專利名稱：進氣歧管的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于發動機的進氣歧管，尤其涉及其分歧管的結構。
背景技術：
通常，如圖5所示，在發動機進氣歧管上，對于與缸蓋1的進氣口2連接的各分歧管3，其位于進氣口2一側的開口4具有與進氣口2基本一致的內徑。同時，該分歧管3的內徑沿朝向與輔助水箱5連接的另一個開口6的方向逐漸增大。但是，發動機汽缸的進氣量，即，容積效率則受到分歧管3的長度及內徑的影響。
即，適當增加進氣歧管的分歧管3的內徑、縮短分歧管3的長度，就可以提高發動機高速時的容積效率，獲得高的輸出功率。
而且，適當減小進氣歧管的分歧管3的內徑、增加分歧管3的長度，就可以提高發動機中速時或低速時的容積效率，獲得高的輸出功率。
因此，為了同時提高發動機的中速時及高速時的容積效率，在現有技術中，有時采用根據發動機轉速改變分歧管長度的結構。但是如圖5所示，當分歧管3的長度為固定時，需要根據從分歧管3的進氣口一側的開口4開始的距離L改變分歧管3的內徑。理想地，為了根據發動機特性獲得出色的容積效率，必須根據從圖6所示的開口4開始的長度L改變分歧管3的內徑，圖6中示出了發動機中速及高速的技術條件。
但是，如果將發動機中分歧管3的內徑設定為發動機的中速技術條件及高速技術條件中的任一技術條件，如圖7分別所示，即中速技術條件時用曲線x所表示、高速技術條件時用曲線y所表示，對于中速技術條件的分歧管3，高速時的容積效率大幅度降低；而對于高速技術條件的分歧管3，中速時的容積效率大幅的下降。
在特開平10-213025號公報中公開了一種進氣歧管，該進氣歧管的分歧管具有一定的內徑，在與輔助水箱連接的部分的近旁，分歧管具有較大的直徑。根據這種結構，可以提高從輔助水箱流向分歧管的進氣流動效率。但是，對于記載于所述公報的技術，由于從進氣口連接部分到輔助水箱附近，分歧管內徑是一定的，所以，分歧管的內徑與進氣口孔徑基本相同。因此，如圖5所示，這種形狀的分歧管可以具有比相同長度的分歧管更大的分歧管的截面積。這樣，可以在提高中速時的容積效率的同時，提高進氣流動效率。但是，仍然存在著無法提高高速時的容積效率的缺陷。
發明內容
本發明的目的在于提供一種進氣歧管的分歧管，其能優化發動機中速時及高速時的容積效率。
為此，根據本發明所涉及的進氣歧管包括分歧管，用于連接發動機的缸蓋與輔助水箱，該分歧管包括第一部分，其通路截面積從缸蓋一側朝著輔助水箱方向逐漸增大；第二部分，從第一部分延伸，并保持一定的通路截面積，該通路截面積大于第一部分的截面積；第三部分，從第二部分延伸，并且其通路截面積逐漸增大；以及第四部分，從第三部分延伸，并保持一定的截面積，該截面積大于第三部分的截面積，第四部分的端部與輔助水箱相連接。
即，在缸蓋側與輔助水箱側之間，使位于遠離發動機缸蓋的輔助水箱一側的分歧管的第四部分的通路截面積保持比較大的恒定尺寸，可以容易地提高發動機高速時的容積效率；同時，在缸蓋側與輔助水箱側之間，使靠近發動機缸蓋一側的分歧管的第二部分的通路截面積保持比較小的恒定尺寸，可以防止發動機中速時的容積效率的降低。所以，可以在整體上使發動機中速時及高速時的容積效率保持較高。
以下將結合附圖，詳細描述本發明的特點及其它目的和優點。在所有附圖中，相同的部件使用相同的標號，其中圖1表示根據本發明的一個實施例的進氣岐管的示意性立體圖；圖2表示沿軸線剖切的該進氣岐管的主要部分的放大截面圖；圖3表示該主要部分的示意性內徑變化圖；圖4表示用于說明根據該實施例的進氣歧管的作用的示意圖；圖5表示沿軸線剖切的現有裝置的主要部分的截面圖；圖6表示用于說明進氣管結構的圖表；圖7表示用于說明現有裝置的作用的圖表；以及圖8A至8F表示說明圖，說明在給定發動機轉速時分歧管各部分長度與全長的比對容積效率的變化作用以及具有恒定內徑的分歧管的內徑與具有恒定內徑的分歧管的長度的比對容積效率的變化作用。
具體實施例方式
在以下實施例中，所有附圖中相同的標號表示相同或相類似的部件。
在圖1至圖3中，四缸發動機的進氣歧管10具有分別與各氣缸對應的四個分歧管11，每個分歧管11將缸蓋1的一個進氣口2與輔助水箱5連接起來。
分歧管11的位于進氣口2一側的開口4具有與進氣口2基本相同的內徑。從缸蓋1一側開始向輔助水箱5方向依次包括部分a，在其段長度A內，其內徑保持與進氣口2的內徑相同，或者，在其段長度A內，其內徑比進氣口2的內徑稍微增大一點；部分b，從部分a延伸，在其段長度B內，其內徑逐漸增大；部分c，從部分b延伸，在其段長度C內，其內徑(直徑)保持在固定的尺寸D1，該尺寸D1比部分a的內徑尺寸大；部分d，從部分c延伸，在其段長度D內，其內徑逐漸增大；部分e，從部分d延伸，在其段長度E內，保持內徑(直徑)為固定的尺寸D2，該尺寸D2比部分c的內徑尺寸大。部分e的端部直接連接到輔助水箱5一側。
另外，上述說明中的分歧管11的內徑被換算成截面積相當于分歧管11里面的通路截面積的正圓的內徑。
下面，詳細說明分歧管的部分c、部分e的內徑D1、D2以及段長度C、E的設定方法。
首先，暫時設定一個可以獲得發動機所需特性(容積效率)，尤其是高速時所需特性的分歧管長度X′(X′＝A′+B′+C′+D′+E′)。
這里，X′為調整前的分歧管長度X的初始值，A′為調整前的段長度A的初始值，B′為調整前的段長度B的初始值，C′為調整前的段長度C的初始值，D′為調整前的段長度D的初始值，以及E′為調整前的段長度E的初始值。
另外，暫時設定可以獲得發動機所需特性(容積效率)的內徑保持固定的段的內徑D1′及D2′。
這里，D1′為具有段長度C的部分c的內徑的初始值，D2′為具有段長度E的部分e的內徑的初始值。
還有，這里暫時設定的D1′為獲得高速時所需發動機特性(容積效率)的內徑值，暫時設定的D2′為獲得中速時所需的發動機特性(容積效率)的內徑值。
在設定這些暫定的初始值時，應注意的事項是，要根據發動機在車輛上的安裝情況，來暫時設定分歧管的長度及直徑。
而且，由于X′及D2′影響到高速時的容積效率，所以，發動機所需特性為高速時的最大輸出功率或最大扭矩時，要使X′＝X、D2′＝D2，以確保高速時可以獲得最大輸出功率及最大扭矩的容積效率，然后再作調整，以提高中速時的容積效率。
即，當X、D2已經在這種情況下設定完成后，再具體地設定A、B、C、D、E的比例以及D1。
之后，對按照這種方式設定了分歧管長度X和面積D2的進氣歧管進行實際的機器試驗，或者進行模擬試驗，然后根據試驗結果，確定分歧管各部分的長度及直徑D1。
例如，如果中速時的容積效率過低而不能滿足發動機要求性能，就可以考慮增大段長度C′并改變為C″，或者，將部分c的內徑變小(D1″)。
在這種情況下，如果簡單地增加部分c的段長度，那么分歧管長度X′就會變長，這將導致對車輛的可安裝性變差，同時會使高速時的容積效率下降。所以，有必要縮短部分a的長度或者縮短部分e的長度。另外，舉例來說，如果縮短部分b或者部分d的長度，直徑D1和D2就會急劇變化。這會帶來容積效率急劇變化的問題。所以，并不希望使部分b及部分d的長度發生太大的變化。
這里，如果縮短部分a，則會使低速時的容積效率降低，所以，在縮短部分a時，同時要減小部分a的內徑。但是，如果將部分a變得太細，就會增大高速時其進氣阻力。因此，在部分c的長度加長時(C″)，最好縮短部分e的長度(E″)。
同樣地，當將段C的內徑變小(D1″)，以提高中速時的容積效率時，由于分歧管的總容積減少，所以，高速時的容積效率可能會降低。此時，由于D2已被固定，所以，改變部分e的長度E，不會降低高速時的容積效率，而能提高中速時的容積效率。但是，在固定的D2可以進行一定程度的改變時，直徑D2可以在允許的范圍內增大。
還有，如果還需要提高低速時的發動機所需特性(容積效率)，那么還可以調整部分a、部分b的長度A、B。
而且，為了獲得高的中速時發動機所需特性，可以按上述方式改變部分c的長度C及內徑D1，最終確定滿足發動機各速度的要求性能的分歧管形狀(A、B、C、D、E、D1、和D2)。
本申請發明人進行研究的結果表明，下述比率既可以確保高速時的容積效率，同時可以提高中速時的容積效率。而且，還表明其各部分的長度及截面積為一定的部分的內徑相對所給定的發動機轉速(Ne)具有圖8A至圖8F所示的趨勢。
從圖8A至8F所示的調整結果可以看出，為了滿足在給定發動機轉速(Ne)下的發動機所需特性，如果假定從分歧管3的開口4至輔助水箱5的全長為X，則可以分別進行如下設定如圖8A所示，(A+B)/X＝0.22～0.30，最好是0.286左右；如圖8B所示，C/X＝0.38～0.43，最好是0.429左右；如圖8C所示，D/X＝0.18～0.22，最好是0.214左右；如圖8D所示，E/X＝0.07～0.15，最好是0.071左右；如圖8E所示，D1/C＝0.24～0.30，最好是0.244左右；以及，如圖8F所示，D2/E＝1.05～1.85，最好是1.80左右。
在進氣歧管10中，由于在位于遠離缸蓋1的輔助水箱5的一側，將分歧管11的部分e的內徑設置成具有比較大的恒定尺寸D2，并且選擇了合適的長度E，因而，如圖4中曲線Y所示，發動機高速時的容積效率可以很容易提高。
而且，由于將分歧管11的中央部分的部分c設置成與部分e的內徑相比具有比較小的恒定尺寸D1的內徑，并且選擇了合適的長度C，所以，受其影響，如曲線Y所示，與現有的高速技術條件下分歧管3的容積效率曲線y相比，的確可以防止對應于陰影線部分的發動機的中速時的容積效率的下降。因此，具有分歧管11的進氣歧管10在發動機中速時及高速時之間可以整體保持比較高的容積效率，其結果可以實現提高發動機的輸出功率。
而且，在上述結構中，部分a及b也設定為最佳長度，所以，其結果不僅僅是在發動機中速時及高速時，即使在低速時，也可以提高容積效率。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的權利要求范圍之內。
權利要求
1.一種進氣歧管，包括分歧管(11)，用于連接發動機的缸蓋(1)與輔助水箱(5)，其中所述分歧管(11)包括第一部分(a、b)，其通路截面積從所述缸蓋(1)一側向所述輔助水箱(5)方向逐漸增大；第二部分(c)，從所述第一部分延伸，具有大于所述第一部分通路截面積的恒定通路截面積(D1)；第三部分(d)，從所述第二部分延伸，并且其通路截面積逐漸增大；以及第四部分(e)，從所述第三部分延伸，具有大于所述第三部分截面積的恒定通路截面積(D2)，所述第四部分(e)的端部連接至所述輔助水箱(5)。
2.根據權利要求1所述的進氣歧管，其特征在于所述分歧管(11)的截面為正圓。
3.根據權利要求1所述的進氣歧管，其特征在于設從所述缸蓋(1)一側的所述分歧管(11)的開口至所述輔助水箱(5)的總長為X；設所述第一部分的長度為A+B；設所述第二部分的長度為C；設所述第三部分的長度為D；設所述第四部分的長度為E；設具有與所述第二部分的通路截面積相同的截面積的正圓的內徑為D1；設具有與所述第四部分的通路截面積相同的截面積的正圓的內徑為D2；則，(A+B)/X＝0.22～0.30；C/X＝0.38～0.43；D/X＝0.18～0.22；E/X＝0.07～0.15；D1/C＝0.24～0.30；以及D2/E＝1.05～1.85。
4.根據權利要求3所述的進氣歧管，其特征在于(A+B)/X大約等于0.286；C/X大約等于0.429；D/X大約等于0.214；E/X大約等于0.071；D1/C大約等于0.244；以及D2/E大約等于1.80。
全文摘要
本發明涉及一種進氣歧管的分歧管。在該進氣歧管的分歧管(11)中，中間部的部分c保持在段C具有比較小的恒定的內徑；其端部連接到輔助水箱(5)的部分e保持在段E具有比較大的恒定的內徑。由此獲得極佳的發動機中速時及高速時的容積效率。
文檔編號F02B27/00GK1624314SQ20041008645
公開日2005年6月8日 申請日期2004年10月20日 優先權日2003年10月20日
發明者矢部嘉德, 伊東篤一 申請人:三菱自動車工業株式會社, 三菱自動車工程株式會社