一种新型可变进气总管谐振进气系统技术方案

一种新型可变进气总管谐振进气系统，属于发动机技术领域。解决了现有谐振进气系统存在密封圈磨损严重及驱动装置启动困难的问题。进气总管被划分为进气总管前段和进气总管后段，且进气总管后段靠近谐振腔；进气总管后段为波纹管；进气总管前段为直筒型管路，且其自由端设有法兰；进气总管前段下壁面焊接一根与进气总管前段长度相同的第一齿条，第一齿条与驱动装置啮合；驱动装置，用于通过第一齿条驱动进气总管前段往复运动，从而使得进气总管后段伸长或缩短，最终控制进气总管的总长度；定位导向装置设置在进气总管前段上，用于对进气总管前段进行导向和定位。本发明专利技术主要应用在发动机进气领域。

A New Variable Intake Main Tube Resonant Intake System

【技术实现步骤摘要】
一种新型可变进气总管谐振进气系统
本专利技术属于发动机
，具体涉及缸外形成混合气式气体发动机谐振进气系统。
技术介绍
随着工业的发展，石油短缺问题日益严重，开发新能源技术势在必行，气体燃料资源丰富，其中既有天然资源，如天然气，也有生产生活伴生的资源，如石油气、沼气、煤层气等，同时气体燃料有排放污染低、价格便宜等优点，因此开发气体发动机成为发动机技术发展的一个重要方向。气体发动机的气体燃料优选为天然气，天然气在进气道进行混合然后进入汽缸时，要占有一部分的进气充量，从而使进入气缸的空气量下降，因此，相同条件下气体发动机的功率密度要比柴油机或汽油机低一些。为了提高进气充量弥补功率密度下降的缺陷而采用进气谐振技术，由于进气门的周期性开启和关闭和活塞的往复直线运动，会引起进气管道内气体压力成周期性的大小波动，通过对谐振腔和进气歧管的合理化结构设计可以确定某一谐振转速，在此转速下可以保证当进气门开启时刻气体压力波动处于波峰状态，从而增加气体压力，达到增加进气充量和提高进气效率的目的。谐振转速和进气系统有关，进气系统主要包括进气歧管、谐振腔和进气总管三部分，改变进气系统的结构包括改变各部分的形状和尺寸，涉及到实际安装及实现难度，一般通过改变进气系统的尺寸改变进气系统的谐振转速，而改变进气总管的长度是一种效果明显且实现容易的方法。现有技术中公开了主题名称为“气体发动机电控无极可变进气总管谐振进气系统”，申请号为201110450180X的专利技术专利，可有效的提高进气系统的谐振速度，但是，其存在进气总管前段和进气总管后段通过密封圈密封连接，二者相对运动时，存在磨损，磨损后的密封圈更换困难、及驱动装置在启动时刻存在启动力大，启动困难的问题，具体参见图1，因此，以上问题亟需解决。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有谐振进气系统存在密封圈磨损严重及驱动装置启动困难的问题，本专利技术提供了一种新型可变进气总管谐振进气系统。一种新型可变进气总管谐振进气系统包括进气总管、定位导向装置、驱动装置、谐振腔和进气歧管单元；在水平方向上，进气总管通过谐振腔与进气歧管单元连通，且进气总管和进气歧管单元分别位于谐振腔的左、右两侧；进气总管被划分为进气总管前段和进气总管后段，且进气总管后段靠近谐振腔；进气总管后段为波纹管；进气总管前段为直筒型管路，且其自由端设有法兰；进气总管前段下壁面焊接一根与进气总管前段长度相同的第一齿条，第一齿条与驱动装置啮合；驱动装置，用于通过第一齿条驱动进气总管前段往复运动，从而使得进气总管后段伸长或缩短，最终控制进气总管的总长度；定位导向装置设置在进气总管前段上，用于对进气总管前段进行导向和定位。优选的是，驱动装置包括驱动电机、曲柄摇杆机构、第二齿条和两个齿轮；两个齿轮通过一个联板连接，且两个齿轮均设置在联板的一侧，并与联板转动连接；曲柄摇杆机构设置在联板的另一侧；两个齿轮位于第一齿条和第二齿条之间，并与二者啮合，第二齿条的位置固定；驱动电机通过曲柄摇杆机构推动联板沿第二齿条长度方向上往复运动，联板运动带动两个齿轮运动，最终使两个齿轮驱动第一齿条所在的进气总管前段沿第二齿条长度方向上往复运动。优选的是，曲柄摇杆机构包括摇杆和曲柄；摇杆的固定端与驱动电机的输出轴固定连接，摇杆的转动端穿透曲柄的一端，并与曲柄转动连接，联板上设有一个固定轴，固定轴穿透曲柄的另一端，且固定轴与曲柄转动连接。优选的是，由进气总管前段和进气总管后段构成的进气总管为一体件。优选的是，进气总管前段和定位导向装置的第一种结构为：进气总管前段的上壁面设有第一导向块、左壁面设有第二导向块、右壁面设有第三导向块；定位导向装置为半圆环状卡箍结构，且半圆环状卡箍结构的内侧壁上开设有3个导向槽，分别为第一导向槽、第二导向槽、第三导向槽；第一导向槽、第二导向槽和第三导向槽分别与第一导向块、第二导向块和第三导向块匹配；半圆环状卡箍结构上还均匀设有两个安装固定孔，两个安装固定孔分别为第一安装固定孔、第二安装固定孔。优选的是，进气总管前段和定位导向装置的第二种结构为：进气总管前段的上壁面设有半圆环状导向板，且半圆环状导向板包裹进气总管前段的上壁面；定位导向装置为半圆环状卡箍结构，且半圆环状卡箍结构内侧壁上开设有一个导向槽，该导向槽用于与半圆环状导向板匹配；半圆环状卡箍结构上还均匀设有两个安装固定孔，两个安装固定孔分别为第一安装固定孔、第二安装固定孔。优选的是，定位导向装置的数量为两个，两个定位导向装置分别设置在进气总管前段的两端。本专利技术带来的有益效果是，本专利技术根据不同工况，在驱动装置控制下，进气总管长度发生改变，发动机的谐振转速与进气总管长度成正比，本专利技术通过连续调整进气总管的长度改变发动机的谐振转速，在较宽发动机转速范围内均能实现较好的谐振效果，提高气体发动机的进气效率，从而提高输出功率。本专利技术同现有技术的谐振进气系统相比，一方面，将现有技术中两个进气管路同轴、且嵌套关系取消，具体参见图1，由本专利技术图2中具有可伸缩的进气总管进行替换，通过驱动第一齿条所在的进气总管前段往复运动，从而将进气总管后段(即：波纹管)压缩或伸长，从而使进气总管总长度伸长或缩短，使进气总管的结构得到简化；另一方面，由于将现有技术中两个进气管路同轴、且嵌套关系，二者相对运动时，二者间的密封圈磨损严重，且由于密封圈设置在进气管路内筒凹槽内不容易替换，本专利技术就该问题提出改进，本专利技术进气总管为一根可伸缩的总管，且进气总管直接与谐振腔连通，不存在密封圈磨损及气体泄漏的问题。第三方面，提高了驱动装置的启动力，两个齿轮位于第一齿条和第二齿条之间，对进气总管有承重的作用，避免了定位导向装置的在竖直方向上的承重力，使得定位导向装置所有的作用力集中在对进气总管前段的导向上，避免波纹管弯折及进气总管前段的错位。通过曲柄摇杆机构带动两个齿轮联动，一起推动进气总管前段，提高启动力，两个齿轮与进气总管前段接触，存在两个推力支点，两个齿轮联动共同推动进气总管前段往复运动。附图说明图1为现有技术中谐振进气系统的原理示意图；图2为本专利技术所述的一种新型可变进气总管谐振进气系统的结构示意；图3为驱动装置在起始位置的原理示意图；图4为从图3所在起始位置，驱动第一齿条6所在的进气总管前段1-1前进的动态图；图5为从图4所在位置，驱动第一齿条6所在的进气总管前段1-1后退的动态图；图6为从图5所在位置，驱动第一齿条6所在的进气总管前段1-1继续后退的动态图；图7为进气总管前段1-1的第一种结构示意图；图8为与进气总管前段1-1的第一种结构相匹配的定位导向装置2的第一种结构示意图；图9为进气总管前段1-1的第二种结构示意图；图10为与进气总管前段1-1的第二种结构相匹配的定位导向装置2的第二种结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。参见图2说明本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型可变进气总管谐振进气系统，包括进气总管(1)、定位导向装置(2)、驱动装置(3)、谐振腔(4)和进气歧管单元(5)；在水平方向上，进气总管(1)通过谐振腔(4)与进气歧管单元(5)连通，且进气总管(1)和进气歧管单元(5)分别位于谐振腔(4)的左、右两侧；其特征在于，进气总管(1)被划分为进气总管前段(1‑1)和进气总管后段(1‑2)，且进气总管后段(1‑2)靠近谐振腔(4)；进气总管后段(1‑2)为波纹管；进气总管前段(1‑1)为直筒型管路，且其自由端设有法兰(8)；进气总管前段(1‑1)下壁面焊接一根与进气总管前段(1‑1)长度相同的第一齿条(6)，第一齿条(6)与驱动装置(3)啮合；驱动装置(3)，用于通过第一齿条(6)驱动进气总管前段(1‑1)往复运动，从而使得进气总管后段(1‑2)伸长或缩短，最终控制进气总管(1)的总长度；定位导向装置(2)设置在进气总管前段(1‑1)上，用于对进气总管前段(1‑1)进行导向和定位。

【技术特征摘要】
1.一种新型可变进气总管谐振进气系统，包括进气总管(1)、定位导向装置(2)、驱动装置(3)、谐振腔(4)和进气歧管单元(5)；在水平方向上，进气总管(1)通过谐振腔(4)与进气歧管单元(5)连通，且进气总管(1)和进气歧管单元(5)分别位于谐振腔(4)的左、右两侧；其特征在于，进气总管(1)被划分为进气总管前段(1-1)和进气总管后段(1-2)，且进气总管后段(1-2)靠近谐振腔(4)；进气总管后段(1-2)为波纹管；进气总管前段(1-1)为直筒型管路，且其自由端设有法兰(8)；进气总管前段(1-1)下壁面焊接一根与进气总管前段(1-1)长度相同的第一齿条(6)，第一齿条(6)与驱动装置(3)啮合；驱动装置(3)，用于通过第一齿条(6)驱动进气总管前段(1-1)往复运动，从而使得进气总管后段(1-2)伸长或缩短，最终控制进气总管(1)的总长度；定位导向装置(2)设置在进气总管前段(1-1)上，用于对进气总管前段(1-1)进行导向和定位。2.根据权利要求1所述的一种新型可变进气总管谐振进气系统，其特征在于，驱动装置(3)包括驱动电机(3-1)、曲柄摇杆机构(3-2)、第二齿条(3-3)和两个齿轮(3-4)；两个齿轮(3-4)通过一个联板(7)连接，且两个齿轮(3-4)均设置在联板(7)的一侧，并与联板(7)转动连接；曲柄摇杆机构(3-2)设置在联板(7)的另一侧；两个齿轮(3-4)位于第一齿条(6)和第二齿条(3-3)之间，并与二者啮合，第二齿条(3-3)的位置固定；驱动电机(3-1)通过曲柄摇杆机构(3-2)推动联板(7)沿第二齿条(3-3)长度方向上往复运动，联板(7)运动带动两个齿轮(3-4)运动，最终使两个齿轮(3-4)驱动第一齿条(6)所在的进气总管前段(1-1)沿第二齿条(3-3)长度方向上往复运动。3.根据权利要求2所述的一种新型可变进气总管谐振进气系统，其特征在于，曲柄摇杆机构(3-2)包括摇杆(3-2-1)和曲柄(3-2-2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅琳，李颖，皮卫星，靖海国，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零三研究所，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23