一种急加速状态下进排气系统中的废气再循环结构的制作方法

本实用新型属于内燃机技术领域，涉及一种急加速状态下进排气系统中的废气再循环结构。

背景技术：

内燃机，如常规汽车使用的汽油发动机，其进排气系统的设置极其关键，直接影响到汽车的燃烧效率、节油性能、排气指标等内燃机的核心参数。

现有的汽车发动机，通过可变进气歧管实现低速和高速状态下，进气路径和进气量的调节；通过检测尾气、车速等参数，将部分废气再回收，再次进入燃烧室内进行燃烧；虽然上述的对进排气进行调整的功能，能够大大的提高发动机的性能，但是，其检测、判定的依据都是各种行车数据，也特别依赖感应元件和电子程序。由于电子元件的不稳定性，再加上用于进排气的各电子元件所处的环境极为恶劣，是汽车故障率较高、稳定性较差、维护周期短的重要原因之一，介于此，本实用新型旨在提供结构简单、几乎由机械结构就可以实现的进排气系统，其同样具有废气再利用、废气预热、进气路径调整等功能。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种急加速状态下进排气系统中的废气再循环结构，本实用新型所要解决的技术问题是如何在骤然进气状态下，对废气进行再循环。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种急加速状态下进排气系统中的废气再循环结构，本进排气系统包括进气总管、排气总管、排气支管、进气混流腔和进气支管，所述进气总管的管壁与进气混流腔之间连接有一根低速进气歧管、两根中速进气歧管和四根高速进气歧管，所述低速进气歧管靠近进气总管的入口端，所述高速进气歧管靠近进气混流腔，所述进气总管内滑动连接有一气动活塞，所述气动活塞连接一中空的废气中间管，所述进气总管的管壁与气动活塞之间之间连接有驱使气动活塞向低速进气歧管的方向移动的复位弹簧一；所述排气支管通过废气中间管与排气总管相连通；所述功能管的底部的管壁上固定设置有一支撑圈，所述功能管上套设并滑动连接有一支撑座，所述支撑圈与支撑座之间连接有复位弹簧二，所述复位弹簧一的一端与支撑座相连，所述复位弹簧一的另一端与气动活塞相连；所述支撑座上固定设置有封锁环三，所述功能管的底部的侧壁上开设有废气出口二；所述支撑圈靠近支撑座时，所述封锁环三能够打开废气出口二，并使功能管与进气混流腔相连通。

急加速状态下，废气中残留的可燃烧成分也较多，为了在该行车状态下，对废气进行再利用，设置封锁环三，急加速时，进气量骤然增大，气压随之增大，作用在气动活塞上，气动活塞冲击力使复位弹簧一和复位弹簧二均压缩，且由于封锁环一和封锁环二在气动活塞突然移动的过程中，存在低速进气歧管、中速进气歧管和高速进气歧管均堵塞的短暂瞬间，该瞬间，也增大了气动活塞的冲击力，封锁环三因为复位弹簧二的压缩二移动，打开废气出口二，使废气能够由废气出口二直接进入进气混流腔，从而使燃烧不充分的气体快速进入燃烧室进行再次燃烧。

在上述的一种急加速状态下进排气系统中的废气再循环结构中，所述废气中间管的管壁上设置有封锁环一和位于封锁环一与气动活塞之间的封锁环二；所述低速进气歧管与中速进气歧管之间的轴向间距和中速进气歧管与高速进气歧管的轴向间距相等，所述低速进气歧管与中速进气歧管之间的轴向间距和封锁环一与封锁环二之间的间距相等。

在上述的一种急加速状态下进排气系统中的废气再循环结构中，所述封锁环一与废气中间管的管壁之间、封锁环二与废气中间管的管壁之间均通过若干辐板相连，所述辐板的内端连接有轴套，所述轴套与废气中间管的外壁之间通过轴承相连。

急加速状态下，由于气动活塞急速向进气混流腔方向移动，能够增大进气压力，使部分废气和新鲜空气能够快速进入燃烧室内，以配合该状态下的进气需求。

在上述的一种急加速状态下进排气系统中的废气再循环结构中，所述辐板所在平面与废气中间管的轴线之间具有倾角，使进气气流能够驱使封锁环一和封锁环二在进气总管的管壁上旋转。

进气总管内的气流会驱使封锁环一和封锁环二在进气总管的管壁上滑动，再加上封锁环一和封锁环二存在轴向移动，使进气总管能够被自动除垢，也确保了封锁环一和封锁环二的磨损均匀。

在上述的一种急加速状态下进排气系统中的废气再循环结构中，所述封锁环三与支撑座之间均通过若干支撑杆相连。

本申请中，只是描述了一种内燃机可以实现废气再利用、进气量控制、进气压力控制等目的的原理，本领域技术人员可以轻而易举的得知：通过设置更多的进气歧管，使进气量的档位增多，以提高控制精准度，即该种方式也是本申请的保护范围。

附图说明

图1是本进排气系统在低速进气状态下的结构示意图。

图2是本进排气系统在高速进气状态下的结构示意图。

图3是本进排气系统在进气量骤然增大状态下的结构示意图。

图4是图1中局部A的放大图。

图5是图1中局部B的放大图。

图6是图1中局部C的放大图。

图中，11、进气总管；12、进气混流腔；13、进气支管；21、排气总管；22、排气支管；23、废气中间管；24、功能管；25、废气出口一；26、废气出口二；27、支撑杆；31、低速进气歧管；32、中速进气歧管；33、高速进气歧管；34、气动活塞；35、封锁环一；36、封锁环二；37、复位弹簧一；38、辐板；39、轴套；41、支撑圈；42、支撑座；43、复位弹簧二；44、封锁环三。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1和图4所示，内燃机进排气系统包括进气总管11、排气总管21、排气支管22、进气混流腔12和进气支管13，进气总管11的管壁与进气混流腔12之间连接有一根低速进气歧管31、两根中速进气歧管32和四根高速进气歧管33，低速进气歧管31靠近进气总管11的入口端，高速进气歧管33靠近进气混流腔12，进气总管11内滑动连接有一气动活塞34，气动活塞34连接一中空的废气中间管23，废气中间管23的管壁上设置有封锁环一35和位于封锁环一35与气动活塞34之间的封锁环二36；低速进气歧管31与中速进气歧管32之间的轴向间距和中速进气歧管32与高速进气歧管33的轴向间距相等，低速进气歧管31与中速进气歧管32之间的轴向间距和封锁环一35与封锁环二36之间的间距相等；进气总管11的管壁与气动活塞34之间之间连接有驱使气动活塞34向低速进气歧管31的方向移动的复位弹簧一37；排气支管22通过废气中间管23与排气总管21相连通。

如图1所示，内燃机低负荷运行，进气总管11的进气量受到节气门等进气量节制设备的控制，进气进气总管11的气流压力较小，气动活塞34下移至低速进气歧管31的下方，并位于低速进气歧管31和中速进气歧管32之间，新鲜空气由进气总管11、低速进气歧管31、进气混流腔12和进气支管13进入燃烧室；由于低速进气歧管31只有一根，且其与进气混流腔12之间的细长管道路径较长，与进气量和发动机的点火频率匹配，达到较好的进气节奏和进气效果。

内燃机中等负荷运行，进气总管11的进气量受到节气门等进气量节制设备的控制，进气进气总管11的气流压力有所提高，气动活塞34下移至中速进气歧管32的下方，并位于中速进气歧管32和高速进气歧管33之间，封锁环二36关闭低速进气歧管31，新鲜空气由进气总管11、中速进气歧管32、进气混流腔12和进气支管13进入燃烧室；由于中速进气歧管32有两根，且其与进气混流腔12之间的细长管道路径较短，与进气量和发动机的点火频率匹配，达到较好的进气节奏和进气效果。

如图2所示，内燃机高负荷运行，进气总管11的进气量受到节气门等进气量节制设备的控制，进气进气总管11的气流压力较大，气动活塞34下移至高速进气歧管33的下方，封锁环一35关闭低速进气歧管31，封锁环二36关闭中速进气歧管32，新鲜空气由进气总管11、高速进气歧管33、进气混流腔12和进气支管13进入燃烧室；由于高速进气歧管33有四根，且其与进气混流腔12之间的细长管道路径很短，与进气量和发动机的点火频率匹配，达到较好的进气节奏和进气效果。

复位弹簧一37用于与进气压力抵抗，用于调节气动活塞34在进气总管11内的位置。

通过上述结构，不仅可以实现进气路径、进气量、进气频率、进气压力等因素与内燃机的实际情况精准匹配，而且其并不依赖电子感应设备的检测和程序的判断，几乎由机械结构实现，不仅简化了结构，而且，其稳定性、可靠性、维护周期等均得到了优化。

当进气量增大时气动活塞34下移，当进气量减小时，气动活塞34上移，进气量由小增大时，正好需要进气压力增大，气动活塞34下移实现了气压增大的需求，进气量由大减小时，正好需要进气压力稍减，气动活塞34的上移实现了气压削弱的需求；综上，气动活塞34的移动，能够消除进气量变化过程中，特别是在短时间内进气量变化较大的过程中，进气管道内气流惯性造成的反应延迟，使进气量的控制更加精准。

本方案中，低速进气歧管31、中速进气歧管32和高速进气歧管33的数量分别限定为一根、两根和四根，是在各进气歧管的管径相等，且其弯曲程度相似的前提下，主要是为了更好的解度其作用和原理，通过对歧管数量、歧管形状、歧管管径进行适应性调整，以求达到上述目的和结果，均属于常规设置。

如图1和图5所示，排气支管22连接一功能管24，功能管24插设在废气中间管23内，废气中间管23的底部侧壁上开设有一废气出口一25；气动活塞34位于低速进气歧管31与中速进气歧管32之间时，功能管24的上端的管壁位于废气出口一25的下方，且能够使废气中间管23与进气总管11相连通。

废气的排出路径，处于进气总管11和进气混流腔12内，能够使废气的余热对进气的空气进行预热，达到热利用率更高的目的。

当内燃机处于低速运行时，其燃烧效率较低，废气中存在较多的可燃烧成分，此时，气动活塞34位于低速进气歧管31与中速进气歧管32之间，功能管24的上端的管壁位于废气出口一25的下方，且能够使废气中间管23与进气总管11相连通，使部分废气受到进气负压的作用和废气排出压力的作用进入进气总管11，从低速进气歧管31进入进气混流腔12内，从而再次进入燃烧室，使该状态下废气再利用，对应汽车的行车状态为：怠速、低速和启动状态。

如图1和图6所示，功能管24的底部的管壁上固定设置有一支撑圈41，功能管24上套设并滑动连接有一支撑座42，支撑圈41与支撑座42之间连接有复位弹簧二43，复位弹簧一37的一端与支撑座42相连，复位弹簧一37的另一端与气动活塞34相连。

支撑座42上固定设置有封锁环三44，功能管24的底部的侧壁上开设有废气出口二26；支撑圈41靠近支撑座42时，封锁环三44能够打开废气出口二26，并使功能管24与进气混流腔12相连通。

急加速状态下，废气中残留的可燃烧成分也较多，为了在该行车状态下，对废气进行再利用，设置封锁环三44，急加速时，进气量骤然增大，气压随之增大，作用在气动活塞34上，气动活塞34冲击力使复位弹簧一37和复位弹簧二43均压缩，且由于封锁环一35和封锁环二36在气动活塞34突然移动的过程中，存在低速进气歧管31、中速进气歧管32和高速进气歧管33均堵塞的短暂瞬间，该瞬间，也增大了气动活塞34的冲击力，封锁环三44因为复位弹簧二43的压缩二移动，打开废气出口二26，使废气能够由废气出口二26直接进入进气混流腔12，从而使燃烧不充分的气体快速进入燃烧室进行再次燃烧。

如图1和图4所示，封锁环一35与废气中间管23的管壁之间、封锁环二36与废气中间管23的管壁之间均通过若干辐板38相连，辐板38的内端连接有轴套39，轴套39与废气中间管23的外壁之间通过轴承相连。

急加速状态下，由于气动活塞34急速向进气混流腔12方向移动，能够增大进气压力，使部分废气和新鲜空气能够快速进入燃烧室内，以配合该状态下的进气需求。

辐板38所在平面与废气中间管23的轴线之间具有倾角，使进气气流能够驱使封锁环一35和封锁环二36在进气总管11的管壁上旋转。

进气总管11内的气流会驱使封锁环一35和封锁环二36在进气总管11的管壁上滑动，再加上封锁环一35和封锁环二36存在轴向移动，使进气总管11能够被自动除垢，也确保了封锁环一35和封锁环二36的磨损均匀。

封锁环三44与支撑座42之间均通过若干支撑杆27相连。本申请中，只是描述了一种内燃机可以实现废气再利用、进气量控制、进气压力控制等目的的原理，本领域技术人员可以轻而易举的得知：通过设置更多的进气歧管，使进气量的档位增多，以提高控制精准度，即该种方式也是本申请的保护范围。

需要说明的是：附图1、附图2和附图3中，虚线箭头表示新鲜空气的流通路径，实线箭头表示废气的流通路径。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。