CN103291441A - 发动机连续可变进气滚流控制机构及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对发动机进气管道中的气流进行调整的装置，尤其涉及一种发动机连续可变进气滚流控制机构，其具有顶板，对顶板进行支撑且对进气管道内的气流进行阻挡的支撑阻挡装置，动力传递机构，连接设置在支撑阻挡装置与动力输出装置之间。同时，本发明还涉及一种具有该控制机构的发动机。采用本发明的技术方案，可时刻调整顶板上方的无阻挡通道的面积，实现了进气滚流的连续可变。

Description

发动机连续可变进气滚流控制机构及发动机

技术领域

本发明涉及一种对发动机进气管道中的气流进行调整的装置，尤其涉及一种发动机连续可变进气滚流控制机构，同时，本发明还涉及一种具有该控制机构的发动机。

背景技术

直喷汽油机被公认为汽车节能减排的重要技术之一，较气道喷射汽油机，其瞬态响应快、冷启动排放低、快速启停及热效率高，且可实现分层燃烧，直喷加增压技术更能实现发动机的缩缸强化，达到整车减重和降低油耗的目的。由于其油气混合过程在缸内进行，因此，油气混合的质量直接影响到后期点火的成败和燃烧的优劣，进而影响到整机的燃油经济性、动力性及排放性。组织理想的气流运动，对油气混合有其重要的影响，直喷发动机要求组织强烈的滚流来促进油气混合，加快缸套和活塞上油膜的蒸发，否则会产生严重的机油稀释和活塞积碳问题，而滚流太大，往往会牺牲进气道的流通能力，因此，可变滚流技术的运用，较好的解决了如上问题。现有的可变滚流技术采用的手段，往往是在气道中间加一个固定的隔板，通过蝶阀的开闭实现滚流的两级可变，蝶阀关闭时，滚流较大，而蝶阀打开时，滚流较小。蝶阀在启动和怠速工况关闭，能有效的改善此工况下的燃烧状况，在其他工况时，如中低转速或中低负荷时，同样需要强烈的滚流运动，但此两种工况时，蝶阀开启，可变滚流不起作用。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种实现滚流连续可变的发动机连续可变进气滚流控制机构，此外，本发明的另一个目的是改善发动机缸内的气流运动，改善进气滚流效果。

为实现上述目的，本发明的发动机连续可变进气滚流控制机构，设置在发动机的进气管道内，其具有：

顶板，设置在进气管道内，其将进气管道沿进气管道截面的径向分隔；

对顶板进行支撑且对进气管道内的气流进行阻挡的支撑阻挡装置，连接设置在顶板的下方；

动力传递机构，连接设置在支撑阻挡装置与动力输出装置之间，将动力输出装置输出的动力传递至支撑阻挡装置，使支撑阻挡装置在始终保持顶板相对于进气管道中心线的设置状态同时，驱使顶板沿进气管道的截面径向运动。

作为对本发明的限定，所述的顶板与进气管道中心线平行设置。

作为对本发明的限定，所述的支撑阻挡装置包括平行设置在顶板下方且与顶板均为转动连接的第一侧板和第二侧板；所述的动力传递机构包括承载动力输出装置输出的旋转动力的旋转轴以及可自由转动的从动轴，所述的旋转轴与第一侧板的底部固连，从动轴与第二侧板的底部固连。

作为对本发明的进一步限定，所述的动力传递机构还包括承接设置在动力输出装置的动力输出端与旋转轴的动力输入端之间的减速机构。

作为对上述方式的限定，所述的减速机构包括设置连接设置在旋转动力输出装置的动力输出端的主动齿轮、与主动齿轮啮合的固连在旋转轴动力输入端上的从动齿轮。

作为对本发明的限定，所述的旋转动力输出装置为伺服电机。

此外，本发明同时提供了一种发动机，包括进气管道，在进气管道上设有发动机连续可变进气滚流控制机构，所述的发动机连续可变进气滚流控制机构具有如上所述的结构。

采用本发明的技术方案，通过顶板将进气管道分隔，气流在通过进气管道时，一部分经过进气管道的上方的无阻挡通道，而另一部分受到下方支撑阻挡装置的阻挡，进而使气流整体形成滚流，而由于顶板在支撑阻挡装置和动力输出装置及动力传动机构的作用下，能够不改变其与进气管道中心线的设置状态，如平行状态，仅是通过支撑阻挡装置的驱动，驱动顶板沿进气管道的截面径向运动，以实现顶板在进气管道截面的径向位置的改变，可时刻调整顶板上方的无阻挡通道的面积，实现了进气滚流的连续可变；将支撑阻挡装置设置成平行的设置在顶板下方且与顶板均为转动连接的第一侧板和第二侧板，这两个侧板与顶板、以及旋转轴和从动轴中心连线形成了一个连续变化面积的平行四边形，其中一个侧板在对气流进行阻挡时，由于其倾斜的角度不断的发生改变，其对气流的阻挡及反射也时刻发生变化，进而使形成的滚流效果更佳，进一步改善了发动机缸内的气流运动。

附图说明

图1为本发明实施例一的立体结构示意图；

图2为本发明实施例二的整体结构示意图；

图3为图2中发动机连续可变进气滚流控制机构的结构示意图；

图4为图2滚流最大时的状态示意图；

图5为图2滚流最小时的状态示意图；

图6为图2滚流中间一变化状态时的状态示意图。

图中：1、顶板；2、阻挡支撑装置；21、第一侧板；22、第二侧板；3、动力输出装置；41、旋转轴、42、从动轴；43、主动齿轮；44、从动齿轮；5、转轴；6、本体；7、进气通道；81、无阻挡通道；82、阻挡通道。

具体实施方式

实施例一

本实施例涉及一种发动机连续可变进气滚流控制机构，其设置在发动机的进气管道内，由图1所示，其包括于图中所示状态下水平设置的顶板1、连接设置在顶板1下方的支撑阻挡装置2、连接设置在支撑阻挡装置2与动力输出装置3之间的动力传递机构。通过动力传递机构将动力传递至支撑阻挡装置2，使支撑阻挡装置2在始终保持顶板1水平状态同时，驱使1顶板具有沿竖直方向的位移。在本实施例中，动力输出装置3采用伺服电机。

其中，支撑阻挡装置2包括平行设置连接在顶板1下方的相同尺寸的第一侧板21和第二侧板22，第一侧板21和第二侧板22与顶板1共同围城一个下方未被封闭的盒装结构，且第一侧板21和第二侧板22与顶板1均通过转轴5相连，以使二者与顶板1之间形成转动连接。

动力传递机构包括承载动力输出装置3输出的旋转动力的旋转轴41以及可自由转动的从动轴42，旋转轴41与第一侧板21的底部固连，即旋转轴41的轴线与第一侧板21的长度延伸方向相一致；从动轴42与第二侧板22的底部固连，即从动轴42的轴线与第二侧板22的长度延伸方向一致。

此外，动力传递机构还包括承接设置在动力输出装置3的动力输出端与旋转轴41的动力输入端之间的减速机构，在本实施例中，减速机构包括设置连接设置在伺服电机的动力输出端的主动齿轮43，以及与主动齿轮43啮合的、固连在旋转轴41动力输入端上的从动齿轮44。

在使用时，伺服电机输出的旋转动力经减速机构后，带动旋转轴41以自身轴线为轴转动，旋转轴41带动与其固连的第一侧板21进行翻转，第一侧板21拉动顶板1运动，由于第二侧板22的存在，顶板1始终保持水平状态，而顶板1相对旋转轴41的高度降低。

实施例二

本实施例涉及一种发动机，是对实施例一涉及的发动机连续可变进气滚流控制机构的应用。由图2结合图3所示，本实施例的发动机，具有四个进气管道，在每个进气管道内均设有实施例一涉及的发动机连续可变进气滚流控制机构。由图3所示，该发动机连续可变进气滚流控制机构，与实施例一基本相同，不同之处在于采用了四组支撑阻挡装置2与顶板1的配合设置，且共用一根旋转轴41、一根从动轴42、一个动力输出装置3以及一个减速结构。

由图2所示，动力输出装置3固定设置在发动机的本体6上，与从动齿轮44连接的旋转轴41由本体6的外部，沿进气管道走向的垂直方向穿伸至进气管道内，且从动轴42能够自由转动的平行于旋转轴41而与进气管道配合设置。相应的，支撑阻挡装置2与顶板1均设置在进气管道7内。

由图4所示的滚流最大时的状态示意图可以看出，顶板1具有相对于管道中心线的设置，本实施例中，顶板1与管道中心线L平行设置，其将进气管道7，于进气管道7截面的径向分隔成两部分，其一是如图4状态时位于顶板1上方的无阻挡通道81，其二是位于顶板1下方的阻挡通道82。 

支撑阻挡装置2连接设置在顶板1的下方，其中，位于图4所示状态下右侧的第一侧板21实现对气流的阻挡，而第二侧板22主要是配合第一侧板21对顶板1进行支撑。

在低速段小负荷工况时，为了增加缸内的气流运动强度，应使进气管道7内的滚流最大，由图4所示，自此状态下，第一侧板21、第二侧板22以及顶板1共同围城一个底部未被封闭的矩形，此时，气体高速从无阻挡通道81流入气缸，在汽缸内形成强烈的滚流运动。

随着负荷逐渐增大，为了抑制爆燃，需要对滚流逐渐降低，此时，伺服电机通过减速机构带动旋转轴41转动，旋转轴41带动第一侧板21发生角度偏转，由于从动轴42对顶板1的支撑作用，第二侧板22同样发生偏转，顶板1相对于旋转轴41之间的距离减小，且顶板1始终保持与进气管道7的中心线平行的状态，此时，顶板1、第一侧板21、第二侧板22共同围成了一个平行四边形，此过程状态如图6所示，在此过程状态中，无阻挡通道81逐渐增大，逐渐增大了于此通道的流通面积，阻挡通道82逐渐变小，减小了阻挡气流的面积，直至如图5所示的顶板1降低至最低位置，此时滚流最小。

由于该结构的采用，伺服电机还可在车辆ECU控制下，根据车辆状态需求，使顶板1处于一个最适合该车辆状态需求的位置，以达到改善燃烧、降低排放以提高燃油经济性的目的。 

Claims (7)

1.一种发动机连续可变进气滚流控制机构，设置在发动机的进气管道内，其特征在于其具有：

顶板，设置在进气管道内，其将进气管道沿进气管道截面的径向分隔；

对顶板进行支撑且对进气管道内的气流进行阻挡的支撑阻挡装置，连接设置在顶板的下方；

动力传递机构，连接设置在支撑阻挡装置与动力输出装置之间，将动力输出装置输出的动力传递至支撑阻挡装置，使支撑阻挡装置在始终保持顶板相对于进气管道中心线的设置状态同时，驱使顶板沿进气管道的截面径向运动。

2.根据权利要求1所述的发动机连续可变进气滚流控制机构，其特征在于：所述的顶板与进气管道中心线平行设置。

3.根据权利要求1所述的发动机连续可变进气滚流控制机构，其特征在于：所述的支撑阻挡装置包括平行设置在顶板下方且与顶板均为转动连接的第一侧板和第二侧板；所述的动力传递机构包括承载动力输出装置输出的旋转动力的旋转轴以及可自由转动的从动轴，所述的旋转轴与第一侧板的底部固连，从动轴与第二侧板的底部固连。

4.根据权利要求3所述的发动机连续可变进气滚流控制机构，其特征在于：所述的动力传递机构还包括承接设置在动力输出装置的动力输出端与旋转轴的动力输入端之间的减速机构。

5.根据权利要求4所述的发动机连续可变进气滚流控制机构，其特征在于：所述的减速机构包括设置连接设置在旋转动力输出装置的动力输出端的主动齿轮、与主动齿轮啮合的固连在旋转轴动力输入端上的从动齿轮。

6.根据权利要求1所述的发动机连续可变进气滚流控制机构，其特征在于：所述的旋转动力输出装置为伺服电机。

7.一种发动机，包括进气管道，在进气管道上设有发动机连续可变进气滚流控制机构，其特征在于：所述的发动机连续可变进气滚流控制机构具有如权利要求1至6中任一项所述的结构。

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