程式赛车循环进气量的可变谐振进气系统，包括空气滤清器、节气门、限流阀、谐振腔、进气歧管，其特征在于：所述空气滤清器与节气门连接，节气门与限流阀连接，限流阀喉口直径不大于20mm，限流阀出口设有直口段便于与谐振腔入口连接，谐振腔出口端连接发动机进气歧管，所述进气歧管为可变进气歧管，可变进气歧管内设有伸缩式折流板，通过对限流阀参数、谐振腔形状容积参数进行优化设计，可以使得进气门前进气压力增加，提高循环进气量从而提高赛车动力性能；通过对进气歧管进气可变长短粗细的设计，可以满足不同发动机转速工况下的进气需求，可以通过控制折流板伸展的片数来适应发动机不同转速工况，该可变进气歧管优于目前已有的旁通式或主副进气道式的进气歧管结构。

Description

一种提高方程式赛车循环进气量的可变谐振进气系统
技术领域
本发明涉及一种进气系统，特别是一种运用进气波谐振原理提高循环进气量的进气系统，适用于有限流阀限制进气的大学生方程式赛车。
背景技术
增加发动机循环进气量是提高发动机动力性能的重要措施，通常发动机采用进气增压技术来实现这一目的，现有常规车辆大多配备进气增压系统。
对于大学生方程式赛车而言，由于进气系统受限于喉口直径20mm的限制，如何提升其循环进气量就显得尤为重要。当然，采用增压进气系统同样有助于动力性能的提升，但对原本就很紧凑的后部动力舱空间构成挑战，而且局囿于赛事规则对赛车尺寸、重量等方面的要求和限制，采用进气增压技术未必是理想选择。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在针对赛车20mm进气限流阀喉口的限制基础上，设计研发一可变谐振进气系统，通过优化设计限流阀的进出口长度和锥角，充分利用进气气波叠加，实现进气阀开启时阀前进气压力最大，从而提高该循环的进气量，进而提升赛车动力性能；另外设计折流板式可变进气歧管以满足发动机高转速范围和低转速范围等不同工况的进气需求，进一步强化进气波叠加效果，提升赛车动力性。
为了解决以上技术问题，本发明主要通过以下技术方案来实现:
一种提高方程式赛车循环进气量的可变谐振进气系统，包括空气滤清器、节气门、限流阀、谐振腔、进气歧管，其特征在于：所述空气滤清器与节气门连接，节气门与限流阀连接，限流阀喉口直径不大于20mm，限流阀出口设有直口段便于与谐振腔入口连接，谐振腔出口端连接发动机进气歧管，所述进气歧管为可变进气歧管，可变进气歧管内设有伸缩式折流板，高速时折流板缩进，进气歧管进气通道短而粗，低速时折流板伸展，进气歧管进气通道则变成细而长。
所述限流阀喉口处设有锥角，其中进气锥角14°，出气锥角7°。
所述可变进气歧管设有至少2片伸缩式折流板。
本发明的有益效果是：通过对限流阀参数、谐振腔形状容积参数进行优化设计，可以使得进气门前进气压力增加，提高循环进气量从而提高赛车动力性能；通过对进气歧管进气可变长短粗细的设计，可以满足不同发动机转速工况下的进气需求，可以通过控制折流板伸展的片数来适应发动机不同转速工况。该可变进气歧管优于目前已有的旁通式或主副进气道式的进气歧管结构。
附图说明
图1是谐振可变进气系统整体结构示意图；
图2是限流阀结构示意图；
图3是谐振腔结构及参数示意图；
图4是高速工况下可变进气歧管结构示意图；
图5是低速工况下可变进气歧管结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明具体实施方式进行详细阐述。
本发以春风268MQ发动机为例，设计其全套进气系统结构形式，本发明主要通过以下技术方案来实现:
（1）进气系结构：本发明所设计的进气系统组成为空气滤清器1----节气门2----限流阀-3---谐振腔4----可变进气歧管5----发动机6，其结构示意图如图1所示。
（2）由于赛事规则要求限流阀喉口直径不大于20mm，本发明所优化设计的限流阀参数如图2所示，进气锥角14°，出气锥角7°，此时气门前压力较大。鉴于限流阀内负压较大，故采用钢制材料铣制。
（3）本发明所设计谐振腔结构参数如图3所示，谐振腔与限流阀采用直口卡箍连接，谐振腔设计两个出气直口以便与发动机进气歧管直口卡箍连接。谐振腔容积为2.5L（依所匹配发动机的不同而不同），材料为碳纤维敷制以减轻重量。
（4）可变进气歧管的设计：为了适应发动机高速、大功率时短而粗的进气管，低速低负荷时细而长的进气管需求，本发明设计了折流板式可变进气歧管结构，如图4所示。
具体结构如下：
进气首先经过海绵式空气滤清器1，滤清器与节气门2采用直口卡箍连接方式，节气门2开度可调，节气门与限流阀3进口采用直口卡箍并胶水粘结，限流阀中间喉口处直径不大于20mm，限流阀具体结构如图2所示，限流阀喉口处设有锥角，其中进气锥角14°，出气锥角7°，限流阀出口设有直口段便于与谐振腔4入口处卡箍并胶水粘结连接，谐振腔结构及参数如图3所示，谐振腔出口端连接发动机进气歧管5，因为春风268MQ为双缸发动机，所以有两条进气歧管，谐振腔设计两个出气直口以便与发动机进气歧管直口卡箍连接。
参见图4、图5，进气歧管为可变进气歧管，可变进气歧管内设有伸缩式折流板7，伸缩式折流板的片数可根据不同需要而设置，本实施例中设有至少2片伸缩式折流板。进气歧管采用折流板式可变长度和截面的形式，满足发动机高速时短而粗、低速时细而长的进气歧管需求，其中折流板为可伸缩式，高速时折流板缩进，进气歧管进气通道短而粗（如图4所示），低速时折流板伸展，进气歧管进气通道则变成细而长（如图5所示）。另外，还可以根据发动机转速，控制调节折流板伸展开的片数，以满足不同转速工况下的进气需求。

Claims (3)

1.一种提高方程式赛车循环进气量的可变谐振进气系统，包括空气滤清器(1)、节气门（2）、限流阀（3）、谐振腔（4）、进气歧管（5），其特征在于：所述空气滤清器（1）与节气门（2）连接，节气门（2）与限流阀（3）连接，限流阀喉口直径不大于20mm，限流阀出口设有直口段便于与谐振腔（4）入口连接，谐振腔出口端连接发动机进气歧管（5），所述进气歧管为可变进气歧管，可变进气歧管内设有伸缩式折流板（7），高速时折流板缩进，进气歧管进气通道短而粗，低速时折流板伸展，进气歧管进气通道则变成细而长。
2.权利要求1所述的一种提高方程式赛车循环进气量的可变谐振进气系统，其特征在于：所述限流阀喉口处设有锥角，其中进气锥角14°，出气锥角7°。
3.如权利要求1或2所述的一种提高方程式赛车循环进气量的可变谐振进气系统，其特征在于：所述可变进气歧管设有至少2片伸缩式折流板。
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