CN203201692U

CN203201692U - 进气歧管及发动机

Info

Publication number: CN203201692U
Application number: CN2013201108071U
Authority: CN
Inventors: 陈润生; 晁鑫; 包维霞
Original assignee: Pan Asia Technical Automotive Center Co Ltd; Shanghai General Motors Co Ltd
Current assignee: SAIC General Motors Corp Ltd; Pan Asia Technical Automotive Center Co Ltd
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2023-03-12

Abstract

本实用新型公开进气歧管及发动机。进气歧管包括主谐振腔、总管气道、多个歧管气道及副谐振腔。其中，总管气道的一端连通进气口，另一端连通主谐振腔；每个歧管气道的一端连通主谐振腔，另一端连通出气口；副谐振腔通过谐振管连通主谐振腔，且至少部分地布置于主谐振腔与歧管气道之间；依次通过进气口经总管气道、主谐振腔及各歧管气道至出气口的空气通路不经过副谐振腔。从而，简化进气系统，减少发动机成本，合理有效地提高发动机性能及油耗。

Description

进气歧管及发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及发动机的进气歧管及具有该进气歧管的发动机。

背景技术

随着我国汽车排放法规的加严，电控进气道喷射式汽油机取代传统的化油器式汽油机是一种必然。但电喷汽油机的进气系统，如进气歧管的尺寸、形状等对进气阻力、进气均匀性以及充气效率等影响非常大，进而影响发动机的性能。不同使用要求的发动机有相应的进气系统与之匹配。因而进气歧管的设计已成为电喷汽油机的一项关键技术之一。

目前应用较多的新技术为可变进气歧管长度和可变进气涡流系统，此类进气歧管虽然能有效提高发动机性能及油耗，但控制系统硬件及软件较复杂，成本大大增加，所以价格十分昂贵。

因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的主要技术问题是简化进气系统，合理有效地提高发动机性能及油耗。

为解决上述技术问题，本实用新型的一方面提供进气歧管，其包括：

主谐振腔；

总管气道，其一端连通进气口，另一端连通所述主谐振腔；

多个歧管气道，每个歧管气道的一端连通所述主谐振腔，另一端连通出气口；及

副谐振腔，其通过谐振管连通所述主谐振腔，且至少部分地布置于主谐振腔与所述歧管气道之间；

其中，依次通过进气口经总管气道、主谐振腔及各歧管气道至出气口的空气通路不经过所述副谐振腔。

在前述的进气歧管中，可选地，所述歧管气道围绕所述主谐振腔，并且所述歧管气道围绕所述主谐振腔的角度超过220度。

在前述的进气歧管中，可选地，所述副谐振腔与所述主谐振腔具有共同的壁，所述谐振管设置于所述共同的壁。

在前述的进气歧管中，可选地，所述副谐振腔与至少一个所述歧管气道具有共同的壁。

在前述的进气歧管中，可选地，所述副谐振腔的部分壁连接相邻的两个所述歧管气道，而且所述副谐振腔的体积固定。

在前述的进气歧管中，可选地，所述谐振管从所述共同的壁延伸向所述副谐振腔内。

在前述的进气歧管中，可选地，所述谐振管在所述副谐振腔内具有基本垂直的弯折。

在前述的进气歧管中，可选地，所述进气口具有用于连接节气门的法兰，贯穿所述法兰设置多个通孔。

在前述的进气歧管中，可选地，所述出气口具有用于连接发动机的法兰，贯穿所述法兰设置多个通孔。

为解决上述技术问题，本实用新型的另一方面还提供发动机，其包括前述的进气歧管，所述进气口连接节气门，所述出气口连接气缸。

本实用新型的进气歧管结构简单，无任何可变机构，成本大大降低，布置紧凑，有利于发动机前仓布置，并且，利用赫尔姆霍茨谐振效应在发动机部分工况达到增压效果，提升发动机部分工况性能及油耗，与自然吸气结构相组合可达到填补外特性扭矩特性的凹坑效果，解决传统自然吸气发动机外特性曲线不平坦的问题。

本实用新型的进气歧管及具有该进气歧管的发动机简化进气系统，减少发动机成本，合理有效地提高发动机性能及油耗。

通过以下参考附图的详细说明，本实用新型的其他方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本实用新型的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，附图仅仅意图概念地说明此处描述的结构和流程，除非另外指出，不必要依比例绘制附图。

附图说明

结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本实用新型，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中：

图1显示本实用新型一种具体实施方式的发动机与没有副谐振腔的发动机的扭矩对比曲线；

图2显示根据本实用新型一种具体实施方式的进气歧管的结构示意图；

图3显示图2所示进气歧管的剖视示意图；及

图4显示图3所示进气歧管沿A－A线的局部剖面示意图。

具体实施方式

为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本实用新型要求保护的主题，下面结合附图详细描述本实用新型的具体实施方式。

图2至图4显示根据本实用新型一种具体实施方式的进气歧管的结构示意图，如图2至图4所示，本实用新型一种具体实施方式的进气歧管100包括主谐振腔1、总管气道2、多个歧管气道3以及副谐振腔4，其中，总管气道2的一端连通进气口20，另一端连通主谐振腔1。每个歧管气道3的一端连通主谐振腔1，另一端连通出气口30。副谐振腔4通过谐振管5连通主谐振腔1，且至少部分地布置于主谐振腔1与歧管气道3之间。依次通过进气口20经总管气道2、主谐振腔1及各歧管气道3至出气口30的空气通路不经过副谐振腔4。

如图3和图4所示，每个歧管气道3的内径大于谐振管5的内径。然而，本领域的普通技术人员知道，本实用新型不限于此，每个歧管气道3的内径也可小于或等于谐振管5的内径，歧管气道3的内径主要根据进气的规格确定，而谐振管5的内径及长度等参数根据需要的谐振频率确定。

如图2所示，进气口20具有用于连接节气门的法兰201，贯穿法兰201设置多个通孔202。出气口30具有用于连接发动机的法兰301，贯穿法兰301设置多个通孔302。

在本具体实施方式中，如图3所示，歧管气道采用环型设计，歧管气道3围绕主谐振腔1，并且歧管气道3围绕主谐振腔1的角度α超过220度。可选地，歧管气道3围绕主谐振腔1的角度α接近270度。

副谐振腔4与主谐振腔1具有共同的壁，谐振管5设置于共同的壁。谐振管5从共同的壁延伸向副谐振腔4内。可选地，谐振管5在副谐振腔4内具有基本垂直的弯折。因此，谐振管5在副谐振腔4内能沿基本平行于前述共同的壁的方向延伸，有利于谐振管5的布置，使得整体结构紧凑。

副谐振腔4与至少一个歧管气道3具有共同的壁。副谐振腔4的部分壁连接相邻的两个歧管气道3，而且副谐振腔4的体积固定。本领域的普通技术人员知道，如图4所示，连接相邻的两个歧管气道3部分壁能构成相邻的两个歧管气道3之间的共同壁。因此，进气歧管100的结构紧凑，整体体积小。

本实用新型还提供一种发动机，其包括上述的进气歧管100，其中进气歧管100的进气口20连接节气门（未图示），进气歧管100的出气口30连接气缸（未图示），气流通过节气门经由进气口20进入，经过主谐振腔1后进入各歧管气道3，最后经由出气口30进入发动机气缸燃烧，副谐振腔4通过单独的谐振管5与主谐振腔1连接，不参与进气，但起到谐振的作用。

图1显示本实用新型一种具体实施方式的发动机与没有副谐振腔的发动机的扭矩对比曲线，在图1中，曲线92代表本实用新型一种具体实施方式的带有副谐振腔的发动机的扭矩曲线，而曲线91代表没有副谐振腔的发动机的扭矩曲线。从曲线91中可以明显看出，在没有副谐振腔的传统自然吸气发动机中，由于空气滤清器及进气管路中多处腔体的存在，包括气缸本身，通常外特性在中速段会出现扭矩曲线凹坑现象，造成发动机扭矩输出不平顺，影响驾驶体验。然而，由曲线91和曲线92可以明显地对比看出，本实用新型的发动机在增加副谐振腔后，利用副谐振腔4及谐振管5产生的共谐振频率发生共振动效应，在较窄的转速区域内实现填补扭矩凹坑，使扭矩曲线趋于平缓，保证加速平顺，实现自然吸气发动机扭矩输出平坦的效果。

本实用新型的发动机的进气歧管100可以在设计时利用CAE（Computer Aided Engineering，计算机辅助工程）模拟计算由主谐振腔1及歧管气道3决定发动机的外特性扭矩曲线，取得出现凹坑的转速所处的发动机点火频率；利用谐振公式由谐振管5、副谐振腔4等参数计算或调节其频率与凹坑出现的发动机点火频率相一致，使此工况发生共振，以达到谐振效应的目的。

本实用新型的进气歧管100的特点是副谐振腔4与主谐振腔1采用单独管道即谐振管5连接，因此，能够有效地调整进气歧管100的谐振特征。由于副谐振腔4至少部分地布置于主谐振腔1与歧管气道3之间，因此进气歧管100的结构紧凑。特别是歧管气道3采用环型设计，且与缸盖气道旋转方向一致（即从缸盖进气法兰出发向发动机下方翻转），歧管气道3与主谐振腔1形成的空间进行封闭，所以形成的封闭空间即为副谐振腔4，使其自然处于其内部，从而使布置更紧凑，且进气气流更流畅。副谐振腔4的体积及谐振管5的长度直径为影响发动机进气特性的重要参数，副谐振腔4内具有用于谐振管5延伸的足够空间，而且谐振管5基本平行于副谐振腔4的腔壁延伸，谐振管5的长度增加基本增加进气歧管100的外形体积，使得进气歧管100的整体结构紧凑。

本实用新型的带有副谐振腔4的进气歧管100在不提高其成本的情况下，让进气歧管100充分发挥较理想的进气特性，其结构简单，无任何可变机构，成本大大降低，布置紧凑，有利于发动机前仓布置，且利用赫尔姆霍茨谐振效应在发动机部分工况达到增压效果，提高发动机的充气效率，提升发动机部分工况性能及油耗，与自然吸气结构相组合可达到填补发动机外特性扭矩特性的凹坑效果，解决传统自然吸气发动机外特性曲线不平坦的问题。需要注意的是，赫尔姆霍茨谐振效应仅仅改善谐振频率对应发动机转速较短的一段工况。当发动机转速对应的二阶频率与谐振腔产生的谐振频率相接近时，进气波会进行重叠，产生较强的谐振效应，从而提高该工况下的发动机充气效率及扭矩特性。

本实用新型的进气歧管100及具有该进气歧管100的发动机简化进气系统，减少发动机成本，合理有效地提高发动机性能及油耗。

以上具体实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims

1. 进气歧管（100），其特征在于，其包括：

主谐振腔（1）；

总管气道（2），其一端连通进气口（20），另一端连通所述主谐振腔（1）；

多个歧管气道（3），每个歧管气道（3）的一端连通所述主谐振腔（1），另一端连通出气口（30）；及

副谐振腔（4），其通过谐振管（5）连通所述主谐振腔（1），且至少部分地布置于主谐振腔（1）与所述歧管气道（3）之间；

其中，依次通过进气口（20）经总管气道（2）、主谐振腔（1）及各歧管气道（3）至出气口（30）的空气通路不经过所述副谐振腔（4）。

2. 根据权利要求1所述的进气歧管（100），其中，所述歧管气道（3）围绕所述主谐振腔（1），并且所述歧管气道（3）围绕所述主谐振腔（1）的角度（α）超过220度。

3. 根据权利要求2所述的进气歧管（100），其中，所述副谐振腔（4）与所述主谐振腔（1）具有共同的壁，所述谐振管（5）设置于所述共同的壁。

4. 根据权利要求1所述的进气歧管（100），其中，所述副谐振腔（4）与至少一个所述歧管气道（3）具有共同的壁。

5. 根据权利要求1所述的进气歧管（100），其中，所述副谐振腔（4）的部分壁连接相邻的两个所述歧管气道（3），而且所述副谐振腔（4）的体积固定。

6. 根据权利要求3所述的进气歧管（100），其中，所述谐振管（5）从所述共同的壁延伸向所述副谐振腔（4）内。

7. 根据权利要求6所述的进气歧管（100），其中，所述谐振管（5）在所述副谐振腔（4）内具有基本垂直的弯折。

8. 根据权利要求1所述的进气歧管（100），其中，所述进气口（20）具有用于连接节气门的法兰（201），贯穿所述法兰（201）设置多个通孔（202）。

9. 根据权利要求1所述的进气歧管（100），其中，所述出气口（30）具有用于连接发动机的法兰（301），贯穿所述法兰（301）设置多个通孔（302）。

10. 发动机，其特征在于，其包括根据权利要求1至9中任一项所述的进气歧管（100），所述进气口（20）连接节气门，所述出气口（30）连接气缸。