CN105508060A - 一种形成螺旋气流的节气门装置 - Google Patents

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潘明章
潘家营
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Abstract

本发明公开了一种形成螺旋气流的节气门装置，包括设置在节气门体上的节气门，所述节气门体为空心圆柱体结构，所述节气门体上环向等间距的排列设置有连接孔，所述连接孔内转动连接有连接件，所述连接件的上部一体形成有套接有小齿轮的六棱柱结构，所述节气门体上套接有与所述小齿轮相啮合的平面齿轮，所述节气门由八块圆心角为45°的扇形叶片构成，所述连接件的下部设置有与所述扇形叶片相卡接的凹槽；本发明装置可以提高发动机小负荷工况时的缸内湍流强度，以增加小负荷时发动机的热效率。

Description

一种形成螺旋气流的节气门装置
技术领域
本发明涉及发动机节气门领域，具体的说，是涉及一种适用于点火式发动机形成螺旋气流的节气门装置。
背景技术
目前，火花点火式发动机大多采用节气门装置来控制气缸中的进气量。在进气冲程中，气体进入进气管后流过节气门和燃料混合形成可燃混合气。燃料进入气缸的方式分为两种：一种是进气道喷射，空气和燃料在进气道中就开始混合，形成可燃混合气；另一种是采用缸内直喷技术把燃料直接喷进气缸。活塞上行压缩可燃混合气，在活塞到达上止点附近时，气缸内的可燃混合气经火花塞点火开始燃烧膨胀，推动活塞运动，经曲轴转动对外做功。
发动机的工况分为启动、怠速、小负荷、中负荷、全负荷、加减速等工况。火花点火式发动机是量调节式的，即通过改变进气量来适应工况对输出扭矩的需求。在城市里，汽车大部分时间是运行在小负荷和中等符合工况下。发动机小负荷工况的特点是发动机转速低、节气门开度小、进气流速低，所以燃料喷雾及油膜的雾化混合条件较差，并且发动机缸内湍流强度较小，导致可燃混合气燃烧较差，发动机热效率低且CO和HC排放较为严重。因此，若在小负荷时进入气缸的可燃混合气湍流强度大，混合的越充分，可燃混合气的燃烧则越充分，越有利于提高发动机的热效率。发动机多采用组织缸内气流运动来达到燃料和空气充分混合的目的。
目前,商用的普通发动机节气门是由节气门,节气门定位器,怠速开关,节气门体等组成。节气门为一完整的平面金属圆板，通过调节节气门开启的角度，来调节进入发动机空气的多少。但是对于整体的平面节气门，小负荷时，流过的气流流速低，气体进入气缸时湍流度较小，不利于提高小负荷时的发动机热效率。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可以改变进气流动状态的节气门装置，该装置可以提高发动机小负荷工况时的缸内湍流强度，以增加小负荷时发动机的热效率。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种形成螺旋气流的节气门装置，包括设置在节气门体上的节气门，所述节气门体为空心圆柱体结构，所述节气门体上环向等间距的排列设置有连接孔，所述连接孔内转动连接有连接件，所述连接件的上部一体形成有套接有小齿轮的六棱柱结构，所述节气门体上套接有与所述小齿轮相啮合的平面齿轮，所述节气门由八块圆心角为45°的扇形叶片构成，所述连接件的下部设置有与所述扇形叶片相卡接的凹槽。
所述凹槽与所述扇形叶片为过盈连接。
所述扇形叶片为金属材质。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
1.本发明中平面齿轮可由伺服电机来驱动，平面齿轮带动小齿轮转动，小齿轮通过连接件带动扇形叶片沿着连接孔的轴心转动，实现驱动每个单独的扇形金属片，如此便可实现节气门的精确控制，小齿轮转动的角度不同，因此通过的空气流量也不同，以此来控制通过节气门流量的大小。
2.本发明中节气门由八块圆心角为45°的扇形叶片构成，气流通过该节气门可以产生螺旋气流，增加了发动机小负荷时进入气缸气体的湍流度，改善了小负荷时燃料与空气混合不均的问题，另外湍流度的增加，增大燃烧反应面积，加强传质传热，提高了湍流火焰传播速度和放热速度，因此提高发动机在小负荷时的热效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是扇形叶片的结构示意图。
图3是平面齿轮的结构示意图。
图4是连接件的结构示意图.
图5是小齿轮的结构示意图。
图6是扇形叶片的局部装配结构示意图。
附图标记：1-节气门体2-扇形叶片3-平面齿轮4-连接件5-小齿轮
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述：
如图1至图6所示，一种形成螺旋气流的节气门装置，包括设置在节气门体1上的节气门，节气门由八块独立的且圆心角为45°的扇形叶片2构成，扇形叶片2较薄，由金属材质制成，可由优质钢经冲压成型，加工比较便利；
每个独立的扇形叶片2连接一个圆柱形的连接件4，连接件4的圆柱部分与连接孔接触，形成转动副；连接件4的下部开有凹槽，可以采用过盈配合的方式和扇形叶片2进行装配；连接件4的上部与连接件4一体形成有六棱柱结构，六棱柱上套上一个小齿轮5，用来驱动每个单独的扇形叶片2，小齿轮5的转动，带动扇形叶片2沿着连接件4的轴心转动，小齿轮5转动的角度不同，通过的空气流量也不同，以此来控制通过节气门流量的大小。
为了使每个扇形叶片2具有相同的转动相位，用一个平面齿轮3来同时驱动各个扇形叶片2对应的小齿轮5，这样，各个扇形叶片2在任何时刻都有相同的开度；平面齿轮3套于节气门体1之上，平面齿轮3可由伺服电机来驱动，如此便可实现节气门的电动精确控制。由于扇形叶片2在打开时，扇形叶片2平面于气流方向具有一定的夹角，气流流过两个扇形叶片2之间的缝隙时，会改变方向；任意两个相邻的扇形叶片2均具有相同形状、大小的缝隙，但是使通过的气流在空间上改变的方向却不一样，在空间上形成旋转的螺旋气流，如此，气流进入气缸时，湍流度便能增加，利于燃料和空气的混合，湍流和燃烧相互作用更能增加发动机的热效率。

Claims (3)

1.一种形成螺旋气流的节气门装置，包括设置在节气门体上的节气门，其特征在于，所述节气门体为空心圆柱体结构，所述节气门体上环向等间距的排列设置有连接孔，所述连接孔内转动连接有连接件，所述连接件的上部一体形成有套接有小齿轮的六棱柱结构，所述节气门体上套接有与所述小齿轮相啮合的平面齿轮，所述节气门由八块圆心角为45°的扇形叶片构成，所述连接件的下部设置有与所述扇形叶片相卡接的凹槽。
2.根据权利要求1所述的一种形成螺旋气流的节气门装置，其特征在于，所述凹槽与所述扇形叶片为过盈连接。
3.根据权利要求1所述的一种形成螺旋气流的节气门装置，其特征在于，所述扇形叶片为金属材质。
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