專利名稱：液壓驅(qū)動無極可變進氣系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是ー種發(fā)動機，具體地說是發(fā)動機的進氣系統(tǒng)。
背景技術：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，石油短缺和環(huán)境污染問題日益突出，開發(fā)和使用新能源是人類的必然選擇，天然氣資源有資源豐富、排放污染低、價格便宜等優(yōu)點日益受到人們的重視，因此天然氣發(fā)動機具有廣泛的市場應用前景。目前，氣體發(fā)動機主要是由柴油機或汽油機改裝而成的，由于缸外形成混合氣式氣體發(fā)動機，氣體燃料占據(jù)一定的進氣充量，使得氣體發(fā)動機吸入的空氣量比同樣エ況下 的柴油機和汽油機少，因此氣體發(fā)動機的功率密度通常比汽油機和柴油機低10%左右。四沖程發(fā)動機進氣門周期性的啟閉和活塞的往復運動使進氣道的氣體產(chǎn)生強烈波動，在某一轉(zhuǎn)速下，當發(fā)動機的進氣門開啟時剛好是進氣波的波峰，就可以利用波動能量増加進氣量，從而提高氣體發(fā)動機的功率，所對應的轉(zhuǎn)速是諧振轉(zhuǎn)速。諧振轉(zhuǎn)速和進氣系統(tǒng)的結(jié)構有夫。進氣系統(tǒng)主要包括進氣歧管、諧振腔和進氣總管三部分，一般通過改變進氣歧管、諧振腔和進氣總管這三部分的長度來增強諧振效應，其中改變進氣歧管的長度對增強諧振效果最為明顯。專利US6508331B1通過調(diào)整擋墻位置改變氣體通道，但其主要用于消聲降噪；專利US2008066999A1通過調(diào)整閥的開度改變進氣系統(tǒng)結(jié)構，但其主要目的也是消聲降噪，對增加進氣量影響不大；專利US0168961A1通過進氣通孔使用的改變進氣系統(tǒng)的結(jié)構來實現(xiàn)增加進氣的目的，但其不可連續(xù)可調(diào)。目前應用的可變進氣歧管長度的諧振進氣系統(tǒng)，通過改變進氣的流通路徑改變進氣歧管的長度，由于進氣歧管包括兩個或三個不同路徑的進氣歧管，進氣系統(tǒng)尺寸和重量大，占用的空間多，且只能實現(xiàn)兩級或三級可變歧管長度，進氣歧管長度不能連續(xù)改變，因此只能在幾個エ況點實現(xiàn)最優(yōu)諧振進氣。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供可在較大范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)整進氣歧管長度的液壓驅(qū)動無極可變進氣系統(tǒng)。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的本實用新型液壓驅(qū)動無極可變進氣系統(tǒng)，包括進氣總管、諧振腔、進氣歧管，其特征是還包括液壓腔，進氣總管、諧振腔、進氣歧管依次相連，進氣歧管的長度可變，液壓腔套在進氣歧管上調(diào)整進氣歧管的長度。本實用新型還可以包括I、所述的進氣歧管包括進氣歧管前段、進氣歧管中段、進氣歧管后段，進氣歧管中段包括進氣歧管中段外管、進氣歧管中段內(nèi)管，進氣歧管前段連接諧振腔和進氣歧管中段外管，進氣歧管后段連接進氣歧管中段內(nèi)管，進氣歧管中段內(nèi)管上設置槽，槽里安裝第一密封圏，進氣歧管中段外管通過密封圈套在進氣歧管中段內(nèi)管上、并在液壓腔驅(qū)動下連續(xù)移動從而改變進氣歧管長度、且與進氣歧管中段內(nèi)管保持密封。[0009]2、所述的液壓腔的截面為扇形、端面為圓形，液壓腔上設置液壓油通道，液壓腔的兩個端部設置用于密封、導向的槽；所述的進氣歧管中段外管上設置驅(qū)動環(huán)，驅(qū)動環(huán)上設置用于放置第二、第三密封圈和擋圈的安裝槽，第二、第三密封圈緊貼液壓腔內(nèi)壁，驅(qū)動環(huán)位于進氣歧管中段外管的中部，驅(qū)動環(huán)的兩側(cè)端面分別與進氣歧管中段外管中心線垂直以確保液壓驅(qū)動力始終與進氣歧管中段外管的運動方向一致。3、還包括位移測量裝置，位移測量裝置一端固定在進氣歧管中段外管上、另一端固定在進氣歧管中段內(nèi)管上。4、所述的液壓腔、進氣歧管中段外管和進氣歧管中段內(nèi)管的中心線是曲率相同的圓弧線。本實用新型的優(yōu)勢在干本實用新型在不同エ況下，通過改變諧振進氣管的長度，可以在較寬發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均能實現(xiàn)較好的諧振效果，提高氣體發(fā)動機的進氣效率，從而提高輸出功率，改善經(jīng)濟性?！?br>
圖I為本實用新型的總體結(jié)構圖；圖2是進氣總管、諧振腔、進氣歧管前段連接示意圖；圖3是進氣歧管中段外管結(jié)構圖；圖4是進氣歧管中段內(nèi)管結(jié)構圖；圖5是進氣歧管中段內(nèi)管和外管連接剖面圖；圖6是位移傳感器安裝示意圖；圖7是進氣歧管后段外管結(jié)構圖；圖8是液壓腔剖面圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述結(jié)合圖I 8，本實用新型包括進氣總管I、諧振腔2、進氣歧管前段3、進氣歧管中段外管4、液壓腔5、液壓驅(qū)動単元6、液壓控制単元7、進氣歧管中段內(nèi)管8、位移測量裝置9和進氣歧管后段10。其特征是進氣歧管前段3、進氣歧管中段外管4、進氣歧管中段內(nèi)管8和進氣歧管后段10共同構成進氣歧管，進氣歧管中段外管4和進氣歧管中段內(nèi)管8可相對連續(xù)運動，進氣歧管長度發(fā)生改變。在不同エ況下，在液壓控制単元7控制下，液壓驅(qū)動單元6使進氣歧管中段的長度發(fā)生改變，并由位移測量裝置9實時檢測進氣歧管中段的長度。進氣總管I和諧振腔2鑄為一體，進氣總管I中心線和諧振腔中心線重合，進氣總管內(nèi)腔為圓形，總管前端有ー連接法蘭。諧振腔2內(nèi)腔為大圓角過度的長方形，一端與進氣總管I連接，另一端與進氣歧管前段3連接。四個進氣歧管前段3尺寸相同，內(nèi)腔徑向截面為圓形，每個歧管前段3和歧管中段外管4分別通過法蘭連接。進氣歧管中段內(nèi)管8安裝在外管4內(nèi)，外管4裝配在液壓腔5內(nèi)，外管4、液壓腔5內(nèi)和內(nèi)管8的中心線重合。中段內(nèi)管8通過法蘭與進氣歧管后段10連接，進氣歧管后段10通過法蘭固定在發(fā)動機缸蓋上，液壓腔5通過支架固定，在液壓的驅(qū)動下外管4與內(nèi)管8產(chǎn)生相對運動，歧管的長度發(fā)生改變。進氣歧管中段外管4的外壁上有一定厚度的驅(qū)動環(huán)，驅(qū)動環(huán)位于外管4的中間位置，驅(qū)動環(huán)的兩側(cè)端面分別與外管4中心線垂直，確保液壓驅(qū)動力始終與外管4的運動方向一致，驅(qū)動環(huán)上加工有密封圈安裝環(huán)槽。每個內(nèi)管8與進氣歧管后段10連接一端均設有法蘭，每個內(nèi)管8與外管4配合一端加工有密封圈安裝槽。液壓腔5的中心線是與外管8和內(nèi)管4中心線曲率相同的圓弧線，液壓腔5兩側(cè)帶有與外管8配合的管路，管路內(nèi)壁加工有用于安裝防塵、導向和密封圈的環(huán)槽，且兩個管路另一端帶有用于固定的法蘭。位移測量裝置9采用可變內(nèi)阻式位移傳感器，傳感器兩端分別固定在進氣歧管中段內(nèi)管8和外管4外壁上，位移傳感器輸出的信號隨外管4和內(nèi)管8相對位置的改變而發(fā)生變化，液壓控制単元7根據(jù)位移傳感器的信號計算出進氣歧管長度值。根據(jù)不同エ況，液壓控制単元7調(diào)整進氣歧管中段外管4和內(nèi)管8相對位置，并根據(jù)位移傳感器的信號計算外管4和內(nèi)管8相對位置，從而實現(xiàn)對進氣歧管長度調(diào)整的閉環(huán)控制。結(jié)合圖2，進氣總管、諧振腔、進氣歧管前段鑄為一體，進氣總管I中心線和諧振腔中心線重合，進氣總管內(nèi)腔為圓形，總管前端有ー連接法蘭11 ;諧振腔2內(nèi)腔為大圓角過度的長方形，一端與進氣總管I連接，另一端與進氣歧管前段3連接。四個進氣歧管前段3尺寸相同，內(nèi)腔徑向截面為圓形，每個歧管前段3和歧管中段外管4分別通過法蘭12連接。結(jié)合圖3，進氣歧管中段外管4中心線是一圓弧，內(nèi)腔徑向截面為圓形，外管4的外壁上有一定厚度的驅(qū)動環(huán)，驅(qū)動環(huán)位于外管4的中間位置，驅(qū)動環(huán)的兩側(cè)端面分別與外管4中心線垂直，確保液壓驅(qū)動力始終與外管4的運動方向一致，驅(qū)動環(huán)上加工有三個安裝槽
14、15、16，安裝槽14、16用于安裝密封圈，安裝槽15用于安裝擋圈，中段外管4 一端通過法蘭13和進氣歧管前段3連接，另一端通過密封圈和中段內(nèi)管8連接。結(jié)合圖2和圖3，兩法蘭連接處有密封墊，保證連接處的氣密性。結(jié)合圖4和圖5，進氣歧管中段內(nèi)管8中心線是一圓弧，內(nèi)腔徑向截面為圓形，內(nèi)管8—端通過法蘭17和進氣歧管后段10連接，另一端外壁面有一密封圈安裝槽，用于安裝密封圈，實現(xiàn)內(nèi)管和外管的密封連接。結(jié)合圖6，位移測量裝置9 一端固定在外管4上，另一端固定在內(nèi)管8上，位移傳感器輸出的信號隨著進氣歧管中段外管4和內(nèi)管8相對位置的改變而發(fā)生變化，液壓控制單元7根據(jù)位移傳感器的信號計算出外管4和內(nèi)管8的相對位置，從而計算出進氣歧管的長度。結(jié)合圖7，進氣歧管后段10中心線由圓弧形逐漸過渡到直線性，一端通過法蘭21和進氣歧管中段內(nèi)管8連接，另一端通過法蘭20和發(fā)動機連接，內(nèi)腔徑向截面由與中段內(nèi)管8連接的圓形逐漸過渡到與發(fā)動機連接的正方形。結(jié)合圖4和圖7，兩法蘭連接處有密封墊，保證連接處的氣密性。結(jié)合圖8，液壓腔5內(nèi)腔中心線為一圓弧，內(nèi)腔中段徑向截面為圓形，設有液壓油通道22、27，內(nèi)腔兩側(cè)段徑向截面為圓形，兩側(cè)段關于過中段中點的徑向截面對稱，內(nèi)腔的每個側(cè)面設有導向承環(huán)安裝槽26、活塞桿密封安裝槽25和防塵圈安裝槽24 ;每個側(cè)面還設有液壓腔固定法蘭23。結(jié)合圖3、圖4和圖8，液壓腔5、外管8和內(nèi)管4的中心線是曲率相同的圓弧線。在液壓控制単元7控制下，根據(jù)不同的エ況，液壓驅(qū)動単元6調(diào)整液壓油的流向和流量，從而調(diào)整進氣歧管中段的長度，并由位移測量裝置9實時檢測進氣歧管中段的長度，實現(xiàn)對進氣歧管中斷調(diào)整的閉環(huán)控制。
權利要求1.液壓驅(qū)動無極可變進氣系統(tǒng)，包括進氣總管、諧振腔、進氣歧管，其特征是還包括液壓腔，進氣總管、諧振腔、進氣歧管依次相連，進氣歧管的長度可變，液壓腔套在進氣歧管上調(diào)整進氣歧管的長度。
2.根據(jù)權利要求I所述的液壓驅(qū)動無極可變進氣系統(tǒng)，其特征是所述的進氣歧管包括進氣歧管前段、進氣歧管中段、進氣歧管后段，進氣歧管中段包括進氣歧管中段外管、進氣歧管中段內(nèi)管，進氣歧管前段連接諧振腔和進氣歧管中段外管，進氣歧管后段連接進氣歧管中段內(nèi)管，進氣歧管中段內(nèi)管上設置槽，槽里安裝第一密封圈，進氣歧管中段外管通過密封圈套在進氣歧管中段內(nèi)管上、并在液壓腔驅(qū)動下連續(xù)移動從而改變進氣歧管長度、且與進氣歧管中段內(nèi)管保持密封。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的液壓驅(qū)動無極可變進氣系統(tǒng)，其特征是所述的液壓腔的截面為扇形、端面為圓形，液壓腔上設置液壓油通道，液壓腔的兩個端部設置用于密封、導向的槽；所述的進氣歧管中段外管上設置驅(qū)動環(huán)，驅(qū)動環(huán)上設置用于放置第二、第三密封圈和擋圈的安裝槽，第二、第三密封圈緊貼液壓腔內(nèi)壁，驅(qū)動環(huán)位于進氣歧管中段外管的中部，驅(qū)動環(huán)的兩側(cè)端面分別與進氣歧管中段外管中心線垂直以確保液壓驅(qū)動力始終與進氣歧管中段外管的運動方向一致。
4.根據(jù)權利要求2所述的液壓驅(qū)動無極可變進氣系統(tǒng)，其特征是還包括位移測量裝置，位移測量裝置一端固定在進氣歧管中段外管上、另一端固定在進氣歧管中段內(nèi)管上。
5.根據(jù)權利要求3所述的液壓驅(qū)動無極可變進氣系統(tǒng)，其特征是還包括位移測量裝置，位移測量裝置一端固定在進氣歧管中段外管上、另一端固定在進氣歧管中段內(nèi)管上。
6.根據(jù)權利要求2所述的液壓驅(qū)動無極可變進氣系統(tǒng)，其特征是所述的液壓腔、進氣歧 管中段外管和進氣歧管中段內(nèi)管的中心線是曲率相同的圓弧線。
7.根據(jù)權利要求3所述的液壓驅(qū)動無極可變進氣系統(tǒng)，其特征是所述的液壓腔、進氣歧管中段外管和進氣歧管中段內(nèi)管的中心線是曲率相同的圓弧線。
8.根據(jù)權利要求4或5所述的液壓驅(qū)動無極可變進氣系統(tǒng)，其特征是所述的液壓腔、進氣歧管中段外管和進氣歧管中段內(nèi)管的中心線是曲率相同的圓弧線。
專利摘要本實用新型的目的在于提供液壓驅(qū)動無極可變進氣系統(tǒng)，包括進氣總管、諧振腔、進氣歧管、液壓腔，進氣總管、諧振腔、進氣歧管依次相連，進氣歧管的長度可變，液壓腔套在進氣歧管上調(diào)整進氣歧管的長度。本實用新型在不同工況下，通過改變諧振進氣管的長度，可以在較寬發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均能實現(xiàn)較好的諧振效果，提高氣體發(fā)動機的進氣效率，從而提高輸出功率，改善經(jīng)濟性。
文檔編號F02B27/02GK202756134SQ20122026643
公開日2013年2月27日 申請日期2012年6月7日 優(yōu)先權日2012年6月7日
發(fā)明者楊立平, 靖海國, 馬修真, 李文輝, 黃帥, 王曉斌 申請人:哈爾濱工程大學