專利名稱：自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置，屬于發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣率，通常在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中帶有諧振腔，諧振腔是用來幫助向 發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)輸送空氣的輔助裝置，用于改善發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)，諧振腔通過利用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣過 程中產(chǎn)生的脈動(dòng)或壓力波來使進(jìn)入氣缸的新鮮空氣量增加，進(jìn)而可以噴入更多的燃料，提升 發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。
常用進(jìn)氣系統(tǒng)如圖1所示，進(jìn)氣系統(tǒng)包含進(jìn)氣總管1、穩(wěn)壓腔2、諧振腔3、連接通道4 和進(jìn)氣歧管5。新鮮空氣由進(jìn)氣總管1進(jìn)入穩(wěn)壓腔2，由進(jìn)氣歧管5輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)燃燒 室，由于發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)以及進(jìn)氣門的快速開啟和落座，形成壓力波經(jīng)進(jìn)氣歧管5傳 回到穩(wěn)壓腔2，通過連接通道4進(jìn)入諧振腔3內(nèi)部，諧振腔3將反射的脈動(dòng)效應(yīng)作用于進(jìn)氣
流動(dòng)，提升發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣效率。
由于上述結(jié)構(gòu)中諧振腔3結(jié)構(gòu)固定，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，穩(wěn)壓腔3內(nèi)的空氣流動(dòng)速度 以及動(dòng)壓都發(fā)生顯著變化，進(jìn)氣歧管5的各個(gè)管道進(jìn)氣流量差異會增加，現(xiàn)有技術(shù)不具有根 據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速來自動(dòng)調(diào)節(jié)穩(wěn)壓腔2內(nèi)部空間的功能；轉(zhuǎn)速的不同，進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)的諧振頻 率發(fā)生變化，需要有調(diào)節(jié)諧振效應(yīng)的能力。同時(shí)諧振腔占用外部空間，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)安裝空 間。因此，需要一種結(jié)構(gòu)緊湊，具有調(diào)節(jié)能力的諧振裝置，既可以調(diào)節(jié)穩(wěn)壓腔2內(nèi)的空氣流 泉又可以充分利腿，管5,^lc動(dòng)。 發(fā)明 內(nèi) 容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有諧振腔單獨(dú)設(shè)置，占用發(fā)動(dòng)機(jī)倉的空間，不具有根據(jù)發(fā)動(dòng) 機(jī)不同轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)穩(wěn)壓腔內(nèi)部空間的功能，提出一種自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置，本發(fā)明所述裝置 能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)髙低速的充氣效率。
一種自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置，應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)中，其特征在于包括橡膠緩沖塊、 變剛度彈簧、第一平板、第二平板和第三平板；
橡膠緩沖塊為楔形塊，在楔形塊的斜面上開有多個(gè)彈簧座，變剛度彈簧的一端固定粘在 彈簧座中，楔形塊的底面粘貼或者用螺栓固定在穩(wěn)壓腔對應(yīng)進(jìn)氣總管的側(cè)壁上；變剛度彈簧
的另一端接觸第三平板。
第一平板的一端與第二平板的一端用第一軸連接，第一平板與第二平板可以繞第一軸自由旋轉(zhuǎn)，第二平板的另一端和第三平板的一端用第二軸連接，第二平板和第三平板可以繞第
二軸自由旋轉(zhuǎn)；
第一平板和第三平板的另一端分別連接第三軸、第四軸，所述的第三軸、第四軸兩端固 定在穩(wěn)壓腔的進(jìn)氣總管所在側(cè)壁的相鄰的兩個(gè)側(cè)壁上，第一軸、第二軸兩端自由懸空，第二 平板正對進(jìn)氣歧管，變剛度彈簧的自由端剛好接觸第三平板，第一平板、第二平板、第三平 板和穩(wěn)壓腔的底面組成一個(gè)四連桿結(jié)構(gòu)，所述的四連桿結(jié)構(gòu)基本形狀為矩形，矩形的高度低 于進(jìn)氣總管的下沿。
所述的第一平板，第二平板，第三平板上覆蓋薄膜，所述的薄膜長度、表面積、材料均 不同，用于反射空氣脈動(dòng)的壓力波。
所述的第一平板、第三平板上開有通孔，用于使四連桿結(jié)構(gòu)內(nèi)外壓力平衡。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
(1) 本發(fā)明所述的自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置結(jié)構(gòu)緊湊，取消了原有的諧振腔部分，有力于發(fā)動(dòng)機(jī) 倉的總體布置；
(2) 發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)可以提高進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣均勻性，改善發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)缸的進(jìn)氣充量，提高 各個(gè)氣缸的做工均勻性；
(3) 自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置具有自動(dòng)調(diào)節(jié)能力，改變對進(jìn)氣歧管壓力波的反射特性，利用脈動(dòng) 效應(yīng)提升發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣充量系數(shù)；
(4) 穩(wěn)壓腔具有體積可以改變的特點(diǎn)，自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置的調(diào)整，會直接調(diào)整穩(wěn)壓腔體積， 實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的速度特性的改善。


圖l是本發(fā)明背景技術(shù)中進(jìn)氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明 可調(diào)節(jié)諧振裝置的進(jìn)氣系統(tǒng)示意圖3是本發(fā)明中帶有變剛度彈簧的橡膠緩沖塊示意圖4是本發(fā)明安裝有薄膜的四連桿結(jié)構(gòu)組成的可調(diào)諧振裝置示意圖。
圖中
l-進(jìn)氣總管2-穩(wěn)壓腔3-諧振腔4-連接通道
5-進(jìn)氣歧管6-變剛度彈簧7-橡膠緩沖塊8-彈簧座
9-第一平板10-第二平板11-第三平板12-底面
13-第一軸14-第二軸15-第三軸16-第四軸
17-節(jié)氣門18-通孔
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明是一種自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置，如圖2所示，包括橡膠緩沖塊7、變剛度彈簧6、第 一平板9、第二平板10和第三平板11 。
橡膠緩沖塊7為楔形塊，如圖3所示，在楔形塊的斜面上開有多個(gè)彈簧座8，變剛度彈 簧6的一端固定粘在彈簧座8中，如圖2所示，楔形塊的底面12粘貼或者用螺栓固定在穩(wěn) 壓腔2對應(yīng)進(jìn)氣總管1的側(cè)壁上；
如圖4所示，第一平板9的一端與第二平板10的一端用第一軸13連接，第一平板9 與第二平板IO可以繞第一軸13自由旋轉(zhuǎn)，第二平板10的另一端和第三平板11的一端用 第二軸14連接，第二平板IO和第三平板11可以繞第二軸14自由旋轉(zhuǎn)，所述的第一平板 9，第二平板10，第三平板ll上覆蓋薄膜用于反射空氣脈動(dòng)的壓力波；如圖2所示，第一 平板9和第三平板11的另一端分別連接第三軸15、第四軸16，所述的第三軸15、第四軸 16兩端分別固定在與穩(wěn)壓腔2的進(jìn)氣總管1所在側(cè)壁的相鄰的兩個(gè)側(cè)壁上，第一軸13、第 二軸14兩端自由懸空，第二平板10正對進(jìn)氣歧管5，變剛度彈簧6的自由端剛好接觸第三 平板ll，第一平板9、第二平板IO、第三平板11和穩(wěn)壓腔2的底面組成一個(gè)四連桿結(jié)構(gòu)，
所述的四連桿結(jié)構(gòu)基本形狀為矩形，矩形的高度低于進(jìn)氣總管的下沿，所述的第一平板9、 第三平板11上開有通孔.18，如圖4所示，因?yàn)樗龅乃倪B桿結(jié)構(gòu)在穩(wěn)壓腔2中占用了一定 的空間，形成的小空間與穩(wěn)壓腔2之間有壓力差，通過第一平板9、第三平板ll上開有通 孔18，保證四連桿結(jié)構(gòu)內(nèi)外壓力平衡。
變剛度彈簧6可以承受所述的四連桿結(jié)構(gòu)振動(dòng)帶來的沖擊，還具有限制四連桿結(jié)構(gòu)位移 范圍的作用。變剛度彈簧6在四連桿結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的力，與進(jìn)氣系統(tǒng)作用在四連桿結(jié)構(gòu)上的空 氣壓力形成平衡力，使自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置處于穩(wěn)定狀態(tài)。所述的四連桿結(jié)構(gòu)有效反射進(jìn)氣系 統(tǒng)中空氣壓力波。
所述的第一平板9、第二平板IO和第三平板11上薄膜的長度、表面積、材料均不相同， 所以第一平板9、第二平板10和第三平板11上薄膜具有不同的頻率，薄膜的基本頻率根據(jù) 發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定狀態(tài)下的空氣脈動(dòng)頻率計(jì)算得到，當(dāng)諧振裝置結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，其頻率亦有調(diào)整， 可以一定范圍內(nèi)適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)空氣脈動(dòng)頻率的變化。
進(jìn)氣總管1處有節(jié)氣門17，流向進(jìn)氣歧管5的氣流經(jīng)過自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置，氣流的壓 力對第一平板9、第二平板IO、第三平板ll產(chǎn)生壓力，其與變剛度彈簧6共同作用，使四 連桿結(jié)構(gòu)處于平衡位置，在平衡位置的自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置與進(jìn)氣氣流的壓力脈沖發(fā)生諧振， 自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置有助于新鮮空氣輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸中，如圖2所示，第一平板9、第二 平板10、第三平板11放在進(jìn)氣歧管5的正對面。
如圖2所示，自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置位于穩(wěn)壓腔2內(nèi)，圖1中的現(xiàn)有諧振腔3在穩(wěn)壓腔2 外部，本發(fā)明節(jié)省了發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的空間和重量，使其應(yīng)用更為廣泛。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)的空氣流速低、壓力小，作用于自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置的壓力小，此時(shí)的第一平 板9、第二平板10、第三平板11處于松弛狀態(tài)，整體向進(jìn)氣總管1方向偏移，第二平板10 處于低位置，適應(yīng)此時(shí)需要反射的空氣壓力波頻率；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)的空 氣流速高、壓力大，作用于自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置的壓力較大，會使第一平板9、第二平板IO、 第三平板11發(fā)生變形，圖2中的第二平板10、第三平板11的連接第二軸14上升，第一 平板9、第二平板10連接第一軸13下降，第二平板10形成斜坡，此時(shí)變剛度彈簧6處于 壓縮狀態(tài)，第一平板9、第二平板10、第三平板11在變剛度彈簧6的作用下處于穩(wěn)定狀態(tài)。
本發(fā)明利用進(jìn)氣歧管5內(nèi)的氣體壓力波實(shí)現(xiàn)了提高充氣效率的目的，所述空氣壓力波或 脈動(dòng)是氣流在進(jìn)入燃燒室的過程中，活塞位移產(chǎn)生的周期性吸氣頻率和進(jìn)氣閥門的快速開啟 和關(guān)閉所產(chǎn)生，這種脈動(dòng)可以利用來提升進(jìn)氣效率。
所述自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置位于在穩(wěn)壓腔2內(nèi)，反射由進(jìn)氣歧管5傳來的壓力波，同時(shí)具有 調(diào)節(jié)氣流在穩(wěn)壓腔2內(nèi)的流動(dòng)，改善由穩(wěn)壓腔2進(jìn)入進(jìn)氣歧管5的氣流的均勻性。
權(quán)利要求
1、自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置，應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)中，進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣總管、穩(wěn)壓腔和進(jìn)氣歧管，其特征在于該裝置包括橡膠緩沖塊、變剛度彈簧、第一平板、第二平板和第三平板；橡膠緩沖塊為楔形塊，在楔形塊的斜面上開有若干個(gè)彈簧座，變剛度彈簧的一端固定粘在彈簧座中，楔形塊的底面粘貼或者用螺栓固定在穩(wěn)壓腔對應(yīng)進(jìn)氣總管的側(cè)壁上，變剛度彈簧的另一端接觸第三平板；第一平板的一端與第二平板的一端用第一軸連接，第一平板與第二平板能夠繞第一軸自由旋轉(zhuǎn)，第二平板的另一端和第三平板的一端用第二軸連接，第二平板和第三平板能夠繞第二軸自由旋轉(zhuǎn)；第一平板和第三平板的另一端分別連接第三軸、第四軸，所述的第三軸、第四軸兩端固定在穩(wěn)壓腔的進(jìn)氣總管所在側(cè)壁相鄰的兩個(gè)側(cè)壁上，第一軸、第二軸的兩端自由懸空，第二平板正對進(jìn)氣歧管，變剛度彈簧的自由端剛好接觸平板，第一平板、第二平板、第三平板和穩(wěn)壓腔的底面組成一個(gè)四連桿結(jié)構(gòu)，所述的四連桿結(jié)構(gòu)基本形狀為矩形，矩形的高度低于進(jìn)氣總管的下沿。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置，其特征在于所述的第一平板，第二平板，第三平板上覆蓋薄膜，用于反射空氣脈動(dòng)的壓力波。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置，其特征在于所述的第一平板、第三平板上 開有通孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置，應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)中，該裝置包括橡膠緩沖塊、變剛度彈簧、第一平板、第二平板和第三平板；變剛度彈簧固定在橡膠緩沖塊上，其自由端剛好接觸第三平板，第一平板、第二平板、第三平板和穩(wěn)壓腔的底面組成一個(gè)四連桿結(jié)構(gòu)，所述的四連桿結(jié)構(gòu)基本形狀為矩形，矩形的高度低于進(jìn)氣總管的下沿。本發(fā)明所述的自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置結(jié)構(gòu)緊湊，取消了原有的諧振腔部分，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)倉的總體布置；自動(dòng)調(diào)節(jié)諧振裝置具有自動(dòng)調(diào)節(jié)能力，改變對進(jìn)氣歧管壓力波的反射特性，利用脈動(dòng)效應(yīng)提升發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣充量系數(shù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的速度特性的改善。
文檔編號F02B27/02GK101555845SQ20091008448
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者鵬 何, 成傳松, 李云清, 趙立峰 申請人:北京航空航天大學(xué)