CN106555709A - 发动机的补气喷管、补气装置和发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机的补气喷管、补气装置和发动机。所述补气喷管的一端伸入所述发动机的进气道，所述补气喷管与所述发动机的进气门的气门杆之间的夹角为α，30°≤α≤45°。本发明的发动机的补气喷管有利于补气喷管内的空气直接喷入气缸的燃烧室，可以防止补气过程中空气倒流。

Description

发动机的补气喷管、补气装置和发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体而言，涉及一种发动机的补气喷管、具有该补气喷管的补气装置和具有该补气装置的发动机。

背景技术

废气涡轮增压技术是提高车辆性能的重要措施，但是在低速加速时由于增压器的惯性作用，压气机转速无法迅速提升，造成进气压力低，进气量少，发动机功率提升过程慢，且随着增压度的提高，增压器的响应滞后问题更加突出，补气技术可以在一定程度上解决上述问题。

发明人发现，现有的补气由于补气喷管的布置不合理，使得补充的空气无法迅速进入气缸内，且补充气体的过程中易造成空气导流，引发发动机喘振，存在改进空间。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机的补气喷管，以改善发动机的补气效果。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种发动机的补气喷管，所述补气喷管的一端伸入所述发动机的进气道，所述补气喷管与所述发动机的进气门的气门杆之间的夹角为α，30°≤α≤45°。

进一步地，所述补气喷管的出口设在所述补气喷管的所述一端上且邻近所述发动机的进气门，且所述补气喷管的出口与所述进气门的距离为第一预定值。

进一步地，所述第一预定值为10毫米-20毫米。

进一步地，所述补气喷管为一个，所述进气门为多个，且所述补气喷管的出口位于多个所述进气门中的一个的一侧。

进一步地，所述补气喷管为多个，所述进气门为多个，多个所述补气喷管与多个所述进气门一一对应，每个所述补气喷管的出口位于对应的所述进气门的一侧。

进一步地，所述补气喷管从所述发动机的进气歧管伸入所述发动机的进气道。

进一步地，所述补气喷管包括出口段，所述补气喷管的出口设在所述出口段的一端，所述出口段为圆管。

进一步地，所述补气喷管包括出口段，所述补气喷管的出口设在所述出口段的一端，所述出口段的横截面的面积从远离所述出口的一端向靠近所述出口的一端减小。

相对于现有技术，本发明所述的发动机的补气喷管具有以下优势：

(1)本发明所述的发动机的补气喷管，通过将补气喷管与气门杆之间的夹角限定为30°-45°之间，可以防止补气喷管内的空气在向气缸的燃烧室喷射时被气门杆挡住，有利于补气喷管内的空气直接喷入气缸的燃烧室，防止补气过程中空气倒流，引起发动机喘振，且补气喷管内的空气直接喷入燃烧室，可以在燃烧室内产生较高的滚流，以加快进气冲程中燃烧室内的油气混合速度，使混合气体混合得更加均匀，同时在压缩末期发动机的火花塞附近湍动能增加，能够改善点火焰的稳定性和燃烧的稳定性，火焰传播速度更快，可以降低发动机油耗。

(2)本发明所述的发动机的补气喷管，通过将补气喷管的出口邻近进气门设置，可以防止空气倒流引起发动机喘振，补气喷管喷出的空气可以更加顺利地进入燃烧室。

本发明的另一目的在于提出一种发动机的补气装置，以改善发动机的补气效果。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种发动机的补气装置，包括上述任一种所述的发动机的补气喷管。

所述补气装置与上述的补气喷管相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的另一目的在于提出一种发动机，以改善发动机的补气效果。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种发动机，包括上述任一种所述的发动机的补气装置。

所述发动机与上述的补气装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的补气喷管的布置位置示意图；

图2为本发明一种实施例所述的补气喷管的布置位置示意图；

图3为本发明另一种实施例所述的补气喷管的布置位置示意图；

图4为本发明另一种实施例所述的补气装置的结构示意图(示出了进气系统和排气系统)。

附图标记说明：

110-补气喷管，111-出口段，200-气缸，300-进气歧管，301-过孔，310-进气道，320-进气门，321-进气门的气门杆，410-排气道，420-排气门，3-中冷器，7-补气导轨，8-补气喷嘴，9-节气门，10-控制阀，11-空气储气瓶，12-气瓶压力传感器，13-第一控制阀，14-空气压缩机，15-第二控制阀，α-补气喷管与进气门的气门杆之间的夹角。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

发动机配有进气系统以向气缸200提供新鲜空气，在某些状况下，进气系统提供的新鲜空气的量不足以在最大程度上满足发动机的需求，补气装置用于向气缸200补充新鲜空气。

比如，对于涡轮发动机，在低速状态下加速时由于涡轮增压器的惯性作用，从排气门420与排气道410排出的废气不足，压气机转速无法迅速提升，造成进气压力低，进气量少，发动机功率提升过程慢，且随着增压度的提高，增压器的响应滞后问题更加突出，补气装置可以为气缸200提供额外的新鲜空气。

首先参考图1-图3详细描述根据本发明实施例的发动机的补气喷管110。

如图1-图3所示，根据本发明实施例的发动机的补气喷管110，补气喷管110的一端伸入发动机的进气道310，补气喷管110与发动机的进气门320的气门杆321之间的夹角为α，且满足：30°≤α≤45°。

可以理解的是，气门杆321沿气门杆321的中心轴线可移动以打开或关闭发动机的进气门320，在移动气门杆321使进气门320开启时，进气道310与气缸200的燃烧室连通，通过将补气喷管110与气门杆321之间的夹角限定为上述范围，可以防止补气喷管110内的空气被气门杆321挡住，有利于补气喷管110内的空气直接喷入气缸200的燃烧室。

根据本发明实施例的发动机的补气喷管110，可以使空气更顺利地进入气缸200的燃烧室，以防止补气过程中空气倒流，引起发动机喘振，且补气喷管110内的空气直接喷入燃烧室，可以在燃烧室内产生较高的滚流，以加快进气冲程中燃烧室内的油气混合速度，使混合气体混合得更加均匀，同时在压缩末期发动机的火花塞附近湍动能增加，能够改善点火焰的稳定性和燃烧的稳定性，火焰传播速度更快，可以降低发动机油耗。

如图1所示，进气系统的进气歧管300分出多个进气道310，多个进气道310分别与发动机多个气缸200相连，补气喷管110可以从发动机的进气歧管300伸入发动机的进气道310。

具体地，如图1所示，进气歧管300上可以设有过孔301，补气喷管110可以穿过过孔301，并沿发动机的进气道310延伸，可选地，补气喷管110可以与进气歧管300的过孔301焊接相连。

如图1所示，补气喷管110可以包括出口段111，出口段111即为补气喷管110的靠近进气门320的一段，补气喷管110的出口可以设置在出口段111的一端。

在本发明的一些可选的实施例中，出口段111可以为圆管。由此，便于补气喷管110内的空气均匀地喷向燃烧室，且补气喷管110喷出的空气的气流速度快。

在本发明的另一些可选的实施例中，补气喷管110的出口段111的横截面的面积从远离出口的一端向靠近出口的一端减小。

也就是说，补气喷管110的出口段111可以构造为渐缩管，且补气喷管110的出口处的横截面的面积最小。由此，补气喷管110喷出的空气的气流速度更快，有利于空气顺利地进入燃烧室，还可以防止补气过程中空气倒流，引起发动机喘振。

可选地，如图1所示，补气喷管110的出口可以位于发动机的进气门320的上方，以在进气门320开启时向燃烧室补气。

在本发明的一些优选实施例中，如图1所示，补气喷管110的出口可以设在补气喷管110的一端上，且补气喷管110的出口可以邻近发动机的进气门320，补气喷管110的出口与进气门320的距离为第一预定值。

可以理解的是，通过将补气喷管110的出口邻近进气门320设置，可以防止空气倒流引起发动机喘振，补气喷管110喷出的空气可以更加顺利地进入燃烧室，特别是对于直喷式发动机，在不干涉气门杆321的前提下，补气喷管110的出口离进气门320越近越好。

对于气道喷射式发动机，如果补气喷管110离进气门320较近，补气喷管110与油束干涉严重，油膜蒸发效果差，如果补气喷管110离进气门320较远，补气喷管110喷出的空气易倒流。

在本发明的一个优选实施例中，第一预定值可以为10毫米-20毫米，也就是说，补气喷管110的出口与进气门320的距离介于10毫米-20毫米之间，由此，既可以防止补气喷管110干涉油束，又能防止空气倒流。

在本发明的一些可选的实施例中，如图3所示，补气喷管110可以为一个，进气门320可以为多个，且补气喷管110的出口位于多个进气门320中的一个的一侧。

换言之，发动机的每个气缸200上设有一个补气喷管110，例如，对于设有两个进气门320的气缸200，补气喷管110可以设在两个进气门320的其中一个的一侧，使补充的空气从该侧进入气缸200的燃烧室。

可以理解的是，由于补气只在一个进气门320上发生，燃烧室内的气体流动不对称，进而在燃烧室内产生涡流，可以加快燃烧室内混合气体的流动速度，使混合气体混合得更加均匀，发动机的燃烧速度更快，燃烧持续期相对更短。

在本发明的另一些可选的实施例中，如图2所示，补气喷管110可以为多个，进气门320可以为多个，多个补气喷管110与多个进气门320可以一一对应，每个补气喷管110的出口可以位于对应的进气门320的一侧。

换言之，发动机的每个气缸200上补气喷管110的数目与该气缸200的进气门320的数目相等，且每个补气喷管110分别对应一个进气门320。例如，对于设有两个进气门320的气缸200，两个补气喷管110可以一一对应地设在对应的进气门320的一侧。

可以理解的是，补气发生在每个进气门320上，也就是说，补气量更大，混合气体混合得更加均匀，可以使最高燃烧压力对应的曲轴转角提前，且相较于单侧补气提前量更大。

综上所述，根据本发明实施例的发动机的补气喷管110，

根据本发明实施例的发动机的补气喷管110，通过将补气喷管110的出口邻近进气门320设置，使补气喷管110与气门杆321之间的夹角限定在特殊的范围，并使补气喷管110的出口段111构造为渐缩管，可以使空气更顺利地进入气缸200的燃烧室，防止补气过程中空气倒流，引起发动机喘振，且补气喷管110内的空气直接喷入燃烧室，且可以增加燃烧室内的滚流比，以加快燃烧室内混合气体的流动速度，使油气混合更加充分，发动机燃烧速度更快，可以降低发动机油耗。

下面描述根据本发明实施例的发动机的补气装置。

如图1-图3所示，发动机的补气装置包括上述实施例描述的任一种发动机的补气喷管110。

根据本发明实施例的发动机的补气装置，补气效果更好，发动机的油耗更低。

可选地，如图4所示，发动机的补气装置还可以包括空气压缩机14和空气储气瓶11。空气储气瓶11用于存储压缩空气，且空气储气瓶11的出口与补气喷管110相连，以在补气装置被触发时向气缸200的燃烧室补气，空气压缩机14的入口可以与发动机的进气系统连通，比如空气压缩机14的入口可以与进气系统的空气滤清器1相连，或者空气压缩机14的入口可以连接在中冷器3与节气门9之间。空气储气瓶11的入口可以与空气压缩机14的出口可选择性地连通，空气储气瓶11的出口可以与气缸200的燃烧室在补气装置被触发时连通。

在本发明的一个具体示例中，如图4所示，空气储气瓶11的出口可以与补气导轨7之间通过控制阀10相连，补气导轨7上可以设有多个补气喷嘴8，多个补气喷嘴8可以单独控制开启或关闭，多个补气喷嘴8可以与多个补气喷管110一一对应地相连，每个气缸200至少与一个补气喷管110相连。

如图1所示，空气压缩机14与空气储气瓶11之间还可以设有第一控制阀13，空气压缩机14与发动机的进气系统之间还可以设有第二控制阀15。在空气储气瓶11内的气压足够时，关闭第一控制阀13和第二控制阀15，空气压缩机14停止工作；在空气储气瓶11内的气压不足时，打开第一控制阀13和第二控制阀15，空气压缩机14开始工作以将高压新鲜空气储存到空气储气瓶11中。可选地，空气储气瓶11内可以设有气瓶压力传感器12以检测空气储气瓶11内的气压值。

下面描述根据本发明实施例的发动机。

如图1-图3所示，发动机包括上述实施例描述的任一种发动机的补气装置。

根据本发明实施例的发动机，发动机油耗的油耗更低，且不易引起喘振。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机的补气喷管(110)，其特征在于，所述补气喷管(110)的一端伸入所述发动机的进气道(310)，所述补气喷管(110)与所述发动机的进气门(320)的气门杆(321)之间的夹角为α，30°≤α≤45°。

2.根据权利要求1所述的发动机的补气喷管(110)，其特征在于，所述补气喷管(110)的出口设在所述补气喷管(110)的所述一端上且邻近所述发动机的进气门(320)，且所述补气喷管(110)的出口与所述进气门(320)的距离为第一预定值。

3.根据权利要求2所述的发动机的补气喷管(110)，其特征在于，所述第一预定值为10毫米-20毫米。

4.根据权利要求1所述的发动机的补气喷管(110)，其特征在于，所述补气喷管(110)为一个，所述进气门(320)为多个，且所述补气喷管(110)的出口位于多个所述进气门(320)中的一个的一侧。

5.根据权利要求1所述的发动机的补气喷管(110)，其特征在于，所述补气喷管(110)为多个，所述进气门(320)为多个，多个所述补气喷管(110)与多个所述进气门(320)一一对应，每个所述补气喷管(110)的出口位于对应的所述进气门(320)的一侧。

6.根据权利要求1所述的发动机的补气喷管(110)，其特征在于，所述补气喷管(110)从所述发动机的进气歧管(300)伸入所述发动机的进气道(310)。

7.根据权利要求1所述的发动机的补气喷管(110)，其特征在于，所述补气喷管(110)包括出口段(111)，所述补气喷管(110)的出口设在所述出口段(111)的一端，所述出口段(111)为圆管。

8.根据权利要求1所述的发动机的补气喷管(110)，其特征在于，所述补气喷管(110)包括出口段(111)，所述补气喷管(110)的出口设在所述出口段(111)的一端，所述出口段(111)的横截面的面积从远离所述出口的一端向靠近所述出口的一端减小。

9.一种发动机的补气装置，其特征在于，包括：根据权利要求1-8中任一项所述的发动机的补气喷管(110)。

10.一种发动机，其特征在于，包括：根据权利要求9所述的发动机的补气装置。