CN209212376U - 增压直喷发动机进气道 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种增压直喷高效汽油机进气道，包括气道段、气门座圈、气门座、缸筒、进气门导管凸台和缸盖燃烧室顶面。其为整体式笔直形进气道，所述进气道气门中心线与气缸中心线夹角β为15～17°；进气道轨迹线与气缸中心线夹角β为50～60°；所述气道段的第一内壁面上设有一圆弧形的凹坑，气道段的第二内壁面上设有一圆弧形的凸起，凸起与凹坑为相对布置；本实用新型新型专利进进气道2出口下侧设有气门座，遮挡呈梯形；本实用新型专利进气道可产生滚流比为2.6～3.3水平，满足高效汽油机快速燃烧速度需要，同时具有加工制造一致性易控制优点。
Description
技术领域
本实用新型属于发动机技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种增压直喷发动机进气道。
背景技术
2015年-2020年，中国乘用车企业平均燃料消耗量限值将从6.9L/(100km)逐步加严到5.0L/(100km)。2025年预测中国轻型车企业平均燃料消耗量为4.0L/(100km)。对面日益加严的油耗法规，企业催生出一系列新的汽油机技术，高效汽油机是混合动力总成关键技术之一。
高效汽机油为达到≥39％有效热效率，需采用外部废气循环技术(EGR技术)。由于外部EGR技术具有高等熵系数、抑制爆震和降低缸内气体高温优点，可有效改善汽油机冷却和排气损失。但是EGR技术引入缸内的气体是惰性气体，会降低汽油机湍流燃烧速率，从而具有燃烧等容度低和燃烧稳定性差的特征。现有增压直喷发动机的进气道呈直筒状，进气上侧和下侧均没有特殊设计，滚流值水平在1.5～2.0，滚流值较低。为充分发挥EGR技术优点，需设计超高滚流的进气道。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种增压直喷发动机进气道，目的是提高滚流比。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：增压直喷发动机进气道，包括进气道本体，进气道本体沿进气气流流向依次分为进气门法兰面和气道段，所述气道段的第一内壁面上设有一圆弧形的凹坑，气道段的第二内壁面上设有一圆弧形的凸起，凸起与凹坑为相对布置，进气道轨迹线与气缸轴线之间的夹角α为50～60°，进气门轴线与气缸轴线之间的夹角β为15～17°。
所述的增压直喷发动机进气道还包括设置于燃烧室的进气口处且使进气气流从进气门的上侧进入燃烧室的气门遮挡，气门遮挡位于所述气门座的下方。
所述气门遮挡的长度方向与所述进气门的轴线相平行，气门遮挡的长度为3.5～4.5mm。
所述气门遮挡为圆弧形，气门遮挡与所述进气门为同轴设置，气门遮挡的弧度为150-180°。
本实用新型的增压直喷发动机进气道，通过匹配好进气道气门中心线与气缸中心线夹角β和进气道轨迹线与气缸中心线夹角α，在气道段设置凸起与凹坑相配合，及气门下侧设置气门座，可显著提高滚流比，可最大限度地减少节流损失，在不显著影响流量系数前提下提高滚流强度。
附图说明
图1是本实用新型增压直喷发动机进气道的结构示意图；
图2是气门遮挡的结构示意图；
图3是进气门与气门遮挡的配合示意图；
上述图中的标记均为：1、进气门法兰面；2、气道段；3、气门座；4、气门遮挡；5、缸筒；6、进气门导管凸台；7、燃烧室顶面；2a、凹坑；2b、凸起；2c、中心轨迹线；3a、进气门座线；4a、气缸中心线；α、进气道轨迹线与气缸轴线之间的夹角；β、进气门轴线与气缸轴线之间的夹角；θ、气门遮挡的弧度；h—气门遮挡的长度。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1至图3所示，本实用新型提供了一种增压直喷发动机进气道，包括进气道本体，进气道本体沿进气气流流向依次分为进气门法兰面1和气道段2，气道段2的第一内壁面上设有一圆弧形的凹坑2a，气道段2的第二内壁面上设有一圆弧形的凸起2b，凸起2b与凹坑2a为相对布置。
具体地说，如图1所示，进气门法兰面1、气道段2和气门座3依次连通并平滑过渡，气门座3为笔直形状。气道段的下端与气门座3连接，连接气门座3的部分为笔直形状。与进气道本体相配合的燃烧室呈斜屋顶式，进气门升程为6～8mm。
如图1所示，进气道本体的中心轨迹线总体呈弧形状，在进气道入口是弯道，进气门法兰面1和气道段2的总长度为进气道本体的总长度的1/3～1/2。气门座3靠近燃烧室，气门座3呈现直道，气门座3的轴线与进气门座线3a之间的夹角为-5～5°。
如图1所示，作为优选的，进气门的轴线6a与气缸的轴线4a之间的夹角β为15～17°，进气道轨迹线2c与气缸的轴线4a之间的夹角α为50～60°，匹配好进气道气门中心线与气缸中心线夹角β和进气道轨迹线与气缸中心线夹角α，使进气气流从进气门的上侧进入缸内燃烧室，形成滚流。
如图1所示，在进气道本体的内部，凸起2b位于凹坑2a的上方，气道段2的第一内壁面和第二内壁面为相对布置的两个内壁面，第一内壁面位于第二内壁面的下方，凸起2b为从第一内壁面上开始向下朝向气道段2内部凸出形成的圆弧形结构，凹坑2a为从第二内壁面上开始向下凹入形成的圆弧形凹槽，进入气道段2中的进气气流从凸起2b与凹坑2a之间流过，形成的气道段2的下侧呈鱼肚型。利用凸起和凹坑，进一步加强进气气流从进气道气门上侧进入缸内，同时进气道压损小，在稍微牺牲进气道流量系数下，取得较强的进气滚流。
如图1至图3所示，本实用新型的增压直喷发动机进气道还包括设置于燃烧室的进气口处且使进气气流从进气门的上侧进入燃烧室的气门遮挡4，气门遮挡4位于气门座3的下方，气门遮挡4与气门座3为同轴设置，气门遮挡4整体呈圆弧形。气门遮挡4位于进气门的侧下方，气门遮挡4的设置减小了进气门下侧的有效流通面积，并引导气流从进气门上侧进入燃烧室，气门遮挡4的长度方向与进气门的轴线相平行，气门遮挡4并位于进气门的侧下方，在进气门打开过程中，进气门沿气门遮挡4的长度方向移动，且进气门的下边缘与气门遮挡4接触或两者之间的间隙较小，进气门下侧气流流动被阻断，从而进气气流只能从进气门上侧进入燃烧室。
如图1至图3所示，气门遮挡4在气门座3的下方形成遮挡，气门遮挡4的长度方向与进气门的轴线相平行，气门遮挡4的长度为3.5～4.5mm。气门遮挡4优选为圆弧形，气门遮挡4与进气门为同轴设置，气门遮挡4的弧度为150-180°。在气门开启升程低于气门遮挡4的长度时，进入进气道的气流被遮挡，降低从进气门座下次的气流比重，继而进一步提高进气道滚流。这2个尺寸基本气门座极限，具体大小取决于具体结构上边界约束，有的发动机整个燃烧架构导致做不大，肯定是越大越好。
进气道本体的内壁面为连续的光滑曲面。由于没有截面突变和形状拐点，因此可最大限度地减少节流损失，而且设置有凸起2b、凹坑2a和气门遮挡4相配合，在不影响滚流强度的前提下可提高流量系数，提升进气滚流比。本实用新型的进气道可产生滚流比为2.6～3.3水平，满足高效汽油机高燃烧速度需要，同时具有加工制造一致性易控制优点。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.增压直喷发动机进气道，包括进气道本体，进气道本体沿进气气流流向依次分为进气门法兰面和气道段，其特征在于：所述气道段的第一内壁面上设有一圆弧形的凹坑，气道段的第二内壁面上设有一圆弧形的凸起，凸起与凹坑为相对布置，进气道轨迹线与气缸轴线之间的夹角为50~60°，进气门轴线与气缸轴线之间的夹角为15~17°。
2.根据权利要求1所述的增压直喷发动机进气道，其特征在于：还包括设置于燃烧室的进气口处且使进气气流从进气门的上侧进入燃烧室的气门遮挡，气门遮挡位于气门座的下方。
3.根据权利要求2所述的增压直喷发动机进气道，其特征在于：所述气门遮挡的长度方向与所述进气门的轴线相平行，气门遮挡的长度为3.5~4.5mm。
4.根据权利要求3所述的增压直喷发动机进气道，其特征在于：所述气门遮挡为圆弧形，气门遮挡与所述进气门为同轴设置，气门遮挡的弧度为150-180°。
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