CN104309596B - 使用文丘里效应产生真空的吸气器 - Google Patents

Abstract

本文公开的吸气器包括主体，所述主体在会聚动力部分的出口端和发散排放部分的入口端之间限定文丘里间隙，同时具有与文丘里间隙流体连通的吸入端口。会聚动力部分限定圆形的动力入口以及限定椭圆形或多边形的动力出口，同时发散排放部分限定椭圆形或多边形的排放入口。在一个实施例中，所述会聚动力部分限定内部通道，所述内部通道根据双曲线函数从圆形的动力入口转换到椭圆形或多边形的动力出口，并且椭圆形或多边形的动力出口的面积具有小于圆形的动力入口的面积。

Description

使用文丘里效应产生真空的吸气器

相关申请

本申请要求2013年6月11日提交的美国临时申请No.61/833746的优先权。

技术领域

本申请涉及使用文丘里效应产生真空的吸气器，更具体地涉及这样的吸气器，为了用户选择的最大动力(motive)流率其通过增加在动力出口端和排放入口端的内部通道的周长而具有增加的抽吸流。

背景技术

发动机，例如车辆发动机，被小型化和增压，其从发动机减少可用的真空。所述真空具有很多潜在的用途，包括供车辆制动助力器使用。

对于真空不足的一个解决方案是安装真空泵。然而，真空泵对发动机来说具有很高的成本以及重量代价，其耗电量可能需要额外的发电机容量，其低效率可能阻碍燃料经济性的改善措施。

另一种解决方案是吸气器，其通过产生平行于节流阀的发动机空气流动路径而产生真空，被称为进气泄漏。所述泄漏流穿过产生抽吸真空的文丘里管。目前可用的吸气器具有的问题是它们受限于其可以产生的真空质量流率量，以及它们消耗的发动机空气量，例如，在动力出口端和排放入口端具有圆形截面的吸气器，如图3所示和如美国申请公开2006/0016477和美国申请公开2013/0213510中所公开。

需要一种改进设计，其产生增加的真空压力和增加的抽吸质量流率，同时降低发动机空气的消耗。

发明内容

本文公开的吸气器产生增加的真空压力和增加的抽吸质量流率，同时降低发动机空气的消耗。所述吸气器包括主体，所述主体在会聚动力部分的出口端和发散排放部分的入口端之间限定文丘里间隙。会聚动力部分具有椭圆形或多边形的内部截面动力出口，以及发散排放部分具有椭圆形或多边形的内部截面排放入口，会聚动力部分和发散排放部分一起限定由双曲面曲线形成的内部通道，所述双曲面曲线将动力入口连接到椭圆形或多边形动力出口或者将椭圆形或多边形的排放入口连接到排放出口。在一个实施例中，动力入口或排放出口中的至少一个具有圆形内部横截面。

吸气器可以包括吸入端口，其限定与文丘里间隙流体连通的空隙。这里，主体的第一部分限定会聚动力部分的出口端，而主体的第二部分限定放在空隙表面上的发散排放部分的入口端，所述空隙在第一部分和第二部分的两侧部周围向下延伸。在一个实施例中，主体的第一部分和第二部分的外部轮廓通常分别匹配入口端和出口端的内部横截面。

在一方面，吸气器被构造成具有会聚动力部分的出口端的椭圆形或多边形内部横截面，其具有大约2-4的长轴与短轴的比率，发散排放部分的入口端的椭圆形或多边形内部横截面相对于会聚动力部分的出口端的椭圆形或多边形内部横截面偏移，偏移比率为排放入口面积和动力出口面积的差与峰值动力流率的比率((排放入口面积-动力出口面积)/峰值动力流率)乘以常数，其中偏移比率大于0.28。

在一个实施例中，文丘里间隙与(动力质量流率)ⁿ成比例，其中n是0.25到0.8，并且动力出口和排放入口之间的偏移量与(动力质量流率)ⁿ成比例，其中n是0.25到0.8，同时出口端的椭圆形或多边形内部截面具有大于0并且小于等于1的偏心率。在一个实施例中，用于文丘里间隙的n和用于偏移量的n可以都是0.4到0.6。

附图说明

图1是吸气器的一个实施例的侧纵向横截面的平面视图。

图2是在图1中吸气器的横截面中的俯视图。

图3是在动力部分和排放部分具有圆形横向横截面的现有技术中吸气器在吸气器的吸入端口的接合处、沿着平行于中心纵向轴线B的平面截取的侧横截面透视图。

图4A是在图2中吸气器的吸入端口的接合处沿着平行于中心纵向轴线B的平面截取的侧横截面透视图。

图4B是图4A中文丘里间隙的体积表示。

图5A是在吸气器的另一个实施例中吸入端口的接合处沿着平行于中心纵向轴线B的平面截取的侧横截面透视图。

图5B是图5A中文丘里间隙的体积表示。

图6是从吸气器出口看向吸气器的平面视图，示出动力出口端和排放入口端之间的偏移量。

图7是吸气器的动力部分内的内部通道的模型。

图8是在选择不同歧管真空值时本文公开的双曲面椭圆形吸气器和圆锥圆形吸气器(现有技术)的吸气器抽吸流率相比较的图示。

图9是当歧管真空增加时本文公开的双曲面椭圆形吸气器和圆锥圆形吸气器(现有技术)的吸气器真空相比较的图示。

图10是当歧管真空增加时通过本文公开的双曲面椭圆形吸气器和圆锥圆形吸气器(现有技术)抽空罐的时间相比较的图示。

具体实施方式

下面的详细描述将说明本发明的一般原则，此外在附图中示出了本发明的示例。在附图中，相同的附图标记指示相同的或功能相似的元件。

本文使用的“流体”是指任何液体、悬浮液、胶体、气体、等离子体，或其组合。

图1和2示出了吸气器100的不同视图。吸气器100可以用于发动机(例如车辆的发动机)以将真空提供给一装置。在图1中吸气器100连接到需要真空的装置102，同时吸气器100利用通过通道104的空气流为所述装置102产生真空，所述通道104大致沿着吸气器的长度延伸，设计成产生文丘里效应。吸气器100包括限定通道104的主体106，同时所述主体106具有三个或多个端口，所述端口可连接到发动机或与发动机连接的构件。所述端口包括：(1)动力端口108，其可以连接到清洁空气源，例如来自位于节流阀上游的发动机进气滤清器；(2)吸入端口110，其可以通过可选的止回阀111连接到需要真空的装置102；(3)吸气器出口112，其连接到发动机的节流阀下游的的发动机进气歧管；以及，可选择地，(4)旁通端口114。每个相应的端口108、110、112和114可以包括在其外表面上的连接器特征117，其用于将相应的端口连接到发动机中的软管或其它构件。

止回阀111优选地设置用来防止流体从吸入端口110流入应用装置102。在一个实施例中，所述需要真空的装置102是车辆制动增压装置、曲轴箱强制通风(PCV)装置，或燃油净化装置。在另一个实施例中，所述需要真空的装置102是液压阀。旁通端口114可以连接到需要真空的装置102，以及可选地可以包括在流体流动路径122之间的止回阀120。止回阀120优选地设置用来控制流体流动到旁通端口114或从旁通端口114流动到应用装置102。

现在参考图2和图3，吸气器100通常是T形吸气器，其限定沿着中心纵向轴线B并由吸入端口110划分为两部分的内部通道。内部通道104包括主体106的动力部分116中的第一锥形部分128(在此也称为动力锥体)，其连接到主体106的排放部分146中的第二锥形部分129(在此也称为排放锥体)。这里，第一锥形部分128和第二锥形部分129端到端地对齐，使得动力出口端132面向排放入口端134，并且在它们之间限定出文丘里间隙152，该间隙限定出流体流体交汇处，该流体交汇处将吸入端口110设置为同时与内部通道104的动力部分116和排放部分146连通。本文所使用的文丘里间隙152是指动力出口端132和排放入口端134之间的直线距离。

当吸气器，例如吸气器100用于车辆发动机时，车辆制造商通常根据可用于将吸气器连接到发动机或其构件的管道/软管尺寸，选择动力部分108和吸气器出口112的尺寸。此外，车辆制造商通常选择可在吸气器中使用的最大动力流率，其进而将指定在动力出口端132(即，动力出口133)限定的内部开口面积。因此，车辆制造商选择的用于特定发动机的参数指定动力出口133与吸气器出口112的比率。在这些限制内工作，所公开的吸气器100显著减少想要在低的(5kPa到30kPa)源/排放压强下产生高的吸入流率和在更高的(30kPa到60kPa)源排放压强下的增加的真空深度之间的折衷。所述折衷的减少通过以下方式实现：改变动力出口133和排放入口135(由排放入口端134限定)的结构以增加在动力出口端132和排放入口端134处的内部通道的周长，如图5A-5B和6所示。

如图5A-5B和6所示，至少动力出口端132(动力出口133)的内表面和排放入口端134(排放入口135)的内表面是椭圆形的，但可选地具有多边形的形状。内部通道104的内部在相反方向从文丘里间隙152延伸而远离动力出口端132和远离排放入口端134，该内部通道104的内部可以构造为具有相同的大致形状。图7示出了吸气器的动力部分内的内部通道的形状的一个实施例，但是同样地，如果旋转180°示出排放部分内的内部通道。图7中的内部通道作为具有面积A₁的圆形开口起始于动力入口端130，并且逐渐地、持续地以双曲线函数转换到在动力出口135的具有面积A₂的椭圆形开口，其中A₂小于A₁。在动力入口端130的圆形开口通过双曲线170连接到椭圆形动力出口135，所述双曲线170提供以下优点：在动力出口132的流动路线(flow line)互相平行。动力入口端130和排放出口端136还可以在其之前的某点限定椭圆形或一些其它多边形开口，并且从所述形状转换到圆形截面以形成软管连接部分，例如类似于在其外部具有连接器特征117的软管连接部分119。

为了形成T形的吸气器100，吸入端口110具有大致垂直于主体的中心纵向轴线B的中心纵向轴线C。可选的旁通端口114可以同样具有大致垂直于主体的中心纵向轴线B的中心纵向轴D。如图1所示，旁通端口114可以和第二锥形部分129交叉，第二锥形部分129邻近排放出口端136但是位于排放出口端136的下游。主体106可以在那之后(即，在旁通端口114的这个交叉点的下游)以圆柱状的统一内径继续，直到其终止在吸气器出口112。在另一个实施例中(未示出)，旁通端口114和/或吸入端口110不是垂直于轴线B，而可以是相对于轴线B倾斜和/或互相倾斜。在图2的实施例中，吸入端口110和旁通端口114互相对齐并且具有相对于主体的中心纵向轴线B的相同方向。在另一个实施例中(未示出)，吸入端口110和旁通端口114可以互相偏移，并且可以相对于发动机内的它们将与其连接的构件放置成便于连接。

吸入端口110包括吸气入口138和吸气出口(其是排放入口134)，并且类似于第一锥形部分128，可以从较大尺寸的吸气入口138到较小尺寸的吸起出口134，逐渐地、持续地逐渐变细为锥形或沿其长度根据双曲线函数变细。当存在旁通端口114时，其也可以逐渐地、持续地变细为锥形或沿其长度根据双曲线函数变细，具体地是从较小尺寸端162到较大尺寸端160。根据吸气器到系统中的连接，旁通端口114可以通过较大尺寸端160作为入口而较小尺寸端162作为出口而操作，反之亦然。

最好如图2和5A所示，在与第二锥形部分129并置的第一锥形部分128的动力出口端132，吸入端口110包括限定出空间150的扩展区域，所述空间150与文丘里间隙152流体连通，或者相反地文丘里间隙152可以视为空间150的一部分。吸入端口110与内部通道104的流体交汇处通常相对于文丘里间隙152位于中心，同时空间150通常与吸入端口的中心纵向轴线C对齐，并且使第一锥形部分128转换到第二锥形部分129。空间150的形状可以是平行六面体，其长度类似于吸入端口的内部横截面尺寸，但是其底部是离开吸入端口110向下突出的弧形突起。在沿着吸入端口的中心纵向轴线C横向截取主体的中心纵向轴线B的截面中，可以看出该空间在排放入口端134和动力出口端132周围和/或上方大致是U形的，通过结合查看图2、4A和5A可以更好的理解。如图2和5A所示，吸入端口在动力出口端132的侧面周围和排放入口端134的侧面周围向下延伸，并且在该所有侧面之间限定空间150。如图5A所示，动力出口端132和排放入口端134的外部轮廓都大致匹配其各自的内部形状。

在吸气器100中，动力空气流通过第一锥形部分128而增加其速度，但是在空间150产生低静态压力。所述低静态压力将空气从吸入端口110吸入到文丘里间隙152，并且通过排放入口(吸气出口)134吸入到排放部分146。

吸气器100可以运行以满足下面的几何比率：

代表性符号	比率
		A'	吸气入口面积/吸气出口面积
B'	动力入口面积/动力出口面积
		C'	排放出口面积/排放入口面积

还具有如下性能比率：

代表性符号	比率
		F	抽吸质量流率/动力质量流率
G	抽吸真空压力/排放真空压力

为了使本文公开的双曲线流动通道的比率F最大化，比率A'应该在3和12之间，比率B'应该大于4，且比率C'应该大于4。

为了使双曲线流动通道的比率G最大化，比率A'应该在3和12之间，比率B'应该大于4，且比率C'应该大于4。

在图3的现有技术中，动力锥体的出口端和排放锥体的入口端都具有圆形内部横截面和圆形外部轮廓，并且因此限定文丘里间隙，该文丘里间隙是具有圆形外周边的截头锥体。通过该附图示出了抽吸流有一个局限性——吸入端口到动力锥体和排放锥体的流体交汇处的面积。

为了增加从吸入端口进入文本公开的吸气器的文丘里间隙152的空气流率，通过增加出口端132和入口端134的周长而增加文丘里间隙的面积，而无需增加第一锥形部分128和第二锥形部分129的整体内部尺寸(优选地不增加质量流率)。特别地，如上所述，动力出口端132和排放入口端134可以从圆形改变为非圆形。存在无限数量的非圆形的可能形状，每个都具有周长和横截面面积。这些包括多边形，或互相连接的直线段，非圆形曲线，以及甚至分形曲线。为了使成本最小化，曲线是简单并且易于制造和检查，同时具有合乎要求的周长。

图4A-4B和5A-5B示出了具有改进的流体交汇处的实施例，在该流体交汇处中吸入端口110汇合动力出口端132和排放入口端134。流动路径从吸入端口110到文丘里间隙152的最小面积是在动力出口端132和排放入口端134之间限定的截头锥体，参见图4B和5B。在图4A和4B中，动力锥体128的出口端132和排放锥体129的入口端134都具有内部和外部椭圆形周边，并且因此限定文丘里间隙152，其是具有椭圆形外周边的截头锥体。在图5A和5B中，动力锥体128的出口端132和排放锥体129的入口端134都具有内部和外部大致矩形周边(具有圆角)，并且因此限定文丘里间隙152，其是具有大致矩形外周边的截头锥体。虽然附图中的实施例中出口端132和入口端134具有相同的周边，即都是椭圆形或都是大致矩形，但是出口端132和入口端134可以具有不同形状的周边，即一个可以是椭圆形而另一个是大致矩形。此外，动力出口端132和排放入口端134可以以圆形倒角终止以改善流体从吸入端口110流动进入排放入口端134的定向性。

此外，如图6中最清楚地示出，但是也在图4B和5B的截头锥体中示出，每个实施例的动力锥体128的出口端132在尺寸上小于排放锥体129的入口端134。所述尺寸上的不同被确定为偏移量(offset)140。在图4B中，例如，由于动力出口端132的长轴Y的长度小于排放入口端134的长轴Y'的长度，以及还可以使得动力出口端132的短轴X的长度小于排放入口端134的短轴X'的长度，而示出所述偏移量。

在任何椭圆形或多边形的实施例中，会聚动力部分的动力出口端的椭圆形或多边形内部横截面具有大约2-4的长轴与短轴的比率，同时发散排放部分的入口端的椭圆形或多边形内部横截面，相对于会聚动力部分的出口端的椭圆形或多边形的内部横截面偏移，偏移的比率为排放入口面积和动力出口面积的差与峰值动力流率的比率，其再乘以常数k₁以得到无单位的大于0.28的比率。

偏移比率＝(排放入口面积-动力出口面积)/峰值动力流率*k₁ (V)

其中k₁是：

k₁＝在动力出口端的c*在动力出口端的D_fluid；(VI)

c是声速，D_fluid是流体(通常是空气)的密度。

在任何椭圆形或多边形的实施例中，动力出口端和排放入口端之间的文丘里间隙具有间隙比率，其定义为文丘里间隙的面积除以动力流率再乘以常数k₂(以得到无单位比率)。

间隙比率＝文丘里间隙的面积/动力流率*k₂(VII)

其中k₂是：

K₂＝在动力出口端的c*在动力出口端的D_fluid；(VIII)

同时c和D_fluid如上所定义。这里，间隙比率大于4.7。

在一个实施例中，动力出口端132的椭圆形或多边形内部横截面具有大于0并且小于等于1的偏心率。在另一个实施例中，出口端的椭圆形或多边形内部截面具有大于约0.4并且小于等于约0.97的偏心率。

再次参考图4A和4B，出口端132和入口端134是椭圆形轮廓，因此具有长轴(Y)和短轴(X)。椭圆方程可以定义为：X²/B²+Y²/A²＝1²。其中A是沿长轴Y从原点到椭圆的距离，B是沿短轴X从原点到椭圆的距离。椭圆的面积是：

椭圆的面积＝π×A×B。 (I)

椭圆的周长不是通过简单的精确方程给出。而是一系列方程提供可接受的近似；

椭圆的周长＝π×(A+B)×(1+h²/4+h⁴/64+h⁶/256…) (II)

其中h是：

变量h＝(A-B)/(A+B)。 (III)

我们还可以定义一术语，偏心率，其是关于两个轴长度的术语。其定义为：

变量e＝(A²-B²)^1/2/A。 (IV)

假设所选择的用于吸气器设计的动力流选择为等价于现有技术圆形吸气器的半径是1mm的计算结果，面积为3.14mm²周长为6.28mm。对于动力出口端和排放入口端的圆形内部横截面，周长和面积的比例在数学上等于2。

对于给定偏心率的椭圆，在所公开实施例中我们可以计算面积、周长与横截面面积的比率。如果我们将面积限制为等于1mm半径的圆的面积，那么计算结果如下：

表1

因此通过改变偏心率，在保持横截面面积固定的情况下周长可以增加。所述周长的增加提供以下优点：增加吸入端口、动力锥体和排放锥体之间交汇处的交叉面积，从而导致吸入端口流率的增加。

现在参考图5A和5B，动力出口端132和排放入口端134是大致矩形轮廓，因此具有长度和宽度，并因此具有两个轴，长轴A和短轴线B。如图所示，吸气器的出口端132和入口端134的大致矩形轮廓包括对应于矩形部分宽度的半圆形端部。出口和入口端132、134的轮廓方向不应该解释为限于此。所述矩形的面积等于两个端部半圆的面积加上半圆之间的直边段的面积。矩形的周长是两侧边的长度加上半圆形端部的长度。我们可以计算如下：

表2

将圆形截面改变为具有相同面积的一个大致矩形，导致周长和面积的比率的增加，这类似于上述椭圆轮廓。所述周长的增加将同样提供以下优点：增加文丘里间隙和吸入端口之间的交叉面积，从而导致吸入端口流量的增加。

增加抽吸流的另一种方式将是延长动力锥体128的出口端132和排放锥体129的入口端134之间的距离。当动力流经过文丘里间隙时，其与吸入空气混合。所述混合流具有增加朝向文丘里的排放端的静态压力的效果。延长所述距离提供逐渐减弱的效果，并且由于在文丘里中动力流很大程度上不受约束，因此提供湍流和流动扰动的风险，其将减少速度并且增加静态压力。因此，上述周长的增加优于延长距离，但是两者可以结合以避免逐渐减弱的效果。

本文公开的吸气器可以被模制为单体。在一个实施例中，吸气器通过注模形成。

在一个实施例中，文丘里间隙152是与(动力质量流率)ⁿ成比例的直线距离，其中n是0.25到0.8，并且动力出口和排放入口之间的偏移量也与(动力质量流率)ⁿ成比例，其中n是0.25到0.8，同时出口端的椭圆形或多边形内部横截面具有大于0并且小于等于1的偏心率，或更优选地具有大于约0.4并且小于等于约0.97的偏心率。当吸气器包含在具有需要更高真空量的装置的系统中时，用于文丘里间隙的n和用于偏移量的n可以都是0.4到0.6。在一个实施例中，用于文丘里间隙的n和用于偏移量的n都是0.5，同时偏心率大于约0.4并且小于等于约0.97。

在操作中，例如当吸气器连接到发动机时，发动机空气(即，过滤的空气)，可以被连接以在动力端口进入吸气器。在排放端口离开吸气器的空气可以在压力小于动力端口的点处与发动机空气连接。从动力端口到排放端口的空气运动将空气向下吸入动力锥体，该动力锥体可以是直的锥体或如上所示的双曲线轮廓。面积的减少导致空气速度的增加。由于这是封闭的空间，根据流体力学定律当流体速度增加时静态压力必须减少。动力锥体的最小横截面面积紧邻文丘里间隙。当空气继续进入到排放端口时其经过排放锥体，该排放锥体是直的锥体或双曲线轮廓。可选地，排放区域可以以直的或双曲线轮廓的锥体继续，直到其连接排放端口，或者其可以转换为简单的圆柱或圆锥形通道。排放锥体的最小横截面面积端的面积大于动力锥体的最小横截面面积端。较大的面积为了提供用于来自吸入端口的空气流的面积。这个排放锥体下方面积的改变再次减慢空气速度，进而增加其静态压力。

文丘里间隙连接到吸入端口，其使在吸入端口/通道内的空气处于与存在于以高速通过动力锥体和排放锥体之间的空气之中的相同的低静态压力下。这里产生的压力可以小于在排放端口的压力，排放端口的压力已知已小于动力端口的压力。所述低压力可以用于车辆上的各种应用，例如用于排空车辆制动增压罐，如本领域技术人员所知的。在一些情况下，主要是当汽油发动机负载较轻时，在排放端口的压力足够低以快速地降低应用装置的压力。由于排放锥体或通道和旁通通道之间的连接面积相对于抽吸通道和文丘里间隙之间连接是相当大的，该可选的连接最初可以辅助排空应用装置。

为了比较研究，图7中示出的具有在文丘里间隙处的椭圆形动力出口和椭圆形排放入口，以及在动力部分和排放部分的双曲线内部轮廓的3gps吸气器(称为双曲线椭圆形吸气器)，通过增加制动增压罐真空，在10kPa歧管真空、15kPa歧管真空以及20kPa歧管真空条件下操作，并且与处于相同条件下的3gps圆锥圆形吸气器进行比较。圆锥圆形吸气器是具有圆形动力出口、圆形排放入口以及在动力部分和排放部分中的锥形内部轮廓的吸气器。如图8中所给出的数据证实，双曲线椭圆形吸气器提供双曲线内部轮廓与椭圆形开口的协同效应，其超过圆锥圆形吸气器的结果。在10kPa、15kPa和20kPa歧管压力下，双曲线椭圆形吸气器与将制动增压罐真空范围从12kPa增加到约67kPa相比而提供较高的抽吸流率。有趣的是，在15kPa歧管压力下的双曲线椭圆形吸气器的性能大致类似于在20kPa气管压力下的圆锥圆形吸气器，证明意想不到的较好性能。

现在参考图9和10，图8中所比较的相同吸气器，关于吸气器能够产生的极度真空和吸气器抽空罐以产生真空所需的时间进行比较。为了测试，吸气器出口112与发动机的进气歧管流体连通，吸入端口与车辆制动升压罐流体连通，并且动力入口连接到清洁空气源。如图9中的图表所示，本文公开的双曲线椭圆形吸气器在相同操作条件下相比于圆锥圆形吸气器提供更深的真空，即在10、15和20kPa的歧管真空下双曲线椭圆形吸气器具有的极度真空大至少5kPa。此外如图10所示，双曲线椭圆形吸气器相比于圆锥圆形吸气器在抽空制动增压罐方面更优秀。在10kPa的歧管真空压力下，双曲线椭圆形吸气器在抽空罐上恰好快4.5秒。在15kPa和20kPa的歧管真空压力下，双曲线椭圆形吸气器大约快2秒。在较低歧管真空下更快的抽真空时间提供更快的反应时间和改进的性能。但是，如这些附图所示，具有双曲线椭圆形轮廓的吸气器不仅具有更快的抽真空时间，而且在10、15和20kPa的歧管真空下提供更深的真空。通过改变限定文丘里间隙的动力出口和排放入口的形状，并且使用根据双曲线函数改变/逐渐变锥的内部通道，所述双重效益是令人惊讶和意外的结果。

本文公开的吸气器的一个优点是产生运行需要真空的装置所需的真空消耗/需要更少的发动机空气量，其相比于通过真空泵或具有内部圆形轮廓的吸气器所获得的发动机性能，其提高了发动机性能。

虽然本发明相对于特定实施例进行了示出和描述，但是明显的是，对本领技术人员通过阅读和理解说明书容易想到修改，同时本发明包括所有这些修改。

Claims (16)

1.一种吸气器，包括：

主体，其在会聚的动力部分的出口端和发散排放部分的入口端之间限定文丘里间隙；以及

吸入端口，其与文丘里间隙流体连通；

其中会聚的动力部分限定圆形的动力入口以及限定椭圆形或多边形的动力出口，并且发散的排放部分限定椭圆形或多边形的排放入口；

其中所述会聚的动力部分限定内部通道，该内部通道根据双曲线函数从圆形的动力入口转换到椭圆形或多边形的动力出口，并且其中椭圆形或多边形的动力出口具有的面积小于圆形的动力入口的面积。

2.权利要求1所述的吸气器，其中所述发散的排放部分还限定圆形的排放出口。

3.权利要求1所述的吸气器，其中吸入端口在会聚的动力部分的出口端侧面周围和发散的排放部分的入口端的侧面周围向下延伸，并且在其所有侧面之间限定空间；并且其中会聚的动力部分的出口端和发散的排放部分的入口端的外部轮廓匹配它们相应的内部形状。

4.权利要求1所述的吸气器，其中所述发散的排放部分的入口端以圆形倒角终止，引导流体流入椭圆形或多边形的排放入口。

5.权利要求1所述的吸气器，其中椭圆形或多边形的动力出口具有大于0并且小于等于1的偏心率。

6.权利要求1所述的吸气器，其中椭圆形或多边形的动力出口具有2-4的长轴与短轴的比率，并且椭圆形或多边形排放入口相对于椭圆形或多边形的动力出口偏移，偏移比率为排放入口面积和动力出口面积的差与峰值动力流率的比率((排放入口面积-动力出口面积)/峰值动力流率)乘以常数，该偏移比率大于0.28，其中所述常数等于声速乘以在动力出口处的流体密度。

7.权利要求1所述的吸气器，其中文丘里间隙与(动力质量流率)ⁿ成比例，其中n是0.25到0.8。

8.权利要求1所述的吸气器，其中文丘里间隙与(动力质量流率)ⁿ成比例，其中n是0.4到0.6。

9.权利要求8所述的吸气器，其中椭圆形或多边形的动力出口具有大于0并且小于等于1的偏心率。

10.权利要求9所述的吸气器，其中椭圆形或多边形的动力出口有大于0.4并且小于等于0.97的偏心率。

11.权利要求1所述的吸气器，其中动力出口和排放入口之间的偏移量与(动力质量流率)ⁿ成比例，其中n是0.25到0.8。

12.权利要求1所述的吸气器，其中其中动力出口和排放入口之间的偏移量与(动力质量流率)ⁿ成比例，其中n是0.4到0.6。

13.一种吸气器，包括：

主体，其在会聚的动力部分的出口端和发散的排放部分的入口端之间限定文丘里间隙；

其中会聚的动力部分限定由连接动力入口和动力出口的双曲线形成的内部通道；

其中动力出口和排放入口都具有大于0并且小于等于1的偏心率，并且排放入口相对于动力出口偏移的值与(动力质量流率)ⁿ成比例，其中n是0.25到0.8。

14.权利要求13所述的吸气器，其中发散的排放部分限定由连接排放入口和排放出口的双曲线形成的内部通道。

15.权利要求14所述的吸气器，其中动力入口是圆形的，动力出口是椭圆形或多边形的，以及排放入口是椭圆形或多边形的。

16.权利要求13所述的吸气器，其中n是0.4到0.6。