一種四缸汽油發動機用塑料可變長度進氣歧管的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及汽車零部件領域，具體地指一種四缸汽油發動機用塑料可變長度進氣歧管。本實用新型在短通道的進口處設置有滾筒切換閥，切換閥包括套設于腔體內的中空的圓柱形滾筒，滾筒軸心處穿設有一根與其同軸且固定連接的轉軸，滾筒與腔體間隙配合連接，一端穿過腔體進入到穩壓腔內，另一端與進氣歧管的外側管壁密封連接，滾筒的圓周上設置有流通孔；轉軸穿過密封端蓋的一端設置有與驅動裝置傳動連接的曲柄，滾筒在曲柄帶動下旋轉。本實用新型結構簡單，操作方便，運轉高效精確，能夠很好的調節歧管的進氣方式，以此適應發動機的運行模式，具有極大的推廣價值。
【專利說明】
一種四缸汽油發動機用塑料可變長度進氣歧管
技術領域
[0001]本實用新型涉及汽車零部件領域，具體地指一種四缸汽油發動機用塑料可變長度進氣歧管。
【背景技術】
[0002]發動機工作時，為了給各氣缸提供充足而均勻的混合氣，需要設計合理的進氣歧管，將經過空濾的新鮮空氣引入各個氣缸。普通的進氣歧管進氣通道的長度是一定的，進氣管的長度設計既考慮了中低速扭矩，又同時兼顧高速功率需求，因此中低速和高速性能無法同時做到最優。
[0003]可變長度進氣歧管的出現，使發動機中低速扭矩和高速功率都達到最優化，提升了發動機的整體性能水平。可變長度進氣歧管最大的特點在于其進氣通道長度可以變化，使用最普遍是兩段式可變長度進氣歧管。其基本的工作原理為:當發動機在中低轉速時，進氣通過較長的進氣通道進入燃燒室，此時細長的進氣通道可以提高氣流速度，增加進氣慣性，從而提升進氣量，進而提高中低速發動機扭矩。當發動機處于高轉速時，進氣歧管通過切換閥打開短氣道，進氣經過長短氣道同時進入燃燒室，此時大部分進氣通過短氣道，由于管路短而粗，降低了進氣損失，提高了進氣量，有利于提升高速功率。可變長度進氣歧管不僅可以提升發動機動力性，由于在中低速時進氣速度較快，有利于缸內氣體的快速運動和混合，從而改善了燃燒過程，提高了發動機中低速的燃油經濟性。
[0004]現有的可變長度的進氣歧管的管路控制通常都是采用專用的PLC控制器進行控制。如專利號為“CN102966472A”的名為“連續可變長度進氣歧管及發動機控制系統”的中國發明專利介紹了一種可連續變化進氣長度的歧管結構，該結構的進氣歧管的殼體內設置有一個可轉動的滾筒，滾筒上開設有與出氣管路連通的開口，滾筒的圓周上設置有一片布設在滾筒與殼體之間的導流板，氣體從滾筒一側進入滾筒內，再從滾筒的開口流出進入到出氣管路內，通過調整滾筒上的開口的位置，可以改變開口與出氣管路的距離從而調節整個進氣歧管的長度。該專利介紹的結構簡單，安裝操作都極為方便。但是該專利中的滾筒運轉需要通過其他的控制部件進行控制，需要比較精細的PLC控制結構進行控制調整，該控制結構需要和發動機的轉速進行關聯，通過發動機的轉速情況來調整轉筒的位置，控制結構相對復雜。

【發明內容】

[0005]本實用新型提供一種新的四缸汽油發動機用塑料可變長度進氣歧管方案。降低控制結構的復雜程度，保證進氣歧管產品的使用可靠性。
[0006]本實用新型的技術方案為:一種四缸汽油發動機用塑料可變長度進氣歧管，所述的進氣歧管包括出氣口、長通道和短通道，長通道的進口端至出氣口的距離大于短通道的進口端至出氣口的距離，其特征在于:所述短通道進口端處設置有切換閥;所述切換閥的閥芯包括中空的圓柱形滾筒，滾筒軸心處穿設有一根與其同軸并固定連接的轉軸，滾筒的圓周上設置有多個流通孔，流通孔承接于短通道的進口端時為開啟狀態;所述的轉軸端部連接有驅動轉軸繞軸轉動的可變執行單元。
[0007]進一步的所述的進氣歧管包括依次焊接連接的下片、中下片、中上片和上片;所述的下片上端面向下凹陷，下片上設置有出氣口；所述的中下片下端面向上凹陷，下片與中下片焊接在一起形成兩端開口的與出氣口連通的第一部分管體，中下片上設置進氣口，進氣口通過中下片與中上片之間的穩壓腔與第一部分管體連通；
[0008]所述的上片下端面向上凹陷；所述的中上片的上端面向下凹陷，上片與中上片焊接在一起形成兩端開口的第二部分管體，中上片上設置有與第二部分管體連通的圓柱型腔體，切換閥布置于圓柱型腔體內，圓柱型腔體與穩壓腔連通。
[0009]所述的中下片的上端面與中上片的下端面焊接連接，第一部分管體的開口兩端分別與第二部分管體的開口兩端連通形成圓弧形的進口端連通穩壓腔、出口端連通出氣口的長通道。
[0010]進一步的所述的圓柱型腔體與第二部分管體連接處至出氣口之間的第二部分管體形成短通道。
[0011]進一步的所述的中下片的上端面向下凹陷，中上片的下端面向上凹陷，中下片與中上片焊接連接內部形成與進氣口連通的穩壓腔。
[0012]進一步的所述可變執行單元包括安裝在轉軸端部的曲柄、驅動曲柄轉動的真空執行器、真空腔以及與發動機控制裝置電連接的電磁閥；所述的真空執行器通過第一真空管與電磁閥連接，真空腔通過第二真空管與電磁閥連接，第一真空管通過電磁閥控制與第二真空管連通或是斷開；
[0013]進一步的所述的真空腔與穩壓腔之間設置有單向閥;所述的單向閥的出口端與穩壓腔之間設置有第三真空管，單向閥的進口端與真空腔之間設置有第四真空管。
[0014]進一步的所述的第四真空管與第二真空管連通。
[0015]進一步的所述的滾筒通過固定在圓柱型腔體外的密封端蓋與中上片密封連接，曲柄固定在轉軸穿過密封端蓋的軸體上;所述的密封端蓋面向滾筒的一側設置有定位銷;所述的滾筒通過沿徑向間隔分布的隔板固定在轉軸上;所述的定位銷端部位于兩塊相鄰隔板之間。
[0016]本實用新型的優點有:可以根據發動機轉速變化和電控單元發出的指令，通過圓柱形進氣切換閥的轉動，切換進氣通道，實現發動機不同轉速動力性的最優化。短進氣通道設計在圓柱形進氣切換閥上，短進氣通道內無轉軸、閥片等結構，比閥片式可變長度進氣歧管進氣阻力更小，有利于高速功率的提升；同時不會因為氣流運動產生噪聲問題。采用一套可靠的定位結構，限定圓柱形進氣切換閥的旋轉角度，使短進氣通道準確的與長進氣通道接通、隔開，實現最佳的進氣效果。所述可變長度進氣歧管進氣通道的切換不需要額外提供動力源，只需使用真空腔內儲存的真空度，且該真空度來源于穩壓腔。
[0017]1、通過設置滾筒結構的切換閥能夠有效的轉換短通道和長通道，使進氣歧管的進氣方式更加適合發動機的需要，保證發動機穩定、高效的運轉，切換閥結構簡單，使用方便，具有極大的推廣價值；
[0018]2、使用的驅動裝置結構簡單，電磁閥根據發動機的參數控制真空執行器的運行，方便快捷，能夠有效的調節進氣歧管的進氣方式，無需人工操作；
[0019]3、本實用新型結構簡單，操作方便，運轉高效精確，能夠很好的調節歧管的進氣方式，以此適應發動機的運行模式，具有極大的推廣價值。
【附圖說明】

[0020]圖1:本實用新型的結構不意圖(正面)；
[0021]圖2:本實用新型的結構示意圖(背面)；
[0022]圖3:本實用新型的側面結構不意圖；
[0023]圖4:本實用新型的上片的俯視圖；
[0024]圖5:本實用新型的中上片的仰視圖；
[0025]圖6:本實用新型的中下片的俯視圖；
[0026]圖7:本實用新型的下片的俯視圖；
[0027]圖8:本實用新型的切換閥的滾筒結構示意圖；
[0028]圖9:本實用新型的爆炸示意圖；
[0029]圖10:本實用新型的長通道進氣示意圖；
[0030]圖11:本實用新型的短通道進氣示意圖；
[0031]圖12:本實用新型的切換閥與密封端蓋連接結構示意圖；
[0032]圖13:本實用新型的切換閥的結構不意圖；
[0033]1.缸蓋法蘭、2.進氣歧管、3.穩壓腔、4.進氣口、5.出氣口、6.上片、7.中上片、8.中下片、9.下片、10.真空腔、11.曲柄、12.密封端蓋、13.切換閥、14.真空執行器、15.推桿、16.電磁閥、17.單向閥、18、第一真空管、19.第二真空管、20.第三真空管、21.第四真空管、22.長通道、23.短通道、24.定位銷、25.第一隔板、26.第二隔板、27.圓柱型腔體、28.滾筒、29.轉軸、30.流通孔。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0035]如圖1?13，一種四缸汽油發動機用塑料可變長度進氣歧管，包括缸蓋法蘭I，進氣歧管2通過缸蓋法蘭I固定在氣缸上，本實施例的進氣歧管2包括上片6、下片9、中上片7和中下片8，下片9上端面向下凹陷，中下片8的下端面向上凹陷，下片9與中下片8焊接連接形成弧形的兩端開口的與出氣口 5連通的第一部分管體。下片9上設置有進氣歧管的出氣口 5，中下片8上設置穩壓腔3和與穩壓腔3連通的進氣口 4，穩壓腔3與第一部分管體連通。
[0036]如圖1?9所示，上片6下端面向上凹陷，中上片7的上端面向下凹陷，上片6與中上片7焊接在一起形成兩端開口的第二部分管體，中上片7上設置有與第二部分管體連通的圓柱型腔體27，圓柱型腔體27與穩壓腔3連通。
[0037]中上片7的下端面向上凹陷(本實施例的上、下方向分別指圖9中的上下方向)，中下片8的上端面向下凹陷，中上片7和中下片8相互焊接連接內部形成中空的穩壓腔3腔體，穩壓腔3與進氣口 4連通。
[0038]第一部分管體的開口兩端分別與第二部分管體的開口兩端連通形成圓弧形的進口端連通穩壓腔3、出口端連通出氣口5的長通道22。本實施例的第一部分管體中設置有隔板，隔板布置于第一部分管體進氣位置和出氣位置之間，防止進入到第一部分管體中的氣體直接從出氣口 5流出。
[0039]圓柱型腔體27與第二部分管體連接處至出氣口5之間的第二部分管體形成短通道23ο
[0040]實際使用時，長通道22的進口端至出氣口 5的距離大于短通道23的進口端至出氣口 5的距離。長通道22和短通道23均與穩壓腔3連通。氣體從進氣歧管2的進氣口 4進入到穩壓腔3內，再經過進氣歧管2，從進氣歧管2上的出氣口 5流出。
[0041]本實施例的中上片7上設置有與穩壓腔3連通的圓柱形中空腔體27，腔體27布置在穩壓腔3和短通道23的進口端之間，腔體27內穿設有切換閥13，通過切換閥13的作用控制短通道23的開合。
[0042]如圖8、9、12和13所示，切換閥13包括套設于腔體27內的中空圓柱形滾筒28，滾筒28軸心處穿設有一根與其同軸且固定連接的轉軸29，滾筒28與圓柱型腔體腔體27間隙配合連接，滾筒28端部通過密封端蓋12與進氣歧管2的外側管壁密封連接，滾筒28的圓周上設置有四個連通穩壓腔3和短通道23進口端的流通孔30，轉軸29穿過密封端蓋12的一端軸體上設置有與驅動裝置傳動連接的曲柄11，曲柄11上連接有推桿15，推桿15固定在曲柄11的端部，為曲柄連桿結構。滾筒28在曲柄11帶動下旋轉使流通孔30承接于短通道23的進口端處連通短通道23和穩壓腔3或是使滾筒28圓周外壁封堵短通道23的進口端隔絕短通道23和穩壓腔3。
[0043]本實施例控制短通道23的開合來實現兩種出氣方式。密封端蓋12面向滾筒28的一側設置有定位銷24，滾筒28通過沿徑向間隔分布的隔板固定在轉軸29上，定位銷24端部位于兩塊相鄰隔板之間。通過兩塊隔板的阻擋作用，滾筒28旋轉時只能有兩種模式，如圖12所示，為切換閥13與密封端蓋12裝配關系示意圖。密封端蓋12上的定位銷24始終處于靜止狀態，切換閥13處于初始位置時，定位銷24與第一隔板25的側面貼合，防止切換閥13旋轉。當切換閥13在真空執行器驅動下發生順時針轉動時，第二隔板26與切換閥13—起順時針轉動，最終與定位銷24貼合，限制切換閥13進一步轉動，使短通道23準確的與穩壓腔3相接，實現最佳的進氣狀態。
[0044]本實施例的切換閥13轉動的動力由驅動裝置來提供。驅動裝置包括安裝在曲柄11上用于驅動曲柄11轉動的真空執行器14、固定在進氣歧管2上的真空腔10以及與發動機控制裝置電連接的電磁閥16，真空執行器14通過第一真空管18與電磁閥16連接，真空腔10通過第二真空管19與電磁閥16連接，第一真空管18通過電磁閥16控制與第二真空管19連通或是斷開。電磁閥16與發動機的控制裝置電連接，通過接收控制裝置的信號判斷發動機的工作狀態，并根據該工作狀態調整歧管的進氣方式。
[0045]真空腔10需要保持真空度，因此本實施例的真空腔10通過穩壓腔3連通來保持自身的真空度。如圖3和9所示，真空腔10與穩壓腔3之間設置有單向閥17，單向閥17的進口端與真空腔10之間設置有第四真空管21，單向閥17的出口端與穩壓腔3之間設置有第三真空管20，第二真空管19與第四真空管21連通。穩壓腔3在發動機運行過程中會產生一定的真空度，當穩壓腔3內的真空度大于真空腔10的真空度時，真空腔10內的氣體會沿第四真空管21、單向閥17、第三真空管20到穩壓腔3內，通過穩壓腔3的抽吸作用，真空腔10保持真空度。
[0046]當電磁閥16接通后，第一真空管18與第二真空管19連通，真空腔10和真空執行器14連通，真空執行器14在真空腔10的真空度作用下，帶動曲柄11旋轉，曲柄11轉動帶動轉軸29轉動從而調節短通道23的開合。
[0047]使用時，當發動機處于中低速時，連接在電磁閥16上的第一真空管18與大氣連通，真空執行器14的膜片兩側壓差為零，推桿15保持靜止，曲柄11和切換閥13也處于初始位置不發生轉動。此時，如圖10所示，圓柱形進氣切換閥13上的短通道23與長通道22隔開，進氣通過進氣口 4進入穩壓腔3，再全部經過長通道22進入缸內。
[0048]當發動機處于高速時，電磁閥16通電，此時第一真空管18與第二真空管19之間連通，真空腔10通過第四真空管21、單向閥17與第二真空管19連通，真空腔10內部儲存的負壓進入真空執行器14膜片的一側，膜片兩側的壓力差使推桿15向下移動，進而帶動曲柄11、圓柱形進氣切換閥13旋轉。此時，如圖11所示，圓柱形進氣切換閥13上的短通道23與長通道22連通，從進氣口4進入穩壓腔3的空氣，在壓差的作用下，絕大部分空氣由短通道23進入氣缸，另外一部分空氣通過長通道22進入氣缸。
[0049]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【主權項】
1.一種四缸汽油發動機用塑料可變長度進氣歧管，所述的進氣歧管(2)包括出氣口(5)、長通道(22)和短通道(23)，長通道(22)的進口端至出氣口(5)的距離大于短通道(23)的進口端至出氣口(5)的距離，其特征在于:所述短通道(23)進口端處設置有切換閥；所述切換閥的閥芯包括中空的圓柱形滾筒(28)，滾筒(28)軸心處穿設有一根與其同軸并固定連接的轉軸(29)，滾筒(28)的圓周上設置有多個流通孔(30)，流通孔(30)承接于短通道(23)的進口端時為開啟狀態;所述的轉軸(29)端部連接有驅動轉軸(29)繞軸轉動的可變執行單J L ο2.如權利要求1所述的一種四缸汽油發動機用塑料可變長度進氣歧管，其特征在于:所述的進氣歧管(2)包括依次焊接連接的下片(9)、中下片(8)、中上片(7)和上片(6);所述的下片(9)上端面向下凹陷，下片(9)上設置有出氣口(5);所述的中下片(8)下端面向上凹陷，下片(9)與中下片(8)焊接在一起形成兩端開口的與出氣口(5)連通的第一部分管體，中下片(8)上設置進氣口(4)，進氣口(4)通過中下片(8)與中上片(7)之間的穩壓腔(3)與第一部分管體連通； 所述的上片(6)下端面向上凹陷；所述的中上片(7)的上端面向下凹陷，上片(6)與中上片(7)焊接在一起形成兩端開口的第二部分管體，中上片(7)上設置有與第二部分管體連通的圓柱型腔體(27)，切換閥布置于圓柱型腔體(27)內，圓柱型腔體(27)與穩壓腔(3)連通； 所述的中下片(8)的上端面與中上片(7)的下端面焊接連接，第一部分管體的開口兩端分別與第二部分管體的開口兩端連通形成圓弧形的進口端連通穩壓腔(3)、出口端連通出氣口(5)的長通道(22)。3.如權利要求2所述的一種四缸汽油發動機用塑料可變長度進氣歧管，其特征在于:所述的圓柱型腔體(27)與第二部分管體連接處至出氣口(5)之間的第二部分管體形成短通道(23)。4.如權利要求2所述的一種四缸汽油發動機用塑料可變長度進氣歧管，其特征在于:所述的中下片(8)的上端面向下凹陷，中上片(7)的下端面向上凹陷，中下片(8)與中上片(7)焊接連接內部形成與進氣口(4)連通的穩壓腔(3)。5.如權利要求1所述的一種四缸汽油發動機用塑料可變長度進氣歧管，其特征在于:所述可變執行單元包括安裝在轉軸(29)端部的曲柄(11)、驅動曲柄(11)轉動的真空執行器(14)、真空腔(10)以及與發動機控制裝置電連接的電磁閥(16);所述的真空執行器(14)通過第一真空管(18)與電磁閥(16)連接，真空腔(10)通過第二真空管(19)與電磁閥(16)連接，第一真空管(18)通過電磁閥(16)控制與第二真空管(19)連通或是斷開。6.如權利要求5所述的一種四缸汽油發動機用塑料可變長度進氣歧管，其特征在于:所述的真空腔(10)與穩壓腔(3)之間設置有單向閥(17);所述的單向閥(17)的出口端與穩壓腔(3)之間設置有第三真空管(20)，單向閥(17)的進口端與真空腔(10)之間設置有第四真空管(21)。7.如權利要求6所述的一種四缸汽油發動機用塑料可變長度進氣歧管，其特征在于:所述的第四真空管(21)與第二真空管(19)連通。8.如權利要求1所述的一種四缸汽油發動機用塑料可變長度進氣歧管，其特征在于:所述的滾筒(28)通過固定在圓柱型腔體(27)外的密封端蓋(12)與中上片(7)密封連接，曲柄(11)固定在轉軸(29)穿過密封端蓋(12)的軸體上;所述的密封端蓋(12)面向滾筒(28)的一側設置有定位銷(24);所述的滾筒(28)通過沿徑向間隔分布的隔板固定在轉軸(29)上;所述的定位銷(24)端部位于兩塊相鄰隔板之間。
【文檔編號】F02B27/02GK205714500SQ201620579346
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月13日
【發明人】李力, 管永超, 梁德玉, 劉道偉
【申請人】東風汽車公司