專利名稱：氣體發(fā)動機(jī)電控?zé)o極可變進(jìn)氣總管諧振進(jìn)氣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體是缸外形成混合氣式氣體發(fā)動機(jī)諧振進(jìn)氣系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，國家積極出臺各種政策，鼓勵內(nèi)燃機(jī)制造廠家積極開發(fā)各種節(jié)能減排技術(shù)。天然氣以其燃燒清潔，熱值大且儲量豐富成為代替燃料的優(yōu)秀之選。但是天然氣為氣體燃料，在進(jìn)氣道進(jìn)行混合然后進(jìn)入汽缸時，要占有一部分的進(jìn)氣充量，從而使進(jìn)入氣缸的空氣量下降，因此相同條件下氣體發(fā)動機(jī)的功率密度要比柴油機(jī)或汽油機(jī)低一些。為了提高進(jìn)氣充量彌補(bǔ)功率密度下降的缺陷而采用進(jìn)氣諧振技術(shù)， 由于進(jìn)氣門的周期性開啟和關(guān)閉和活塞的往復(fù)直線運(yùn)動，會引起進(jìn)氣管道內(nèi)氣體壓力成周期性的大小波動，通過對諧振腔和進(jìn)氣歧管的合理化結(jié)構(gòu)設(shè)計可以確定某一諧振轉(zhuǎn)速，在此轉(zhuǎn)速下可以保證當(dāng)進(jìn)氣門開啟時刻氣體壓力波動處于波峰狀態(tài)，從而增加氣體壓力，達(dá)到增加進(jìn)氣充量和提高進(jìn)氣效率的目的。諧振轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣系統(tǒng)有關(guān)，進(jìn)氣系統(tǒng)主要包括進(jìn)氣歧管、諧振腔和進(jìn)氣總管三部分，改變進(jìn)氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括改變各部分的形狀和尺寸，涉及到實(shí)際安裝及實(shí)現(xiàn)難度，一般通過改變進(jìn)氣系統(tǒng)的尺寸改變進(jìn)氣系統(tǒng)的諧振轉(zhuǎn)速，而改變進(jìn)氣總管的長度是一種效果明顯且實(shí)現(xiàn)容易的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種氣體發(fā)動機(jī)電控?zé)o極可變進(jìn)氣總管諧振進(jìn)氣系統(tǒng)，通過改變進(jìn)氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)改變改變發(fā)動機(jī)的諧振轉(zhuǎn)速，在一定范圍內(nèi)氣體發(fā)動機(jī)均能實(shí)現(xiàn)較好的諧振效果，并通過進(jìn)氣歧管幾何形狀的優(yōu)化設(shè)計，減少氣體流動損失，提高氣體發(fā)動機(jī)充氣效率。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種氣體發(fā)動機(jī)電控?zé)o極可變進(jìn)氣總管諧振進(jìn)氣系統(tǒng)，包括進(jìn)氣總管前段1、進(jìn)氣總管后段4、諧振腔5、進(jìn)氣歧管前段單元6和進(jìn)氣歧管后段單元7，還包括定位導(dǎo)向裝置2和驅(qū)動裝置3，進(jìn)氣總管后段4的前端有一密封圈安裝槽18，進(jìn)氣總管前段1和進(jìn)氣總管后段4 通過密封圈密封連接，進(jìn)氣總管前段1套在進(jìn)氣總管后段2上，進(jìn)氣總管前段1通過定位導(dǎo)向裝置2定位導(dǎo)向，總管前段1外壁面焊接一根與進(jìn)氣總管前段長度相同的齒條9，齒條9 與驅(qū)動裝置3嚙合，根據(jù)氣體發(fā)動機(jī)的不同工況，在驅(qū)動裝置3控制下，進(jìn)氣總管前段1和進(jìn)氣總管后段4能夠相對運(yùn)動，使進(jìn)氣總管長度發(fā)生改變，進(jìn)氣總管前段1 一端有一連接法蘭8，進(jìn)氣總管前段1和進(jìn)氣總管后段4的內(nèi)腔徑向截面為圓形，進(jìn)氣總管前段1的上壁面有第一導(dǎo)向塊12，左壁面有第二導(dǎo)向塊11，右壁面有第三導(dǎo)向塊10 ；進(jìn)氣總管后段4、諧振腔5和進(jìn)氣歧管前段單元6鑄為一體，諧振腔5內(nèi)腔為大圓角過渡的長方形，進(jìn)氣歧管前段單元6由四個獨(dú)立的進(jìn)氣歧管前段組成，進(jìn)氣歧管后段單元7由四個獨(dú)立的進(jìn)氣歧管組成， 每個進(jìn)氣歧管前段的一端有法蘭，用于和進(jìn)氣歧管連接，每個進(jìn)氣歧管的內(nèi)腔徑向截面由與進(jìn)氣歧管前段連接處的圓形逐漸過度到與發(fā)動機(jī)連接處的正方形，每個進(jìn)氣歧管與進(jìn)氣歧管前段連接端有第一圓形連接法蘭23，每個進(jìn)氣歧管與發(fā)動機(jī)連接端有第二圓形連接法蘭24。本發(fā)明還具有如下特征
1、所述的進(jìn)氣總管前段1上三個的導(dǎo)向塊和法蘭8的端面垂直的兩側(cè)面為平面，導(dǎo)向塊的頂端面為圓弧面。2、所述的定位導(dǎo)向裝置2包括半圓環(huán)、第一安裝固定孔13、第二安裝固定孔16、 第一導(dǎo)向槽14、第二導(dǎo)向槽15、第三導(dǎo)向槽17，導(dǎo)向槽兩側(cè)面為平面，頂面為圓弧面，用于和導(dǎo)向塊配合，第一安裝固定孔13和第二安裝固定孔16分別對稱位于半圓環(huán)的兩側(cè)。3、所述的驅(qū)動裝置3為步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的輸出端為一齒輪沈，齒輪沈和齒條 9嚙合連接，將步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)檫M(jìn)氣總管前段1的水平運(yùn)動，根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)計算進(jìn)氣總管前段1和進(jìn)氣總管后段4的相對位置，從而計算出進(jìn)氣總管的長度。根據(jù)不同工況，在驅(qū)動裝置3控制下，進(jìn)氣總管長度發(fā)生改變，根據(jù)Hemholtz理論，發(fā)動機(jī)的諧振轉(zhuǎn)速與進(jìn)氣總管長度有關(guān)，缸外形成混合氣式氣體發(fā)動機(jī)在諧振轉(zhuǎn)速運(yùn)行時進(jìn)氣效率高，發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率大。本系統(tǒng)通過連續(xù)調(diào)整進(jìn)氣總管的長度改變發(fā)動機(jī)的諧振轉(zhuǎn)速，在較寬發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均能實(shí)現(xiàn)較好的諧振效果，提高氣體發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣效率，從而提高輸出功率。


圖1氣體發(fā)動機(jī)電控?zé)o極可變進(jìn)氣總管諧振進(jìn)氣系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖； 圖2進(jìn)氣總管前段結(jié)構(gòu)圖3定位導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)圖； 圖4進(jìn)氣總管后段、諧振腔和歧管前段連接結(jié)構(gòu)圖； 圖5進(jìn)氣歧管后段側(cè)圖(一)； 圖6進(jìn)氣歧管后段側(cè)圖(二)； 圖7驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖1和圖2，一種氣體發(fā)動機(jī)電控?zé)o極可變進(jìn)氣總管諧振進(jìn)氣系統(tǒng)，包括進(jìn)氣總管前段1、進(jìn)氣總管后段4、諧振腔5、進(jìn)氣歧管前段單元6和進(jìn)氣歧管后段單元7，還包括定位導(dǎo)向裝置2和驅(qū)動裝置3，進(jìn)氣總管后段4的前端有一密封圈安裝槽18，進(jìn)氣總管前段 1和進(jìn)氣總管后段4通過密封圈密封連接，進(jìn)氣總管前段1套在進(jìn)氣總管后段2上，進(jìn)氣總管前段1通過定位導(dǎo)向裝置2定位導(dǎo)向，總管前段1外壁面焊接一根與進(jìn)氣總管前段長度相同的齒條9，齒條9與驅(qū)動裝置3嚙合，根據(jù)氣體發(fā)動機(jī)的不同工況，在驅(qū)動裝置3控制下，進(jìn)氣總管前段1和進(jìn)氣總管后段4能夠相對運(yùn)動，使進(jìn)氣總管長度發(fā)生改變，進(jìn)氣總管前段1 一端有一連接法蘭8，進(jìn)氣總管前段1和進(jìn)氣總管后段4的內(nèi)腔徑向截面為圓形，進(jìn)氣總管前段1的上壁面有第一導(dǎo)向塊12，左壁面有第二導(dǎo)向塊11，右壁面有第三導(dǎo)向塊10。結(jié)合圖3，定位導(dǎo)向裝置2包括半圓環(huán)、第一安裝固定孔13、第二安裝固定孔16、 第一導(dǎo)向槽14、第二導(dǎo)向槽15、第三導(dǎo)向槽17，導(dǎo)向槽兩側(cè)面為平面，頂面為圓弧面，用于和導(dǎo)向塊配合，第一安裝固定孔13和第二安裝固定孔16分別對稱位于半圓環(huán)的兩側(cè)。
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結(jié)合圖4、圖5和圖6，進(jìn)氣總管后段4、諧振腔5和進(jìn)氣歧管前段單元6鑄為一體， 諧振腔5內(nèi)腔為大圓角過渡的長方形，進(jìn)氣歧管前段單元6由四個獨(dú)立的進(jìn)氣歧管前段組成，進(jìn)氣歧管后段單元7由四個獨(dú)立的進(jìn)氣歧管組成，每個進(jìn)氣歧管前段的一端有法蘭，用于和進(jìn)氣歧管連接，每個進(jìn)氣歧管的內(nèi)腔徑向截面由與進(jìn)氣歧管前段連接處的圓形逐漸過度到與發(fā)動機(jī)連接處的正方形，每個進(jìn)氣歧管與進(jìn)氣歧管前段連接端有第一圓形連接法蘭 23，每個進(jìn)氣歧管與發(fā)動機(jī)連接端有第二圓形連接法蘭M。四個歧管前段一端分別有四個法蘭19、20、21、22用于和四個進(jìn)氣歧管連接。結(jié)合圖1、圖2、圖4，安裝順序?yàn)槎ㄎ粚?dǎo)向裝置2先穿過進(jìn)氣總管前段1，定位導(dǎo)向裝置通過支架固定安裝，進(jìn)氣總管前段1和進(jìn)氣總管后段4再通過密封圈連接。結(jié)合圖7，驅(qū)動裝置3為步進(jìn)電機(jī)25，步進(jìn)電機(jī)的輸出端為與一齒輪沈連接，齒輪 26和齒條9嚙合，將步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榭偣芮岸?的水平運(yùn)動。結(jié)合圖1、圖2、圖7，氣體發(fā)動機(jī)電控?zé)o極可變進(jìn)氣總管諧振進(jìn)氣系統(tǒng)安裝完成后，根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)計算總管前段1和后段4的相對位置，從而計算出進(jìn)氣總管的長度。
權(quán)利要求
1.一種氣體發(fā)動機(jī)電控?zé)o極可變進(jìn)氣總管諧振進(jìn)氣系統(tǒng)，包括進(jìn)氣總管前段(1)、進(jìn)氣總管后段(4)、諧振腔(5)、進(jìn)氣歧管前段單元(6)和進(jìn)氣歧管后段單元(7)，其特征是還包括定位導(dǎo)向裝置(2)和驅(qū)動裝置(3)，進(jìn)氣總管后段(4)的前端有一密封圈安裝槽(18)， 進(jìn)氣總管前段(1)和進(jìn)氣總管后段(4)通過密封圈密封連接，進(jìn)氣總管前段(1)套在進(jìn)氣總管后段(2)上，進(jìn)氣總管前段(1)通過定位導(dǎo)向裝置(2)定位導(dǎo)向，總管前段(1)外壁面焊接一根與進(jìn)氣總管前段長度相同的齒條(9)，齒條(9)與驅(qū)動裝置(3)嚙合，進(jìn)氣總管前段 (1)和進(jìn)氣總管后段(4)能夠相對運(yùn)動，進(jìn)氣總管前段(1) 一端有一連接法蘭(8)，進(jìn)氣總管前段(1)和進(jìn)氣總管后段(4)的內(nèi)腔徑向截面為圓形，進(jìn)氣總管前段(1)的上壁面有第一導(dǎo)向塊(12)，左壁面有第二導(dǎo)向塊(11)，右壁面有第三導(dǎo)向塊(10)；進(jìn)氣總管后段(4)、諧振腔(5)和進(jìn)氣歧管前段單元(6)鑄為一體，諧振腔(5)內(nèi)腔為大圓角過渡的長方形，進(jìn)氣歧管前段單元(6)由四個獨(dú)立的進(jìn)氣歧管前段組成，進(jìn)氣歧管后段單元(7)由四個獨(dú)立的進(jìn)氣歧管組成，每個進(jìn)氣歧管前段的一端有法蘭，用于和進(jìn)氣歧管連接，每個進(jìn)氣歧管的內(nèi)腔徑向截面由與進(jìn)氣歧管前段連接處的圓形逐漸過度到與發(fā)動機(jī)連接處的正方形，每個進(jìn)氣歧管與進(jìn)氣歧管前段連接端有第一圓形連接法蘭(23)，每個進(jìn)氣歧管與發(fā)動機(jī)連接端有第二圓形連接法蘭(24)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1氣體發(fā)動機(jī)電控?zé)o極可變進(jìn)氣總管諧振進(jìn)氣系統(tǒng)，其特征是所述的進(jìn)氣總管前段(1)上三個的導(dǎo)向塊和法蘭(8)的端面垂直的兩側(cè)面為平面，導(dǎo)向塊的頂端面為圓弧面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1氣體發(fā)動機(jī)電控?zé)o極可變進(jìn)氣總管諧振進(jìn)氣系統(tǒng)，其特征是所述的定位導(dǎo)向裝置(2)包括半圓環(huán)、第一安裝固定孔(13)、第二安裝固定孔(16)、第一導(dǎo)向槽(14)、第二導(dǎo)向槽(15)、第三導(dǎo)向槽(17)，導(dǎo)向槽兩側(cè)面為平面，頂面為圓弧面，用于和導(dǎo)向塊配合，第一安裝固定孔(13)和第二安裝固定孔(16)分別對稱位于半圓環(huán)的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1氣體發(fā)動機(jī)電控?zé)o極可變進(jìn)氣總管諧振進(jìn)氣系統(tǒng)，其特征是所述的驅(qū)動裝置(3)為步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的輸出端為一齒輪(26)，齒輪(26)和齒條(9)嚙合連接。
全文摘要
一種氣體發(fā)動機(jī)電控?zé)o極可變進(jìn)氣總管諧振進(jìn)氣系統(tǒng)，包括進(jìn)氣總管前段、進(jìn)氣總管后段、諧振腔、進(jìn)氣歧管前段單元和進(jìn)氣歧管后段單元，還包括定位導(dǎo)向裝置和驅(qū)動裝置，進(jìn)氣總管前段和進(jìn)氣總管后段通過密封圈密封連接，進(jìn)氣總管前段套在進(jìn)氣總管后段上，進(jìn)氣總管前段通過定位導(dǎo)向裝置定位導(dǎo)向，總管前段外壁面焊接一根與進(jìn)氣總管前段長度相同的齒條，齒條與驅(qū)動裝置嚙合，根據(jù)氣體發(fā)動機(jī)的不同工況，在驅(qū)動裝置控制下，進(jìn)氣總管前段和進(jìn)氣總管后段能夠相對運(yùn)動，使進(jìn)氣總管長度發(fā)生改變。本系統(tǒng)通過連續(xù)調(diào)整進(jìn)氣總管的長度改變發(fā)動機(jī)的諧振轉(zhuǎn)速，在較寬發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均能實(shí)現(xiàn)較好的諧振效果，提高氣體發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣效率，從而提高輸出功率。
文檔編號F02B27/02GK102434267SQ201110450180
公開日2012年5月2日 申請日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月31日
發(fā)明者傅琳, 李珊, 李蕾, 靖海國 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七○三研究所