CN204532519U - 汽车发动机可变进气歧管截面积控制机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种汽车发动机可变进气歧管截面积控制机构，由信息电路组件、驱动组件和进气歧管组件组成；信息电路组件包括直流电源、简易发电机1、单触点继电器2、油门信号开关3、四触点继电器4、上止位常闭触点开关5和下止位常闭触点开关6；驱动组件包括直流电动机7、螺旋杆8、螺母9和连接杆10；进气歧管组件包括内活动套筒13、外固定套筒14和进气歧管15。当信息符合设置的条件，由直流电动机正转或反转驱动，使内活动套筒在外固定套筒里面来回转动，实现汽车发动机进气歧管截面积可变功能。改善发动机的进气条件，利用气流产生的充气效应，既能提高汽车发动机的低速扭矩，又能达到降低油耗和降低排放的效果。

Description

汽车发动机可变进气歧管截面积控制机构

技术领域

本实用新型涉及汽车发动机技术领域，具体涉及一种汽车发动机可变进气歧管截面积控制机构。

背景技术

汽车发动机的进气歧管位于节气门和发动机气缸之间，其入口与节气门相连，出口与发动机气缸相连。进气歧管对应于发动机气缸的数量，每个气缸都有一条进气歧管，如四缸发动机就有四条进气歧管，六缸发动机则有六条进气歧管，其作用是将空气分别导入各个气缸中。进气歧管的设计大有学问的，为了使得发动机的每一气缸的燃烧状况相同，每一气缸的进气歧管的长度和弯曲度都要尽可能的相同。

汽车发动机可变进气歧管是通过改变进气歧管的长度和截面积，来提高进气效率和燃烧效率，使汽车发动机在低转速时更平稳、扭矩更充足，高转速时功率更大，动力更强劲。依据经验：汽车发动机在低转速时，细长的进气歧管，可以增加进气的气流速度和气压强度，提高进气效率，并且使燃油雾化更充分、燃烧更充分，降低油耗，提高扭矩。汽车发动机在高转速时，粗短的进气歧管，可以迅速增加空气的吸入量，提高输出功率。

对于汽车发动机可变进气歧管长度的技术而言：如果可变进气歧管的长度不足，就起不了多大的作用，尤其是小排量的汽车发动机；如果可变进气歧管的长度足够，体积容易过于庞大而影响发动机仓的整体布局，这就给汽车发动机可变进气歧管长度技术带来的制约性和局限性。对于汽车发动机可变进气歧管截面积的技术而言，从目前汽车市场上看，拥有汽车发动机可变进气歧管截面积技术的厂家并不多，而且他们的可变进气歧管截面积技术，普遍采用转叶式，控制系统比较复杂，加工成本高。另外，转叶式它的中心转动轴还阻碍空气吸入气缸，从中削弱了汽车发动机最大功率的动力输出。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种汽车发动机可变进气歧管截面积控制机构，其既能提高汽车发动机的低速扭矩，又能降低油耗和降低排放。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

汽车发动机可变进气歧管截面积控制机构，由信息电路组件、驱动组件和进气歧管组件组成；信息电路组件包括直流电源、简易发电机、单触点继电器、油门信号开关、四触点继电器、上止位常闭触点开关和下止位常闭触点开关；驱动组件包括直流电动机、螺旋杆、螺母和连接杆；进气歧管组件包括内活动套筒、外固定套筒和进气歧管；

信息电路组件的单触点继电器的常开触点开关、油门信号开关、四触点继电器的线圈其电路串联在一起后，其两端连接直流电源；简易发电机与汽车发动机相连，单触点继电器的线圈与简易发电机相连，油门信号开关与汽车的油门踏板相连；上止位常闭触点开关和下止位常闭触点开关分别设置在螺旋杆的两端即螺母来回行程的两头，且上止位常闭触点开关和下止位常闭触点开关各与四触点继电器的一组切换开关相连；

驱动组件的直流电动机的两个电源端各与四触点继电器的一组切换开关相连，直流电动机转轴通过螺旋杆、螺母和连接杆与内活动套筒相连接，并带动内活动套筒在外固定套筒内转动；

进气歧管组件的进气歧管的条数与汽车发动机的气缸数相等；上述每条进气歧管的内部设有一长度方向延伸的隔板，该隔板将进气歧管的内腔一分为二，均等份分为左侧分支进气歧管和右侧分支进气歧管；对应于每条进气歧管，外固定套筒的侧壁上相应设有一组分支进气歧管的进气孔，即左侧分支进气歧管的进气孔和右侧分支进气歧管的进气孔；内活动套筒嵌在外固定套筒内，对应于外固定套筒侧壁上的每组分支进气歧管的进气孔，内活动套筒的侧壁上设有b字形状的出气孔，其数量与进气歧管的数量相等。

与现有技术相比，本实用新型具有如下特点：

1.通过信息电路组件控制驱动组件，再由驱动组件去控制进气歧管组件，使进气歧管的截面积发生变换，有效改善发动机的进气条件，利用气流产生的充气效应，提高汽车发动机低转速工况的进气效率，同时有利于发动机气缸内产生急旋气流，使燃油更充分的雾化与燃烧，既提高汽车发动机的低速扭矩，又能达到降低油耗和降低排放的良好效果。

2.进气歧管组件的风门采用活动套筒结构，风门开闭自如，截面积变化顺畅。

3.信息电路组件采用常规电器元件，性能稳定，可靠性高，使用寿命长。

4.整个控制机构结构简单，成本低，且效率高。

附图说明

图1为发动机处于怠速或小油门低转速工况时本实用新型的结构示意图；

图2为发动机处于中等油门以上和发动机的转速达到每分钟2800转以上工况时本实用新型的结构示意图；

图3为发动机处于大油门高转速工况时本实用新型的结构示意图；

图4为发动机低于中等油门和发动机的转速低于每分钟2800转以下工况时本实用新型的结构示意图；

图5为内活动套筒的外径与外固定套筒的内径部分重叠的展开图；此时b字形状出气孔的细部与左侧分支进气歧管的进气孔相对，即左侧分支进气歧管的风门打开，右侧分支进气歧管的风门关闭，进气歧管的风门处于半开半闭状态；

图6为内活动套筒的外径与外固定套筒的内径完全重叠的展开图；此时b字形状出气孔的宽部与左侧和右侧的分支进气歧管进气孔相对，即左侧分支进气歧管的风门和右侧分支进气歧管的风门都完全打开，进气歧管的风门处于全开状态；

图7为四缸汽油发动机进气歧管组件的立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型内容作进一步的阐述，但不是对本实用新型的限定。

本实用新型是根据继电器原理和螺旋杆原理来设计的，发动机可变进气歧管的风门采用活动套筒结构，利用内活动套筒在外固定套筒里面来回转动，实现汽车发动机进气歧管截面积可变功能，而且各种类型的汽车发动机都适用，本例以四缸汽油发动机为例。

一种汽车发动机可变进气歧管截面积控制机构，主要由简易发电机1、单触点继电器2、油门信号开关3、四触点继电器4、上止位常闭触点开关5、下止位常闭触点开关6、直流电动机7(直流电动机7自身的转动轴外露部分设为螺旋杆8)、螺母9(螺母9的一边设有小圆孔)、连接杆10(连接杆10的两端各设有一个小圆洞)、螺母销11、连接杆销12、内活动套筒13、外固定套筒14、进气歧管15(进气歧管15一分为二，中间隔开，均等份分为左侧分支进气歧管16和右侧分支进气歧管17)和节气门接口18组成。

直流电源的正极经四触点继电器4的线圈、油门信号开关3和单触点继电器2的常开触点开关后返回直流电源的负极。单触点继电器2为动合型继电器，其线圈与简易发电机1相连，该简易发电机1与汽车发动机相连，并与汽车发动机的转速相匹配。当汽车发动机的转速达到设定转速值时，简易发电机1产生的电压也达到设定的电压值，单触点继电器2的常开触点开关闭合。当汽车发动机的转速低于设定转速值时，简易发电机1产生的电压尚未达到设定的电压值，单触点继电器2的常开触点开关断开。油门信号开关3为行程开关，并与汽车油门踏板踩踏的深度相匹配，当汽车油门踏板踩踏的深度达到设定的踩踏深度时油门信号开关3闭合，当汽车油门踏板踩踏的深度未达到设定的踩踏深度时油门信号开关3断开。四触点继电器4为切换型继电器，其包括有两组切换开关，第一组切换开关的公共端与直流电动机7的一电源端相连，常闭触点连接下止位常闭触点开关6的活动端，常开触点连接上止位常闭触点开关5的固定端。第二组切换开关的公共端与直流电动机7的另一电源端相连，常闭触点连接直流电源正极和上止位常闭触点开关5的活动端，常开触点连接直流电源负极和下止位常闭触点开关6的固定端。

上止位常闭触点开关5和下止位常闭触点开关6分别设置在螺旋杆8的两端，也就是螺母9来回行程的两头。当螺母9在螺旋杆8的带动下移动到上止位常闭触点开关5时，上止位常闭触点开关5断开，当螺母9在螺旋杆8的带动下离开上止位常闭触点开关5时，上止位常闭触点开关5闭合。当螺母9在螺旋杆8的带动下移动到下止位常闭触点开关6时，下止位常闭触点开关6断开，当螺母9在螺旋杆8的带动下离开下止位常闭触点开关6时，下止位常闭触点开关6闭合。

螺旋杆8与直流电动机7的转动轴相连。螺母9嵌套在螺旋杆8上。连接杆10的一端与螺母9相连，另一端与内活动套筒13的盖板相连。当直流电动机7工作时，带动螺旋杆8转动，螺母9沿着螺旋杆8上下移动，连接杆10随之带动内活动套筒13的盖板来回转动。

进气歧管15的内部设有一长度方向延伸的隔板，该隔板将进气歧管15的内腔均等份分为左侧分支进气歧管16和右侧分支进气歧管17。对应于与每条进气歧管15，外固定套筒14的侧壁上设有两个大小相同的半圆形左侧和右侧分支进气歧管进气孔，且左侧和右侧分支进气歧管的进气孔呈径向排布，左侧分支进气歧管的进气孔与左侧分支进气歧管16相连通，右侧分支进气歧管的进气孔与右侧分支进气歧管17相连通。内活动套筒13嵌套在外固定套筒14的内部，对应于外固定套筒14侧壁上的每组分支进气歧管的进气孔，内活动套筒13的侧壁上开设有b字形状的出气孔，其数量与进气歧管15的数量相等。参见图7。内活动套筒13的一端设有敞开的节气门接口18，另一端设有闭合的盖板。本控制机构在初始设置时，直流电动机7不工作，盖板不转动，内活动套筒13侧壁上b字形状的出气孔，只有上部分与左侧分支进气歧管16通气(只有一条分支进气歧管通气)。参见图5、图7。本控制机构工作时，直流电动机7工作，盖板的转动带动内活动套筒13在外固定套筒14的内部发生转动，当内活动套筒13侧壁上b字形状出气孔的下部分，转动到外固定套筒14上的右侧分支进气歧管的进气孔处时，左侧分支进气歧管16和右侧分支进气歧管17全部通气(有两条分支进气歧管通气)。参见图6、图7。

直流电动机7的转动轴不论是正向转动还是逆向转动都由上止位常闭触点开关5和下止位常闭触点开关6控制。当直流电动机7工作时，带动内活动套筒13在外固定套筒14内转动，通过外固定套筒14侧壁上气孔与内活动套筒13侧壁上b字形状气孔的重合方式，控制进气歧管实现单侧分支进气歧管导通或两侧分支进气歧管导通。

本实用新型的具体工作过程如下：

当汽车发动机处于怠速或小油门低转速工况时，油门信号开关3没有闭合，同时简易发电机1产生的电压低，单触点继电器2的开关也没有闭合，四触点继电器4的线圈没有电流通过，本控制机构不工作，发动机进气歧管的截面积仍然停留在初始设置的位置上。发动机各缸进气歧管的风门处于半开半闭状态，即：左侧分支进气歧管16的风门打开，而右侧分支进气歧管17的风门关闭。如图1和图5。

当发动机达到中等油门(设定门油信号值)以上和发动机的转速达到每分钟2800转(设定转速值)以上工况时，油门信号开关3闭合，加上简易发电机1产生的电压升高，单触点继电器2的常开触点开关也闭合，四触点继电器4的线圈有电流通过，本控制机构工作。如图2。

直流电动机7正转驱动螺旋杆8、螺母9、螺母销11、连接杆10、连接杆销12、内活动套筒13。当内活动套筒13转动使左侧分支进气歧管16的风门和右侧分支进气歧管17的风门都处于完全打开的位置时，左上方的上止位常闭触点开关5断电，直流电动机7停止转动，进气歧管15的风门停留在全开的状态。如图3和图6。

当发动机低于中等油门(设定油门信号值)或者发动机的转速低于每分钟2800转(设定转速值)以下工况时，油门信号开关3断电或者单触点继电器2的常开触点开关断电，四触点继电器4的线圈没有电流通过，四触点继电器4回位。这时，直流电动机7得到反向电流，直流电动机7反转驱动螺旋杆8、螺母9、螺母销11、连接杆10、连接杆销12、内活动套筒13。如图4。

当内活动套筒13反转回到初始设置的位置时，右下方的下止位常闭触点开关6断电，直流电动机7停止转动，本控制机构停止工作，本控制机构又回到初始设置的位置上。如图1和图5。

由于本控制机构的工作程序周而复始，发动机进气歧管的截面积也随着周而复始的变化，从而实现汽车发动机进气歧管截面积可变功能。有效改善发动机的进气条件，利用气流产生的充气效应，提高汽车发动机低转速工况的进气效率，同时有利于发动机气缸内产生急旋气流，使燃油雾化更充分、燃烧更充分，从而达到提高汽车发动机的低速扭矩、降低油耗和降低排放的良好效果。

Claims (1)

1.汽车发动机可变进气歧管截面积控制机构，其特征在于：由信息电路组件、驱动组件和进气歧管组件组成；信息电路组件包括直流电源、简易发电机(1)、单触点继电器(2)、油门信号开关(3)、四触点继电器(4)、上止位常闭触点开关(5)和下止位常闭触点开关(6)；驱动组件包括直流电动机(7)、螺旋杆(8)、螺母(9)和连接杆(10)；进气歧管组件包括内活动套筒(13)、外固定套筒(14)和进气歧管(15)；

信息电路组件的单触点继电器(2)的常开触点开关、油门信号开关(3)、四触点继电器(4)的线圈其电路串联在一起后，其两端连接直流电源；简易发电机(1)与汽车发动机相连，单触点继电器(2)的线圈与简易发电机(1)相连，油门信号开关(3)与汽车的油门踏板相连；上止位常闭触点开关(5)和下止位常闭触点开关(6)分别设置在螺旋杆(8)的两端即螺母(9)来回行程的两头，且上止位常闭触点开关(5)和下止位常闭触点开关(6)各与四触点继电器(4)的一组切换开关相连；

驱动组件的直流电动机(7)的两个电源端各与四触点继电器(4)的一组切换开关相连，直流电动机(7)转轴通过螺旋杆(8)、螺母(9)和连接杆(10)与内活动套筒(13)相连接，并带动内活动套筒(13)在外固定套筒(14)内转动；

进气歧管组件的进气歧管(15)的条数与汽车发动机的气缸数相等；上述每条进气歧管(15)的内部设有一长度方向延伸的隔板，该隔板将进气歧管(15)的内腔一分为二，均等份分为左侧分支进气歧管(16)和右侧分支进气歧管(17)；对应于每条进气歧管(15)，外固定套筒(14)的侧壁上相应设有一组分支进气歧管的进气孔，即左侧分支进气歧管的进气孔和右侧分支进气歧管的进气孔；内活动套筒(13)嵌在外固定套筒(14)内，对应于外固定套筒(14)侧壁上的每组分支进气歧管的进气孔，内活动套筒(13)的侧壁上设有b字形状的出气孔，其数量与进气歧管(15)的数量相等。