[發(fā)明專利]一種FSAE賽車進(jìn)氣系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510311607.6
• 申請日: 2015-06-09
• 公開（公告）號: CN104989568B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田哲文;吳康成;張浩;徐峰;吳幫輝
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: F02M35/10
• 分類號: F02M35/10;F02D9/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 唐萬榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于FSAE方程式賽車的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種FSAE賽車進(jìn)氣系統(tǒng)。

背景技術(shù)

FSAE方程式賽車(Formula SAE)在國際上被視為“學(xué)界的F1方程式賽車”，自美國汽車工程師協(xié)會(huì)于1979年創(chuàng)辦以來，已經(jīng)有三十多年的歷史了，逐漸形成了德國、美國、英國、日本和中國等地的多站比賽，越來越多的大學(xué)生相應(yīng)地加入到了這個(gè)行列。現(xiàn)在FSAE賽事正朝著更快、更輕、更穩(wěn)定的方向迅速發(fā)展，因此輕量化設(shè)計(jì)和空氣動(dòng)力學(xué)成為FSAE參賽者必考慮的因素。2010年，中國舉辦了首屆大學(xué)生方程式(FSAE)賽車比賽，很多高校相繼展開了對FSAE賽車的研究、制造與調(diào)試。

FSAE賽車的進(jìn)氣系統(tǒng)的優(yōu)化將提高進(jìn)氣質(zhì)量，進(jìn)而能更好的發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，目前的FSAE賽車多采用圓柱形的穩(wěn)壓腔體，且連續(xù)使用多年，性能已幾乎優(yōu)化到極致，因此需要設(shè)計(jì)出更好的穩(wěn)壓腔結(jié)構(gòu)，使進(jìn)氣更加均勻和平順。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述存在的問題，提供一種FSAE賽車進(jìn)氣系統(tǒng)，最大化的提高進(jìn)氣質(zhì)量，發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種FSAE賽車進(jìn)氣系統(tǒng)，包括節(jié)氣門總成、進(jìn)氣總管、穩(wěn)壓腔、數(shù)個(gè)進(jìn)氣歧管、高壓油軌、噴油座和噴油嘴，所述進(jìn)氣總管的兩端分別與所述節(jié)氣門總成及穩(wěn)壓腔相連，所述數(shù)個(gè)進(jìn)氣歧管與穩(wěn)壓腔均勻間隔相連，所述噴油座與進(jìn)氣歧管相連，所述噴油嘴分別與噴油座及所述高壓油軌相連，其特征在于，所述穩(wěn)壓腔是由圓錐筒體與半球體構(gòu)成的回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，所述圓錐筒體的大端為開口端，小端為設(shè)有封板的閉合端，圓錐筒體的開口端與所述半球體的開口端平滑過渡相連，所述封板上開有連接口；所述進(jìn)氣管插入穩(wěn)壓腔的內(nèi)部空腔，所述連接口與進(jìn)氣管外壁的貼合處密封相連。

按上述方案，所述進(jìn)氣總管為文丘里管，進(jìn)氣總管的頭部圓柱段與所述節(jié)氣門總成相連，進(jìn)氣總管的尾部擴(kuò)散段插入所述穩(wěn)壓腔的內(nèi)部空腔，進(jìn)氣總管的軸線與穩(wěn)壓腔的軸線重合設(shè)置。

按上述方案，所述數(shù)個(gè)進(jìn)氣歧管與所述穩(wěn)壓腔的連接處倒圓角平滑過渡，倒圓角半徑由穩(wěn)壓腔的大端指向小端方向依次減小，數(shù)個(gè)歧管的入口橫截面積隨之依次減小。

按上述方案，所述進(jìn)氣總管的最小內(nèi)截面直徑為19.96mm，擴(kuò)散段的出口角度為7°。

按上述方案，所述噴油座為圓管結(jié)構(gòu)，噴油座的一端與所述進(jìn)氣歧管卡合相連，所述卡合相連處通過環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑膠粘固定。

按上述方案，所述穩(wěn)壓腔小端的連接口與進(jìn)氣總管外壁的貼合處通過環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑膠粘固定。

按上述方案，所述進(jìn)氣總管、穩(wěn)壓腔、進(jìn)氣歧管的材料均為碳纖維，所述噴油座材料為鋁。

本發(fā)明的有益效果是：1、提供一種FSAE賽車進(jìn)氣系統(tǒng)，采用圓錐筒體與半球體構(gòu)成的回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)壓腔來獲得更好的進(jìn)氣平順和均勻性；2、數(shù)個(gè)歧管的入口橫截面積由穩(wěn)壓腔的大端指向小端方向依次減小，減小進(jìn)氣的不均勻度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的正視圖。

其中：1.節(jié)氣門總成，2.進(jìn)氣總管，3.穩(wěn)壓腔，4.進(jìn)氣歧管，5.高壓油軌，6.噴油嘴，7.噴油座。

具體實(shí)施方式

為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

如圖1-2所示，一種FSAE賽車進(jìn)氣系統(tǒng)，包括節(jié)氣門總成1、進(jìn)氣總管2、穩(wěn)壓腔3、四個(gè)進(jìn)氣歧管4、高壓油軌5、噴油座7和噴油嘴6，進(jìn)氣總管的兩端分別與節(jié)氣門總成及穩(wěn)壓腔相連，四個(gè)進(jìn)氣歧管與穩(wěn)壓腔均勻間隔相連，噴油嘴分別與噴油座及高壓油軌相連，噴油座為圓管結(jié)構(gòu)，噴油座的一端與進(jìn)氣歧管卡合相連，卡合相連處通過環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑膠粘固定，穩(wěn)壓腔是由圓錐筒體與半球體構(gòu)成的回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，圓錐筒體的大端為開口端，小端為設(shè)有封板的閉合端，圓錐筒體的開口端與半球體的開口端平滑過渡相連，封板上開有連接口；進(jìn)氣總管為文丘里管，進(jìn)氣總管的頭部圓柱段與節(jié)氣門總成相連，進(jìn)氣總管的尾部擴(kuò)散段插入穩(wěn)壓腔的內(nèi)部空腔，進(jìn)氣總管的軸線與穩(wěn)壓腔的軸線重合設(shè)置，連接口與進(jìn)氣總管外壁的貼合處通過環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑膠粘固定。

四個(gè)進(jìn)氣歧管與穩(wěn)壓腔的連接處倒圓角平滑過渡，倒圓角半徑由穩(wěn)壓腔的大端指向小端方向依次減小，四個(gè)歧管的入口橫截面積隨之依次減小，通過修改進(jìn)氣歧管入口處的進(jìn)氣橫截面積來調(diào)整各個(gè)歧管的進(jìn)氣流量大小，有利于減少進(jìn)氣不均勻度。

進(jìn)氣總管、穩(wěn)壓腔、進(jìn)氣歧管的材料均為碳纖維，所述噴油座材料為鋁，在滿足使用要求的前提下，使賽車輕量化。

穩(wěn)壓腔容積為2.889L，進(jìn)氣總管小端的長度為60mm，小端進(jìn)口直徑為29mm，小端出口直徑為19.96mm，大端的長度為320mm，錐度為7°，進(jìn)氣總管的進(jìn)口氣體的質(zhì)量流量為1.000000kg/s，通過CFD模擬計(jì)算可得，四個(gè)進(jìn)氣歧管沿穩(wěn)壓腔的小端到到大端的進(jìn)口質(zhì)量流量依次為：0.276194kg/s、0.275204kg/s、0.276196kg/s、0.269430kg/s，E＝(Max-min)/avr＝2.46％，四個(gè)進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣質(zhì)量流量平均，保證了整個(gè)進(jìn)氣系統(tǒng)的平穩(wěn)進(jìn)氣。