一種發(fā)動機(jī)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種汽車發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大多數(shù)轎車采用的是四缸發(fā)動機(jī)，四個(gè)氣缸的活塞分別通過連桿連接在一根共同的曲軸上，每個(gè)氣缸在曲軸轉(zhuǎn)動二圈(720度)的一個(gè)運(yùn)動周期里依次經(jīng)過如下四個(gè)工作狀態(tài):進(jìn)氣(活塞下行，曲軸轉(zhuǎn)動度數(shù)為0-180度)一一壓縮(活塞上行，曲軸轉(zhuǎn)動度數(shù)為180-360度)一一爆發(fā)(活塞下行做功，曲軸轉(zhuǎn)動度數(shù)為360-540度)一一排氣(活塞上行，曲軸轉(zhuǎn)動度數(shù)為540-720度)，為了保持發(fā)動機(jī)的動態(tài)平衡，通常將四個(gè)氣缸的工作狀態(tài)錯開設(shè)置，從而使得第一、第四氣缸的活塞保持相同的下行或上行狀態(tài)，而中間的第二、第三氣缸的活塞則處于相同的上行或下行狀態(tài)，即第一氣缸處于活塞下行的吸氣狀態(tài)時(shí)，第四氣缸處于活塞下行的爆發(fā)狀態(tài)，而第二氣缸則處于活塞上行的壓縮狀態(tài)，相應(yīng)地，第三氣缸則處于活塞上行的排氣狀態(tài)，這樣，一方面上行和下行的活塞運(yùn)動可相互抵消運(yùn)動沖擊力，從而實(shí)現(xiàn)動態(tài)平衡，同時(shí)確保在曲軸每轉(zhuǎn)動半圈時(shí)都有一個(gè)氣缸在做功，使得發(fā)動機(jī)保持均勻的功率輸出。
[0003]—般發(fā)動機(jī)的氣缸進(jìn)氣采用的是自然進(jìn)氣，即活塞下行使氣缸的燃燒室產(chǎn)生真空負(fù)壓，從而與外界大氣之間形成壓差，此時(shí)與燃燒室相連的進(jìn)氣管的進(jìn)氣門開啟，氣體即可進(jìn)入氣缸的燃燒室內(nèi)。由于自然進(jìn)氣的發(fā)動機(jī)其壓差將小于一個(gè)大氣壓，因此進(jìn)入燃燒室的氣體量受到限制，發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量小于理論上發(fā)動機(jī)的排量。為了增加動力輸出，提高發(fā)動機(jī)的性能，人們發(fā)明了增壓發(fā)動機(jī)，其基本原理就是將氣體壓縮后送入燃燒室，從而在不增加發(fā)動機(jī)排量的前提下提高進(jìn)氣量，進(jìn)而提高發(fā)動機(jī)的動力輸出。目前，機(jī)械增壓的主要原理就是在發(fā)動機(jī)旁設(shè)置氣體壓縮裝置，并通過發(fā)動機(jī)的動力驅(qū)動氣體壓縮裝置以產(chǎn)生壓縮氣體，其中典型的結(jié)構(gòu)有兩種，一種是渦輪增壓，即利用發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)排出的高溫廢氣作動力驅(qū)動渦輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動氣體壓縮裝置工作產(chǎn)生壓縮氣體，使得發(fā)動機(jī)在高速時(shí)具有良好的動力輸出，改善發(fā)動機(jī)的高速動力性能；另一種是在發(fā)動機(jī)曲軸上設(shè)置皮帶輪，通過皮帶傳動帶動氣體壓縮裝置工作以產(chǎn)生壓縮氣體。由于渦輪增壓不需要消耗發(fā)動機(jī)的動力，因此得到了較廣泛的應(yīng)用。例如，在中國專利文獻(xiàn)上公開的一種“渦輪增壓器”，公布號為CN104110300A，包括帶有流道的渦輪機(jī)殼體，在渦輪機(jī)殼體上設(shè)有連通流道的旁通通道，并在旁通通道上設(shè)有旁通閥，渦輪機(jī)殼體的安裝面上固定連接有過渡接頭，過渡接頭與渦輪機(jī)殼體相連一側(cè)設(shè)有分隔墻，所述分隔墻伸入渦輪機(jī)殼體內(nèi)腔中，并將渦輪機(jī)殼體分隔為中心區(qū)域與外圍區(qū)域；在分隔墻上對應(yīng)于旁通閥處開設(shè)有安裝槽。該增壓器能顯著增大旁通量，同時(shí)又能保證渦輪機(jī)的效率基本不變甚至有小幅提升，從而滿足發(fā)動機(jī)的性能要求。然而上述增壓方式卻存在如下問題:使發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)布置不夠緊湊，生產(chǎn)成本較高，維修保養(yǎng)費(fèi)用大。特別是，由于渦輪增壓需要發(fā)動機(jī)首先高速轉(zhuǎn)動，然后才能驅(qū)動渦輪轉(zhuǎn)動并進(jìn)而產(chǎn)生增壓效果，因此其增壓存在一定的延時(shí)性，增壓效果無法做到與發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速同步；此外，渦輪增壓機(jī)的成本較高，維修保養(yǎng)費(fèi)用較大，并且渦輪增壓機(jī)依靠發(fā)動機(jī)的高溫廢氣作動力，因此增加了發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)增壓方式所存在的結(jié)構(gòu)不緊湊、成本高以及增壓效果與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不同步的問題，提供一種發(fā)動機(jī)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，其不僅能實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的增壓進(jìn)氣，并且結(jié)構(gòu)緊湊、便于制造，增壓效果可與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速保持同步。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種發(fā)動機(jī)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，包括氣缸體和缸蓋，所述氣缸體上設(shè)有至少四個(gè)偶數(shù)個(gè)氣缸，所述氣缸體在靠近所述氣缸中的第一個(gè)氣缸的前端設(shè)有與所述第一個(gè)氣缸并排的前增壓氣缸，所述氣缸體在靠近所述氣缸中的最后一個(gè)氣缸的后端設(shè)有與所述最后一個(gè)氣缸并排的后增壓氣缸，所述前增壓氣缸、后增壓氣缸的活塞分別通過連桿與曲軸上對應(yīng)的連桿軸頸相連接，所述前增壓氣缸對應(yīng)的連桿軸頸與所述后增壓氣缸對應(yīng)的連桿軸頸之間的夾角等于180度，所述缸蓋的前端內(nèi)設(shè)有一端連通所述前增壓氣缸另一端可與進(jìn)氣管相連接的進(jìn)氣道，所述缸蓋的后端內(nèi)同樣設(shè)有一端連通所述后增壓氣缸另一端可與進(jìn)氣管相連接的進(jìn)氣道，所述前增壓氣缸以及所述氣缸中活塞的上下運(yùn)動方向與所述后增壓氣缸的活塞運(yùn)動方向一致的氣缸分別通過分增壓氣道與第一增壓氣道連接，所述后增壓氣缸以及所述氣缸中活塞的上下運(yùn)動方向與所述前增壓氣缸的活塞運(yùn)動方向一致的氣缸分別通過分增壓氣道與第二增壓氣道連接。
[0006]本發(fā)明在發(fā)動機(jī)的氣缸體上原有的若干氣缸的基礎(chǔ)上增設(shè)活塞運(yùn)動方向相反的前增壓氣缸和后增壓氣缸，這樣，一部分氣缸的活塞運(yùn)動方向與前增壓氣缸的活塞運(yùn)動方向相同，而另一部分氣缸的活塞運(yùn)動方向與后增壓氣缸的活塞運(yùn)動方向相同。當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，前增壓氣缸的活塞下行形成負(fù)壓，因而可通過缸蓋上與進(jìn)氣管相連接的進(jìn)氣道吸氣；而當(dāng)前增壓氣缸的活塞上行時(shí)則對前增壓氣缸的缸體內(nèi)的氣體進(jìn)行壓縮，從而可通過分增壓氣道、第一增壓氣道將壓縮氣體送入此時(shí)處于進(jìn)氣狀態(tài)的氣缸內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)增壓的效果。與此相類似地，后增壓氣缸的活塞下行形成負(fù)壓，因而可通過缸蓋上與進(jìn)氣管相連接的進(jìn)氣道吸氣；而當(dāng)后增壓氣缸的活塞上行時(shí)則對后增壓氣缸的缸體內(nèi)的氣體進(jìn)行壓縮，從而可通過分增壓氣道、第二增壓氣道將壓縮氣體送入此時(shí)處于進(jìn)氣狀態(tài)的氣缸內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)增壓的效果。由于前增壓氣缸、后增壓氣缸是與發(fā)動機(jī)原有的氣缸連接在同一曲軸上的，因此，只要發(fā)動機(jī)開始工作，前增壓氣缸、后增壓氣缸即可形成連續(xù)的增壓效果，從而有效地解決了渦輪增壓所存在的延時(shí)問題。特別是，發(fā)動機(jī)在啟動時(shí)即啟動增壓效果，因而可顯著地增加發(fā)動機(jī)在啟動時(shí)的動力輸出，改善發(fā)動機(jī)的啟動加速性能。此外，用于增壓的前增壓氣缸、后增壓氣缸被集成在發(fā)動機(jī)原有的氣缸體內(nèi)，并且，進(jìn)氣道、第一增壓氣道、第二增壓氣道以及分增壓氣道均可通過鑄造工藝一體地集成在氣缸蓋內(nèi)，一方面可使結(jié)構(gòu)變得更為緊湊，并減小尺寸從而有利于發(fā)動機(jī)機(jī)艙的整體布置，同時(shí)有利于降低因管道的振動產(chǎn)生的噪音。
[0007]作為優(yōu)選，所述氣缸為4個(gè)，所述4個(gè)氣缸從所述前增壓氣缸一側(cè)至所述后增壓氣缸一側(cè)依次為第一氣缸、第二氣缸、第三氣缸和第四氣缸，所述前增壓氣缸對應(yīng)的連桿軸頸與所述第一氣缸對應(yīng)的連桿軸頸之間的夾角為零度，所述前增壓氣缸以及所述第二氣缸、第三氣缸分別通過所述分增壓氣道與所述第一增壓氣道連接，所述后增壓氣缸以及所述第一氣缸、第四氣缸分別通過所述分增壓氣道與所述第二增壓氣道連接。
[0008]對于四缸發(fā)動機(jī)而言，前增壓氣缸為中間的第二氣缸和第三氣缸增壓，而后增壓氣缸為兩側(cè)的第一氣缸和第四氣缸增壓，一方面有利于改善增壓效果，同時(shí)有利于改善發(fā)動機(jī)的動態(tài)平衡，較低發(fā)動機(jī)的振動噪音。
[0009]作為優(yōu)選，所述第一增壓氣道、第二增壓氣道平行地設(shè)置在所述缸蓋內(nèi)，并且所述第一增壓氣道、第二增壓氣道的一端貫通所述缸蓋端面，在所述第一增壓氣道、第二增壓氣道的開通處分別設(shè)置密封堵頭。這樣，前增壓氣缸、后增壓氣道可通過后續(xù)機(jī)械加工的方式形成，從而有利于簡化缸蓋的加工制造
作為優(yōu)選，所述前增壓氣缸、后增壓氣缸的活塞直徑等于所述第一氣缸活塞直徑的1.5倍至2倍。從而為各氣缸提供充分的增壓效果。
[0010]作為優(yōu)選，連接所述前增