V型多缸发动机进气管系统的制作方法

文档序号:15579032发布日期:2018-09-29 06:22

本发明涉及车辆发动机领域,具体来说涉及一种应用于V型多缸发动机的进气管系统。



背景技术:

随着对车辆降低排放和节约能源的要求越来越高,发动机的优化设计和优化控制成为技术发展的必然,而多缸发动机各缸燃烧不均匀性成为发动机性能优化的障碍之一。由于多缸发动机进气管道内的压力波动,在相同的配气相位条件下,会造成各缸进气量的不均匀。如此以来,在喷油参数不变的情况下,进气量多的气缸,其最高燃烧压力大、排气温度低,进气量少的气缸,其最高燃烧压力低、排气温度高。因此,多缸发动机进气的均匀性对发动机的燃烧匹配和燃烧一致性具有很重要的影响。

附图1所示为传统的V型多缸发动机Y型进气管的简图,一般由一根进气总管分成两根进气支管,每根进气支管再分别连接两排气缸盖,整体上为一个进口、多个出口,左右两排进气支管不连通。由于各缸进气门的入口到进气总管入口的距离有很大差异,左右两排气缸间隔发火,左右两排气缸分别从两侧进气管进气,就出现左、右两排相邻发火的气缸“抢气”、同排相邻发火的气缸“抢气”的现象,从而导致各缸进气门前的压力波差异很大、各缸的进气量不均匀,最终造成各缸燃烧过程出现较大的差异,发动机循环变动大、工作不稳定,使得发动机综合性能变差。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种新型的V型多缸发动机进气管系统,一方面解决V型多缸发动机各缸进气不均匀度较大的问题,改善各缸的燃烧不均匀性和整机性能;另一方面,简化发动机进气管入口和不同布置位置的空气滤或增压器或中冷器出口的连接管路。

本发明的目的可以通过下列技术方案来实现。

一种用于V型多缸发动机的进气管系统,包括连接左排气缸盖的进气管、连接右排气缸盖的进气管、左右两个进气管前端的连通管、左右两个进气管后端的连通管。

左排气缸盖的进气管前端和右排气缸盖的进气管前端通过一个连通管相连,左排气缸盖的进气管后端和右排气缸盖的进气管后端通过另外一个连通管相连,这4根管道的首、尾通过法兰顺序相接,围成了一个“回字”型的进气腔。

在“回字”型进气腔的四个拐角处,分别设置有两个不同朝向的进气口及安装法兰,共8个进气口及安装法兰。根据动力舱中空气滤或增压器或中冷器的不同安装位置和出口位置,选择该进气管系统中的一个安装接口与外部进气管道相连,同时用封盖堵住其它7个安装接口。

相对于传统V型发动机的Y型进气管,上述系统的4根进气管形成了一个环形的进气腔,对于左右两排气缸中的每一个气缸来说,进气腔的总容积增加了一倍以上。在各缸的进气过程中,环形进气腔内和进气门前的压力波动减小,各缸进气门前的压力波动曲线形状更趋于一致,从而使各缸的进气量差异减小,各缸进气量的不均匀度减小,发动机的进气量增加,泵气损失减少。特别是在高转速的情况下,采用本发明所述的进气管系统,进气不均匀度降低和进气量增加的效果更加明显。另外,由于该进气系统具有8个不同朝向的进气连接口,不管空气滤或增压器或中冷器被布置在发动机的哪个方位,均可以采用最短、最简单的连接管路,降低了整个进气系统的阻力。

综上所述,上述用于V型多缸发动机的“回字”型进气管系统,降低进气阻力,增加进气量,减小了各缸进气的不均匀度,改善了V型发动机燃烧的均匀性和整体性能,同时又方便了动力舱内部整个进气管路的布置和连接。

附图说明

图1显示了一种传统的V型多缸发动机进气管简图。

图2显示了本发明涉及的一种用于V型多缸发动机的“回字”型进气管系统。

图3显示了发动机在100%负荷下、不同的转速时,利用本发明的V型多缸发动机“回字”型进气管系统与传统进气管的总进气量对比。

图4显示了发动机在100%负荷下,不同的转速下,利用本发明的V型多缸发动机“回字”型进气管系统与传统进气管的总泵气损失对比。

图5显示了发动机在100%负荷下,不同的转速下,利用本发明的V型多缸发动机“回字”型进气管系统与传统进气管的各缸进气不均匀度对比。

具体实施方式

附图2所示为根据本发明应用于V型8缸发动机的“回字”型进气管系统。该系统包括用于将新鲜工质导入进气腔的8个进气口1A-1H及其对应的安装法兰2A-2H,用于连接左右两个进气总管前端的连通管3,用于将新鲜工质分配到V型多缸发动机左右两排各缸盖的进气总管4、5,用于连接左右两个进气总管后端的连通管6。

假设由于安装位置要求选择1A作为工作状态下的进气口,则此时进气口1B-1H被封盖堵住,处于关闭状态;同时左右进气总管前端连通管3作为公共进气腔,左右进气总管后端连通管6作为连通气腔。整个系统的工作过程是:在发动机工作时,空气从进气口1A进入公共进气腔3,然后分成两路进入左排进气总管4和右排进气总管5,并在连通气腔6中会合,整个气流充满了这个环形的气体流通管道。当左右两排的气缸交替进气时,气流就会从1A进气口分两路进入各缸的进气道C1或C2或C3或C4或C5或C6或C7或C8。例如,当第1缸进气时,不仅可以从气流通道3、4将气体吸入气缸内部,而且也可以从气流通道5、6将气体吸入气缸内部;当第5缸进气时,也可以同时将气流通道3、4、5、6内的气体吸入气缸内部。这样,对于每个气缸来说,与没有进连通气腔6时的情况相比,总的进气流动面积和进气腔体积增加了1倍,整个进气管道中的回流和涡流减少了,进气流通阻力就随之减小,不会出现左右两排的气缸从公共进气腔3里面“抢气”的现象,每缸进气道内的压力波动就会减小,各缸的进气量越接近。当转速越高时,这种环形气腔的作用越明显,对进气不均匀度的减小程度越大。

从图3中可以看出,与原来的进气管路相比,采用了本发明“回字”型进气管系统的V型8缸发动机的进气量在整个工作转速范围内均有一定的增加,尤其是在高转速工况下,以2500r/min为例,进气量上升幅度为4.4%。

从图4中可以看出,与原来的进气管路相比,采用了本发明“回字”型进气管系统的V型8缸发动机的泵气损失在不同转速范围内有不同程度的改善,在高转速工况下明显改善,以2500r/min为例,泵气损失降低幅度为5.15%。

从图5中可以看出,在转速从1100r/min到2500r/min的范围内,与原来的进气管路相比,采用了本发明“回字”型进气管系统的V型8缸发动机的各缸进气不均匀性改善很多,在转速为1100r/min时进气不均匀度由原来的4.51%降低到1.51%,而2500r/min时进气不均匀度从原来的9.63%降低到4.59%。

从上述的数据对比中可以发现本发明的优点在于:在原机进气管到基础上进行适当的改动,在左右两排进气总管的前端和后端均加装上一段连通管道,会大大的降低各缸的进气不均匀度,提高了发动机的总进气量,降低了泵气损失功,改善了发动机的动力性和经济性,特别是高速时的性能有很大的改善。另外,本发明设计了多个进气入口,可根据发动机不同的安装位置选择不同的进气入口作为连接通道,提高了进气管道对外连接的方便性。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

附图标记说明

1A-1H.进气口,2A-2H.进气口连接法兰,3.左右进气总管前端连通管,4-5.左、右进气总管,6.左右进气总管后端连通管,C1-C8.各气缸盖的进气道。

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