| 专利名称： | 一种结构紧凑性能优越的汽油发动机 | ||
| 专利名称(英文)： | A compact structure superior performance of the gasoline engine | ||
| 专利号： | CN201420398064.7 | 申请时间： | 20140718 |
| 公开号： | CN204402660U | 公开时间： | 20150617 |
| 申请人： | 上汽通用五菱汽车股份有限公司 | ||
| 申请地址： | 545007 广西壮族自治区柳州市柳南区河西路18号 | ||
| 发明人： | 黄勇; 穆建华; 张俊 | ||
| 分类号： | F02B75/40; F02M35/104; F01N13/10; F02D11/10; F02F7/00; F01L1/16; F16C3/06 | 主分类号： | F02B75/40 |
| 代理机构： | 深圳市科吉华烽知识产权事务所(普通合伙) 44248 | 代理人： | 刘显扬; 黄晓笛 |
| 摘要： | 本实用新型涉及发动机领域，尤其涉及一种结构紧凑性能优越的汽油发动机。本实用新型提供一种结构紧凑性能优越的汽油发动机，包括安装在低阻力长气道塑料进气歧管上方的电子节气门系统，位于汽油发动机左部的低阻力长气道塑料进气歧管，位于汽油发动机右部的低阻力铸铁排气歧管，位于汽油发动机前端的模块化前端盖，设置于缸盖内的涂有DLC涂层的挺柱，通过汽油发动机的缸体和缸盖连接在一起的低惯量轻量化曲轴。本实用新型能够提高小排量发动机的可靠性和中低速的扭矩输出，改善燃油经济性和排放水平，本实用新型是一种结构紧凑、燃油消耗率低、动力优越，排放满足国四国五的小排量汽油发动机。 | ||
| 摘要(英文)： | The utility model relates to the field of an engine, in particular to a compact structure of gasoline engine of superior performance. The utility model provides a compact structure superior performance of gasoline engine, comprises a long air passage in the low-resistance of the plastic intake manifold is arranged above the electronic throttle system, is located in the left part of the gasoline engine with low resistance of the plastic intake manifold for long gas passage, is located in the right part of the gasoline engine cast-iron exhaust manifold with low resistance, of the gasoline at the front end of the engine for modular front end cover, the cylinder head is coated with the DLC coating of the tappet, the cylinder block and a cylinder head of a gasoline engine, is connected with light weight low inertia of the crankshaft. The utility model can improve the reliability of the small displacement engine at low speed and in the torque output, improve fuel economy and emission level, the utility model relates to a compact structure, low fuel consumption rate, power is superior, discharge to meet country will have four five small displacement gasoline engine. | ||
1.一种结构紧凑性能优越的汽油发动机，其特征在于：包括低阻力长气道塑料进气歧管、低阻力铸铁排气歧管、电子节气门系统、模块化前端盖、涂有DLC涂层的挺柱及低惯量轻量化曲轴，所述电子节气门系统安装在所述低阻力长气道塑料进气歧管上方，所述低阻力长气道塑料进气歧管位于汽油发动机的左部，所述低阻力铸铁排气歧管位于汽油发动机的右部，所述模块化前端盖位于汽油发动机的前端，所述涂有DLC涂层的挺柱设置于缸盖内，所述低惯量轻量化曲轴通过汽油发动机的缸体和缸盖连接在一起。
2.根据权利要求1所述结构紧凑性能优越的汽油发动机，其特征在于：所述低阻力长气道塑料进气歧管包括进气歧管、进气歧管密封圈及真空管接头，所述进气歧管密封圈设置于所述进气歧管管口，所述真空管接头连接所述进气歧管。
3.根据权利要求1所述结构紧凑性能优越的汽油发动机，其特征在于：所述低阻力铸铁排气歧管包括前氧传感器安装孔、球形法兰接头、第一缸和第四缸的分支、第二缸和第三缸的分支及四缸总支，所述四缸总支设有前氧传感器安装孔，所述球形法兰接头套在所述四缸总支上，所述第一缸和第四缸的分支和第二缸和第三缸的分支连接到所述四缸总支上。
4.根据权利要求1所述结构紧凑性能优越的汽油发动机，其特征在于：所述电子节流阀体包括直流伺服电机、铝碟阀、齿轮传动及回位结构、传感器接插头及进气壳体，所述直流伺服电机连接所述齿轮传动及回位结构，所述齿轮传动及回位结构连接所述铝碟阀，所述传感器接插头设置在所述齿轮传动及回位结构上，所述进气壳体套在所述铝碟阀上。
5.根据权利要求1所述结构紧凑性能优越的汽油发动机，其特征在于：所述模块化前端盖包括前吊耳安装孔、水泵、进水口、张紧轮安装孔、机油泵及机油尺安装孔，所述前吊耳安装孔位于所述模块化前端盖的右上侧，所述进水口连接所述水泵，所述水泵位于所述模块化前端盖的中部右侧，所述张紧轮安装孔位于所述模块化前端盖的中部左下侧，所述机油泵位于所述模块化前端盖的底部中央。
6.根据权利要求1所述结构紧凑性能优越的汽油发动机，其特征在于：所述低阻力铸铁排气歧管采用4-2-1组合方式，所述4-2-1结构为四个缸的排气先两两集合后再统一集合到一根总管内。
7.根据权利要求1所述结构紧凑性能优越的汽油发动机，其特征在于：所述DLC涂层为含氢类金刚石涂层。
1.一种结构紧凑性能优越的汽油发动机，其特征在于：包括低阻力长气道塑料进气歧管、低阻力铸铁排气歧管、电子节气门系统、模块化前端盖、涂有DLC涂层的挺柱及低惯量轻量化曲轴，所述电子节气门系统安装在所述低阻力长气道塑料进气歧管上方，所述低阻力长气道塑料进气歧管位于汽油发动机的左部，所述低阻力铸铁排气歧管位于汽油发动机的右部，所述模块化前端盖位于汽油发动机的前端，所述涂有DLC涂层的挺柱设置于缸盖内，所述低惯量轻量化曲轴通过汽油发动机的缸体和缸盖连接在一起。
2.根据权利要求1所述结构紧凑性能优越的汽油发动机，其特征在于：所述低阻力长气道塑料进气歧管包括进气歧管、进气歧管密封圈及真空管接头，所述进气歧管密封圈设置于所述进气歧管管口，所述真空管接头连接所述进气歧管。
3.根据权利要求1所述结构紧凑性能优越的汽油发动机，其特征在于：所述低阻力铸铁排气歧管包括前氧传感器安装孔、球形法兰接头、第一缸和第四缸的分支、第二缸和第三缸的分支及四缸总支，所述四缸总支设有前氧传感器安装孔，所述球形法兰接头套在所述四缸总支上，所述第一缸和第四缸的分支和第二缸和第三缸的分支连接到所述四缸总支上。
4.根据权利要求1所述结构紧凑性能优越的汽油发动机，其特征在于：所述电子节流阀体包括直流伺服电机、铝碟阀、齿轮传动及回位结构、传感器接插头及进气壳体，所述直流伺服电机连接所述齿轮传动及回位结构，所述齿轮传动及回位结构连接所述铝碟阀，所述传感器接插头设置在所述齿轮传动及回位结构上，所述进气壳体套在所述铝碟阀上。
5.根据权利要求1所述结构紧凑性能优越的汽油发动机，其特征在于：所述模块化前端盖包括前吊耳安装孔、水泵、进水口、张紧轮安装孔、机油泵及机油尺安装孔，所述前吊耳安装孔位于所述模块化前端盖的右上侧，所述进水口连接所述水泵，所述水泵位于所述模块化前端盖的中部右侧，所述张紧轮安装孔位于所述模块化前端盖的中部左下侧，所述机油泵位于所述模块化前端盖的底部中央。
6.根据权利要求1所述结构紧凑性能优越的汽油发动机，其特征在于：所述低阻力铸铁排气歧管采用4-2-1组合方式，所述4-2-1结构为四个缸的排气先两两集合后再统一集合到一根总管内。
7.根据权利要求1所述结构紧凑性能优越的汽油发动机，其特征在于：所述DLC涂层为含氢类金刚石涂层。
翻译：技术领域
本实用新型涉及发动机领域，尤其涉及一种结构紧凑性能优越的汽油发动机。
背景技术
汽油发动机是一种依靠汽油与空气的可燃混合物在气缸内部燃烧释放化学能，再由曲柄连杆机构，将热能转化为机械能的一种火花点火式内燃机。主要由机体组及曲柄连杆机构、配气机构、燃油供给与喷射系统、进排气系统及排气进化装置、润滑系统、冷却系统、电子控制系统等部分组成。
1)、目前小排量自然吸气发动机设计时发动机的最佳使用区域为中高转速范围,无法满足城镇市场要求,客户抱怨发动机燃油经济性较差，动力不足。
2)、传统的发动机采用的是拉索式节气门，无法实现发动机全范围转速的最佳扭矩的输出，而且对发动机空燃比无法精确控制，导致燃烧不充分，燃油经济性差，排放不满足国Ⅴ标准。
3)、传统的发动机采用的是独立式水泵，水泵故障率高，密封不严，发动机发生漏液，容易引起客户抱怨，并且使发动机整体结构不紧凑。
4)、传统的发动机采用的是未涂层的挺柱，耐磨性差，摩擦损耗高，导致发动机运行过程中噪声大，油耗高；在发动机更高的载荷、冲击和更严酷的工作环境下容易失效。
5)、传统直列四缸发动机采用八平衡块铸铁曲轴，成本较高，质量偏重，发动机油耗偏高。
6)、传统自然吸气发动机顶置式凸轮轴使用的挺柱摩擦力大，发动机在运行过程中噪声大，油耗高。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种结构紧凑、燃油消耗率低、动力优越，排放满足国四国五的小排量汽油发动机。
本实用新型采取的技术方案为提供一种结构紧凑性能优越的汽油发动机，包括低阻力长气道塑料进气歧管、低阻力铸铁排气歧管、电子节气门系统、模块化前端盖、涂有DLC涂层的挺柱及低惯量轻量化曲轴，所述电子节气门系统安装在所述低阻力长气道塑料进气歧管上方，所述低阻力长气道塑料进气歧管位于汽油发动机的左部，所述低阻力铸铁排气歧管位于汽油发动机的右部，所述模块化前端盖位于汽油发动机的前端，所所述涂有DLC涂层的挺柱设置于缸盖内，所述低惯量轻量化曲轴通过汽油发动机的缸体和缸盖连接在一起。
作为本实用新型的进一步改进，所述低阻力长气道塑料进气歧管包括进气歧管、进气歧管密封圈及真空管接头，所述进气歧管密封圈设置于所述进气歧管管口，所述真空管接头连接所述进气歧管。
作为本实用新型的进一步改进，所述低阻力铸铁排气歧管包括前氧传感器安装孔、球形法兰接头、第一缸和第四缸的分支、第二缸和第三缸的分支及四缸总支，所述四缸总支设有前氧传感器安装孔，所述球形法兰接头套在所述四缸总支上，所述第一缸和第四缸的分支和第二缸和第三缸的分支连接到所述四缸总支上。
作为本实用新型的进一步改进，所述电子节流阀体包括直流伺服电机、铝碟阀、齿轮传动及回位结构、传感器接插头及进气壳体，所述直流伺服电机连接所述齿轮传动及回位结构，所述齿轮传动及回位结构连接所述铝碟阀，所述传感器接插头设置在所述齿轮传动及回位结构上，所述进气壳体套在所述铝碟阀上。
作为本实用新型的进一步改进，所述模块化前端盖包括前吊耳安装孔、水泵、进水口、张紧轮安装孔、机油泵及机油尺安装孔，所述前吊耳安装孔位于所述模块化前端盖的右上侧，所述进水口连接所述水泵，所述水泵位于所述模块化前端盖的中部右侧，所述张紧轮安装孔位于所述模块化前端盖的中部左下侧，所述机油泵位于所述模块化前端盖的底部中央。
作为本实用新型的进一步改进，所述低阻力铸铁排气歧管采用4-2-1组合方式，所述4-2-1结构为四个缸的排气先两两集合后再统一集合到一根总管内。
作为本实用新型的进一步改进，所述DLC涂层为含氢类金刚石涂层。
本实用新型的有益效果是：1、采用了长气道进气歧管以及低阻力铸铁排气歧管，提高发动机进气量和中低速下燃油经济性。2、采用电子节气门系统，改善燃油经济性和尾气排放。3、 采用模块化前端盖，提高水泵的寿命，是发动机的结构更加紧凑。4、采用DLC涂层挺柱，，使挺柱达到低摩擦损耗、高耐磨性、高硬度的要求，提高发动机的性能，降低油耗。5、采用低惯量轻量化曲轴，能有效地降低曲轴的质量，减轻发动机的重量，并且还能减小曲轴运转时的转动惯量，降低发动机的振动，提高发动机的NVH性能。
附图说明
图1是本实用新型构紧凑性能优越的汽油发动机进气歧管总成结构示意图；
图2是本实用新型构紧凑性能优越的汽油发动机进气歧管总成中真空管接头结构示意图；
图3是本实用新型构紧凑性能优越的汽油发动机排气歧管总成的正面图；
图4是本实用新型构紧凑性能优越的汽油发动机排气歧管总成的侧面图；
图5是本实用新型构紧凑性能优越的汽油发动机电子节流阀体的正面图；
图6是本实用新型构紧凑性能优越的汽油发动机电子节流阀体的侧面图；
图7是本实用新型构紧凑性能优越的汽油发动机模块化前端盖的结构示意图；
图8是本实用新型构紧凑性能优越的汽油发动机DLC挺柱结构示意图；
图9是是本实用新型构紧凑性能优越的汽油发动机整机外观示意图；
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。
图中数字表示：1、进气歧管；2、进气歧管密封圈；3、真空管接头；4、前氧传感器安装孔；5、球形法兰接头；6、第一缸和第四缸的分支；7、第二缸和第三缸的分支；8、四缸总支；9、直流伺服电机；10、铝碟阀；11、齿轮传动及回位结构；12、传感器/接插头；13、进气壳体；14、前吊耳安装孔；15、水泵；16、进水口；17、张紧轮安装孔；18、机油泵；19、机油尺安装孔；20、DLC涂层。
如图1至图9所示，包括低阻力长气道塑料进气歧管、低阻力铸铁排气歧管、电子节气门系统、模块化前端盖、涂有DLC涂层的挺柱及低惯量轻量化曲轴，所述电子节气门系统安装在所述低阻力长气道塑料进气歧管上方，所述低阻力长气道塑料进气歧管位于汽油发动机的左部，所述低阻力铸铁排气歧管位于汽油发动机的右部，所述模块化前端盖位于汽油发动机的前端，所述涂有DLC涂层的挺柱设置于缸盖内，所述低惯量轻量化曲轴通过汽油发动机的缸体和缸盖连接在一起。
如图1、图2所示，所述低阻力长气道塑料进气歧管包括进气歧管1、进气歧管密封圈2及真空管接头3，所述进气歧管密封圈2设置于所述进气歧管1管口，所述真空管接头3连接所述进气歧管1。采用低阻力长气道塑料进气歧管，内表面光滑，气流的流动阻力小，提高了发动机的进气效率，降低空气流速，能让空气和燃料更好的混合，燃烧更充分，提升发动机中低速区域动力性和改善发动机的燃油经济性。
如图3、图4所示，所述低阻力铸铁排气歧管包括前氧传感器安装孔4、球形法兰接头5、第一缸和第四缸的分支6、第二缸和第三缸的分支7及四缸总支8，所述四缸总支8设有前氧传感器安装孔4，所述球形法兰接头5套在所述四缸总支上8，所述第一缸和第四缸的分支6和第二缸和第三缸的分支7连接到所述四缸总支8上。所述低阻力铸铁排气歧管采用4-2-1组合方式，所述4-2-1结构为四个缸的排气先两两集合后再统一集合到一根总管内。采用低阻力铸铁排气歧管，应用4-2-1的结构型式，即4个缸的排气先两两（1缸和4缸的排气集合在一起，2缸和3缸的排气集合在一起）集合后（1缸和4缸的排气集合在一起，2缸和3缸的排气集合在一起）再统一集合到一根总管内。这种结构型式的排气歧管能更有效地避免各缸气流之间的影响，是排气更顺畅，减小排气背压，有利于废气及时有效的排出气缸，提高发动机的效率和性能。
如图5、图6所示，所述电子节流阀体包括直流伺服电机9、铝碟阀10、齿轮传动及回位结构11、传感器接插头12及进气壳体13，所述直流伺服电机9连接所述齿轮传动及回位结构11，所述齿轮传动及回位结构11连接所述铝碟阀10，所述传感器接插头12设置在所述齿轮传动及回位结构11上，所述进气壳体13套在所述铝碟阀10上。采用电子节气门系统，由ECU 对各种工况信息和传感器信号做出判断并处理，接着计算出最佳的节气门开度，再由直流伺服电机式节气门中的直流伺服电机控制节气门达到相应的油门开启角度，以达到精确控制节气门开度。电子节气门系统在各种情况下对空燃比进行精确控制，使燃烧更加充分，同时也降低了废气的产生，改善了发动机的排放性能。
如图7所示，所述模块化前端盖包括前吊耳安装孔14、水泵15、进水口16、张紧轮安装孔17、机油泵18及机油尺安装孔19，所述前吊耳安装孔14位于所述模块化前端盖的右上侧，所述进水口16连接所述水泵15，所述水泵15位于所述模块化前端盖的中部右侧，所述张紧轮安装孔17位于所述模块化前端盖的中部左下侧，所述机油泵18位于所述模块化前端盖的底部中央。采用模块化前端盖集成机油泵18和水泵15，使发动机的布置更为紧凑。
如图8所示，所述DLC涂层20为含氢类金刚石涂层，采用DLC涂层挺柱，类金刚石涂层(Diamond-like Carbon)或简称DLC涂层，是含有金刚石结构（sp3键）和石墨结构（sp2键）的亚稳非晶态物质，碳原子主要以sp3和sp2杂化键结合。类金刚石涂层（DLC涂层）是一种非晶态膜，基本上可分为含氢类金刚石（a-C:H）涂层和无氢类金刚石涂层两种。含氢DLC涂层中的氢含量在20at.% - 50at.%之间，sp3成分小于70%。发动机在工作条件下，DLC涂层挺柱能达到低摩擦损耗、高耐磨性、高硬度的要求，并具有极强的与金属材料粘结的性能，可以承受更高的载荷、冲击和更严酷的工作环境。另一方面，在硬度与耐磨性方面，类金刚石涂层挺柱也有明显的优势。在相同的摩擦条件下，经过相同的时间，未涂层的挺柱磨损比涂层挺柱要严重。
采用低惯量轻量化曲轴，应用四平衡块结构，能有效地降低曲轴的质量，减轻发动机的重量，并且还能减小曲轴运转时的转动惯量，降低发动机的振动，提高发动机的NVH性能。
本实用新型应用到1.2L排量发动机，其性能完全达到了设计标准，发动机额定功率/转速为60.3kW/5600rpm，额定扭矩/转速为115N.m/(3600-4000)rpm，在1800rpm-4000rpm之间，有更好的扭矩输出特性。在(1500～4000)rpm之间，发动机有较好的经济性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
