CN218882396U - 在柴油机一端进气并具有稳压功能的进气管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种在柴油机一端进气并具有稳压功能的进气管，其结构是：稳压储气腔由前、后、上、下壁和侧壁组成一个封闭的腔体。进气口为一段直管布置在发动机第一缸进气道前面上端，尾部与稳压储气腔前端相连。储气腔的上壁截面半径是与进气口相同的半圆管壁；下壁截面直径略小于进气口的截面半径。侧壁位于上、下壁两侧并与上壁和下壁光滑连接。稳压储气腔的高度沿着轨迹线，由第一缸到第四缸逐渐向下降低，形成了前高、后低的鱼腹式腔体。进气歧管设置在稳压储气腔的下方，进气歧管一端与稳压储气腔的下壁相通；另一端与缸盖的进气道相连。本装置结构简单、有效的减少发动机因为在一端进气而造成各缸进气不均问题和有效的降低了进气噪音。

Description

在柴油机一端进气并具有稳压功能的进气管

技术领域

本实用新型属于发动机部件结构技术，具体涉及一种在柴油机前端或后端进气的进气管。

背景技术

柴油发动机的进气管主要包括进气主管和进气歧管。进气管的一端连接从空滤过来的干净空气，空气经过增压器的压缩，进入进气管内；进气管另一端连接发动机的气缸。一般柴油机进气管的进气入口设置在各气缸中间位置，这样使得各个缸的进气均匀，从而保证各缸燃烧均匀。某些柴油机受发动机舱尺寸的限制以及发动机自身结构的限制，进气口只能布置在发动机前端或后端。空气从一端开口进入，由于空气流经各个气缸进气口的管径相同，但距进气口近的气缸容易得到相对更多的新鲜空气，而靠后气缸的进气量就相对要小于前端的气缸，容易造成前后气缸进气不均匀的现象，导致各缸因燃烧不均增大发动机的噪音和抖动，并影响发动机的性能。还有一种中间进气的进气管，空气进入进气管要向两端分流，优点是各缸的进气相对均匀，缺陷是气流走向与进气成直角关系，进气阻力很大。更大问题是进气管设置在发动机中部对整机装配带来很大困难，许多零部件的设置都受到干涉，因此中间进气结构一般很少采纳。

一端开口进气管的优点是进入的空气不需要折弯，空气阻力相对要小，而且其空气流速明显大于中间进气。众所周知，进气噪音由于进气门周期性开闭产生压力起伏变化，以及进气过程中高速气流流经进气门通道时形成的，减少进气过程的高速气流可以减少进气噪音。如何改善一端进气的噪音问题也是业内的难题，采用一端进气的进气管，同时考虑各缸进气均匀和降低进气噪音的进气成为本行业之必需。

本实用新型设计了一种进气口可布置在发动机前端或后端的进气管，既利用了一端进气结构的优势，又能够确保各缸进气均匀，同时还可以降低空气在管内的流速，起到稳压效果，降低发动机的进气噪音，提升发动机的整体性能。

发明内容

本实用新型的目的是，提供一种在柴油机一端进气并具有稳压功能的进气管，进气口仍然属于在发动机一端进气布置，在保证空气在进气管内压力均衡，各缸进气均匀的前提下，同时使进气管内的气流速度降缓、减少进气噪音，并具有稳压的作用。

本实用新型通过以下技术方案予以实现：在柴油机一端进气并具有稳压功能的进气管，其结构是：进气管由进气口、稳压储气腔、及进气歧管三部分组成。进气管的进气口是一段直管，设置在发动机缸盖第一缸进气道前端上方，稳压储气腔是由前壁、后壁、上壁、下壁和侧壁组成一个内壁呈光滑连接的封闭腔体。前壁布置在第一缸进气口的末端，与缸盖前端面平行并与进气管的进气口末端下部相连，稳压储气腔的后壁设置在第四缸进气道的后端，与前壁平行。进气歧管设置在稳压储气腔的下方，进气歧管一端与稳压储气腔的下壁相通；另一端与缸盖的进气道相连通。

进气管的进气口为圆管，其的流通面积需保证发动机全速全负荷时最大进气量的设计要求。进气口布置在缸盖第一缸进气口上方，并距缸盖进气口上方有一定距离，末端连接着稳压储气腔前端的前壁上。进气口内(上)壁与稳压储气腔的上壁光滑连接，且二者的直径相同。稳压储气腔布置在进气歧管上方，长度正好能涵盖第一缸和第四缸的进气歧管。稳压储气腔的下壁也是截面为半圆的管壁，其直径略小于进气口的半径。因此稳压储气腔的截面形成了上下两个是半圆，中间是类似梯形的空间区域。稳压储气腔从第一缸到第四缸轨迹线呈向下圆弧状走向。即稳压储气腔的截面由第一缸到第四缸梯形的高度逐渐减少，整个稳压储气腔呈鱼腹状，前端大，后端小。进气歧管是进气管与各缸气道相连接的通道，布置在稳压储气腔下方，与缸盖的进气道相连。本装置定义了进气口的高度和进气口直径的比值，以及稳压储气腔前后截面的面积比，就定义了该腔体的具体形状，就可确保发动机进气管的四个缸进气均匀，达到最佳的稳压效果。

本实用新型的特点及有益效果是，在柴油机一端进气并具有稳压功能的进气管，能够确保进入发动机的气体由于稳压储气腔空间突然变大压力降低，进入的空气快速向下扩散，流速降低。还有一部分空气与沿着轨迹线撞击后壁回流的气体一起，在稳压储气腔内快速混合，形成紊流状态。由于稳压储气腔的空间相对很大，使进入的气体在稳压腔内的压力环境相对稳定。各缸吸入空气后局部造成真空，稳压储气腔内的气体可以快速弥补，消除各缸进气互相干扰。保证了发动机进气管的各缸进气均匀，提升发动机动力性、经济性。同时，由于进气流速减缓，也降低了发动机的进气噪音，各缸进气均匀燃烧也均匀，发动机的抖动也有所降低。该结构也适合在后端进气的柴油发动机上应用。

附图说明

图1为本实用新型外部原理与结构简图。

图2为本实用新型中稳压储气腔轴向剖面结构图。

图3为稳压储气腔径向剖面结构图。

具体实施方式

以下结合附图并通过实施例对本实用新型的结构原理进行更详细的说明。

在柴油机一端进气并具有稳压功能的进气管，具体结构方案是：进气管由进气口、稳压储气腔、及进气歧管三部分组成。进气管的进气口1是一段直管，设置在发动机缸盖第一缸进气道前端上方，稳压储气腔2是由前壁4、后壁5、上壁6、下壁7和侧壁8组成一个内壁呈光滑连接的封闭腔体。前壁布置在第一缸进气口9的末端与缸盖前端面平行，并与进气管的进气口末端下部相连，稳压储气腔的后壁设置在第四缸进气道10的后端，与储气腔前壁平行。进气歧管3设置在稳压储气腔的下方，进气歧管一端与稳压储气腔的下壁相通；另一端与缸盖的进气道相连通。

进气口中心轴线到稳压储气腔底部下壁的距离是进气口直径的2.1～2.3倍，进气口的长度根据整车的布置确定。

稳压储气腔上壁与进气口上半截管壁是合为一体的半圆形管壁，且二者的半径相同，进气口下半截管壁末端连接在前壁上。稳压储气腔的下壁截面是半径略小于进气口截面半径的半圆管壁。稳压储气腔第一截面2-1与第一缸进气歧管的截面位于同一中心线；第二截面2-2与第四缸进气歧管的截面位于同一中心线。上壁与下壁分别是个半圆，所以由上壁、下壁二个半圆管壁底边与两侧壁包围形成一个梯形的空间。稳压储气腔内中心轨迹线与进气口中心线联通，从第一截面开始到第二截面呈圆弧段，上壁截面的圆心位于轨迹线上，稳压储气腔的高度由第一缸到第四缸逐渐向下降低；第一截面大于第二截面，第一与第二截面的面积比为2.0～2.2。

进气歧管的一端与稳压储气腔的下壁相通，另一端与缸盖的进气道端面相连，进气歧管中心轴线成圆弧状。稳压储气腔内的中心轨迹线与进气歧管端口α呈95～100度角，或者说稳压储气腔截面内中心轨迹线与进气歧管端口11向外侧偏5～10度角。

进气口前端根据整车连接需要，设计成光滑的直管用于插接进气胶管，或者设计成法兰连接形式。

作为另外一种实施方式，进气口可以布置在柴油发动机的后端，稳压储气腔的第一截面设置在第四缸进气歧管端口，第二截面设置在第一缸进气歧管端口，该结构应用在后端作为发动机进气口的机型上。

进气歧管是四气门发动机的双进气道；或者是二气门发动机的单进气道。

轨迹线是与进气口中心线相切并向下的圆弧，上壁截面的半圆圆心点落在轨迹线上。稳压储气腔的高度也沿着轨迹线由第一缸到第四缸逐渐向下降低。轨迹线也可视作中心线，考虑到稳压储气箱的轴向截面呈鱼腹状，所以用轨迹线表示中心线。

作为实施例，四气门柴油发动机每个气缸有二个进气道，二气门发动机有一个进气道，进气歧管根据气门的不同，而设置不同。该进气管的进气口前端设计成光滑的直管用于插接进气胶管。进气口的直径决定总进气量，为保证各种环境和工况下的最大进气量，进气口中心线到稳压储气腔底部的下壁高度是进气口直径的2.2倍，稳压储气腔的第一缸处的截面与第四缸处的截面比为2.1，此时各缸的进气最为均匀。

空气经空滤器过滤及增压器的压缩，通过进气管进入发动机进气道。空气通过一段直线段的进气口进入到稳压储气腔内，由于空间突然变大压力降低，部分空气快速向下方扩散，稳压储气腔前大后小，空气的扩散速率由前至后也逐渐减低。进入稳压储气腔的部分空气会沿着稳压储气腔的上壁，按照弧线方向斜下方进入到稳压储气腔的后面。气体与后壁相撞返回，加上各缸吸气造成的紊流，与前面的扩散向下的气体混合在稳压储气腔内快速混合，形成紊流状态。由于稳压储气腔的空间相对很大，使进入的气体在稳压腔内的压力环境相对稳定。(柴油机按照1-3-4-2的点火顺序)各缸吸入空气后局部造成真空，稳压储气腔内的气体可以快速弥补，消除各缸进气互相干扰，使腔内气压趋于平衡，提高进气均匀性。经过多次实验证明，总结计算出前端的截面与小端截面比为2.0～2.2时，各缸的进气量是最均匀的，发动机的动力性和经济性以及NVH性能达到最佳状态。

稳压储气腔是一个截面由第一缸进气歧管向第四缸进气歧管过渡，截面梯形空间高度逐渐缩小的的一个腔体。腔体的前后端设有前壁和后壁，前壁与后壁与缸盖前端面平行；进气歧管是由稳压储气腔通向缸盖上各缸的进气口的管路，进气歧管一端与稳压储气腔底部相连，另一端与缸盖的进气道相连，进出口二端成垂直状，中间管路圆滑过渡。

Claims (7)

1.在柴油机一端进气并具有稳压功能的进气管，其特征是：进气管由进气口、稳压储气腔、及进气歧管三部分组成，进气管的进气口(1)是一段直管，设置在发动机缸盖第一缸进气道前端上方，稳压储气腔(2)是由前壁(4)、后壁(5)、上壁(6)、下壁(7)和侧壁(8)组成一个内壁呈光滑连接的封闭腔体，前壁布置在第一缸进气口(9)的前端，与缸盖前端面平行并与进气管的进气口末端下部相连，稳压储气腔的后壁设置在第四缸进气道(10)的后端，与储气腔前壁平行，进气歧管(3)设置在稳压储气腔的下方，进气歧管一端与稳压储气腔的下壁相通；另一端与缸盖的进气道相连通。

2.按照权利要求1所述的在柴油机一端进气并具有稳压功能的进气管，其特征是：所述进气口中心轴线到稳压储气腔底部下壁的距离是进气口直径的2.1～2.3倍。

3.按照权利要求1所述的在柴油机一端进气并具有稳压功能的进气管，其特征是：所述稳压储气腔内上壁与进气口上半截管壁是合为一体的半圆形管壁，进气口下半截管壁末端连接在前壁上，稳压储气腔的下壁截面是半径略小于进气口截面半径的半圆管壁，稳压储气腔第一截面(2-1)与第一缸进气歧管的截面位于同一中心线；第二截面(2-2)与第四缸进气歧管的截面位于同一中心线，上壁与下壁分别是个半圆，所以由上壁、下壁二个半圆管壁底边与两侧壁包围形成一个梯形的空间，稳压储气腔内中心轨迹线与进气口中心线联通，从第一截面开始到第二截面呈圆弧段，上壁截面的圆心位于轨迹线上，稳压储气腔的高度由第一缸到第四缸逐渐向下降低；第一截面大于第二截面，第一与第二截面的面积比为2.0～2.2。

4.按照权利要求1所述的在柴油机一端进气并具有稳压功能的进气管，其特征是：所述进气歧管的一端与所述稳压储气腔的下壁相通，另一端与缸盖的进气道端面相连，稳压储气腔内的中心轨迹线与进气歧管端口呈95～100度角。

5.按照权利要求1所述的在柴油机一端进气并具有稳压功能的进气管，其特征是：所述进气口前端根据整车连接需要，设计成光滑的直管用于插接进气胶管，或者设计成法兰连接形式。

6.按照权利要求1所述的在柴油机一端进气并具有稳压功能的进气管，其特征是：所述进气口可以布置在柴油发动机的后端，所述稳压储气腔的第一截面设置在第四缸进气歧管端口，第二截面设置在第一缸进气歧管端口，该结构应用在后端作为发动机进气口的机型上。

7.按照权利要求1所述的在柴油机一端进气并具有稳压功能的进气管，其特征是：所述进气歧管是四气门发动机的双进气道；或者是二气门发动机的单进气道。

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