TW201348032A - 車輛進氣系統 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種車輛進氣系統，包括一空氣濾清器、分別與空氣濾清器連接之一高速進氣管道與一低速進氣管道、一閥門組件以及電性控制閥門組件之一電子控制單元。低速進氣管道比高速進氣管道短，且高速進氣管道之管徑不大於低速進氣管道之管徑。電子控制單元依據至少一感測器資訊來控制閥門組件選擇封閉高速進氣管道或低速進氣管道對空氣濾清器之流體導通。藉此，引擎不論在高、低速負載下都能具有較佳的進氣效果，提升輸出馬力接近最大。

Description

車輛進氣系統

本發明係關於一種進氣系統，尤指一種適用於車輛之進氣系統，其在全域速度內皆能有改善的進氣效率與燃燒過程，因此提昇馬力以提供最佳引擎輸出。

參考圖1，係習知引擎與其進氣系統配置之示意圖。圖中顯示由機車之引擎90之進氣側開始依序連接有一進氣歧管91、一節流閥體92、一進氣外管93及一空氣濾清器94。空氣濾清器94開設有一進氣口941與一出氣口942，特別是進氣口941與出氣口942都是單一固定尺寸。

外部環境空氣首先從進氣口941進入空氣濾清器94，經過過濾之後，乾淨的空氣再沿進氣外管93前進而進入節流閥體92。在不同油門開度條件下，乾淨空氣以對應節流閥體92內節流閥片(圖未示)之開啟程度之流量繼續前進，直到通過進氣歧管91後就直接進入引擎90內進氣道。

這種習知進氣結構設計具有的缺點為：無法兼顧引擎全域性能輸出，也就是由於前述各種構件之規格設定都是固定的，只能對引擎低速或高速負載其中之一而言是最佳的。因此有必要針對習知之單調設計作一改良，以獲得兼顧引擎全域性能之結果。

本案發明人本於相關領域之長久經驗，著手研究發現可透過改造空氣濾清器作為前述問題之解決方案。

本發明之主要目的係在提供一種車輛進氣系統，俾能提供車輛於全域速度之最佳性能表現。

因為引擎運轉時所能夠進氣的量，決定了引擎能輸出的動力大小，容積效率是引擎進氣能力衡量因素之一。又，進氣脈動之效果是與容積效率息息相關，由於進氣閥門之反覆作動使得進氣歧管內產生一股壓縮波，若能夠讓壓縮波在適當的時間到達進氣閥門，則油氣可藉由本身的波動進入汽缸，提高引擎的容積效率，反之則會導致容積效率下降。本發明即是藉由修飾傳統空氣濾清器來達到於不同引擎轉速負載下都能有較佳進氣脈動效果。

為達成上述目的，本發明之車輛進氣系統包括一空氣濾清器、一高速進氣管道、一低速進氣管道、一閥門組件及一電子控制單元。上述空氣濾清器於外表面開設有一高速進氣口、一低速進氣口及一出氣口，使得高速進氣管道連接於高速進氣口、低速進氣管道連接於低速進氣口。

特別地，低速進氣管道是比高速進氣管道還短，且高速進氣管道之管徑不大於低速進氣管道之管徑。

上述閥門組件設置在空氣濾清器內，並與電子控制單元電性連接。電子控制單元依據至少一感測器資訊來控制閥門組件選擇封閉高速進氣管道或低速進氣管道對空氣濾清器之流體導通。

藉由上述系統設計，低速負載時開通短且粗的低速進 氣管道，高速負載時開通長且細的高速進氣管道，如此一來針對引擎全域轉速範圍都能自動提供較習知技術更佳的進氣脈動效果，使引擎馬力輸出趨近最大。

上述高速進氣管道之管徑與低速進氣管道之管徑相比可以考慮相同或不同尺寸。

上述至少一感測器資訊可以包括一引擎轉速，且電子控制單元判斷是否引擎轉速大於一轉速門檻，若是，則控制閥門組件封閉低速進氣管道對空氣濾清器之流體導通；若否，則控制閥門組件封閉高速進氣管道對空氣濾清器之流體導通。在一較佳實施例中，轉速門檻可設為約7000 RPM。

更進一步，感測器資訊可更包括一油門開度，電子控制單元判斷是否引擎轉速大於轉速門檻、且油門開度大於一開度門檻，若是，則控制閥門組件封閉低速進氣管道對空氣濾清器之流體導通；若否，則控制閥門組件封閉高速進氣管道對空氣濾清器之流體導通。在一較佳實施例中，開度門檻可設為約50%開口率。

上述閥門組件可以不同型態設置，例如樞設於空氣濾清器內或者滑設於空氣濾清器內。

參考圖2與圖3，第一實施例之引擎與其進氣系統配置之示意圖及電子控制單元與相關電子部件之電性連接關係圖。圖中顯示有一機車之四閥引擎10，其包括有依序組裝 結合之汽缸頭11、汽缸體12及曲軸箱13。汽缸頭11包括有一燃燒室、一進氣道112、以及一排氣道113，其中進氣道112為來自外部進氣組件的空氣進入燃燒室的中介途徑，排氣道113則為燃燒後廢氣排出引擎之途徑。

前述外部進氣組件包括但不限定有一進氣歧管20、一節流閥體21、一空氣濾清器22、一高速進氣管道23、一低速進氣管道24、一閥門組件25及一電子控制單元(Electronic Control Unit；ECU)26。節流閥體21容設有一節流閥裝置(圖未示)，並以節流閥裝置為分界兩端分別連接於空氣濾清器22之出氣口222與進氣岐管20，進氣歧管20更進一步連接於汽缸頭10而與進氣道112呈連通。

空氣濾清器22為一盒體結構，其於外表面開設有一高速進氣口221a、一低速進氣口221b及一出氣口222，上述二進氣口221a,221b是相互獨立的，而高速進氣管道23一端直接連接在高速進氣口221a、低速進氣管道24則一端直接連接在低速進氣口221b。在本實施例中上述二進氣管道23,24是相鄰並排設置的。

特別地，本發明採用之低速進氣管道24需比高速進氣管道23短，且高速進氣管道23之管徑不大於低速進氣管道24之管徑。在本實施例中，是採用高速進氣管道23之管徑與低速進氣管道24之管徑相同之設計。

閥門組件25是設置在空氣濾清器22而可活動者，例如在本實施例中閥門組件25是指樞設於空氣濾清器22內之蝴蝶閥門組件。閥門組件25用於對前述高速進氣管道23與低 速進氣管道24擇一遮蔽，使得同一時間只能留其中一管道開通，也就是允許外部空氣進入空氣濾清器22。

電子控制單元26與各種偵測車輛狀態之感測器電性連接以接收傳回之特定資訊，並且也電性連接於前述閥門組件25。在本發明中，電子控制單元26係依據至少一感測器資訊來控制閥門組件25選擇封閉高速進氣管道23或低速進氣管道24對空氣濾清器22之流體導通。

在本實施例中，電子控制單元26電性連接於一引擎轉速感知器30與一油門開度感知器31，分別負責偵測引擎轉速與節流閥中節流閥裝置開啟之程度，由於這些感知器配置係屬習知範疇，於此不進行贅述。當電子控制單元26所接收到的資訊係顯示引擎轉速已大於一轉速門檻例如7000 RPM，且同時油門開度已大於一開度門檻例如50%開口率，則會控制閥門組件25轉動而遮蓋住低速進氣管道24，阻止了低速進氣管道24對空氣濾清器22之流體導通。此情況相當於一種高速負載狀態，如圖4所示。

相反的，若上述引擎轉速條件與油門開度條件任一者未達到，則電子控制單元26是被設計成控制閥門組件25轉動而遮蓋住高速進氣管道23，阻止了低速進氣管道24對空氣濾清器22之流體導通。此情況相當於一種速負載狀態，如圖5所示。由此可知，本發明提供車輛於全域轉速之內較佳的進氣效率。

需特別說明的是，雖上述說明之較佳範例中，是同時依據引擎轉速資訊與油門開度資訊來決定閥門組件25之作 動，但電子控制單元26對閥門組件25之控制所依據之資訊可以有不同選擇，例如，在一簡化的範例中，電子控制單元26是僅依據引擎轉速資訊來控制閥門組件25。或者，也可依據此兩種以外之適當資訊來進行控制。

參考圖6，第二實施例之進氣系統部分示意圖。本實施例是第一例的修飾範例，故結構大致上與其相同，唯其差異處在於高速進氣管道41之管徑比低速進氣管道42之管徑小，而空氣濾清器40內之閥門組件43同樣是使用蝴蝶閥組件。這樣的結構設計可以發揮出比第一例更好的進氣效率、提升引擎輸出馬力。

參考圖7，第三實施例之進氣系統部分示意圖。本實施例與第一例之結構差異在於閥門組件48係滑設而非樞設於空氣濾清器45內，這樣也同樣能發揮擇一遮蔽二進氣道46,47之功效。此外，本例高速進氣管道46與低速進氣管道47也呈現分開一段距離而非第一例之相鄰並排配置。

當然，第三例所述滑動式閥門組件與第一例、第二例所述之樞轉式閥門組件是可以相互替換實施的，而第一例與第三例所述之進氣管道同等管徑設計與第二例之相異管徑設計也可以是相互替換實施的。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

90‧‧‧引擎

91‧‧‧進氣歧管

92‧‧‧節流閥體

93‧‧‧進氣外管

94‧‧‧空氣濾清器

941‧‧‧進氣口

942‧‧‧出氣口

10‧‧‧引擎

11‧‧‧汽缸頭

112‧‧‧進氣道

13‧‧‧曲軸箱

12‧‧‧汽缸體

21‧‧‧節流閥體

20‧‧‧進氣歧管

221a‧‧‧高速進氣口

22,40,45‧‧‧空氣濾清器

222‧‧‧出氣口

221b‧‧‧低速進氣口

24,42,47‧‧‧低速進氣管道

23,41,46‧‧‧高速進氣管道

26‧‧‧電子控制單元

25,43,48‧‧‧閥門組件

31‧‧‧油門開度感知器

30‧‧‧引擎轉速感知器

圖1係習知引擎與其進氣系統配置之示意圖。

圖2係本發明第一較佳實施例之引擎與其進氣系統配置之示意圖。

圖3係第一較佳實施例之電子控制單元與相關電子部件之電性連接關係圖。

圖4係本發明第一較佳實施例之閥門組件於引擎高速負載下之示意圖。

圖5係本發明第一較佳實施例之閥門組件於引擎低速負載下之示意圖。

圖6係第二較佳實施例之進氣系統部分示意圖。

圖7係第三較佳實施例之進氣系統部分示意圖。

10‧‧‧引擎

11‧‧‧汽缸頭

12‧‧‧汽缸體

13‧‧‧曲軸箱

20‧‧‧進氣歧管

21‧‧‧節流閥體

22‧‧‧空氣濾清器

221a‧‧‧高速進氣口

221b‧‧‧低速進氣口

222‧‧‧出氣口

23‧‧‧高速進氣管道

24‧‧‧低速進氣管道

25‧‧‧閥門組件

26‧‧‧電子控制單元

Claims (9)

1. 一種車輛進氣系統，包括：一空氣濾清器，於外表面開設有一高速進氣口、一低速進氣口及一出氣口；一高速進氣管道，連接於該高速進氣口；一低速進氣管道，連接於該低速進氣口，其中該低速進氣管道比該高速進氣管道短，且該高速進氣管道之管徑不大於該低速進氣管道之管徑；一閥門組件，設置於該空氣濾清器內；以及一電子控制單元，電性連接於該閥門組件，該電子控制單元依據至少一感測器資訊來控制該閥門組件選擇封閉該高速進氣管道或該低速進氣管道對該空氣濾清器之流體導通。
2. 如申請專利範圍第1項所述之車輛進氣系統，其中，該高速進氣管道之管徑與該低速進氣管道之管徑相同。
3. 如申請專利範圍第1項所述之車輛進氣系統，其中，該高速進氣管道之管徑比該低速進氣管道之管徑小。
4. 如申請專利範圍第1項所述之車輛進氣系統，其中，該至少一感測器資訊包括一引擎轉速，且該電子控制單元判斷是否該引擎轉速大於一轉速門檻，若是，則控制該閥門組件封閉該低速進氣管道對該空氣濾清器之流體導通；若否，則控制該閥門組件封閉該高速進氣管道對該空氣濾清器之流體導通。
5. 如申請專利範圍第4項所述之車輛進氣系統，其 中，該至少一感測器資訊更包括一油門開度，該電子控制單元判斷是否該引擎轉速大於該轉速門檻、且該油門開度大於一開度門檻，若是，則控制該閥門組件封閉該低速進氣管道對該空氣濾清器之流體導通；若否，則控制該閥門組件封閉該高速進氣管道對該空氣濾清器之流體導通。
6. 如申請專利範圍第4項所述之車輛進氣系統，其中，該轉速門檻係為7000 RPM。
7. 如申請專利範圍第5項所述之車輛進氣系統，其中，該開度門檻係為50%開口率。
8. 申請專利範圍第1項所述之車輛進氣系統，其中，該閥門組件係樞設於該空氣濾清器內。
9. 申請專利範圍第1項所述之車輛進氣系統，其中，該閥門組件係滑設於該空氣濾清器內。