一种连续可变谐振腔的内燃机进气系统技术方案

一种连续可变谐振腔的内燃机进气系统，谐振腔外分隔层和谐振腔内分隔层将谐振腔分隔成三个谐振腔室，谐振腔外分隔层外壁上间隔分布外层调节板，谐振腔内分隔层外壁上间隔分布内层调节板，外层调节板和外层调节板转动轴连接，内层调节板和内层调节板转动轴连接，外调节转动轴通过齿轮箱和外伺服电机连接，内调节转动轴通过齿轮箱和内伺服电机连接，齿轮箱、外伺服电机、内伺服电机都设置在谐振腔室外部。本发明专利技术通过连续可变的谐振腔，提高发动机在整个转速范围内的输出性能，使发动机在较宽转速范围内都能有很好的谐振效果，而且占有的空间小，相比较于可变进气歧管长度或截面的机构，本装置布置更加灵活且实用性和可靠性更高。

【技术实现步骤摘要】
一种连续可变谐振腔的内燃机进气系统
本专利技术属于发动机
，具体涉及一种连续可变谐振腔的内燃机进气系统。
技术介绍
由于石油短缺和环保的双重压力，整车及发动机生产企业纷纷投入巨资进行各种高燃效、低能耗、低排放发动机的研发，因此，节能环保型的发动机将成为未来大发展趋势。通过对发动机进气系统的优化，可以充分发挥发动机的性能，节省燃油的消耗。由于发动机的进气过程具有周期性和间歇性，如果利用一定长度，直径的进气歧管和一定容积的谐振箱组成的进气系统，使整个系统的固有频率和气门周期性相协调，即在某一特定转速下，进气波峰在进气门开启时运动到气门附近，则会在进气门关闭之前产生大幅度压力波，提高发动机的充量系数，从而提高发动机的功率和扭矩。则该进气方式称为谐振进气。在传统的自然吸气内燃机中，配备有固定长度的进气歧管，进气总管和固定容积的谐振箱。发动机的进气效率峰值对应的发动机转速是唯一不变的。不能满足在较大的转速范围内有很好的充气效果的要求。为了更好的提高发动机在整个转速范围内的输出性能，要求发动机能够调节进气系统的参数，改变自身频率，使发动机在多个转速附近都能有很好的谐振效果。利用气动效应产生谐振增加进气量的进气系统通常包括：进气歧管，谐振箱，进气总管等部分。改变进气系统的结构包括改变各部分的形状和尺寸，设计安装和配合。其中应用最广泛的是改变气流流通路径的可变进气歧管长度或截面，可以提升发动机转速范围内的充量系数。但是由于实用性和可靠性比较低，进气结构复杂，成本高，而且通常境况下只能实现多级可变进气歧管长度的变化，不能在发动机整个工况实现优化，充分发挥发动机性能的目标。
技术实现思路
1、所要解决的技术问题：现有的燃气发动机产生谐振加进气量的进气系统进气结构复杂，成本高，而且通常境况下只能实现多级可变进气歧管长度的变化，不能在发动机整个工况实现优化，充分发挥发动机性能的目标。2、技术方案：为了解决以上问题，本专利技术提供了一种连续可变谐振腔的内燃机进气系统，包括谐振腔和进气歧管18，所述谐振腔和所述进气歧管18连接，所述谐振腔包括谐振腔外壳1，所述谐振腔外壳1内包括谐振腔外分隔层2和谐振腔内分隔层3，所述的谐振腔外分隔层2和谐振腔内分隔层3将谐振腔分隔成三个谐振腔室，所述的谐振腔外分隔层2外壁上间隔分布外层调节板4，所述的谐振腔内分隔层3外壁上间隔分布内层调节板5，所述的外层调节板4和外层调节板转动轴6连接，内层调节板5和内层调节板转动轴7连接，所述的外调节转动轴6通过齿轮箱8和外伺服电机19连接，所述的内调节转动轴7通过齿轮箱8和内伺服电机20连接，所述的齿轮箱8、外伺服电机19、内伺服电机20都设置在谐振腔室外部。所述的谐振腔外分隔层2和谐振腔内分隔层3是截面为多边形的多棱环壳，每个所述的谐振腔外分隔层2的边形上设置一个所述的外层调节板4，每个所述的谐振腔内分隔层3的边形上设置一个所述的内层调节板5。所述的外层调节板4的厚度和所述的谐振腔外分隔层2的厚度相等，所述的外层调节板4的宽度小于所述的谐振腔外分隔层2的每条边的宽度，所述的内层调节板5的厚度和所述的谐振腔内分隔层3的厚度相等，所述的内层调节板5的宽度小于所述的谐振腔内分隔层3的每条边的宽度。所述的外层调节板4和内层调节板5为直四棱柱板，所述的外层调节板4和谐振腔外部分隔层2的连接处由磁性材料制成，所述的每层调节板5和谐振腔内部分隔层3的连接处由磁性材料制成。所述的外层调节板4运动时和谐振腔外壳1的内壁不接触，所述的内层调节板5运动时和谐振腔外分割层2不接触。所述外层调节板4和内层调节板5的截面都是平行四边形，所述平行四边形的锐角范围是0-45º，所述外层调节板4和内层调节板5的转动角度范围为0-90º。所述的谐振腔外壳1由沿其周向并用螺栓17连接的两部分构成。每个所述的外层调节板转动轴6上设有齿轮带齿轮15，每个所述的齿轮带齿轮15在齿轮箱8内和外啮合齿轮21都和金属齿轮带16连接，所述的外啮合齿轮21通过外电机驱动轴22和外伺服电机19连接，每个所述的内层调节板转动轴7上设置有内转动齿轮13，每个所述的内转动齿轮13在齿轮箱8和内转动轴电机齿轮14啮合，所述的内转动轴电机齿轮14通过内电机驱动轴23和内伺服电机20连接。每个所述的外层调节板转动轴6在谐振腔外面部分设置有外转轴轴套10，每个所述的内层调节板转动轴7在谐振腔外面部分设置有内转轴轴套11。每个所述的外层调节板转动轴6在谐振腔外分割层2的边缘、内层调节板转动轴7在内层调节板转动轴7在谐振腔内分割层3的边缘处都设置有轴承12和轴端挡圈9。所述的外伺服电机19和内伺服电机20由发动机ECU控制。3、有益效果：本专利技术通过连续可变的谐振腔，提高发动机在整个转速范围内的输出性能，能够自动调节发动机进气系统的参数，改变进气气流在谐振腔中的运动情况，改变自身频率，使发动机在较宽转速范围内都能有很好的谐振效果，提高发动机的进气效率，提高发动机的动力性能。而且占有的空间小，相比较于可变进气歧管长度或截面的机构，本装置布置更加灵活且实用性和可靠性更高。本专利技术的控制机构由发动机的ECU来提供，不需要单独的增加一套控制机构，控制策略可以根据不同的发动机机型和使用情况单独编写，适应性强。附图说明图1是谐振腔整体图。图2是调节板全开示意图。图3是调节板全闭示意图。图4是齿轮箱示意图。具体实施方式下面通过附图来对本专利技术进行详细说明。如图1所示，一种连续可变谐振腔的内燃机进气系统由进气歧管18、谐振腔、齿轮箱8、外伺服电机19和内伺服电机20组成。如图2和图3所示，所述谐振腔外壳1内包括谐振腔外分隔层2和谐振腔内分隔层3，所述的谐振腔外分隔层2和谐振腔内分隔层3将谐振腔分隔成三个谐振腔室，所述的谐振腔外分隔层2外壁上间隔分布外层调节板4，所述的谐振腔内分隔层3外壁上间隔分布内层调节板5，所述的外层调节板4和外层调节板转动轴6连接，内层调节板5和内层调节板转动轴7连接，所述的外调节转动轴6通过齿轮箱8和外伺服电机19连接，所述的内调节转动轴7通过齿轮箱8和内伺服电机20连接，所述的齿轮箱8、外伺服电机19、内伺服电机20都设置在谐振腔室外部。外伺服电机19给外层调节板转动轴6提供动力使之转动带动外层调节板4转动，内伺服电机20给内层调节板转动轴7提供动力使之转动带动内层调节板5转动。外层调节板4和内层调节板5转过一定的角度，进而改变进气气流在谐振腔中的运动情况，谐振腔的自身固有频率也随着外层调节板4和内层调节板5的转动而改变。通过计算机流体实验得到发动机转速和外层调节板4和内层调节板5的开度之间的关系，根据相应的计算结果调整外层调节板4和内层调节板5的开度和自身的谐振频率，根据实验结果匹配各转速下可调节板的开度来获得最优的充量系数。为了更好的效果，所述的谐振腔外分隔层2和谐振腔内分隔层3是截面为多边形的多棱环壳，每个所述的谐振腔外分隔层2的边形上设置一个所述的外层调节板4，每个所述的谐振腔内分隔层3的边形上设置一个所述的内层调节板5。所述的外层调节板4的厚度和所述的谐振腔外分隔层2的厚度相等，所述的外层调节板4的宽度小于所述的谐振腔外分隔层2的每条边的宽度，所述的内层调节板5的厚度和所述的谐振腔内分隔层3的厚度相等，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续可变谐振腔的内燃机进气系统，包括谐振腔和进气歧管（18），所述谐振腔和所述进气歧管（18）连接，其特征在于：所述谐振腔包括谐振腔外壳（1），所述谐振腔外壳（1）内包括谐振腔外分隔层（2）和谐振腔内分隔层（3），所述的谐振腔外分隔层（2）和谐振腔内分隔层（3）将谐振腔分隔成三个谐振腔室，所述的谐振腔外分隔层（2）外壁上间隔分布外层调节板（4），所述的谐振腔内分隔层（3）外壁上间隔分布内层调节板（5），所述的外层调节板（4）和外层调节板转动轴（6）连接，内层调节板（5）和内层调节板转动轴（7）连接，所述的外调节转动轴（6）通过齿轮箱（8）和外伺服电机（19）连接，所述的内调节转动轴（7）通过齿轮箱（8）和内伺服电机（20）连接，所述的齿轮箱（8）、外伺服电机（19）、内伺服电机（20）都设置在谐振腔室外部。

【技术特征摘要】
1.一种连续可变谐振腔的内燃机进气系统，包括谐振腔和进气歧管（18），所述谐振腔和所述进气歧管（18）连接，其特征在于：所述谐振腔包括谐振腔外壳（1），所述谐振腔外壳（1）内包括谐振腔外分隔层（2）和谐振腔内分隔层（3），所述的谐振腔外分隔层（2）和谐振腔内分隔层（3）将谐振腔分隔成三个谐振腔室，所述的谐振腔外分隔层（2）外壁上间隔分布外层调节板（4），所述的谐振腔内分隔层（3）外壁上间隔分布内层调节板（5），所述的外层调节板（4）和外层调节板转动轴（6）连接，内层调节板（5）和内层调节板转动轴（7）连接，所述的外调节转动轴（6）通过齿轮箱（8）和外伺服电机（19）连接，所述的内调节转动轴（7）通过齿轮箱（8）和内伺服电机（20）连接，所述的齿轮箱（8）、外伺服电机（19）、内伺服电机（20）都设置在谐振腔室外部。2.如权利要求1所述的连续可变谐振腔的内燃机进气系统，其特征在于：所述的谐振腔外分隔层（2）和谐振腔内分隔层（3）是截面为多边形的多棱环壳，每个所述的谐振腔外分隔层（2）的边形上设置一个所述的外层调节板（4），每个所述的谐振腔内分隔层（3）的边形上设置一个所述的内层调节板（5）。3.如权利要求2所述的连续可变谐振腔的内燃机进气系统，其特征在于：所述的外层调节板（4）的厚度和所述的谐振腔外分隔层（2）的厚度相等，所述的外层调节板（4）的宽度小于所述的谐振腔外分隔层（2）的每条边的宽度，所述的内层调节板（5）的厚度和所述的谐振腔内分隔层（3）的厚度相等，所述的内层调节板（5）的宽度小于所述的谐振腔内分隔层（3）的每条边的宽度。4.如权利要求1所述的连续可变谐振腔的内燃机进气系统，其特征在于：所述的外层调节板（4）和内层调节板（5）为直四棱柱板，所述的外层调节板（4）和谐振腔外部分隔层（2）的连接处由磁性材料制成，所述的每层调节板（5）和谐振腔内部分隔层（3）的连接处由...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦思航，吕喆，张袁元，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32