专利名称：进气歧管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于发动机的进气歧管，尤其涉及其分歧管的结构。
背景技术：
通常，如图5所示，在发动机进气歧管上，对于与缸盖1的进气口2连接的各分歧管3，其位于进气口2一侧的开口4具有与进气口2基本一致的内径。同时，该分歧管3的内径沿朝向与辅助水箱5连接的另一个开口6的方向逐渐增大。但是，发动机汽缸的进气量，即，容积效率则受到分歧管3的长度及内径的影响。
即，适当增加进气歧管的分歧管3的内径、缩短分歧管3的长度，就可以提高发动机高速时的容积效率，获得高的输出功率。
而且，适当减小进气歧管的分歧管3的内径、增加分歧管3的长度，就可以提高发动机中速时或低速时的容积效率，获得高的输出功率。
因此，为了同时提高发动机的中速时及高速时的容积效率，在现有技术中，有时采用根据发动机转速改变分歧管长度的结构。但是如图5所示，当分歧管3的长度为固定时，需要根据从分歧管3的进气口一侧的开口4开始的距离L改变分歧管3的内径。理想地，为了根据发动机特性获得出色的容积效率，必须根据从图6所示的开口4开始的长度L改变分歧管3的内径，图6中示出了发动机中速及高速的技术条件。
但是，如果将发动机中分歧管3的内径设定为发动机的中速技术条件及高速技术条件中的任一技术条件，如图7分别所示，即中速技术条件时用曲线x所表示、高速技术条件时用曲线y所表示，对于中速技术条件的分歧管3，高速时的容积效率大幅度降低；而对于高速技术条件的分歧管3，中速时的容积效率大幅的下降。
在特开平10-213025号公报中公开了一种进气歧管，该进气歧管的分歧管具有一定的内径，在与辅助水箱连接的部分的近旁，分歧管具有较大的直径。根据这种结构，可以提高从辅助水箱流向分歧管的进气流动效率。但是，对于记载于所述公报的技术，由于从进气口连接部分到辅助水箱附近，分歧管内径是一定的，所以，分歧管的内径与进气口孔径基本相同。因此，如图5所示，这种形状的分歧管可以具有比相同长度的分歧管更大的分歧管的截面积。这样，可以在提高中速时的容积效率的同时，提高进气流动效率。但是，仍然存在着无法提高高速时的容积效率的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种进气歧管的分歧管，其能优化发动机中速时及高速时的容积效率。
为此，根据本发明所涉及的进气歧管包括分歧管，用于连接发动机的缸盖与辅助水箱，该分歧管包括第一部分，其通路截面积从缸盖一侧朝着辅助水箱方向逐渐增大；第二部分，从第一部分延伸，并保持一定的通路截面积，该通路截面积大于第一部分的截面积；第三部分，从第二部分延伸，并且其通路截面积逐渐增大；以及第四部分，从第三部分延伸，并保持一定的截面积，该截面积大于第三部分的截面积，第四部分的端部与辅助水箱相连接。
即，在缸盖侧与辅助水箱侧之间，使位于远离发动机缸盖的辅助水箱一侧的分歧管的第四部分的通路截面积保持比较大的恒定尺寸，可以容易地提高发动机高速时的容积效率；同时，在缸盖侧与辅助水箱侧之间，使靠近发动机缸盖一侧的分歧管的第二部分的通路截面积保持比较小的恒定尺寸，可以防止发动机中速时的容积效率的降低。所以，可以在整体上使发动机中速时及高速时的容积效率保持较高。
以下将结合附图，详细描述本发明的特点及其它目的和优点。在所有附图中，相同的部件使用相同的标号，其中图1表示根据本发明的一个实施例的进气岐管的示意性立体图；图2表示沿轴线剖切的该进气岐管的主要部分的放大截面图；图3表示该主要部分的示意性内径变化图；图4表示用于说明根据该实施例的进气歧管的作用的示意图；图5表示沿轴线剖切的现有装置的主要部分的截面图；图6表示用于说明进气管结构的图表；图7表示用于说明现有装置的作用的图表；以及图8A至8F表示说明图，说明在给定发动机转速时分歧管各部分长度与全长的比对容积效率的变化作用以及具有恒定内径的分歧管的内径与具有恒定内径的分歧管的长度的比对容积效率的变化作用。
具体实施例方式
在以下实施例中，所有附图中相同的标号表示相同或相类似的部件。
在图1至图3中，四缸发动机的进气歧管10具有分别与各气缸对应的四个分歧管11，每个分歧管11将缸盖1的一个进气口2与辅助水箱5连接起来。
分歧管11的位于进气口2一侧的开口4具有与进气口2基本相同的内径。从缸盖1一侧开始向辅助水箱5方向依次包括部分a，在其段长度A内，其内径保持与进气口2的内径相同，或者，在其段长度A内，其内径比进气口2的内径稍微增大一点；部分b，从部分a延伸，在其段长度B内，其内径逐渐增大；部分c，从部分b延伸，在其段长度C内，其内径(直径)保持在固定的尺寸D1，该尺寸D1比部分a的内径尺寸大；部分d，从部分c延伸，在其段长度D内，其内径逐渐增大；部分e，从部分d延伸，在其段长度E内，保持内径(直径)为固定的尺寸D2，该尺寸D2比部分c的内径尺寸大。部分e的端部直接连接到辅助水箱5一侧。
另外，上述说明中的分歧管11的内径被换算成截面积相当于分歧管11里面的通路截面积的正圆的内径。
下面，详细说明分歧管的部分c、部分e的内径D1、D2以及段长度C、E的设定方法。
首先，暂时设定一个可以获得发动机所需特性(容积效率)，尤其是高速时所需特性的分歧管长度X′(X′＝A′+B′+C′+D′+E′)。
这里，X′为调整前的分歧管长度X的初始值，A′为调整前的段长度A的初始值，B′为调整前的段长度B的初始值，C′为调整前的段长度C的初始值，D′为调整前的段长度D的初始值，以及E′为调整前的段长度E的初始值。
另外，暂时设定可以获得发动机所需特性(容积效率)的内径保持固定的段的内径D1′及D2′。
这里，D1′为具有段长度C的部分c的内径的初始值，D2′为具有段长度E的部分e的内径的初始值。
还有，这里暂时设定的D1′为获得高速时所需发动机特性(容积效率)的内径值，暂时设定的D2′为获得中速时所需的发动机特性(容积效率)的内径值。
在设定这些暂定的初始值时，应注意的事项是，要根据发动机在车辆上的安装情况，来暂时设定分歧管的长度及直径。
而且，由于X′及D2′影响到高速时的容积效率，所以，发动机所需特性为高速时的最大输出功率或最大扭矩时，要使X′＝X、D2′＝D2，以确保高速时可以获得最大输出功率及最大扭矩的容积效率，然后再作调整，以提高中速时的容积效率。
即，当X、D2已经在这种情况下设定完成后，再具体地设定A、B、C、D、E的比例以及D1。
之后，对按照这种方式设定了分歧管长度X和面积D2的进气歧管进行实际的机器试验，或者进行模拟试验，然后根据试验结果，确定分歧管各部分的长度及直径D1。
例如，如果中速时的容积效率过低而不能满足发动机要求性能，就可以考虑增大段长度C′并改变为C″，或者，将部分c的内径变小(D1″)。
在这种情况下，如果简单地增加部分c的段长度，那么分歧管长度X′就会变长，这将导致对车辆的可安装性变差，同时会使高速时的容积效率下降。所以，有必要缩短部分a的长度或者缩短部分e的长度。另外，举例来说，如果缩短部分b或者部分d的长度，直径D1和D2就会急剧变化。这会带来容积效率急剧变化的问题。所以，并不希望使部分b及部分d的长度发生太大的变化。
这里，如果缩短部分a，则会使低速时的容积效率降低，所以，在缩短部分a时，同时要减小部分a的内径。但是，如果将部分a变得太细，就会增大高速时其进气阻力。因此，在部分c的长度加长时(C″)，最好缩短部分e的长度(E″)。
同样地，当将段C的内径变小(D1″)，以提高中速时的容积效率时，由于分歧管的总容积减少，所以，高速时的容积效率可能会降低。此时，由于D2已被固定，所以，改变部分e的长度E，不会降低高速时的容积效率，而能提高中速时的容积效率。但是，在固定的D2可以进行一定程度的改变时，直径D2可以在允许的范围内增大。
还有，如果还需要提高低速时的发动机所需特性(容积效率)，那么还可以调整部分a、部分b的长度A、B。
而且，为了获得高的中速时发动机所需特性，可以按上述方式改变部分c的长度C及内径D1，最终确定满足发动机各速度的要求性能的分歧管形状(A、B、C、D、E、D1、和D2)。
本申请发明人进行研究的结果表明，下述比率既可以确保高速时的容积效率，同时可以提高中速时的容积效率。而且，还表明其各部分的长度及截面积为一定的部分的内径相对所给定的发动机转速(Ne)具有图8A至图8F所示的趋势。
从图8A至8F所示的调整结果可以看出，为了满足在给定发动机转速(Ne)下的发动机所需特性，如果假定从分歧管3的开口4至辅助水箱5的全长为X，则可以分别进行如下设定如图8A所示，(A+B)/X＝0.22～0.30，最好是0.286左右；如图8B所示，C/X＝0.38～0.43，最好是0.429左右；如图8C所示，D/X＝0.18～0.22，最好是0.214左右；如图8D所示，E/X＝0.07～0.15，最好是0.071左右；如图8E所示，D1/C＝0.24～0.30，最好是0.244左右；以及，如图8F所示，D2/E＝1.05～1.85，最好是1.80左右。
在进气歧管10中，由于在位于远离缸盖1的辅助水箱5的一侧，将分歧管11的部分e的内径设置成具有比较大的恒定尺寸D2，并且选择了合适的长度E，因而，如图4中曲线Y所示，发动机高速时的容积效率可以很容易提高。
而且，由于将分歧管11的中央部分的部分c设置成与部分e的内径相比具有比较小的恒定尺寸D1的内径，并且选择了合适的长度C，所以，受其影响，如曲线Y所示，与现有的高速技术条件下分歧管3的容积效率曲线y相比，的确可以防止对应于阴影线部分的发动机的中速时的容积效率的下降。因此，具有分歧管11的进气歧管10在发动机中速时及高速时之间可以整体保持比较高的容积效率，其结果可以实现提高发动机的输出功率。
而且，在上述结构中，部分a及b也设定为最佳长度，所以，其结果不仅仅是在发动机中速时及高速时，即使在低速时，也可以提高容积效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
权利要求
1.一种进气歧管，包括分歧管(11)，用于连接发动机的缸盖(1)与辅助水箱(5)，其中所述分歧管(11)包括第一部分(a、b)，其通路截面积从所述缸盖(1)一侧向所述辅助水箱(5)方向逐渐增大；第二部分(c)，从所述第一部分延伸，具有大于所述第一部分通路截面积的恒定通路截面积(D1)；第三部分(d)，从所述第二部分延伸，并且其通路截面积逐渐增大；以及第四部分(e)，从所述第三部分延伸，具有大于所述第三部分截面积的恒定通路截面积(D2)，所述第四部分(e)的端部连接至所述辅助水箱(5)。
2.根据权利要求1所述的进气歧管，其特征在于所述分歧管(11)的截面为正圆。
3.根据权利要求1所述的进气歧管，其特征在于设从所述缸盖(1)一侧的所述分歧管(11)的开口至所述辅助水箱(5)的总长为X；设所述第一部分的长度为A+B；设所述第二部分的长度为C；设所述第三部分的长度为D；设所述第四部分的长度为E；设具有与所述第二部分的通路截面积相同的截面积的正圆的内径为D1；设具有与所述第四部分的通路截面积相同的截面积的正圆的内径为D2；则，(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.根据权利要求3所述的进气歧管，其特征在于(A+B)/X大约等于0.286；C/X大约等于0.429；D/X大约等于0.214；E/X大约等于0.071；D1/C大约等于0.244；以及D2/E大约等于1.80。
全文摘要
本发明涉及一种进气歧管的分歧管。在该进气歧管的分歧管(11)中，中间部的部分c保持在段C具有比较小的恒定的内径；其端部连接到辅助水箱(5)的部分e保持在段E具有比较大的恒定的内径。由此获得极佳的发动机中速时及高速时的容积效率。
文档编号F02B27/00GK1624314SQ20041008645
公开日2005年6月8日 申请日期2004年10月20日 优先权日2003年10月20日
发明者矢部嘉德, 伊东笃一 申请人:三菱自动车工业株式会社, 三菱自动车工程株式会社