CN110425031A - 一种两极可调进气涡流产生装置 - Google Patents

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Abstract

一种两极可调涡流产生装置，包括进气支管、涡流叶片、转轴、旋转圆柱、同步齿形带、支撑轮、拉绳、扭转弹簧、密封条、主动齿轮和键槽，本发明通过在进气系统中加装涡流叶片，并能根据柴油机的低转速和高转速工况调节叶片立起和倒下，满足柴油机对不同工况下对进气涡流强度的要求。与现有技术相比，本发明克服了在涡流产生时不能根据发动机工况改变涡流大小的问题。而且涡流机构安装在进气支管外壁，不增加发动机的进气阻力，便于发动机在多种工况下控制缸内涡流,组织燃烧,保持较好的燃油经济性、动力性和排放性能。

Description

一种两极可调进气涡流产生装置
技术领域
本发明属于内燃机进气系统技术领域，具体涉及一种两极可调涡流产生装置。
背景技术
随着对发动机动力性、经济性的要求不断提高和排放法规的日益严格,发动机设计越来越朝着节能减排的方向进行。人们一直将改进燃烧质量作为提高柴油机动力性和经济性的主要途径,其中空气的运动能量，尤其是进气涡流，是影响混合气形成，提高燃烧效率的重要因素。一般认为，柴油机在低速高负荷运行时,对进气量要求不多,但需要有大的涡流促进新鲜空气与喷射油束的充分混合，在高速及中低负荷运行时,需要较多的新鲜空气,此时进气系统需要有好的流通能力,尽量降低进气阻力。为了保证柴油机在不同转速下都能较好的组织缸内燃烧,需要在不同工况下配置不同强度的缸内涡流。目前,发动机进气涡流调节方式主要是在进气道入口处加装节流蝶阀,容易导致发动机进气阻力增大，进气量不足，而且不易调节涡流的强弱。因此,发明一种可以调节进气涡流强弱的结构装置与控制方法,以适应柴油机在不同工况下,缸内燃油雾化和燃烧过程对进气涡流强度的要求是必要的。尤其对提高柴油机低速运行性能更为重要。
发明内容
本发明的目的是提出一种在柴油发动机中根据低转速和高转速工况实现两极进气涡流可变调节的装置，且在发动机高转速时不降低气道流通能力。
本发明包括有进气支管、涡流叶片、旋转圆柱、转轴、拉绳、扭转弹簧、密封条、同步齿形带、支撑齿轮、主动齿轮、键槽；其中涡流叶片与旋转圆柱固接，可绕转轴转动，并具有一定倾斜角度地设置在进气支管的四个壁面上；旋转圆柱上安装有扭转弹簧，扭转弹簧的一端固定在进气支管的壁面上，另一端固定在旋转圆柱上；拉绳一端绕在旋转圆柱上并固定连接，另一端连接在同步齿形带上，可随同步齿形带的转动而拉紧，从而带动旋转圆柱、涡流叶片绕转轴转动角度；在同步齿形带上啮合有一个主动齿轮，通过键槽与步进电机连接，可为同步齿形带的转动提供动力；四个支撑齿轮在同一平面内，安装在进气支管的四条棱上并，支撑同步齿形带转动。
当同步齿形带在电机带动下转动一定距离时，拉绳拉动旋转圆柱转动，涡流叶片随之转动倒下，紧贴进气支管的内壁面。当电机倒转带动同步齿形带回转，拉绳不受力，旋转圆柱在扭转弹簧作用下回转复位，同时涡流叶片立起，与进气支管的壁面垂直。
本发明的工作原理及过程是：
本装置安装在进气歧管的下游，与发动机进气道相连接的位置。当发动机转速较低时，步进电机不转动，涡流叶片与进气支管的壁面垂直，导流经过的空气，进气涡流大幅增强。当发动机转速增加到一定数值后，转速传感器将电信号传给车辆ECU，ECU发送指令给步进电机，使其转动一定角度。通过键槽和主动齿轮带动同步齿形带转动，从而会拉动拉绳，在力的作用下，涡流叶片随旋转圆柱会绕转轴转动。涡流叶片倒下，紧贴进气支管的壁面，此时不发挥导流作用，同时也不影响发动机的进气量。当发动机转速再次降低并到一定数值的时候，步进电机带动同步齿形带倒转，拉绳不受拉力变得松弛，旋转圆柱在回位弹簧的作用下回转，带动涡流叶片立起到与壁面垂直位置，进气涡流再次增加，以满足发动机在低转速工况下对气体运动的要求。
本发明的有益效果：
1.装置可以在柴油机低转速和中高速时调节进气涡流的强度大小，让发动机在两种工况下都保持着较合适的涡流比，同时在中高速时也不阻碍新鲜空气进入发动机气缸，影响进气量。
2.能够有效的提高汽车的动力性、经济性，并且减小排放。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为本发明实施例的正视图。
图3为涡流叶片转动机构的示意图
其中：1-进气支管；2-涡流叶片；3-旋转圆柱；4-转轴；5-拉绳；6-扭转弹簧；7-密封条；8-同步齿形带；9-支撑齿轮；10-键槽；11-主动齿轮。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本实施例包括有1、进气支管2涡流叶片3、旋转圆柱4、转轴5、拉绳6、扭转弹簧7、密封条8、同步齿形带9、支撑齿轮10、键槽11、主动齿轮；其中涡流叶片2与旋转圆柱3固接，绕转轴4转动，并具有一定倾斜角度地设置在进气支管1的四个壁面上，涡流叶片2可随旋转圆柱3绕转轴4转动；旋转圆柱3上安装有扭转弹簧6，扭转弹簧6的一端固定在进气支管1的壁面上，另一端固定在旋转圆柱3上；拉绳5一端绕在旋转圆柱3上并固定连接，另一端连接在同步齿形带8上，可随同步齿形带8的转动而拉紧，从而带动旋转圆柱3随涡流叶片2绕转轴4转动角度；在同步齿形带8上啮合有一个主动齿轮10，通过键槽11与步进电机连接，可为同步齿形带8的转动提供动力；四个支撑齿轮9安装在进气支管1的四个棱上并在同一平面内，支撑同步齿形带8转动。
当同步齿形带8在电机带动下转动一定距离时，拉绳5拉动旋转圆柱3转动，涡流叶片2随之转动倒下，紧贴进气支管1的内壁面。当电机倒转带动同步齿形带8回转，拉绳5不受力，旋转圆柱3在扭转弹簧6作用下回转复位，同时涡流叶片2立起，与进气支管1的壁面垂直。
本发明安装在进气歧管的下游，与发动机进气道相连接的过渡位置。当发动机转速较低的时候，步进电机不转动，涡流叶片2进气支管1的壁面垂直，导流经过的空气，产生较强的进气涡流。当柴油机转速增加到一定数值后，转速传感器将电信号传给车辆ECU，ECU发送指令给步进电机，使其转动一定角度。通过键槽11和主动齿轮10带动同步齿形带8转动，从而会拉动拉绳5，在力的作用下，涡流叶片2和旋转圆柱3会绕转轴4转动，涡流叶片2倒下，紧贴进气支管1的内壁，此时不起导流空气的作用，也不影响发动机的进气量。当发动机的转速由中高速降到低速时，步进电机接收ECU指令后倒转，同步齿形带8随之也向相反的方向转动，拉绳5由绷紧状态变为松弛状态，涡流叶片2随着旋转圆柱3在扭转弹簧6的作用下绕转轴4往回转动，涡流叶片2立起，与进气支管1的壁面垂直，继续导流经过的空气，产生较强的进气涡流。发动机在低转速在和中高转速之间转换时，涡流叶片2同时也在立起与倒下之间改变，使发动机在两种工况下都保持着合适强度的进气涡流，以改善气缸内混合气的形成，提高燃烧效率，从而达到节能减排的作用。

Claims (1)

1.一种两极可调进气涡流产生装置，其特征在于：包括有进气支管(1)、涡流叶片(2)、旋转圆柱(3)、转轴(4)、拉绳(5)、扭转弹簧(6)、密封条(7)、同步齿形带(8)、支撑齿轮(9)、主动齿轮(10)和键槽(11)；涡流叶片(2)与旋转圆柱(3)固接，可绕转轴(4)转动，并倾斜地设置在进气管(1)的四个壁面上；旋转圆柱(3)上安装有扭转弹簧(6)，扭转弹簧(6)的一端固定在进气支管(1)的壁面上，另一端固定在旋转圆柱(3)上；拉绳(5)一端绕在旋转圆柱(3)上并固定连接，另一端连接在同步齿形带(8)上，可随同步齿形带(8)的转动而拉紧，从而带动涡流叶片(2)随旋转圆柱(3)绕转轴(4)转动；在同步齿形带(8)上啮合有一个主动齿轮(10)，通过键槽(11)与步进电机连接，可为同步齿形带(8)的转动提供动力；四个支撑齿轮(9)安装在进气支管(1)的四条棱上并在同一平面内，支撑同步齿形带(8)转动；当同步齿形带(8)在电机带动下转动一定距离时，拉绳(5)拉动旋转圆柱(3)转动，涡流叶片(2)随之倒下，紧贴进气支管(1)的内壁面。当电机倒转带动同步齿形带(8)回转，拉绳(5)不受力，旋转圆柱(3)在扭转弹簧(6)作用下回转复位，同时涡流叶片(2)立起，与进气支管(1)的壁面垂直。
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