进气阻力连续可变的发动机进气系统、发动机进气调节方法及发动机与流程

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种进气阻力连续可变的发动机进气系统、发动机进气调节方法及发动机。

背景技术：

发动机在低转速工作时，需要进气阻力大的进气系统，而在高转速工作时，需要进气阻力小的进气系统。传统的发动机可变进气系统有两种形式：一种是设置两种进气系统，通过改变阀门的两种位置状态，实现两种进气系统的切换，低速采用长进气通道，高速采用短进气通道，但是，采用“切换”的方式，其并不是连续变化的可变进气系统，扭矩输出不流畅；另一种是通过设置两段相互包裹的出气管，通过滑动改变出气管的总长度，其可变的长度与操纵机构的运动距离是相等的，进气阻力与移动距离成线性关系，在有限的空间内，进气阻力的可变范围较小，进气阻力相对于位移反应慢。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种进气阻力连续可变的发动机进气系统、发动机进气调节方法及发动机，该进气阻力连续可变的发动机进气系统、发动机进气调节方法及发动机的扭矩输出流畅，进气阻力可变范围较大、进气阻力位移反应快、动作距离短、对布置空间要求不高。

其技术方案如下：

一种进气阻力连续可变的发动机进气系统，包括固定出气管以及能够相对于所述固定出气管移动的运动出气管，所述固定出气管用于固定在发动机的进气部件上，所述运动出气管用于安装在所述进气部件内，所述运动出气管上设有操纵机构，所述操纵机构能够控制所述运动出气管移动，使所述运动出气管与所述固定出气管接触相连和逐渐分离。

在其中一个实施例中，所述进气阻力连续可变的发动机进气系统还包括支撑导向杆，所述支撑导向杆用于固定安装在所述进气部件内，所述支撑导向杆沿所述运动出气管的轴线方向设置，所述运动出气管的外壁上设有移动臂，所述移动臂套设在所述支撑导向杆的外侧并能相对于所述支撑导向杆滑动。

在其中一个实施例中，所述进气阻力连续可变的发动机进气系统还包括套设在所述支撑导向杆外侧的复位弹簧，所述复位弹簧用于使所述运动出气管与所述固定出气管复位为接触相连的状态。

在其中一个实施例中，所述运动出气管的管径与所述固定出气管的管径相等，所述运动出气管为直线型。

在其中一个实施例中，所述运动出气管为曲线型。

在其中一个实施例中，所述运动出气管的至少一段管段的内管径小于所述固定出气管的内管径。

在其中一个实施例中，所述固定出气管靠近所述运动出气管的第一端设有喇叭引导管，所述喇叭引导管远离所述固定出气管的第一端的开口大。

在其中一个实施例中，所述运动出气管的长度大于所述固定出气管的长度。

在其中一个实施例中，所述进气部件为空滤器或进气歧管。

一种发动机进气调节方法，采用所述的进气阻力连续可变的发动机进气系统，包括以下步骤：

在发动机位于稳态工作状态时，当发动机处于低转速时，控制操纵机构使运动出气管与固定出气管接触相连，气流依次通过运动出气管与固定出气管以提供大的进气阻力；当发动机转速提高时，控制操纵机构使运动出气管与固定出气管逐渐分离，使进气阻力逐渐减小；当发动机处于高转速时，控制操纵机构使运动出气管远离固定出气管，气流通过固定出气管以提供小的进气阻力。

在其中一个实施例中，所述发动机进气调节方法还包括以下步骤：在发动机位于急加速工作状态时，控制操纵机构移动运动出气管，使运动出气管远离固定出气管，气流通过固定出气管以提供小的进气阻力。

一种发动机，包括所述的进气阻力连续可变的发动机进气系统。

本发明的有益效果在于：

所述进气阻力连续可变的发动机进气系统实际应用时，安装在发动机的进气部件上，通过控制操纵机构，可控制运动出气管移动使运动出气管与固定出气管处于接触相连状态或处于逐渐分离状态，运动出气管与固定出气管接触相连时，可提供长的进气通道，进气部件内的气流依次通过运动出气管与固定出气管后流出，进气阻力较大；而在运动出气管与固定出气管逐渐分离的过程中，进气阻力能够非线性急剧减小，其气流效果相当于连续变化的进气系统，扭矩输出流畅，通过调节运动出气管与固定出气管的分离距离，在较短的动作距离内便可使得进气阻力具有较大的变化范围，进气阻力相对于运动出气管的位移反应快，运动出气管的动作距离短，对布置空间要求不高。

所述发动机进气调节方法，采用所述的进气阻力连续可变的发动机进气系统进行调节，在发动机位于稳态工作状态时，通过控制操纵机构使运动出气管与固定出气管接触相连或逐渐分离，扭矩输出流畅，进气阻力可变范围较大、进气阻力位移反应快，动作距离短，能够满足发动机低速运转、中速运转和高速运转的需求，适应不同的转速工况，发动机可以实现更宽转速区域的出力。

所述发动机，包括所述的进气阻力连续可变的发动机进气系统，具备所述进气阻力连续可变的发动机进气系统的技术效果，扭矩输出流畅，进气阻力可变范围较大、进气阻力位移反应快、动作距离短、对布置空间要求不高。

附图说明

图1为本发明实施例所述的进气阻力连续可变的发动机进气系统的结构示意图一；

图2为本发明实施例所述的进气阻力连续可变的发动机进气系统的剖视结构示意图一；

图3为本发明实施例所述的进气阻力连续可变的发动机进气系统的结构示意图二；

图4为本发明实施例所述的进气阻力连续可变的发动机进气系统的剖视结构示意图二；

图5为本发明实施例所述的进气阻力连续可变的发动机进气系统的剖视结构示意图三；

图6为本发明实施例所述的进气阻力连续可变的发动机进气系统的剖视结构示意图四；

图7为本发明实施例所述的进气阻力连续可变的发动机进气系统的剖视结构示意图五；

图8为本发明实施例所述的进气阻力连续可变的发动机进气系统的剖视结构示意图六；

图9为本发明实施例所述的进气阻力连续可变的发动机进气系统的进气阻力的变化示意图。

附图标记说明：

100、固定出气管，200、运动出气管，210、移动臂，220、倒角，300、操纵机构，400、支撑导向杆，500、复位弹簧，600、喇叭引导管，10、进气部件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2、图3、图4所示，一种进气阻力连续可变的发动机进气系统，包括固定出气管100以及能够相对于所述固定出气管100移动的运动出气管200，所述固定出气管100用于固定在发动机的进气部件100上，所述运动出气管200用于安装在所述进气部件100内，所述运动出气管200上设有操纵机构300，所述操纵机构300能够控制所述运动出气管200移动，使所述运动出气管200与所述固定出气管100接触相连和逐渐分离。本实施例中，所述操纵机构300可以为拉索或其他拉动机构，可以采用手动控制的方式或自动控制的方式，使运动出气管200根据需要移动。所述进气部件100可以为空滤器或进气歧管等，本实施例的各附图示意出了所述进气阻力连续可变的发动机进气系统设置在空滤器上的情形。

所述进气阻力连续可变的发动机进气系统实际应用时，安装在发动机的进气部件100上，用于对发动机的进气阻力进行调节，通过控制操纵机构300，可控制运动出气管200移动使运动出气管200与固定出气管100处于接触相连状态或处于逐渐分离状态，如图1、图2所示，运动出气管200与固定出气管100接触相连时，可提供长的进气通道，进气部件100内的气流依次通过运动出气管200与固定出气管100后流出，进气阻力较大；如图3、图4所示，在运动出气管200与固定出气管100逐渐分离的过程中，进气阻力能够非线性急剧减小，其气流效果相当于连续变化的进气系统，扭矩输出流畅，通过调节运动出气管200与固定出气管100的分离距离，在较短的动作距离内便可使得进气阻力具有较大的变化范围，进气阻力相对于运动出气管200的位移反应快，运动出气管200的动作距离短，对布置空间要求不高。本实施例中，附图中的箭头简单示意出了气流方向。

进一步的，所述进气阻力连续可变的发动机进气系统还包括支撑导向杆400，所述支撑导向杆400用于固定安装在进气部件100内，所述支撑导向杆400沿所述运动出气管200的轴线方向设置，所述运动出气管200的外壁上设有移动臂210，所述移动臂210套设在所述支撑导向杆400的外侧并能相对于所述支撑导向杆400滑动。采用上述结构，运动出气管200能够通过支撑导向杆400设置在进气部件100内，并且可在支撑导向杆400的导向作用下滑动，进而逐渐靠近固定出气管100或逐渐远离固定出气管100，固定方便、运动可靠。本实施例中，所述支撑导向杆400可以设置为两根，两根支撑导向杆400分别设置在运动出气管200的两侧，对应的，运动出气管200外壁上的移动壁也设置为两个，两个移动壁分别套设在对应侧的支撑导向杆400上，进而有效固定运动出气管200，保证运动出气管200运动的可靠性。

本实施例中，所述进气阻力连续可变的发动机进气系统还包括套设在所述支撑导向杆400外侧的复位弹簧500，所述复位弹簧500用于使所述运动出气管200与所述固定出气管100复位为接触相连的状态。具体的，所述复位弹簧500可以为压缩弹簧或拉伸弹簧，当所述复位弹簧为压缩弹簧时，所述复位弹簧500可设置在所述移动臂210远离所述固定出气管100的一侧，当所述复位弹簧500为拉伸弹簧时，所述复位弹簧500可设置在所述移动臂210靠近所述固定出气管100的一侧。采用上述结构，当运动出气管200需要复位为与固定出气管100接触相连的状态时，复位弹簧500有助于运动出气管200的复位，进而保证运动出气管200复位的可靠性。当所述支撑导向杆400为两根时，所述复位弹簧500对应为两个，两个复位弹簧500分别套设在对应的支撑导向杆400上。

本实施例中，所述运动出气管200的结构可以设置为多种。其中第一种结构为：如图5、图6所示，所述运动出气管200的管径与所述固定出气管100的管径相等，所述运动出气管200为直线型。通过将运动出气管200的管径设置地与固定出气管100的管径相等，当运动出气管200运动至与固定出气管100接触时，运动出气管200与固定出气管100可实现较好的接触相连，进而保证气流通过运动出气管200后流入固定出气管100中，且将运动出气管200设置为直线型，制造方便。其中第二种结构为：如图7、图8所示，所述运动出气管200为曲线型。通过将运动出气管200设置为曲线型，在有限空间内，运动出气管200的长度可设置地较长，进而，当运动出气管200与固定出气管100接触相连时，有效增加总进气管的长度，使得进气阻力进一步变小，进一步增大进气阻力的可变范围。本实施例中，所述运动出气管200可以设置为U型或S型等，制造方便，可有效增加总进气管的长度。

其中第三种结构为：如图2、图4所示，所述运动出气管200的至少一段管段的内管径小于所述固定出气管100的内管径。采用上述结构，由于运动出气管200上存在至少一段管段，该管段的内管径小于固定出气管100的内管径，当运动出气管200与固定出气管100处于接触相连的状态时，可有效增大进气阻力，进而大幅度提高进气阻力的变化范围，使得发动机最终出力转速范围变大，发动机能在更宽泛的转速范围内高效运转。并且，可将该运动出气管200设置为直线型，运动出气管200与固定出气管100的结构更加紧凑，进气阻力变化范围大。

本实施例中，所述运动出气管200的长度大于所述固定出气管100的长度，在有限的空间内可实现更大的进气阻力的变化，获得大的进气阻力变化范围。对于第一种结构与第二种结构，进气阻力的可变范围相当于运动出气管200的长度，通过拉动操纵机构300使运动出气管200与固定出气管100分离约1.5倍固定出气管100的管径长度时，即可实现进气阻力在较大范围内的变化。例如，若设定固定出气管100的长度为50mm，运动出气管200的长度为150mm，则将操纵机构300拉动35mm左右，此时，运动出气管200阻力对进气阻力的影响可忽略，即可实现进气阻力在50mm-200mm位移下的阻力可变范围，实现在较短的动作距离内便可使得进气阻力具有较大的变化范围，且进气阻力相对于运动出气管200的位移反应快，运动出气管200的动作距离短，对布置空间要求不高。而对于第三种结构，由于运动出气管200上存在内管径小于固定出气管的内管径的管段，使得运动出气管200与固定出气管100接触相连状态时的进气阻力非常大，而操纵机构300同样拉动35mm左右，即可实现比前两种结构更宽的阻力可变范围。

如图9所示，示意出了所述运动出气管200分别采用第一种结构、第二种结构和第三种结构时，位移y与进气阻力f变化的示意图，其中，虚线代表第一种结构，点画线代表第二种结构，实线代表第三种结构。图9中对应的具体数值如下表所示：

本实施例中，如图3、图4所示，所述运动出气管200靠近所述固定出气管100的第一端设有倒角220。当运动出气管200逐渐靠近固定出气管100时，运动出气管200的第一端可伸入一点至固定出气管100中，便于运动出气管200与固定出气管100能够较好的接触相连，防止在运动出气管200与固定出气管100接触相连时，气流通过缝隙进入固定出气管100中，进一步增加进气阻力的可变范围。本实施例中，所述固定出气管100靠近所述运动出气管200的第一端设有喇叭引导管600，所述喇叭引导管600远离所述固定出气管100的第一端的开口大。通过在固定出气管100的第一端设置喇叭引导管600，一方面，运动出气管200逐渐靠近固定出气管100时，可通过喇叭引导管600进行引导，且运动出气管200与固定出气管100的接触时能够抵住喇叭引导管600，使得运动出气管200与固定出气管100能够较好的接触相连；另一方面，当运动出气管200与固定出气管100逐渐分离时，该喇叭引导管600能够起到引导气流进入的作用。本实施例中，所述喇叭引导管600与所述固定出气管100为一体成型结构，制造方便。

本实施例所述的进气阻力连续可变的发动机进气系统，通过设置运动出气管200与固定出气管100，并通过控制操纵机构300使得运动出气管200与固定出气管100接触相连或逐渐分离，运动出气管200与固定出气管100接触相连时，可提供长的进气通道，进而提供大的进气阻力；而在运动出气管200与固定出气管100逐渐分离的过程中，进气阻力能够非线性急剧减小，其气流效果相当于连续变化的进气系统，扭矩输出流畅；当运动出气管200与固定出气管100分离至一定距离后，运动出气管200远离固定出气管100，运动出气管200再移动时，运动出气管200对进气阻力的影响可忽略，气流通过固定出气管100流出，可提供最小的进气阻力。通过调节运动出气管200与固定出气管100的分离距离，可实现总进气阻力的变化，在较短的动作距离内便可使得进气阻力具有较大的变化范围，进气阻力相对于运动出气管200的位移反应快，运动出气管200的动作距离短，对布置空间要求不高。相比于传统两段相互包裹的出气管结构，本实施例的进气阻力连续可变的发动机进气系统的进气阻力可变范围大，进气阻力相对于位移的的反应快，动作距离短，对布置空间没有要求，甚至还能减小进气部件100如空滤器的体积，结构简单，零件制造方便，成本较低，可靠性高，维修风险较低，尤其适用于自然吸气内燃机，包括汽车、摩托车、其他动力机械等。

一种发动机进气调节方法，采用所述的进气阻力连续可变的发动机进气系统，包括以下步骤：

在发动机位于稳态工作状态时，当发动机处于低转速时，控制操纵机构300使运动出气管200与固定出气管100接触相连，气流依次通过运动出气管200与固定出气管100以提供大的进气阻力；当发动机转速提高时，控制操纵机构300使运动出气管200与固定出气管100逐渐分离，使进气阻力逐渐减小；当发动机处于高转速时，控制操纵机构300使运动出气管200远离固定出气管100，气流通过固定出气管100以提供小的进气阻力。

所述发动机进气调节方法，采用所述的进气阻力连续可变的发动机进气系统进行调节，在发动机位于稳态工作状态时，通过控制操纵机构300使运动出气管200与固定出气管100接触相连或逐渐分离，扭矩输出流畅，进气阻力可变范围较大、进气阻力位移反应快，动作距离短，能够满足发动机低速运转、中速运转和高速运转的需求，适应不同的转速工况，发动机可以实现更宽转速区域的出力。

进一步的，所述发动机进气调节方法还包括以下步骤：在发动机位于急加速工作状态时，控制操纵机构300移动运动出气管200，使运动出气管200远离固定出气管100，气流仅通过固定出气管100以提供小的进气阻力。具体的，当发动机位于急加速工作状态时，可通过迅速移动运动出气管200，使得进气阻力非线性急剧减小，进而使得进气量迅速加大,可提高进气能力，加速响应性好。此时，还可配合增加喷油量，进而让发动机迅速获得混合气，实现更快速的加速。

一种发动机，包括所述的进气阻力连续可变的发动机进气系统。所述发动机，包括所述的进气阻力连续可变的发动机进气系统，具备所述进气阻力连续可变的发动机进气系统的技术效果，扭矩输出流畅，进气阻力可变范围较大、进气阻力位移反应快、动作距离短、对布置空间要求不高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。