一种无级可变的内燃机进气系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种无级可变的内燃机进气系统，包括进气总管、谐振箱外壳、进气歧管外管、连接管、法兰盘、滑块导轨装置、丝杆滑块装置和驱动装置；所述驱动装置和丝杠滑块装置通过支架固定在谐振箱外壳和进气歧管外管的外部，所述驱动装置包括伺服电机和减速齿轮组；在所述的连接管前后部安装有滑块，为连接管的轴向运动起导向作用，滑块与轴端面之间的距离通过谐振箱的体积变化和导轨安装的位置而定；在装配时，先将连接管的滑块定位到谐振箱外壳和进气歧管外管的导轨中，再用法兰盘将连接管和谐振箱外壳、进气歧管外管分别固定。本实用新型专利技术优化效果明显，发动机的动力性能和油耗水平都将得到改善。

A Stepless Variable Intake System for Internal Combustion Engine

【技术实现步骤摘要】
一种无级可变的内燃机进气系统
本专利技术涉及发动机
，具体涉及一种无级可变的内燃机进气系统。
技术介绍
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。传统的内燃机拥有固定长度及直径的进气歧管和固定容积的谐振箱，因此这类发动机的谐振转速是固定的，只能在某一个转速时发动机的充气效率达到最高。而现有的其他广泛应用的分级可变进气歧管长度的发动机只能做到在固定转速时改变发动机进气歧管的长度，改变固有的谐振频率，虽然有所提升但是实用性可靠性较低。也有厂家做出连续可变的进气歧管或谐振箱，但是只能改变进气系统中一个部分的参数，极限状况下，进气系统需要做出较大变化才能使系统达到或接近谐振进气的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无级可变的内燃机进气系统，优化效果明显，发动机的动力性能和油耗水平都将得到改善。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：一种无级可变的内燃机进气系统，包括进气总管、谐振箱外壳、进气歧管外管、连接管、法兰盘、滑块导轨装置、丝杆滑块装置和驱动装置；所述驱动装置和丝杠滑块装置通过支架固定在谐振箱外壳和进气歧管外管的外部，所述驱动装置包括伺服电机和减速齿轮组；所述法兰盘包括连接管与谐振箱外壳之间连接的第一法兰盘、连接管与进气歧管外管之间连接的第二法兰盘；在所述的连接管前后部安装有滑块，为连接管的轴向运动起导向作用，滑块与轴端面之间的距离通过谐振箱的体积变化和导轨安装的位置而定；在装配时，先将连接管的滑块定位到谐振箱外壳和进气歧管外管的导轨中，再用法兰盘将连接管和谐振箱外壳、进气歧管外管分别固定；在所述第一法兰盘的一侧轴端面设有小凸起；所述第二法兰盘沿轴向分为两部分，两部分之间用螺栓连接；在第一法兰盘和第二法兰盘上装有滑键，使法兰盘相对于连接管可作轴向的直线运动。进一步的，所述连接管的两端端面设置有密封垫片，两端的轴上开有滑键槽；所述连接管中部的底端设置有螺栓孔。进一步的，所述的连接管两端设置滑块内部均开有贯通滑块的通油孔，滑块下方的管壁中设置有将所有滑块的通油孔连接一起的环形润滑油道；其中位于最顶部的通油孔还设置有沿竖直方向的进油口通道。进一步的，所述的谐振箱外壳内壁沿轴向安装有若干条导轨，导轨均匀分布在内壁上；沿着内壁上开有环形和沿轴向分布的润滑油道；环形润滑油道设置在非导轨区域且底部开有出油口，顶部导轨上方设有进油口。进一步的，所述的丝杆滑块装置中的滑块和连接管中部的底端开有螺栓孔，螺栓连接滑块和连接管，螺栓底部安装有垫圈保护滑块表面。所述的丝杆滑块装置的输入轴与减速齿轮的输出轴相连，输出驱动滑块和连接管的直线运动。进一步的，所述电机控制模块通过发动机的ECU来控制，ECU根据转速传感器的获取的发动机转速大小驱动伺服电机转动，电机的输出轴驱动丝杠滑块装置运动，滑块和连接管沿着轴向做直线运动。本专利技术的工作原理：本专利技术通过ECU根据转速传感器的获取的发动机转速大小对伺服电机旋转进行控制，伺服电机带动减速齿轮组驱动丝杆滑块装置的运动，将丝杠的旋转运动转化为滑块带动连接管做轴向直线运动，最终改变谐振箱的容积大小和进气歧管的长度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：与传统的固定长度的进气歧管、固定容积的谐振箱相比较，本专利技术通过对不同转速下谐振箱和进气歧管的调节来改变谐振进气的转速，使得发动机在相应转速下能够达到更优的充气效率，提升发动机的动力性能和优化油耗水平。与其他的普通分级可变进气歧管和可变谐振箱相比较，本专利技术可以实现无级变化，使得发动机在更宽的转速区间得到优化。此外，本专利技术通过对发动机进气系统中的谐振箱和进气歧管两个部分进行调节，改变系统固有的谐振频率比只改变其中一个部件更加高效，可调整的谐振频率更加宽广，实现同样的进气效果所需要的变动更小，因此对驱动的要求也更低。附图说明图1：本专利技术的总体结构图。图2：连接管的结构图。图3：连接管的极端位置示意图。图4：连接管的极端位置示意图。图5：滑键的结构图。图6：进气歧管外管的结构图。图7：润滑油道结构图。图8：第一法兰盘的结构图。图9：第二法兰盘的结构图。图10：谐振箱外壳的结构图。图11：驱动装置的示意图。图12：控制模块流程图。图中：1-进气总管，2-谐振箱外壳，3-进气歧管外管，4-连接管，51-第一法兰盘，52-第二法兰盘，6-滑键，7-螺栓孔，8-滑块，9-导轨挡块，10-滑块导轨装置，11-丝杆滑块装置，12-润滑油道，13-进油口，14-出油口，15-键槽，16-电机，17-丝杆。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。一种无级可变的内燃机进气系统，包括进气总管1、谐振箱外壳2、进气歧管外管3、连接管4、法兰盘、滑键6、螺栓、垫圈、密封垫片、滑块导轨装置、丝杆滑块11和驱动装置。所述驱动装置包括由ECU控制的伺服电机16和减速齿轮组。所述驱动装置、丝杆滑块装置11通过支架固定在谐振箱外壳2和进气歧管外管3的外部。法兰盘有两种，分别用作连接管4与谐振箱外壳2、进气歧管外管3的固定连接。所述的连接管4前后部安装有滑块8为连接管4的轴向运动起导向作用；滑块8与轴端面之间的距离通过谐振箱的体积变化和导轨安装的位置而定。在装配时，先将连接管4的滑块8定位到谐振箱外壳2和进气歧管外管3的导轨中，再用法兰盘将连接管4和谐振箱外壳2、进气歧管外管3分别固定。所述的连接管4的两端的端面设置有密封垫片，两端的轴上开有滑键槽，连接管4中部的底端设置有螺栓孔7。所述的连接管4直线运动到极限位置时，其两端端面都超出气流进入导轨位置的垂直截面。所述的连接管4两端设置滑块8内部均开有贯通滑块的通油孔，滑块8下方的管壁中设置有将所有滑块8的通油孔连接一起的环形润滑油道12。其中位于最顶部的通油孔还设置有沿竖直方向的进油口通道。所述的谐振箱外壳2内壁沿轴向安装有多条导轨，导轨均匀分布在内壁上。导轨的长度L1和最终发动机谐振箱的容积有关。通过计算机对发动机工况分析，可以获得具体的数值。所述的谐振箱外壳2内壁开有环形和沿轴向分布的润滑油道12。环形润滑油道12设置在非导轨区域，将热量传递给谐振箱外壳2的其余部分，使其受热均匀。环形油道的底部开有出油口14，顶部导轨上方设有进油口13。润滑油从导轨的导轨上方进油口13注入从环形润滑油道12底部流出。所述的丝杆滑块装置11中的滑块8和连接管4中部的底端开有螺栓孔7，螺栓连接滑块8和连接管4，螺栓底部安装有垫圈保护滑块8表面。所述的丝杆滑块装置11的输入轴与减速齿轮的输出轴相连，输出驱动滑块8和连接管4的直线运动。所述法兰盘包括连接管4与谐振箱外壳2之间连接的第一法兰盘51、连接管4与进气歧管外管3之间连接的第二法兰盘52，在第一法兰盘51的一侧轴端面设有小凸起，用于法兰盘导向和密封谐振箱外壳2内的导轨。用于固定连接进气歧管外管3和连接管4的第二法兰盘52沿轴向分为两部分，两部分之间用螺栓连接。所述的法兰盘上装有滑键6，法兰盘相对于连接管4有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无级可变的内燃机进气系统，其特征在于：包括进气总管、谐振箱外壳、进气歧管外管、连接管、法兰盘、滑块导轨装置、丝杆滑块装置和驱动装置；所述驱动装置和丝杠滑块装置通过支架固定在谐振箱外壳和进气歧管外管的外部，所述驱动装置包括伺服电机和减速齿轮组；所述法兰盘包括连接管与谐振箱外壳之间连接的第一法兰盘、连接管与进气歧管外管之间连接的第二法兰盘；在所述的连接管前后部安装有滑块，为连接管的轴向运动起导向作用，滑块与轴端面之间的距离通过谐振箱的体积变化和导轨安装的位置而定；在装配时，先将连接管的滑块定位到谐振箱外壳和进气歧管外管的导轨中，再用法兰盘将连接管和谐振箱外壳、进气歧管外管分别固定；在所述第一法兰盘的一侧轴端面设有小凸起；所述第二法兰盘沿轴向分为两部分，两部分之间用螺栓连接；在第一法兰盘和第二法兰盘上装有滑键，使法兰盘相对于连接管可作轴向的直线运动。

【技术特征摘要】
1.一种无级可变的内燃机进气系统，其特征在于：包括进气总管、谐振箱外壳、进气歧管外管、连接管、法兰盘、滑块导轨装置、丝杆滑块装置和驱动装置；所述驱动装置和丝杠滑块装置通过支架固定在谐振箱外壳和进气歧管外管的外部，所述驱动装置包括伺服电机和减速齿轮组；所述法兰盘包括连接管与谐振箱外壳之间连接的第一法兰盘、连接管与进气歧管外管之间连接的第二法兰盘；在所述的连接管前后部安装有滑块，为连接管的轴向运动起导向作用，滑块与轴端面之间的距离通过谐振箱的体积变化和导轨安装的位置而定；在装配时，先将连接管的滑块定位到谐振箱外壳和进气歧管外管的导轨中，再用法兰盘将连接管和谐振箱外壳、进气歧管外管分别固定；在所述第一法兰盘的一侧轴端面设有小凸起；所述第二法兰盘沿轴向分为两部分，两部分之间用螺栓连接；在第一法兰盘和第二法兰盘上装有滑键，使法兰盘相对于连接管可作轴向的直线运动。2.根据权利要求1所述的无级可变的内燃机进气系统，其特征在于：所述连接管的两端端面设置有密封垫片，两端的轴上开有滑键槽；所述连接管中部的底端设置有螺栓孔。3.根据权利要求1所述的无级可变的内燃机进气系统，...

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