一种方程式赛车发动机进气系统技术方案

本发明专利技术公开了一种方程式赛车发动机进气系统，包括空气滤清器、节气门、限流口、扩散管、谐振腔、可变进气歧管、固定进气歧管和歧管长度调节器；所述限流口的入口锥角和出口锥角分别为14°和6°，限流口的出口与扩散管相连，扩散管的出口与谐振腔相连，扩散管的扩散角为6°，长度为220mm，谐振腔由ABS材料经上下分模和数控铣加工成形，体积为3L，谐振腔内部装配歧管长度调节器。通过增加歧管长度调节器使得进气歧管工作长度满足发动机低转速需要细而长，高转速需要短而粗的歧管特性要求，进气歧管长度可变能更好利用发动机在不同转速区间内的谐振进气效应，提高进气效率，该可变进气歧管整体性能优于传统的非可变式进气歧管结构。

A Kind of Intake System of Formula Racing Engine

The invention discloses an air intake system of an equation racing engine, which comprises an air filter, a throttle, a restrictor, a diffuser, a resonant cavity, a variable intake manifold, a fixed intake manifold and a manifold length regulator; the entrance cone angle and exit cone angle of the restrictor are 14 and 6 degrees respectively, the outlet of the restrictor is connected with the diffuser, and the outlet of the diffuser is connected with the resonant cavity and expanded. The diffusive angle of the divergent tube is 6 degrees and the length is 220 mm. The cavity is formed by ABS material through upper and lower parting and NC milling. The volume is 3L. The manifold length regulator is assembled in the cavity. By increasing the manifold length regulator, the working length of intake manifold can meet the requirements of low speed, long and thin, high speed, short and thick divergent pipe characteristics. The variable length of intake manifold can make better use of the resonance intake effect in different speed ranges of the engine and improve the intake efficiency. The overall performance of the variable intake manifold is better than that of the traditional non-variable intake manifold structure. \u3002

【技术实现步骤摘要】
一种方程式赛车发动机进气系统
本专利技术涉及方程式赛车领域，具体是一种方程式赛车发动机进气系统。
技术介绍
方程式赛车，即是以共同的方程式（规则限制）所造出来的赛车，赛车必须依照国际汽车联合组织制定颁发的车辆技术规则规定的程式制造，包括车体结构、长宽度等。大学生方程式赛车是方程式赛车的一种，是由在校大学生组队设计一款简化版一级方程式赛车，要求赛车在加速、制动、操控性方面都有较高水准并且足够稳定耐久，在比赛中能够完成一系列测试项目。在乘用车领域，常用的发动机进气系统有两种，固定式和分级可调式（常为两级），分级可调式从一定程度上解决了不同转速对进气系统的不同需求，但分级可调仍存在可调范围小，调节不够精确和连续，使得发动机的性能不能完全发挥的缺点。常见的大学生方程式赛车发动机进气系统多为固定式进气系统，该类型进气系统仅可针对发动机特定转速进行优化设计。非特定转速下，进气系统进气阻力大，进气效率低，导致发动机输出功率和扭矩下降严重。已有一种采用伸缩式折流板的可变进气系统设计，从一定程度上解决了不同转速下发动机进气系统的优化，但该方案折流板介入工作时进气阻力明显增大，不利于进气系统进气效率的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种方程式赛车发动机进气系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种方程式赛车发动机进气系统，包括空气滤清器、节气门、限流口、扩散管、谐振腔、可变进气歧管、固定进气歧管和歧管长度调节器；所述节气门的入口与空气滤清器相连，空气滤清器与节气门之间采用卡箍机械连接，节气门出口后端连接有限流口，限流口的内径为20mm，所述限流口的入口锥角和出口锥角分别为14°和6°，限流口的出口与扩散管相连，扩散管的出口与谐振腔相连，扩散管的扩散角为6°，长度为220mm，谐振腔由ABS材料经上下分模和数控铣加工成形，体积为3L，谐振腔内部装配歧管长度调节器，歧管长度调节器与谐振腔圆柱内表面直接配合，歧管长度调节器上还设有歧管长度调节器拨片；所述可变进气歧管与谐振腔相连，可变进气歧管由ABS材料经数控铣加工成型，可变进气歧管的下端连接有固定进气歧管，谐振腔内部设有传动槽，传动槽外侧与外置步进电机相连接。作为本专利技术进一步的方案：所述节气门为拉线式机械节气门，内径为28mm。作为本专利技术再进一步的方案：所述歧管长度调节器的上下两部分分别设有歧管长度调节器进气口和歧管长度调节器出气口。作为本专利技术再进一步的方案：所述歧管长度调节器可调角度范围大小为0-85°，歧管长度调节范围为130~210mm。作为本专利技术再进一步的方案：所述可变进气歧管与谐振腔通过胶结连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.通过增加歧管长度调节器使得进气歧管工作长度满足发动机低转速需要细而长，高转速需要短而粗的歧管特性要求，进气歧管长度可变能更好利用发动机在不同转速区间内的谐振进气效应，提高进气效率，该可变进气歧管整体性能优于传统的非可变式进气歧管结构。2.由ABS材料经数控铣加工的进气系统流道精度较高且内表面光滑，气体流动沿程损失大幅降低，同时，该材料质量轻且强度较高，有利于轻量化和可靠性的改善。3.曲面构成的进气歧管流道截面积和流道内表面变化平和，无尖锐角度或急剧收缩，气体流动局部损失大幅降低，进气效率提升。附图说明图1是可变谐振进气系统整体结构示意图。图2是进气限流口的结构参数示意图。图3是歧管长度调节器结构示意图。图4是气体流经进气系统示意图（进气歧管长度极小值状态）。图5是气体流经进气系统示意图（进气歧管长度极大值状态）。附图中序号：1-空气滤清器、2-节气门、3-限流口、4-扩散管、5-谐振腔、6-第一滑槽、7-可变进气歧管、8-固定进气歧管、9-限流口前端、10-歧管长度调节器、11-歧管长度调节器进气口、12-歧管长度调节器拨片、13-歧管长度调节器出气口、14-传动槽。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。请参阅图1，一种方程式赛车发动机进气系统，包括空气滤清器1、节气门2、限流口3、扩散管4、谐振腔5、可变进气歧管7、固定进气歧管8和歧管长度调节器10；所述节气门2为拉线式机械节气门，内径为28mm，节气门2的入口与空气滤清器1相连，空气滤清器1与节气门2之间采用卡箍机械连接，节气门2出口后端连接有限流口3，限流口3的内径为20mm，由不锈钢材料经数控铣加工成形，限流口3的入口锥角和出口锥角分别为14°和6°，曲面构成的进气歧管流道截面积和流道内表面变化平和，无尖锐角度或急剧收缩，气体流动局部损失大幅降低，进气效率提升，限流口3的出口与扩散管4相连，扩散管4的出口与谐振腔5相连，扩散角为6°，长度为220mm，谐振腔5由ABS材料经上下分模和数控铣加工成形，体积为3L，谐振腔5内部装配歧管长度调节器10，歧管长度调节器10与谐振腔5圆柱内表面直接配合，接触面间涂抹润滑脂，歧管长度调节器10的上下两部分分别设有歧管长度调节器进气口11和歧管长度调节器出气口13，歧管长度调节器10可调角度范围大小为0-85°，歧管长度调节范围为130~210mm，歧管长度调节器10上还设有歧管长度调节器拨片12，在歧管长度调节器转动10时，歧管长度调节器拨片12随之同步转动，控制进气歧管实际工作长度，同时封闭非工作段进气歧管，防止出现气体回流现象；所述可变进气歧管7与谐振腔5相连，可变进气歧管7与谐振腔5通过胶结连接，可变进气歧管7由ABS材料经数控铣加工成型，可变进气歧管7的下端连接有固定进气歧管8，谐振腔5内部设有传动槽14，传动槽14外侧与外置步进电机6相连接，用以带动歧管长度调节器10转动调节。请参阅图2，所述限流口3的进口角为14°，出口角为6°，由于限流口3的空气流动截面较小，导致气流进过时限流口3所受压力较大，为保证限流口可靠性，采用不锈钢材料经数控铣加工成形。请参阅图1，进一步的，谐振腔5的上半腔与扩散管4相连，谐振腔5的下半腔与可变进气歧管7相连，谐振腔5的上下半腔分模铣制，最终使用胶结连接，为提高发动机谐振进气效应，经数值计算和仿真分析，确定谐振腔直径为114mm，长度为300mm，体积为3L。请参阅图3，进一步的，为适应发动机在不同转速下的进气需求，本专利技术设计了的进气歧管长度调节器10，发动机低转速时需要细而长的进气歧管，以增加进气湍流，改善燃油混合气均匀度；发动机高转速时需要粗而短的进气歧管，以降低进气阻力，增加进气量。本专利技术进气系统进气工作原理如下：空气首先经过空气滤清器1，过滤掉灰尘等杂质，空气滤清器1与节气门2之间采用卡箍机械连接；气体流经空气滤清器1后通过拉线式机械节气门2，节气门内径为28mm，其开度根据油门踏板角度可调，节气门2与限流口3前端采用法兰和螺栓机械连接，法兰和节气门2及限流口3前端采用胶结连接；气体流经节气门后通过限流口3，限流口进出口锥角为14°和6°，限流口3的内径为20mm，限流口3、扩散管4和谐振腔5上半部分为ABS材料数控铣一体加工；气体流经限流口3后通过扩散管4，进入谐振腔5，谐振腔体积为3L，谐振腔内部装配有歧管长度调节器10，气流从扩散管4出口流出后通过开口槽进入谐振腔5，然后通过歧管长度调节器出口13流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方程式赛车发动机进气系统，包括空气滤清器（1）、节气门（2）、限流口（3）、扩散管（4）、谐振腔（5）、可变进气歧管（7）、固定进气歧管（8）和歧管长度调节器（10）；所述节气门（2）的入口与空气滤清器（1）相连，空气滤清器（1）与节气门（2）之间采用卡箍机械连接，节气门（2）出口后端连接有限流口（3），限流口（3）的内径为20mm，其特征在于，所述限流口（3）的入口锥角和出口锥角分别为14°和6°，限流口（3）的出口与扩散管（4）相连，扩散管（4）的出口与谐振腔（5）相连，扩散管（4）的扩散角为6°，长度为220mm，谐振腔（5）由ABS材料经上下分模和数控铣加工成形，体积为3L，谐振腔（5）内部装配歧管长度调节器（10），歧管长度调节器（10）与谐振腔（5）圆柱内表面直接配合，歧管长度调节器（10）上还设有歧管长度调节器拨片（12）；所述可变进气歧管（7）与谐振腔（5）相连，可变进气歧管（7）由ABS材料经数控铣加工成型，可变进气歧管（7）的下端连接有固定进气歧管（8），谐振腔（5）内部设有传动槽（14），传动槽（14）外侧与外置步进电机（6）相连接。

【技术特征摘要】
1.一种方程式赛车发动机进气系统，包括空气滤清器（1）、节气门（2）、限流口（3）、扩散管（4）、谐振腔（5）、可变进气歧管（7）、固定进气歧管（8）和歧管长度调节器（10）；所述节气门（2）的入口与空气滤清器（1）相连，空气滤清器（1）与节气门（2）之间采用卡箍机械连接，节气门（2）出口后端连接有限流口（3），限流口（3）的内径为20mm，其特征在于，所述限流口（3）的入口锥角和出口锥角分别为14°和6°，限流口（3）的出口与扩散管（4）相连，扩散管（4）的出口与谐振腔（5）相连，扩散管（4）的扩散角为6°，长度为220mm，谐振腔（5）由ABS材料经上下分模和数控铣加工成形，体积为3L，谐振腔（5）内部装配歧管长度调节器（10），歧管长度调节器（10）与谐振腔（5）圆柱内表面直接配合，歧管长度调节器（10）上还设有歧管长度调节器拨片（12）；所述可变进气歧管（...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪永嘉，付百康，牛婉，倪世传，昌清静，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34