CN109931154B - 进气端口 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种进气端口，其可包括短端口和长端口。短端口可包括：从进气入口延伸的主延伸部；从主延伸部朝向气缸的中心以预定角度倾斜的主倾斜部；从主倾斜部朝向气缸向下弯曲的主垂直部；以及形成在主垂直部的端部处的主进气出口。长端口可包括：从主延伸部延伸的辅助延伸部；从辅助延伸部朝向气缸的中心以预定角度倾斜并朝向气缸向下以预定角度倾斜的辅助倾斜部；从辅助倾斜部向下弯曲的辅助垂直部；以及在辅助垂直部的端部处的辅助进气出口。

Description

进气端口

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月18日提交的韩国专利申请第10-2017-0174091号的优先权和权益，其全部内容通过引用结合到本文中。

技术领域

本发明涉及一种进气端口(intake port)，并且在一种形式中涉及一种能够减少引入发动机气缸的进气的旋流方向流(swirl direction flow)的进气端口。

背景技术

本节中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

一般而言，通过进气端口引入发动机气缸的进气在气缸中产生沿垂直方向旋转的滚流方向流(tumble direction flow)，以及在气缸中沿水平方向旋转的旋流方向流。

在相关技术中，引入气缸的大量进气沿旋流方向流动并与通过喷射器喷射的燃料混合，从而提高燃烧效率。

此外，在最近研发了大型发动机(例如，具有直径为100mm或更大的气缸的发动机)的情况下，燃料可以通过研发的燃料喷射***以高压喷射。当应用超高压喷射***时，通过进气端口引入的进气沿旋流方向旋转，我们发现进气阻碍了雾化燃料颗粒通过压缩点火而快速燃烧。

在背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此它可能包含不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明以一种形式描述了能够减少引入气缸的进气的旋流方向流的进气端口。

本发明提供一种包括短端口和长端口的进气端口，其中短端口包括：从引入进气的进气入口延伸的主延伸部；从主延伸部朝向气缸的中心以预定角度倾斜的主倾斜部；从主倾斜部朝向气缸向下弯曲的主垂直部；以及形成在主垂直部的端部处的主进气出口，并且长端口包括：从主延伸部延伸的辅助延伸部；从辅助延伸部朝向气缸的中心以预定角度倾斜并朝向气缸向下以预定角度倾斜的辅助倾斜部；从辅助倾斜部向下弯曲的辅助垂直部；以及形成在辅助垂直部的端部处的辅助进气出口。

可以将进气入口的面积设定为主进气出口的面积和辅助进气出口的面积之和的1.4至2倍。

由从辅助进气出口到辅助延伸部的上表面的距离限定的端口高度可以等于或大于气缸内径的0.7倍。

在辅助延伸部和辅助倾斜部之间限定的端口水平角度可以设定为15度或更小。

在辅助倾斜部和辅助延伸部的上表面之间限定的端口垂直角度可以设定为10度或更小。

进气入口的下表面可以相对于气缸的上表面以预定角度向上倾斜。

进气入口的下表面可以相对于气缸的上表面倾斜10度至20度。

根据本发明的进气端口可以通过利用大型发动机中的进气端口将进气引入气缸以抑制气缸中产生旋流方向流。

根据本文提供的描述，其他适用领域将变得显而易见。应该理解的是，这些描述和具体示例仅用于说明的目的，并不旨在限制本发明的范围。

附图说明

为了可以很好地理解本发明，现在将参考附图通过示例的方式描述其各种形式，其中：

图1是示出根据本发明的一方面的进气端口和气缸的结构的立体图；

图2是示出根据本发明的一方面的进气端口的结构的立体图；

图3是示出根据本发明的一方面的进气端口的构造的俯视图；

图4是示出根据本发明的一方面的进气端口的结构的侧视图；

图5是示出通过根据本发明的一方面的进气端口引入进气流的模拟结果的示图；以及

图6是将根据本发明的进气端口的Rs和Cf与相关技术中的进气端口的Rs和Cf进行比较的表格。

这里描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本发明的范围。

附图标记描述：

10：气缸；

100：进气端口；

110：主延伸部；

111：进气入口；

120：主倾斜部；

130：主垂直部；

131：主进气出口；

210：辅助延伸部；

220：辅助倾斜部；

230：辅助垂直部；

231：辅助进气出口。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本发明、其应用或用途。应该理解的是，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。

为了清楚起见，可以在附图中省略与描述无关的部分，并且在整个说明书中将由相同的附图标记表示相同或相似的组成元件。

此外，为了理解及便于描述，可以可选地示出附图中示出的每个部件的尺寸和厚度，但是本发明不限于此。为了清楚地描述上述内容，可以放大几个部分和区域的厚度。

图1是示出根据本发明的一方面的进气端口和气缸的结构的立体图。图2是示出根据本发明的一方面的进气端口的结构的立体图。图3是示出根据本发明的一方面的进气端口的构造的俯视图。此外，图4是示出根据本发明的一方面的进气端口的结构的侧视图。

如图1至图4所示，根据本发明的一方面的进气端口可以包括短端口和长端口，该短端口与相对靠近引入进气的进气入口111定位的进气出口连接，该长端口与相对远离进气入口111定位的进气出口连接。

短端口可以包括：主延伸部110、从主延伸部110弯曲以便以预定角度倾斜的主倾斜部120、以及从主倾斜部120弯曲的主垂直部130。

主延伸部110可以具有进气入口111，进气通过该进气入口111引入，并且主延伸部110从气缸10的中心延伸并以预定间隔与气缸10的中心间隔开。主倾斜部120可以从主延伸部110的端部朝向气缸10的中心以预定角度倾斜。主垂直部130可以从倾斜部的端部朝向气缸10向下弯曲。此外，主进气出口131形成在主垂直部130的端部处，从进气入口111引入的进气通过主进气出口131排出至气缸10中。

长端口可以包括：从主延伸部110延伸的辅助延伸部210、从辅助延伸部210弯曲以便以预定角度倾斜的辅助倾斜部220、以及从辅助倾斜部220弯曲的辅助垂直部230。

辅助延伸部210从主延伸部110延伸并沿与主延伸部110相同的方向延伸。辅助倾斜部220从辅助延伸部210的端部弯曲，以便朝向气缸10的中心以预定角度倾斜，并且朝向气缸10向下以预定角度倾斜。辅助垂直部230从辅助倾斜部220的端部朝向气缸10向下弯曲。此外，辅助进气出口231形成在辅助垂直部230的端部处，从进气入口111引入的进气通过辅助进气出口231排出至气缸10中。

进气入口111的面积可以设定为是主进气出口131的面积和辅助进气出口231的面积之和的1.4倍至2倍。如上所述，进气入口111的面积远大于主进气出口131的面积与辅助进气出口231的面积之和，使得当进气通过主进气出口131和辅助进气出口231排入气缸10时产生垂直方向流，并因此减少了旋流方向流。

为了抑制通过进气入口111引入的进气在气缸10中产生旋流方向流，进气端口的形状可以在通过进气入口111引入的进气通过短端口和长端口时导致产生的转动分量减少。

如图4所示，假设将从辅助进气出口231到辅助延伸部210的上表面的距离定义为端口高度H，则可以将端口高度设定为气缸10的内径的0.7倍。例如，当气缸10的内径为100mm时，可以将端口高度设定为70mm。

如上所述，在进气端口100的端口高度远大于气缸10的内径的情况下，当进气通过辅助垂直部230的辅助进气出口231排出至气缸10中时产生垂直方向流，并因此减少了旋流方向流。

如图3所示，假设将在俯视图中在辅助延伸部210和辅助倾斜部220之间限定的角度定义为端口水平角度Alr，则可以将端口水平角度设定为15度或更小。如上所述，在端口水平角度设定为15度或更小的较小值的情况下，当进气通过辅助延伸部210引入辅助垂直部230并随之排出至气缸10中时，旋流方向流减小。

返回至图4，假设将沿垂直方向上在辅助倾斜部220和辅助延伸部210的上表面之间限定的角度定义为端口垂直角度Aud，则可以将垂直角度设定为10度或更小。如上所述，在端口垂直角度设定为10度或更小的较小值的情况下，当进气通过辅助延伸部210引入辅助垂直部230并随之排出至气缸10中时，可以减小旋流方向流。

同时，参照图2，进气入口111形成为大致四边形形状，并且进气入口111的下表面可以相对于气缸10的上表面以预定角度向上倾斜。在这种情况下，由进气入口111的下表面限定的入口倾斜角Ai相对于气缸10的上表面可以为10度至20度。如上所述，当进气入口111的下表面相对于气缸10的上表面向上倾斜时，通过进气入口111引入的进气产生指向气缸10上侧的流动分量，并因此，当进气引入辅助垂直部230时，可以减小旋流方向流。

图5是示出通过根据本发明的一方面的进气端口100引入进气流的模拟结果的示图。此外，图6是将根据本发明的进气端口的Rs和Cf与相关技术中的进气端口的Rs和Cf进行比较的表格。

图5示出当进气门升高10mm时，进气流速的模拟结果。此外，图6中的Cf表示进气的流量系数(flow coefficient)，进气的流量系数表示实际引入的进气量与在特定压力下可通过进气入口111引入的进气的增加量之比。在一种形式中，Cf可以是0.5或更大。此外，Rs表示旋流比(swirl ratio)，其指示气缸中的旋流方向流。

如图5所示，可以看出根据本发明的进气端口很少产生旋流方向流。

此外，参照图6，可以看出根据本发明的进气端口，Cf从0.352升高到0.425，并因此改善了约28％。此外，可以看出Rs从-0.440升高到0.006，并因此减少了约98％。换言之，Rs几乎收敛于零(0)，因此可以说实际上形成了没有旋流的端口。

如上所述，与相关技术相比，Rs几乎收敛于零(0)，并且Cf升高，因此，车辆的燃料经济性提高了约0.2％。

在如上所述的进气端口中，限定进气端口的形状的进气入口111的面积、端口高度、端口水平角度、端口垂直角度以及进气入口111的梯度可以通过将进气通过进气端口供应到气缸10中以抑制在气缸10中产生旋流方向流，并因此，可以提高车辆的燃油经济性。

应当注意，本发明不限于前面的描述，并且可以在权利要求、具体实施方式和附图的范围内作出以及进行各种修改并且其也落入本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种进气端口，包括：

短端口，所述短端口包括：

从引入进气的进气入口延伸的主延伸部；

从所述主延伸部朝向气缸的中心以预定角度倾斜的主倾斜部；

从所述主倾斜部朝向所述气缸向下弯曲的主垂直部；以及

形成在所述主垂直部的端部处的主进气出口，以及

长端口，所述长端口包括：

从所述主延伸部延伸的辅助延伸部；

从所述辅助延伸部朝向所述气缸的中心以预定角度倾斜并朝向所述气缸向下以预定角度倾斜的辅助倾斜部；

从所述辅助倾斜部向下弯曲的辅助垂直部；以及

形成在所述辅助垂直部的端部处的辅助进气出口，

其中：

所述进气入口的下表面相对于所述气缸的上表面以预定角度向上倾斜，并且

所述进气入口的下表面相对于所述气缸的上表面倾斜10度至20度。

2.如权利要求1所述的进气端口，其中，所述进气入口的面积为所述主进气出口的面积和所述辅助进气出口的面积之和的1.4至2倍。

3.如权利要求1所述的进气端口，其中，由从所述辅助进气出口到所述辅助延伸部的上表面的距离限定的端口高度等于或大于所述气缸的内径的0.7倍。

4.如权利要求1所述的进气端口，其中：

在所述辅助延伸部和所述辅助倾斜部之间限定的端口水平角度为15度或更小。

5.如权利要求1所述的进气端口，其中：

在所述辅助倾斜部和所述辅助延伸部的上表面之间限定的端口垂直角度为10度或更小。

6.一种用于具有中心并垂直延伸的气缸的进气端口，所述进气端口包括：

进气入口，进气通过所述进气入口引入；

短端口，包括：主延伸部、主倾斜部、主垂直部和主进气出口，其中所述主延伸部从所述进气入口延伸，并且其中所述主倾斜部从所述主延伸部朝向所述气缸的中心以预定角度倾斜，并且其中所述主垂直部从所述主倾斜部朝向所述气缸向下弯曲，并且其中所述主进气出口形成在所述主垂直部的端部处；以及

长端口，包括：辅助延伸部、辅助倾斜部、辅助垂直部和辅助进气出口，其中所述辅助延伸部从所述主延伸部延伸，并且其中所述辅助倾斜部从所述辅助延伸部朝向所述气缸的中心以预定角度倾斜并且朝向所述气缸向下以预定角度倾斜，并且其中所述辅助垂直部从所述辅助倾斜部向下弯曲，并且其中所述辅助进气出口形成在所述辅助延伸部的端部处，

其中：

所述进气入口的下表面相对于所述气缸的上表面以预定角度向上倾斜，并且

所述进气入口的下表面相对于所述气缸的上表面倾斜10度至20度。

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