專利名稱：進(jìn)氣歧管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管，尤其涉及其分歧管的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
通常，如圖5所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管上，對于與缸蓋1的進(jìn)氣口2連接的各分歧管3，其位于進(jìn)氣口2一側(cè)的開口4具有與進(jìn)氣口2基本一致的內(nèi)徑。同時(shí)，該分歧管3的內(nèi)徑沿朝向與輔助水箱5連接的另一個(gè)開口6的方向逐漸增大。但是，發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣量，即，容積效率則受到分歧管3的長度及內(nèi)徑的影響。
即，適當(dāng)增加進(jìn)氣歧管的分歧管3的內(nèi)徑、縮短分歧管3的長度，就可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)的容積效率，獲得高的輸出功率。
而且，適當(dāng)減小進(jìn)氣歧管的分歧管3的內(nèi)徑、增加分歧管3的長度，就可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)中速時(shí)或低速時(shí)的容積效率，獲得高的輸出功率。
因此，為了同時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的中速時(shí)及高速時(shí)的容積效率，在現(xiàn)有技術(shù)中，有時(shí)采用根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變分歧管長度的結(jié)構(gòu)。但是如圖5所示，當(dāng)分歧管3的長度為固定時(shí)，需要根據(jù)從分歧管3的進(jìn)氣口一側(cè)的開口4開始的距離L改變分歧管3的內(nèi)徑。理想地，為了根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)特性獲得出色的容積效率，必須根據(jù)從圖6所示的開口4開始的長度L改變分歧管3的內(nèi)徑，圖6中示出了發(fā)動(dòng)機(jī)中速及高速的技術(shù)條件。
但是，如果將發(fā)動(dòng)機(jī)中分歧管3的內(nèi)徑設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)的中速技術(shù)條件及高速技術(shù)條件中的任一技術(shù)條件，如圖7分別所示，即中速技術(shù)條件時(shí)用曲線x所表示、高速技術(shù)條件時(shí)用曲線y所表示，對于中速技術(shù)條件的分歧管3，高速時(shí)的容積效率大幅度降低；而對于高速技術(shù)條件的分歧管3，中速時(shí)的容積效率大幅的下降。
在特開平10-213025號(hào)公報(bào)中公開了一種進(jìn)氣歧管，該進(jìn)氣歧管的分歧管具有一定的內(nèi)徑，在與輔助水箱連接的部分的近旁，分歧管具有較大的直徑。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以提高從輔助水箱流向分歧管的進(jìn)氣流動(dòng)效率。但是，對于記載于所述公報(bào)的技術(shù)，由于從進(jìn)氣口連接部分到輔助水箱附近，分歧管內(nèi)徑是一定的，所以，分歧管的內(nèi)徑與進(jìn)氣口孔徑基本相同。因此，如圖5所示，這種形狀的分歧管可以具有比相同長度的分歧管更大的分歧管的截面積。這樣，可以在提高中速時(shí)的容積效率的同時(shí)，提高進(jìn)氣流動(dòng)效率。但是，仍然存在著無法提高高速時(shí)的容積效率的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種進(jìn)氣歧管的分歧管，其能優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)中速時(shí)及高速時(shí)的容積效率。
為此，根據(jù)本發(fā)明所涉及的進(jìn)氣歧管包括分歧管，用于連接發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋與輔助水箱，該分歧管包括第一部分，其通路截面積從缸蓋一側(cè)朝著輔助水箱方向逐漸增大；第二部分，從第一部分延伸，并保持一定的通路截面積，該通路截面積大于第一部分的截面積；第三部分，從第二部分延伸，并且其通路截面積逐漸增大；以及第四部分，從第三部分延伸，并保持一定的截面積，該截面積大于第三部分的截面積，第四部分的端部與輔助水箱相連接。
即，在缸蓋側(cè)與輔助水箱側(cè)之間，使位于遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的輔助水箱一側(cè)的分歧管的第四部分的通路截面積保持比較大的恒定尺寸，可以容易地提高發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)的容積效率；同時(shí)，在缸蓋側(cè)與輔助水箱側(cè)之間，使靠近發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋一側(cè)的分歧管的第二部分的通路截面積保持比較小的恒定尺寸，可以防止發(fā)動(dòng)機(jī)中速時(shí)的容積效率的降低。所以，可以在整體上使發(fā)動(dòng)機(jī)中速時(shí)及高速時(shí)的容積效率保持較高。


以下將結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的特點(diǎn)及其它目的和優(yōu)點(diǎn)。在所有附圖中，相同的部件使用相同的標(biāo)號(hào)，其中圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的進(jìn)氣岐管的示意性立體圖；圖2表示沿軸線剖切的該進(jìn)氣岐管的主要部分的放大截面圖；圖3表示該主要部分的示意性內(nèi)徑變化圖；圖4表示用于說明根據(jù)該實(shí)施例的進(jìn)氣歧管的作用的示意圖；圖5表示沿軸線剖切的現(xiàn)有裝置的主要部分的截面圖；圖6表示用于說明進(jìn)氣管結(jié)構(gòu)的圖表；圖7表示用于說明現(xiàn)有裝置的作用的圖表；以及圖8A至8F表示說明圖，說明在給定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)分歧管各部分長度與全長的比對容積效率的變化作用以及具有恒定內(nèi)徑的分歧管的內(nèi)徑與具有恒定內(nèi)徑的分歧管的長度的比對容積效率的變化作用。
具體實(shí)施例方式
在以下實(shí)施例中，所有附圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同或相類似的部件。
在圖1至圖3中，四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管10具有分別與各氣缸對應(yīng)的四個(gè)分歧管11，每個(gè)分歧管11將缸蓋1的一個(gè)進(jìn)氣口2與輔助水箱5連接起來。
分歧管11的位于進(jìn)氣口2一側(cè)的開口4具有與進(jìn)氣口2基本相同的內(nèi)徑。從缸蓋1一側(cè)開始向輔助水箱5方向依次包括部分a，在其段長度A內(nèi)，其內(nèi)徑保持與進(jìn)氣口2的內(nèi)徑相同，或者，在其段長度A內(nèi)，其內(nèi)徑比進(jìn)氣口2的內(nèi)徑稍微增大一點(diǎn)；部分b，從部分a延伸，在其段長度B內(nèi)，其內(nèi)徑逐漸增大；部分c，從部分b延伸，在其段長度C內(nèi)，其內(nèi)徑(直徑)保持在固定的尺寸D1，該尺寸D1比部分a的內(nèi)徑尺寸大；部分d，從部分c延伸，在其段長度D內(nèi)，其內(nèi)徑逐漸增大；部分e，從部分d延伸，在其段長度E內(nèi)，保持內(nèi)徑(直徑)為固定的尺寸D2，該尺寸D2比部分c的內(nèi)徑尺寸大。部分e的端部直接連接到輔助水箱5一側(cè)。
另外，上述說明中的分歧管11的內(nèi)徑被換算成截面積相當(dāng)于分歧管11里面的通路截面積的正圓的內(nèi)徑。
下面，詳細(xì)說明分歧管的部分c、部分e的內(nèi)徑D1、D2以及段長度C、E的設(shè)定方法。
首先，暫時(shí)設(shè)定一個(gè)可以獲得發(fā)動(dòng)機(jī)所需特性(容積效率)，尤其是高速時(shí)所需特性的分歧管長度X′(X′＝A′+B′+C′+D′+E′)。
這里，X′為調(diào)整前的分歧管長度X的初始值，A′為調(diào)整前的段長度A的初始值，B′為調(diào)整前的段長度B的初始值，C′為調(diào)整前的段長度C的初始值，D′為調(diào)整前的段長度D的初始值，以及E′為調(diào)整前的段長度E的初始值。
另外，暫時(shí)設(shè)定可以獲得發(fā)動(dòng)機(jī)所需特性(容積效率)的內(nèi)徑保持固定的段的內(nèi)徑D1′及D2′。
這里，D1′為具有段長度C的部分c的內(nèi)徑的初始值，D2′為具有段長度E的部分e的內(nèi)徑的初始值。
還有，這里暫時(shí)設(shè)定的D1′為獲得高速時(shí)所需發(fā)動(dòng)機(jī)特性(容積效率)的內(nèi)徑值，暫時(shí)設(shè)定的D2′為獲得中速時(shí)所需的發(fā)動(dòng)機(jī)特性(容積效率)的內(nèi)徑值。
在設(shè)定這些暫定的初始值時(shí)，應(yīng)注意的事項(xiàng)是，要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)在車輛上的安裝情況，來暫時(shí)設(shè)定分歧管的長度及直徑。
而且，由于X′及D2′影響到高速時(shí)的容積效率，所以，發(fā)動(dòng)機(jī)所需特性為高速時(shí)的最大輸出功率或最大扭矩時(shí)，要使X′＝X、D2′＝D2，以確保高速時(shí)可以獲得最大輸出功率及最大扭矩的容積效率，然后再作調(diào)整，以提高中速時(shí)的容積效率。
即，當(dāng)X、D2已經(jīng)在這種情況下設(shè)定完成后，再具體地設(shè)定A、B、C、D、E的比例以及D1。
之后，對按照這種方式設(shè)定了分歧管長度X和面積D2的進(jìn)氣歧管進(jìn)行實(shí)際的機(jī)器試驗(yàn)，或者進(jìn)行模擬試驗(yàn)，然后根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定分歧管各部分的長度及直徑D1。
例如，如果中速時(shí)的容積效率過低而不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)要求性能，就可以考慮增大段長度C′并改變?yōu)镃″，或者，將部分c的內(nèi)徑變小(D1″)。
在這種情況下，如果簡單地增加部分c的段長度，那么分歧管長度X′就會(huì)變長，這將導(dǎo)致對車輛的可安裝性變差，同時(shí)會(huì)使高速時(shí)的容積效率下降。所以，有必要縮短部分a的長度或者縮短部分e的長度。另外，舉例來說，如果縮短部分b或者部分d的長度，直徑D1和D2就會(huì)急劇變化。這會(huì)帶來容積效率急劇變化的問題。所以，并不希望使部分b及部分d的長度發(fā)生太大的變化。
這里，如果縮短部分a，則會(huì)使低速時(shí)的容積效率降低，所以，在縮短部分a時(shí)，同時(shí)要減小部分a的內(nèi)徑。但是，如果將部分a變得太細(xì)，就會(huì)增大高速時(shí)其進(jìn)氣阻力。因此，在部分c的長度加長時(shí)(C″)，最好縮短部分e的長度(E″)。
同樣地，當(dāng)將段C的內(nèi)徑變小(D1″)，以提高中速時(shí)的容積效率時(shí)，由于分歧管的總?cè)莘e減少，所以，高速時(shí)的容積效率可能會(huì)降低。此時(shí)，由于D2已被固定，所以，改變部分e的長度E，不會(huì)降低高速時(shí)的容積效率，而能提高中速時(shí)的容積效率。但是，在固定的D2可以進(jìn)行一定程度的改變時(shí)，直徑D2可以在允許的范圍內(nèi)增大。
還有，如果還需要提高低速時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)所需特性(容積效率)，那么還可以調(diào)整部分a、部分b的長度A、B。
而且，為了獲得高的中速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)所需特性，可以按上述方式改變部分c的長度C及內(nèi)徑D1，最終確定滿足發(fā)動(dòng)機(jī)各速度的要求性能的分歧管形狀(A、B、C、D、E、D1、和D2)。
本申請發(fā)明人進(jìn)行研究的結(jié)果表明，下述比率既可以確保高速時(shí)的容積效率，同時(shí)可以提高中速時(shí)的容積效率。而且，還表明其各部分的長度及截面積為一定的部分的內(nèi)徑相對所給定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(Ne)具有圖8A至圖8F所示的趨勢。
從圖8A至8F所示的調(diào)整結(jié)果可以看出，為了滿足在給定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(Ne)下的發(fā)動(dòng)機(jī)所需特性，如果假定從分歧管3的開口4至輔助水箱5的全長為X，則可以分別進(jìn)行如下設(shè)定如圖8A所示，(A+B)/X＝0.22～0.30，最好是0.286左右；如圖8B所示，C/X＝0.38～0.43，最好是0.429左右；如圖8C所示，D/X＝0.18～0.22，最好是0.214左右；如圖8D所示，E/X＝0.07～0.15，最好是0.071左右；如圖8E所示，D1/C＝0.24～0.30，最好是0.244左右；以及，如圖8F所示，D2/E＝1.05～1.85，最好是1.80左右。
在進(jìn)氣歧管10中，由于在位于遠(yuǎn)離缸蓋1的輔助水箱5的一側(cè)，將分歧管11的部分e的內(nèi)徑設(shè)置成具有比較大的恒定尺寸D2，并且選擇了合適的長度E，因而，如圖4中曲線Y所示，發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)的容積效率可以很容易提高。
而且，由于將分歧管11的中央部分的部分c設(shè)置成與部分e的內(nèi)徑相比具有比較小的恒定尺寸D1的內(nèi)徑，并且選擇了合適的長度C，所以，受其影響，如曲線Y所示，與現(xiàn)有的高速技術(shù)條件下分歧管3的容積效率曲線y相比，的確可以防止對應(yīng)于陰影線部分的發(fā)動(dòng)機(jī)的中速時(shí)的容積效率的下降。因此，具有分歧管11的進(jìn)氣歧管10在發(fā)動(dòng)機(jī)中速時(shí)及高速時(shí)之間可以整體保持比較高的容積效率，其結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。
而且，在上述結(jié)構(gòu)中，部分a及b也設(shè)定為最佳長度，所以，其結(jié)果不僅僅是在發(fā)動(dòng)機(jī)中速時(shí)及高速時(shí)，即使在低速時(shí)，也可以提高容積效率。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種進(jìn)氣歧管，包括分歧管(11)，用于連接發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋(1)與輔助水箱(5)，其中所述分歧管(11)包括第一部分(a、b)，其通路截面積從所述缸蓋(1)一側(cè)向所述輔助水箱(5)方向逐漸增大；第二部分(c)，從所述第一部分延伸，具有大于所述第一部分通路截面積的恒定通路截面積(D1)；第三部分(d)，從所述第二部分延伸，并且其通路截面積逐漸增大；以及第四部分(e)，從所述第三部分延伸，具有大于所述第三部分截面積的恒定通路截面積(D2)，所述第四部分(e)的端部連接至所述輔助水箱(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣歧管，其特征在于所述分歧管(11)的截面為正圓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣歧管，其特征在于設(shè)從所述缸蓋(1)一側(cè)的所述分歧管(11)的開口至所述輔助水箱(5)的總長為X；設(shè)所述第一部分的長度為A+B；設(shè)所述第二部分的長度為C；設(shè)所述第三部分的長度為D；設(shè)所述第四部分的長度為E；設(shè)具有與所述第二部分的通路截面積相同的截面積的正圓的內(nèi)徑為D1；設(shè)具有與所述第四部分的通路截面積相同的截面積的正圓的內(nèi)徑為D2；則，(A+B)/X＝0.22～0.30；C/X＝0.38～0.43；D/X＝0.18～0.22；E/X＝0.07～0.15；D1/C＝0.24～0.30；以及D2/E＝1.05～1.85。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的進(jìn)氣歧管，其特征在于(A+B)/X大約等于0.286；C/X大約等于0.429；D/X大約等于0.214；E/X大約等于0.071；D1/C大約等于0.244；以及D2/E大約等于1.80。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種進(jìn)氣歧管的分歧管。在該進(jìn)氣歧管的分歧管(11)中，中間部的部分c保持在段C具有比較小的恒定的內(nèi)徑；其端部連接到輔助水箱(5)的部分e保持在段E具有比較大的恒定的內(nèi)徑。由此獲得極佳的發(fā)動(dòng)機(jī)中速時(shí)及高速時(shí)的容積效率。
文檔編號(hào)F02B27/00GK1624314SQ20041008645
公開日2005年6月8日 申請日期2004年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月20日
發(fā)明者矢部嘉德, 伊東篤一 申請人:三菱自動(dòng)車工業(yè)株式會(huì)社, 三菱自動(dòng)車工程株式會(huì)社