一種負荷可變的汽油機進氣歧管的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于汽車發動機技術領域，特別涉及一種負荷可變的汽油機進氣歧管。
【背景技術】
[0002]隨著汽車工業的發展，節能降耗、保護環境、提高安全性能等已成為汽車發展的新趨勢。
[0003]現有技術中，汽油發動機的進氣歧管被廣泛應用。汽油發動機的進氣歧管由進氣總管、進氣支管和穩壓腔組成，各支進氣支管一端與進氣門相連，一端與進氣總管后的穩壓腔相連，每個氣缸都有一支進氣支管，對應引擎氣缸的數量，如四缸引擎就有四支進氣支管，五缸引擎則有五支進氣支管，將空氣分別導入各氣缸中。為更好的提高發動機在整個轉速范圍內的輸出性能，現有技術通常是通過改變氣道的長度或截面積，提高燃燒效率，使發動機在低轉速時更平穩、扭矩更充足，高轉速時更順暢、功率更高。
[0004]通過改變進氣歧管長度的結構，是在進氣支管上通過打開或關閉短氣道的路徑實現短氣道或長氣道2種進氣狀態的切換，當發動機低轉速運轉時，關閉短氣道，氣流被迫從長氣道進入氣缸，此時，進氣歧管內氣柱共振頻率得以降低，以適應氣流的低轉速；當發動機高轉速運轉時，進氣頻率上升，此時打開短氣道，氣流繞開下部導管通過短氣道直接注入氣缸，這樣提高了進氣歧管的氣柱共振頻率，利于高速進氣。
[0005]通過改變進氣歧管長度的結構有2種情況:一種情況是采用滾筒結構的，如本申請人提出的申請號為201410175917.5、名稱為“一種汽油發動機的可變進氣系統”的發明專利，在滾筒上沿軸向方向設有4個滾筒上部過流通孔和4個滾筒側部過流通孔，在進氣歧管總成的內部通過軸承安裝滾筒，滾筒通過滾筒左軸與真空執行器連接，在穩壓腔下部設有真空腔和滾筒安裝腔，在穩壓腔下壁上開通有與滾筒上的4個滾筒上部過流通孔相互對應的4個穩壓腔下壁過流通孔，在進氣歧管中片側壁上開通有與滾筒上的4個滾筒側部過流通孔相互對應的4個進氣歧管中片側壁過流通孔。通過控制滾筒轉動角度，使滾筒中的各個過流通孔遠離短氣道入口，此時短氣道處于關閉狀態，這樣，空氣從節氣門進入進氣歧管中后只能從長氣道進入發動機各缸內，從而實現低速長氣道進氣的目的；或者，使滾筒中的各個過流通孔對準短氣道入口，此時短氣道處于開啟狀態，這樣，空氣從節氣門進入到進氣歧管中后，空氣就會沿著短氣道進入發動機各缸內，從而實現高速短氣道的目的。通過改變進氣歧管的長度的結構另一種情況是采用閥片結構，如申請號為201020135780.8，名稱為“一種可變進氣歧管切換控制裝置”的實用新型，由閥座、閥片、旋轉軸、真空閥以及電磁閥構成，閥座上開設有與閥片數量以及形狀相適應的閥孔，閥片固裝在旋轉軸上，旋轉軸由固裝在閥座一端的真空閥驅動，真空閥由固裝在同側下方閥座上的電磁閥驅動。該實用新型固裝在可變進氣歧管中，通過閥片的打開以及閉合來控制進氣歧管中氣流的進氣路徑，當閥片打開時，氣流可以從可變進氣歧管的短而粗的氣道中通過直達汽車發動機缸內，當閥片閉合后，氣流可以從可變進氣歧管細而長的氣道中通過，到達汽車發動機缸內。
[0006]通過改變進氣歧管的截面積的結構，如申請號為201120497444.2，名稱為“一種應用于發動機進氣系統技術領域的可變進氣歧管結構”的實用新型，所述可變進氣歧管結構包括進氣歧管本體，進氣歧管進氣道，每個進氣歧管進氣道均設置兩個以上的進氣口，所述的兩個以上的進氣口中至少有一個進氣口設置有能夠調節進氣口截面積的閥片，控制閥片開合的閥片開合控制部件與ECU連接，兩個進氣口中一個是通過閥片控制關閉，另一個是一直開著的，這樣，通過閥片的轉動，即可通過控制進氣歧管進氣道的進氣口的關閉程度來達到可變進氣歧管進氣道的截面積的變化，從而實現進氣歧管可變。
上述可變進氣歧管只能夠通過切換進氣路徑實現高速進氣或低速進氣，或者通過切換進氣的截面積控制進氣歧管的流速，目的都是實現發動機低速高扭矩，高速大功率的效果，從而達到改善發動機經濟性及動力性的目的。尤其是傳統的進氣歧管通過閥片的轉動來實現長進氣氣道和短進氣氣道之間的切換，或者調節進氣口截面積的閥片，閥片的轉軸設置在閥片的中部，因此，閥片在轉動后，其本身還會處于氣道中，增加了進氣阻力，降低了進氣效率，進而降低了發動機的性能。
申請號為201320003329.4的實用新型公開了 “一種可變進氣歧管氣道結構”，包括氣道出口、長進氣氣道、短進氣氣道以及可轉動的閥片，所述長進氣氣道的一端以及短進氣氣道的一端均與進氣歧管的入氣口連通，所述長進氣氣道的另一端與短進氣氣道的另一端匯聚至所述氣道出口，兩者在匯聚處具有公共壁體，所述閥片呈舌狀，其具有頭端以及尾端，頭端通過轉軸緊貼設于所述公共壁體旁。該實用新型將閥片的轉軸設置在閥片頭端，轉動后其本身不會處于氣道中，降低了進氣阻力，提高了氣流的進氣效率，從而提高了發動機的性能。但是分析可知，該實用新型只是使閥片在轉動后可以作為公共壁體的一部分，不會在氣道中增加進氣阻力和影響進氣效率，技術實質仍然是通過改變進氣歧管的長度的結構，是在進氣歧管上通過打開或關閉短氣道的路徑實現短氣道或長氣道2種進氣狀態切換。當發動機高速運轉時，閥片尾端轉動至長進氣氣道的氣道壁，短進氣氣道導通，長進氣氣道關閉，以滿足高速時的進氣要求；當發動機低速運轉時，閥片尾端轉動至短進氣氣道的氣道壁，長進氣氣道導通，短進氣氣道關閉。特別是，該實用新型閥片呈舌狀，在轉動后作為公共壁體的一部分，起到切換長進氣氣道和短進氣氣道的作用，為了使得閥片的尾端與長進氣氣道或短進氣氣道是一個面接觸，以增加密封性，閥片尾端設計為四棱臺狀，閥片還要與長進氣氣道或短進氣氣道匹配，使長進氣氣道或短進氣氣道形成圓滑氣道而不至于增加進氣阻力，所以，閥片從其頭端至尾端呈逐漸變薄狀，其兩側不對稱，所以，閥片形狀復雜。
[0007]申請號為200920187340.4的實用新型公開了應用于汽車發動機的二級可變進氣歧管。進氣歧管的氣道中設有可在其內旋轉的閥片一和閥片二，閥片一設置在進氣歧管的氣道與氣缸蓋相連的接口處，閥片二設置在進氣歧管的氣道與諧振腔的交接處，閥片一和閥片二的形狀分別與其設置處的進氣歧管的氣道形狀相吻合。該實用新型的技術實質是將改變氣道的長度和截面積結合在一起應用，通過進氣歧管的氣道與氣缸蓋相連的接口處的閥片一的旋轉所形成的傾斜角度來控制進氣氣流的大小，改善了發動機的燃燒性能，提高了燃油經濟性;通過進氣歧管的氣道與諧振腔的交接處的閥片二的旋轉所形成的傾斜角度來改變氣流經過進氣歧管氣道時所走路徑的長短，使其可以在不同的工況下運轉，提高了扭矩和功率。
[0008]然而，綜上所述可變進氣歧管的目的都是為了提高發動機的動力性，不能實現發動機負荷的調整，不能降低發動機栗氣損失，對節油效果和降低污染物排放的貢獻有限，節油效果和降低污染物排放不明顯。
【發明內容】
[0009]本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，在不犧牲發動機全速全負荷動力性的前提下，提供一種負荷可變的汽油機進氣歧管，通過改變發動機節氣門開度、降低發動機栗氣損失，提高發動機熱效率，從而降低發動機在部分負荷工況下的油耗。
[0010]本發明采用的技術方案包括進氣歧管總管、穩壓腔和進氣支管，在所述進氣支管外壁一側設有集氣腔，在構成集氣腔的集氣口安裝負荷閥。
[0011 ]所述集氣腔設置在穩壓腔外壁與進氣支管外壁之間。
[0012]所述集氣腔由底封板、左封板、前封板、后封板，以及每支進氣支管的外壁和每支支管之間的連接板形成的上封板和右封板構成。
[0013]所述負荷閥由旋轉軸與焊接在旋轉軸上的負荷閥片組成，在位于集氣口一側的進氣支管管壁上設有旋轉軸安裝槽，在旋轉軸安裝槽中安裝旋轉軸。
[0014]在所述負荷閥片表面硫化有橡膠涂層。
[0015]所述負荷閥片開啟后，負荷閥片與進氣支管內壁之間有3~5_的節氣間隙。
[0016]在所述穩壓腔的一側設有真空腔，在穩壓腔與進氣支管之間還設有滾筒安裝腔，并在其中安裝用于長氣道與短氣道切換的滾筒。
[0017]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
(I)本發明利用穩壓腔外壁與進氣支管外壁之間的間隙設置集氣腔，在發動機工作過程中，負荷閥片在開啟狀態下的節氣作用實現了發動機負荷可變，集氣腔與發動機各個氣缸相互配合實現“搶氣”效應，提高了發動機的熱效率，降低了發動機在部分負荷工況狀態下的油耗，試驗表明，在部分負荷工況狀態下的平均油耗降低了 2%，實現了節能降耗和減少排放的效果。