CN109989824B - 内燃机的进气结构 - Google Patents

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Abstract

在内燃机的进气结构中，在进气口的阀座的进气上游侧上设置有凸起部分，当从汽缸室的上侧观察时，该凸起部分在汽缸室的外周部分附近的位置中突出到进气口的内部。凸起部分包括：上游引导表面，该上游引导表面从凸起部分的顶点延伸到进气上游侧；以及下游引导表面，该下游引导表面从顶点延伸到进气下游侧并且包括在其中间部分处凹入到凸起部分内部的弯曲表面。

Description

内燃机的进气结构
技术领域
本发明涉及一种内燃机的进气结构。
背景技术
已知这样的技术，其中通过进气形成沿汽缸室的轴线方向打旋(swirling，成漩涡)的翻滚流，以便有效地执行内燃机的燃烧。
在这种情况下，进气口被设置为相对于汽缸室的中心线倾斜至汽缸室的一侧，以便形成翻滚流。
为了提高内燃机的燃烧效率，重要的是稳定地获得强的翻滚流。
在JP-U-H7-25235中，提出了在进气口中设置产生用于产生翻滚流的偏转流的突起部，并且该突起部由弹性波纹管形成。
根据JP-U-H7-25235，通过调节突起部的隆起量来调节偏转流的强度，使得根据内燃机的负载来调节翻滚流的强度。
在JP-A-2004-316609中，提出了在定位于远离进气口的壁面的一侧的远侧上的壁面和与进气口连续的阀座的喉部之间的边界中设置突出到进气口内部的阶状部。
根据JP-A-2004-316609，沿着定位在远离进气口的壁面的一侧的远侧上的壁面引导的进气(即，在与翻滚流相反的方向上的进气)的流被阶状部干扰。在与该侧相对的一侧上在汽缸室中引导的进气(即，在与翻滚流相反的方向上的进气)的流动速率被控制以获得强的翻滚流。
然而，在相关技术中，不考虑如何防止在汽缸室中形成的翻滚流部分回流到进气口。
具体地，当内燃机以高膨胀比操作时，在当活塞从下止点上升到上止点时进气阀关闭晚的情况下，因为翻滚流较强，所以汽缸室中的燃料空气混合物更容易地回流到进气口。为此，存在充气效率变差的问题。另外，通常，汽缸盖通过机加工在铸件中形成阀座等。然而，例如，在通过使用机器加工形成阶状部的情况下，存在如下问题：阶状部的位置根据加工精度而变化，并且当铸造时模具的偏离被重复时，阶状部的高度发生变化。
考虑到上述情形做出了本发明，并且其目的是提供一种有利于加强汽缸室中的翻滚流并防止燃料空气混合物回流到进气口的内燃机的进气结构。
发明内容
根据本发明的一个方面，在内燃机的进气结构中，在进气口的阀座的进气上游侧上设置有凸起部分，当从汽缸室的上侧观察时，该凸起部分在汽缸室的外周部分附近的位置中突出到进气口的内部。凸起部分包括：上游引导表面，该上游引导表面从凸起部分的顶点延伸到进气上游侧；以及下游引导表面，该下游引导表面从顶点延伸到进气下游侧并且包括在其中间部分处凹入到凸起部分内部的弯曲表面。
根据本发明，下游引导表面将燃料空气混合物(该燃料空气混合物即将由从汽缸室至外周壁部的翻滚流引导返回到进气口)从外周壁部引导至中央壁部。即将由翻滚流从汽缸室返回到进气口的上游侧的燃料空气混合物被所引导的燃料空气混合物的流阻挡。
因此，其有利于防止汽缸室中的燃料空气混合物回流到进气口，并且有利于提高充气效率。
附图说明
图1是示出了根据第一实施例的内燃机的进气结构的结构的截面图。
图2是示出了当从进气口的上游侧观察时汽缸室、进气口和排气口的视图。
图3是示出了沿着图2的线A-A的截面表面的凸起部分的剖面的截面图。
图4是用于描述当从汽缸室的内部观察时在进气口中形成的凸起部分的视图。
图5是示出了当从进气口的上游侧观察时第二实施例中的汽缸室、进气口和排气口的视图。
具体实施方式
＜第一实施例＞
在下文中，将参照附图描述本发明的实施例。
如图1所示，内燃机(发动机)10包括：汽缸体14，在该汽缸体中形成有多个汽缸室12；汽缸盖16，该汽缸盖设置在汽缸体14的上侧上；以及活塞18，该活塞布置在汽缸室12中。
燃烧室20由汽缸室12的内周表面1202、汽缸盖16的下表面1602和活塞18的顶表面1802构造。
汽缸盖16设置有两个进气口22、打开和关闭相应进气口22的进气阀24、两个排气口26、打开和关闭相应排气口26的排气阀28，以及火花塞30。
火花塞30设置在汽缸盖16的下表面1602中以定位在燃烧室20的几乎中心处。
每个进气口22包括：上游部分2202，该上游部分与进气歧管31连通以沿汽缸室12的径向方向在汽缸室12的上侧上延伸；以及下游部分2204，该下游部分连接到上游部分2202并且弯曲到汽缸室12侧。
进气阀座32安装在下游部分2204的下游端，并且进气口22通过使进气阀24接触在进气阀座32上和使进气阀从进气阀座32分离来关闭和打开。
如图1和图2所示，下游部分2204的相对于进气阀座32邻近于上游侧的部分34包括：中央壁部34A，该中央壁部在汽缸室12的中央部分侧上以半弧形形状延伸；以及外周壁部34B，该外周壁部在汽缸室12的外周侧上以半弧形形状延伸。
如图1和图3所示，在每个进气口22的外周壁部34B中，用于产生翻滚流T1的凸起部分36分别形成为突出到进气口22的内部。附图标记3610表示凸起部分36的顶点。
如图1至图4所示，每个凸起部分36分别包括上游引导表面3602和下游引导表面3604。
上游引导表面3602从顶点3610延伸到进气上游侧。
下游引导表面3604从顶点3610延伸到进气下游侧，以形成在中间部分处凹入到凸起部分36内部的弯曲表面。
如图2和图4所示，当从进气口22内部的进气的上游侧观察时，顶点3610在与进气口22的进气的流动方向正交的方向上线性地延伸。
上游引导表面3602倾斜地形成为使得从进气口22流入汽缸室12的进气形成翻滚流T1。
换句话说，上游引导表面3602被形成为使得流动通过进气口22的进气被引导至汽缸室12的中心。
上游引导表面3602与进气口22的壁面连续地连接以形成钝角。
在进气阀24的进气冲程时，下游引导表面3604将燃料空气混合物(该燃料空气混合物将要由从汽缸室12至外周壁部34B翻滚流T1引导返回到进气口22)引导至中央壁部34A，从而防止燃料空气混合物返回到进气口22的上游侧。
当更详细地给出描述时，下游引导表面3604的尖端指向在汽缸室12的中央部分侧上以半弧形形状延伸的中央壁部34A的部分。
另外，顶点3610形成为流线型，其中，上游引导表面3602和下游引导表面3604以曲线连接。
顺便地说，在铸造汽缸盖16时，凸起部分36通过模具形成，顶点3610和上游引导表面3602在芯(模具)中形成，并且下游引导表面3604通过切割加工而形成。
因此，可以简单地生产凸起部分36，这有利于提高生产率。
顺便地说，还认为凸起部分36的顶点3610通过切割加工而形成。然而，在这种情况下，顶点3610的位置可以根据切割加工的精度而偏离。另外，由于切割加工通过钻头等执行，所以认为顶点3610不能线性地形成，并且当进气被引导至汽缸室12的中心时的定时(timing)在径向方向上偏离，以便影响翻滚流T1的形成。进一步地，由于切割加工的端表面是有边缘的，所以也认为湍流是由边缘产生的，并且翻滚流T1的形成还受湍流的影响。
因此，当凸起部分36形成在铸件的模具中时，顶点3610可以形成为以曲线连接的流线型。进一步地，由切割加工制成的边缘位于顶点3610的下游侧上，并因此可以降低边缘对翻滚流形成的影响。
根据本实施例获得以下操作效果。
下游引导表面3604将燃料空气混合物(该燃料空气混合物将要由从汽缸室12至外周壁部34B的翻滚流T1引导返回到进气口22)从外周壁部34B引导至中央壁部34A。因此，将要由翻滚流T1从汽缸室12返回到进气口22的上游侧的进气被所引导的燃料空气混合物的流T2阻挡。
因此，其有利于防止汽缸室12中的燃料空气混合物回流到进气口22，并且有利于提高充气效率。
另外，顶点3610在与进气口22的进气的流动方向正交的方向线性地延伸。因此，进气通过凸起部分36的上游引导表面3602被引导入汽缸室12中以形成翻滚流T1，并且由凸起部分36的上游引导表面3602引导的进气在顶点3610的延伸方向不偏转。因此，能够加强翻滚流T1，这有利于有效地将进气引导入汽缸室12中，并且有利于提高充气效率。
另外，上游引导表面3602和进气口22的壁面连续地连接以形成钝角。因此，由上游引导表面3602引起的阻力在进气被上游引导表面3602偏转时被控制，以加强翻滚流T1。其有利于有效地将进气引导入汽缸室12中，并且有利于提高充气效率。
顺便地说，下游引导表面3604可以形成为使得燃料空气混合物(该燃料空气混合物即将由从汽缸室12至外周壁部34B的翻滚流T1引导返回到进气口22)从外周壁部34B引导至阀座24的面向外周壁部34B的后表面2404，使得在下游引导表面3604与进气阀24的后表面2404之间形成旋涡流。在这种情况下，即将由翻滚流T1从汽缸室12返回到进气口22的上游侧的进气被旋涡流阻挡。因此，其有利于防止汽缸室12中的燃料空气混合物回流到进气口22，并且有利于提高充气效率。
＜第二实施例＞
接下来，将参考图5描述第二实施例。
顺便地说，在下面的实施例中，与第一实施例相同的部分和构件采用与第一实施例相同的附图标记来表示，并且不重复对其的解释。
第二实施例与第一实施例的不同之处在于，凸起部分36包括具有不同突出高度的两个顶点3610A和3610B，并且第二实施例与第一实施例的相似之处在于，上游引导表面3602和下游引导表面3604形成在凸起部分36中的每一个中。
当更详细地给出描述时，当从进气口22的上游侧观察时，凸起部分36包括：第一部分36A，在该第一部分中，顶点3610A线性地延伸；以及第二部分36B，在该第二部分中，具有比顶点3610A更小的突出量的顶点3610B线性地延伸。
顶点3610A和3610B中的每一个在与流动通过进气口22的进气的流动方向正交的方向上延伸。
在该实施例中，两个进气口22相对于一个汽缸室12并排设置。因此，第一部分36A形成在凸起部分36的彼此分开的位置处。换句话说，凸起部分36A和36B的顶点3610A和3610B形成为使得内部低于外部，并且凸起部分36A和36B的形状形成为当从汽缸室12的上侧观察时具有在进气口22之间的中心的线性对称形状。
在第二实施例中，获得与第一实施例相同的效果，并且具有比第一部分36A更小的突出量的第二部分36B形成在两个进气口22中的凸起部分36的在汽缸室12的中心附近的位置处。因此，在进气冲程时，其更有利于加强被引导至汽缸室12的中心(深部分)的翻滚流T1。

Claims (4)

1.一种内燃机的进气结构，其中
在进气口的阀座的进气上游侧上设置有凸起部分，当从汽缸室的上侧观察时，所述凸起部分在所述汽缸室的外周部分附近的位置中从所述进气口的在向上方向上的下表面朝向所述进气口的上表面突出到所述进气口的内部；并且
所述凸起部分包括：
上游引导表面，所述上游引导表面从所述凸起部分的顶点延伸到所述进气上游侧，以及
下游引导表面，所述下游引导表面从所述顶点延伸到进气下游侧，并且所述下游引导表面包括在所述下游引导表面的中间部分处凹入到所述凸起部分内部的弯曲表面，
其中，所述下游引导表面被构造成将燃料空气混合物引导至所述汽缸室的中央壁部，所述燃料空气混合物从所述汽缸室流动至所述外周部分。
2.根据权利要求1所述的内燃机的进气结构，其中，所述顶点在与流动通过所述进气口的进气的流动方向正交的方向上延伸。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的进气结构，其中，两个所述进气口相对于一个所述汽缸室并排设置，
对两个所述进气口中的每一个设置所述凸起部分，并且
每个所述凸起部分的所述顶点的内部被形成为低于所述顶点的外部。
4.根据权利要求3所述的内燃机的进气结构，其中，当从所述汽缸室的上侧观察时，所述凸起部分的形状被形成为关于在两个所述进气口之间绘制的虚拟线线性对称。
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