CN104454221B - 发动机的进气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供增强进气旋涡且确保进气填充效率的发动机的进气装置，在缸头(1)设置进气气道(2)，进气气道(2)具有螺旋气道(8)，在与缸体中心轴(6)平行的方向观察，弯曲气道部分(8f)的相向的两壁面中的靠近缸体周壁(7)的壁面作为靠缸体周壁壁面(8g)，靠缸体周壁壁面(8g)弯曲为沿着缸体周壁(7)的形状，在辅助移动气道部分(8e)和弯曲气道部分(8f)的边界中的靠近缸体中心轴(6)的边界部分(8h)形成角部(9)，将辅助移动气道部分(8e)的相向的两壁面中的靠近缸体中心轴的壁面作为靠缸体中心轴壁面(8i)，靠缸体中心轴壁面的切线(8j)朝向弯曲气道部分(8f)的靠缸体周壁壁面(8g)。

Description

发动机的进气装置
技术领域
本发明涉及发动机的进气装置，详细地说涉及能够增强进气旋涡且确保进气的填充效率的发动机的进气装置。
背景技术
以往，作为发动机的进气装置，在缸头设置进气气道，进气气道具有螺旋气道(例如，参照专利文献1)。
根据此种进气装置，具有能够使进气产生旋涡，提高进气和燃料的混合性的优点。
在专利文献1的发明中，螺旋气道的内壁面仅由平滑曲面形成。
专利文献1：JP特开平10-220233号公报(参照图1)
《问题点》很难增强进气旋涡且确保进气的填充效率。
在专利文献1的发明中，为了增强进气旋涡，使螺旋气道的通路截面积变小，使进气流速提高，此时，螺旋气道的进气阻力增加，很难确保进气的填充效率。另一方面，若为了确保进气的填充效率，增大螺旋气道的通路面积，则进气的流速降低，很难增强旋涡。
因此，在专利文献1的发明中，很难增强进气旋涡且确保进气的填充效率。
发明内容
本发明的课题在于提供能够增强进气旋涡且确保进气的填充效率的发动机的进气装置。
本发明的发明人的研究结果，如图2所示，通过在辅助移动气道部分8e和弯曲气道部分8f的边界中的靠缸体中心轴6的边界部分8h形成角部9，能够强化进入气体5的旋涡12且确保进入气体5的填充效率，从而形成本发明。
技术方案1的发明的特征如下。
一种发动机的进气装置，在缸头1上设置有进气气道2，进气气道2具有螺旋气道8，螺旋气道8具有位于进气阀口8a上方的出口气道部分8b和位于出口气道部分8b的上游的进气引导气道部分8c，进气引导气道部分8c具有靠近气道入口8d的辅助移动气道部分8e和靠近出口气道部分8b的弯曲气道部分8f，在与缸体中心轴6平行的方向上观察，弯曲气道部分8f的相互相向的两壁面中的靠近缸体周壁7的壁面作为靠缸体周壁壁面8g，该靠缸体周壁壁面8g弯曲为沿着缸体周壁7延伸的形状，在辅助移动气道部分8e和弯曲气道部分8f的边界中的靠近缸体中心轴6的边界部分8h形成有角部9，辅助移动气道部分8e的相互相向的两壁面中的靠近缸体中心轴6的壁面作为靠缸体中心轴壁面8i，该靠缸体中心轴壁面8i的切线8j朝向弯曲气道部分8f的靠缸体周壁壁面8g。
技术方案1的发明具有如下效果。
《效果》能够增强进气旋涡且确保进气的填充效率。
如图2所示，在辅助移动气道部分8e和弯曲气道部分8f的边界中的靠近缸体中心轴6的边界部分8h形成角部9，辅助移动气道部分8e的靠缸体中心轴壁面8i的切线8j朝向弯曲气道部分8f的靠缸体周壁壁面8g，因此能够强化进入气体5的旋涡12且确保进气的填充效率。
如下推导出其理由。
通过辅助移动气道部分8e的靠缸体中心轴壁面8i的引导而移动的进入气体5，在从角部9分离朝向弯曲气道部分8f的靠缸体周壁壁面8g移动时，在角部9的下游侧产生紊流13，根据该紊流13的凝聚效果，到达弯曲气道部分8f的靠缸体周壁壁面8g的进入气体5的速度变高，通过该靠缸体周壁壁面8g引导为弯曲状的进入气体5的速度变高，由此强化进入气体5的旋涡12。另外，紊流13的进气凝聚效果与使弯曲气道部分8f的通路截面积变小来提高进入气体5的流速的方法相比，通路阻力难于增加，能够确保进入气体5的填充效率。
在技术方案2的发动机的进气装置中，在与缸体中心轴6平行的方向上观察，在螺旋气道8的气道入口部分8k的相互相向的两壁面中的位于辅助移动气道部分8e的靠缸体中心轴壁面8i侧的壁面8m形成为圆弧形状，螺旋气道8的气道入口部分8k形成为越朝向下游则截面积越小的漏斗形状。
技术方案2的发明在技术方案1的发明的效果之上具有如下的效果。
《效果》更高效地增强进气旋涡和确保进气的填充效率。
如图2所示，辅助移动气道部分8e的靠缸体中心轴壁面8i侧的壁面8m形成为圆弧形状，螺旋气道8的气道入口部分8k形成为越朝向下游截面积越小的漏斗形状，因此，向气道入口部分8k的进入气体5的流入阻力减小，沿着辅助移动气道部分8e的靠缸体中心轴壁面8i引导的进入气体5的速度变高，更高效地强化进入气体5的旋涡12和确保进入气体5的填充效率。
在技术方案3的发动机的进气装置中，构成进气气道2的切向气道3和螺旋气道8的两个气道入口部分3e、8k隔着用于将缸头1安装在缸体上的缸头螺栓10的凸台11配置，在与缸体中心轴6平行的方向上观察，两个气道入口部分3e、8k的凸台侧壁面3f、8n借助凸台11的外壁面11a形成为圆弧状，两个气道入口部分3e、8k形成为越朝向气道下游则截面积越小的漏斗形状。
技术方案3的发明在技术方案1或2的发明的效果上具有如下的效果。
《效果》能够通过没有多余部件的配置方式，使缸头小型化。
如图2所示，在与缸体中心轴6平行的方向上观察，两个气道入口部分3e、8k的凸台侧壁面3f、8n借助凸台11的外壁面11a而形成圆弧状，两个气道入口部分3e、8k形成为越朝向气道下游截面积越小的漏斗形状，因此，缸头螺栓10的凸台11有效利用两个气道入口部分3e、8k的漏斗形状，能够通过没有多余部件的配置方式，使缸头1小型化。
《效果》提高进气的填充效率。
如图2所示，两个气道入口部分3e、8k形成为越朝向气道下游截面积越小的漏斗形状，因此，向两个气道入口部分3e、8k的进入气体5的流入阻力小，提高了进入气体5的填充效率。
在技术方案4的发动机的进气装置中，进气气道2具有切向气道3，切向气道3具有位于进气阀口3a的上方的出口气道部分3b和位于出口气道部分3b的上游的进气引导气道部分3c，在切向气道3中设置有进气偏向肋4，通过该进气偏向肋4，使在切向气道3中通过的进入气体5偏向靠近缸体周壁7侧，进气偏向肋4从出口气道部分3b的周壁面3d突出，进气偏向肋4的突出端缘部4a靠近出口气道部分3b的中心部，进气偏向肋4的缸体侧端缘部4b朝向进气阀口3a。
技术方案4的发明在技术方案1至3的任一发明的效果上具有如下效果。
《效果》能够通过追加加工改变进气偏向肋的形状和/或大小。
如图1所示，进气偏向肋4从出口气道部分3b的周壁面3d突出，进气偏向肋4的突出端缘部4a靠近出口气道部分3b的中心部配置，进气偏向肋4的缸体侧端缘部4b朝向进气阀口3a，因此，进气偏向肋4的突出端缘部4b和缸体侧端缘部4b配置在靠近进气阀口3a的位置。因此，在对进入气体5的旋涡12、进气量进行微调等时，能够从进气阀口3a伸入切削用的工具未图示，易于通过追加加工切削进气偏向肋4的突出端缘部4a和缸体侧端缘部4b，易于通过追加加工改变进气偏向肋4的形状和/或大小。
附图说明
图1是从缸体侧观察本发明的实施方式的发动机的进气装置的示意图。
图2是从缸头的上方观察图1的进气装置的示意图。
图3A、图3B是图1的进气装置所使用的进气气道的立体图，图3A是在横向上从斜下方向上方观察的图，图3B是在前侧从斜下方向上方观察的图。
附图标记说明
1 缸头
2 进气气道
5 进入气体
6 缸体中心轴
7 缸体周壁
8 螺旋气道
8a 进气阀口
8b 出口气道部分
8c 进气引导气道部分
8d 气道入口
8e 辅助移动气道部分
8f 弯曲气道部分
8g 靠缸体周壁壁面
8h 边界部分
8i 靠缸体中心轴壁面
8j 靠缸体中心轴壁面8i的切线
8k 气道入口部分
8m 辅助移动气道部分8e的靠缸体中心轴壁面8i侧的壁面
8n 凸台侧壁面
9 角部
10 缸头螺栓
11 凸台
11a 外壁面
12 进入气体5的旋涡
具体实施方式
图1～图3B是说明本发明的实施方式的发动机的进气装置的图，在该实施方式中，说明立式直喷式多缸柴油机的进气装置。
如图1所示，在缸头1设置进气气道2，进气气道2具有切向气道(Tangential port)3，切向气道3具有位于进气阀口3a上方的出口气道部分3b和位于出口气道部分3b上游的进气引导气道部分3c，在切向气道3设置进气偏向肋4，通过该进气偏向肋4，使在切向气道3通过的进入气体5偏向靠近缸体周壁7的方向。
如图1所示，进气偏向肋4从出口气道部分3b的周壁面3d突出，进气偏向肋4的突出端缘部4a配置在出口气道部分3b的靠中心部的位置，进气偏向肋4的缸体侧端缘部4b朝向进气阀口3a。
根据上述结构，进气偏向肋4的突出端缘部4a、缸体侧端缘部4b配置在靠近进气阀口8a的位置。因此，在对进入气体5的旋涡12和进气量进行微调等时，能够从进气阀口3a伸入切削用的工具(未图示)，易于通过追加加工切削进气偏向肋4的突出端缘部4a和/或缸体侧端缘部4b，易于通过追加加工改变进气偏向肋4的形状、大小。
如图2所示，进气气道2具有螺旋气道8，螺旋气道8具有位于进气阀口8a上方的出口气道部分8b和位于出口气道部分8b上游的进气引导气道部分8c，进气引导气道部分8c具有靠近气道入口8d的辅助移动气道部分8e和靠近出口气道部分8b的弯曲气道部分8f。
在与缸体中心轴6平行的方向上观察，将弯曲气道部分8f的相互相向的两壁面中的靠近缸体周壁7的壁面作为靠缸体周壁壁面8g，该靠缸体周壁壁面8g弯曲为沿着缸体周壁7的形状，在辅助移动气道部分8e和弯曲气道部分8f的边界中的靠近缸体中心轴6的边界部分8h形成角部9。
将辅助移动气道部分8e的相互相向的两壁面中的靠缸体中心轴6的壁面作为靠缸体中心轴壁面8i，该靠缸体中心轴壁面8i的切线8j朝向弯曲气道部分8f的靠缸体周壁壁面8g。
如图2所示，在与缸体中心轴6平行的方向上观察，螺旋气道8的气道入口部分8k的相互相向的两壁面中的辅助移动气道部分8e的靠缸体中心轴壁面8i侧的壁面8m形成为圆弧形状，螺旋气道8的气道入口部分8k形成为越朝向下游截面积越小的漏斗形状。
如图2所示，构成进气气道2的切向气道3和螺旋气道8的两个气道入口部分3e、8k隔着用于将缸头1安装在缸体上的缸头螺栓10的凸台11配置，在与缸体中心轴6平行的方向上观察，两个气道入口部分3e、8k的凸台侧壁面3f、8n通过凸台11的外壁面11a而形成为圆弧状，两个气道入口部分3e、8k形成为越朝向气道下游截面积越小的漏斗形状。
如图1所示，在与缸体中心轴线6平行的方向上观察，进气气道2由相邻的切向气道3和螺旋气道8构成。
切向气道3是使进入气体5沿着缸体内的旋涡12的切线方向喷出的气道，螺旋气道8是用于在缸体内形成旋涡12的气道。
切向气道3的进气引导气道部分3c从气道入口部分3e延伸，一边靠近缸体和螺旋气道8一边弯曲，最终到达出口气道部分3b。
螺旋气道8的辅助移动气道部分8e从气道入口部分8k开始，通路截面积一边变小一边到达弯曲气道部分8f，弯曲气道部分8f一边以沿着缸体周壁7的圆弧形状弯曲一边到达出口气道部分8b。在辅助移动气道部分8e和弯曲气道部分8f的边界中的靠近缸体中心轴6的边界部分8h上形成角部9。在角部9的突出端形成尖锐状的棱线。
进气气道2的立体形状如图3A、图3B所示。
在图1所示的缸头1的进气侧端部1a安装不具有支路部的箱形的进气歧管(未图示)，进气气道2的气道入口部分3e、8e在进气歧管内相面对。
在缸体中心轴线6上配置有安装在缸头1上的燃料喷嘴14。
如图2所示，在与进气气道2的各出口气道部分3b、8b相邻的位置设置有排气气道15的2个入口气道部分15a、15b，从各入口气道部分15a、15b引出的排气气道15合流，然后到达缸头1的排气侧端部1b。在缸头1的排气侧端部1b安装排气歧管(未图示)，排气气道15与排气歧管连接。
图2所示的缸头螺栓10为用于将缸头1安装在缸体座(未图示)上的螺栓，在每个缸体上，在周向上以60°的等间隔配置6个，其中一个螺栓位于切向气道3的气道入口部分3e和螺旋气道8的气道入口部分8k之间，利用该凸台11的外周面11a，形成两个气道入口部分3e、8k的漏斗形状。

Claims (2)

1.一种发动机的进气装置，在缸头(1)上设置有进气气道(2)，进气气道(2)具有螺旋气道(8)，其特征在于，
螺旋气道(8)具有位于第一进气阀口(8a)上方的第一出口气道部分(8b)、位于第一出口气道部分(8b)的上游的第一进气引导气道部分(8c)、位于第一进气引导气道部分(8c)的上游的第一气道入口部分(8k)，第一进气引导气道部分(8c)具有靠近气道入口(8d)的辅助移动气道部分(8e)和靠近第一出口气道部分(8b)的弯曲气道部分(8f)，
在与缸体中心轴(6)平行的方向上观察，弯曲气道部分(8f)的相互相向的两壁面中的靠近缸体周壁(7)的壁面作为靠缸体周壁壁面(8g)，该靠缸体周壁壁面(8g)弯曲为沿着缸体周壁(7)延伸的形状，在辅助移动气道部分(8e)和弯曲气道部分(8f)的边界中的靠近缸体中心轴(6)的边界部分(8h)形成有角部(9)，
辅助移动气道部分(8e)的相互相向的两壁面中的靠近缸体中心轴(6)的壁面作为靠缸体中心轴壁面(8i)，该靠缸体中心轴壁面(8i)的切线(8j)朝向弯曲气道部分(8f)的靠缸体周壁壁面(8g)，
进气气道(2)具有切向气道(3)，切向气道(3)具有位于第二进气阀口(3a)的上方的第二出口气道部分(3b)、位于第二出口气道部分(3b)的上游的第二进气引导气道部分(3c)、位于第二进气引导气道部分(3c)的上游的第二气道入口部分(3e)，
构成进气气道(2)的切向气道(3)和螺旋气道(8)的第一及第二气道入口部分(3e、8k)隔着用于将缸头(1)安装在缸体上的缸头螺栓(10)的凸台(11)配置，
在与缸体中心轴(6)平行的方向上观察，第一及第二气道入口部分(3e、8k)的凸台侧壁面(3f、8n)借助凸台(11)的外壁面(11a)形成为圆弧状，第一及第二气道入口部分(3e、8k)形成为越朝向气道下游则截面积越小的漏斗形状。
2.根据权利要求1所述的发动机的进气装置，其特征在于，
在切向气道(3)中设置有进气偏向肋(4)，通过该进气偏向肋(4)，使在切向气道(3)中通过的进入气体(5)偏向靠近缸体周壁(7)侧，
进气偏向肋(4)从第二出口气道部分(3b)的周壁面(3d)突出，进气偏向肋(4)的突出端缘部(4a)靠近第二出口气道部分(3b)的中心部，进气偏向肋(4)的缸体侧端缘部(4b)朝向第二进气阀口(3a)。
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