CN104632479B - 一种发动机进气道结构 - Google Patents

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Abstract

一种发动机进气道结构，属于发动机的气道技术领域。该进气道结构让第一进气道与第二进气道通过进气扰流道相连通，且进气扰流道出气口与第一进气道相连接、进气扰流道进气口与第二进气道连接，进气扰流道出气口的圆形通道面积小于进气扰流道进气口的圆形通道面积，进气扰流道呈渐缩状，进气扰流道与第一进气道和第二进气道相交处均采用圆弧过渡。当气体流经进气扰流道时，受到进气扰流道形状的影响，气体的流动速度增加，与第一进气道内气体混合后，使得通过第一进气道进入燃烧室的气体扰动能力增强，同时也调节了第一进气道和第二进气道最终的气体流量。使缸内油气混合情况改善，促使燃烧速度增加，燃烧更加充分。

Description

一种发动机进气道结构
技术领域
本发明涉及一种发动机进气道结构，尤其涉及一种气体燃料发动机的进气道结构。
背景技术
在当今世界能源短缺，汽柴油价格上涨，排放法规日益严格的大背景下，以及在节能减排的大趋势下，以天然气为燃料的发动机因具有抗爆性能好、可以更好的适应发动机稀薄燃烧等明显优点，开始得到了推广。
对于采用传统进气结构的发动机，特别是采用四气门结构的发动机，其进气流量和气流方向在气道中无法进行有效的调节，导致燃烧室内气流扰动不够充分，进而造成燃烧室内的燃料分布不够均匀，致使燃料不能充分燃烧、排放恶劣等一系列问题。特别对于气体燃料发动机而言，由于燃料的固有属性更容易造成燃烧速度慢，燃烧不充分，导致排放效果差等问题。
发明内容
本发明的目的在于通过提供一种用于发动机的进气道结构，以解决现在发动机进气过程中所存在的不足，从而改善发动机进气性能、加快燃料燃烧速度，提高发动机的燃烧效率。
本发明所采用的技术方案如下：一种发动机进气道结构，包括与燃烧室连接的第一进气道和第二进气道，它还包括进气扰流道，所述第一进气道与第二进气道通过进气扰流道相连通，且进气扰流道出气口与第一进气道相连接、进气扰流道进气口与第二进气道连接，进气扰流道出气口的圆形通道面积小于进气扰流道进气口的圆形通道面积，进气扰流道出气口的中心偏离第一进气道中心的距离为第一进气道在此处圆截面半径的5-80%，且进气扰流道出气口尾部采用蜗壳型结构，进气扰流道与第二进气道的夹角a范围为10-80度角，进气扰流道呈渐缩状，其收敛半角范围为5-40度角，进气扰流道与第一进气道相交处下沿和进气扰流道与第二进气道相交处上沿均采用圆弧过渡。
在所述进气扰流道进气口处设置一个伸入第二进气道中的固定引流板，且固定引流板在第二进气道进气方向上的投影面积为第二进气道在此处圆截面积的10-70%。
在所述进气扰流道进气口处设置一个位于第二进气道中绕旋转轴转动的旋转引流板，且旋转引流板的形状与第二进气道的圆截面相配合。
采用上述的方案，当气体流经进气扰流道时，受到进气扰流道形状的影响，气体的流动速度增加，与第一进气道内气体混合后，使得通过第一进气道进入燃烧室的气体扰动能力增强，同时也调节了第一进气道和第二进气道最终的气体流量；而且当第二进气道内设置有固定或旋转的引流板时，可以更好的调节流入进气扰流道内的气体流量，进而可以更好的实现增强第一进气道进入燃烧室的气体的扰动能力，更好的优化了两个进气道最终的气体流量。
本发明的有益效果是：这种发动机进气道结构让第一进气道与第二进气道通过进气扰流道相连通，且进气扰流道出气口与第一进气道相连接、进气扰流道进气口与第二进气道连接，进气扰流道出气口的圆形通道面积小于进气扰流道进气口的圆形通道面积，进气扰流道呈渐缩状，进气扰流道与第一进气道和第二进气道相交处均采用圆弧过渡。当气体流经进气扰流道时，受到进气扰流道形状的影响，气体的流动速度增加，与第一进气道内气体混合后，使得通过第一进气道进入燃烧室的气体扰动能力增强，同时也调节了第一进气道和第二进气道最终的气体流量。使缸内油气混合情况改善，促使燃烧速度增加，燃烧更加充分。
附图说明：
图1是一种发动机进气道结构的主视图。
图2是图1中的A-A剖视图。
图3是图1中的B-B剖视图。
图4是图2中的C-C剖视图。
图5是发动机进气道内设置固定引流板的结构图。
图6是发动机进气道内设置旋转引流板的结构图。
图中：1、第一进气道，1a、第一进气道出气口，2、第二进气道，2a、第二进气道出气口，3、进气扰流道，3a、进气扰流道出气口，3b、进气扰流道进气口，4活塞，5、燃烧室，a、第二进气道与进气扰流道的夹角，I、进气扰流道与第二进气道相交处上沿，II、固定引流板，II-1、旋转引流板，II-2、旋转轴，III、进气扰流道与第一进气道相交处下沿。
具体实施方式：
下面结合附图具体说明本发明的实施方式。
图1、2、3、4示出了一种发动机进气道的结构图。图中，发动机进气道结构包括与燃烧室5连接的第一进气道1、第二进气道2和进气扰流道3，第一进气道1与第二进气道2通过进气扰流道3相连通，且进气扰流道出气口3a与第一进气道1相连接、进气扰流道进气口3b与第二进气道2连接，进气扰流道出气口3a的圆形通道面积小于进气扰流道进气口3b 的圆形通道面积，进气扰流道出气口3a的中心偏离第一进气道1中心的距离为第一进气道1在此处圆截面半径的60%，且进气扰流道出气口3a尾部采用蜗壳型结构，进气扰流道3与第二进气道2的夹角a范围为60度角，进气扰流道3呈渐缩状，其收敛半角范围为20度角，进气扰流道与第一进气道相交处下沿III和进气扰流道与第二进气道相交处上沿I均采用圆弧过渡。
图5示出了在发动机进气道内设置固定引流板的结构图。在进气扰流道进气口3b处设置一个伸入第二进气道2 中的固定引流板II，且固定引流板II在第二进气道2进气方向上的投影面积为第二进气道2在此处圆截面积的50%。
图6示出了在发动机进气道内设置旋转引流板的结构图。在进气扰流道进气口3b处设置一个位于第二进气道2 中绕旋转轴II-2 转动的旋转引流板II-1，且旋转引流板II-1的形状与第二进气道2的圆截面相配合。
上述技术方案的进气道有三种结构，其共同特点是：进气扰流道3与第二进气道2的a为10-80度角，进气扰流道3呈渐缩形状，其收敛半角范围为5-40度角，进气扰流道出气口3a截面尺寸小于进气扰流道进气口3b截面尺寸，以保证气体通过此渐缩管后流速可以得到提升。进气扰流道出气口3a的中心与第一进气道1的中心垂直距离为第一进气道1在此处截面半径的5-80%，以保证气体能顺利通过进气扰流道3进入第一进气道1。进气扰流道出气口3a尾部采用蜗壳型结构，用于帮助进气扰流道3内的气体顺利进入第一进气道1的同时，提高进气的扰动能力。举例说明：若第一进气道1首先需要保证较大的进气流量，则夹角a可取较小值，进气扰流道3收敛半角、第一进气道1与进气扰流道3的偏心距也均可取较小值，这样可以同时满足增大第一进气道1进气量和提高气流扰动能力的需要，若第一进气道1首先需要保证较强的气流扰动能力，所述三者的取值则反之，这样可以同时满足提高气流扰动能力和增大第一进气道1进气量的需要。进气扰流道3分别与第一进气道1、第二进气道2的交界处的下沿、上沿采用较大的圆角过渡，以在降低流动损失的同时提高气体扰动效果。
第一进气道1、第二进气道2、进气扰流道3通过上述结构实现连通，其显著优势在于：能够改变两个进气道各自最终的气体流量，改变了气体的流动方向，使通过第一进气道1进入燃烧室5中的气体扰动能力得到提高，改善了燃烧室5的油气混合情况，提高了燃烧室5内燃料的燃烧速率，达到改善发动机经济性与排放情况的目的。

Claims (3)

1.一种发动机进气道结构，包括与燃烧室(5)连接的第一进气道(1)和第二进气道(2)，其特征在于：它还包括进气扰流道(3)，所述第一进气道(1)与第二进气道(2)通过进气扰流道(3)相连通，且进气扰流道出气口(3a)与第一进气道(1)相连接、进气扰流道进气口(3b)与第二进气道(2)连接，进气扰流道出气口(3a)的圆形通道面积小于进气扰流道进气口(3b) 的圆形通道面积，进气扰流道出气口(3a)的中心偏离第一进气道(1)中心的距离为第一进气道(1)在此处圆截面半径的5-80%，且进气扰流道出气口(3a)尾部采用蜗壳型结构，进气扰流道(3)与第二进气道(2)的夹角a范围为10-80度角，进气扰流道(3)呈渐缩状，其收敛半角范围为5-40度角，进气扰流道与第一进气道相交处下沿(III)和进气扰流道与第二进气道相交处上沿(I)均采用圆弧过渡。
2.根据权利要求1所述的一种发动机进气道结构，其特征在于：在所述进气扰流道进气口(3b)处设置一个伸入第二进气道(2) 中的固定引流板(II)，且固定引流板(II)在第二进气道(2)进气方向上的投影面积为第二进气道(2)在此处圆截面积的10-70%。
3.根据权利要求1所述的一种发动机进气道结构，其特征在于：在所述进气扰流道进气口(3b)处设置一个位于第二进气道(2) 中绕旋转轴(II-2) 转动的旋转引流板(II-1)，且旋转引流板(II-1)的形状与第二进气道(2)的圆截面相配合。
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