CN111486034A - 发动机进气道和发动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机进气道和发动机，所述的发动机进气道连接于进气歧管和进气门座圈之间，且该发动机进气道于其长度方向上具有依次相连的上段、中段及下段；其中，下段的最低点间的连线和该连线于气缸盖底平面上投影间的夹角为α，中段的最低点间的连线和该连线于气缸盖底平面上投影间的夹角为β，上段的最低点间的连线和该连线于气缸盖底平面上投影间的夹角为γ，夹角α、夹角β及夹角γ各不相同，且夹角α在24°～27°之间，夹角β在26°～29°之间。本发明所述的发动机进气道通过上述结构设置，在不减小发动机平均流量系数的同时，可有效提高发动机的滚流比，而可提高发动机的燃油经济性。

Description

发动机进气道和发动机

技术领域

本发明涉及车辆零部件技术领域，特别涉及一种发动机进气道，本发明还涉及一种应用有该发动机进气道的发动机。

背景技术

对于汽油发动机来说，平均流量系数和滚流比是用来评价发动机进气道性能的主要指标，其中，平均流量系数指流过气门座的实际空气流量与理论空气流量之比；滚流比表示气道的气流品质在在定压差下、叶片的转速与模拟气缸内空气流速之比。

平均流量系数直接影响发动机的充气效率，从而影响发动机的动力性指标。滚流可以影响油滴的运动轨迹和燃气混合过程，高滚流可以增加燃烧室内的湍流强度，而湍流可以使火焰传播速度加快，持续燃烧期短，放热效率提高，从而改善燃烧过程。而目前对发动机进气道的设计来说，增加滚流比通常以牺牲平均流量系数为代价。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机进气道，以能够在不降低流量系数的情况下，提高滚流比。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种发动机进气道，布置于气缸盖上，并连接于进气歧管及进气门座圈之间；

所述发动机进气道于其长度方向上具有依次相连的上段、中段及下段，且所述下段的最低点间的连线和该连线于所述气缸盖底平面上投影间的夹角为α，所述中段的最低点间的连线和该连线于所述气缸盖底平面上投影间的夹角为β，所述上段的最低点间的连线和该连线于发所属气缸盖底平面上投影间的夹角为γ，所述夹角α、所述夹角β及所述夹角γ各不相同，且所述夹角α在24°～27°之间，所述夹角β在26°～29°之间。

进一步的，所述夹角γ在12°～16°之间。

进一步的，所述气缸盖上构造有液压挺柱孔，且所述液压挺柱孔与所述发动机进气道间的最小距离在3.5～4.5mm之间。

进一步的，于所述发动机进气道的顶部构造有连通所述发动机进气道与曲轴箱间的通气孔。

进一步的，所述上段与所述中段之间，及所述中段与所述下段之间均为通过位于两者间的过渡段圆滑连接。

进一步的，于所述发动机进气道与所述进气门座圈相连的一端构造有喉口，且所述喉口包括依次相接的顶段，中间段及底段，且所述顶段最高点间的连线构成第一圆弧，所述中间段最高点间的连线为第一直线，所述底段最高点间的连线构成第二圆弧，所述中间段最低点间的连接为第二直线。

进一步的，所述第一圆弧的半径尺寸在40～50mm之间，所述第二圆弧的半径尺寸在1～2mm之间，所述第一直线与所述第二直线间的夹角在115°-125°之间。

进一步的，于所述发动机进气道和所述进气歧管之间装设有密封垫圈。

进一步的，于所述气缸盖上布置有冷却水套。

相对于现有技术，本发具有以下优势：

(1)本发明所述的发动机进气道，通过控制夹角α在24°～27°范围内，可增大进气滚流的同时，将夹角β控制在26°-29°范围内，以确保发动机进气道具有足够的流通面积，而且下段与中段之间的连接没有大的角度突变，在保证流量系数不减小的情况下，可有效提高滚流比。

(2)夹角γ设置在12°～16°之间，确保了外部进气歧管的装配便利性，降低了外部歧管的设计难度和装配难度。

(3)液压挺柱孔与发动机进气道间的最小距离设置在3.5～4.5mm之间，在保证进气性能的情况下，还兼顾了液压挺柱的安装强度。

(4)通过在发动机通气道内设置连通发动机进气道与曲轴箱的通气孔取消了复杂的外界管路，使结构更加紧凑，避免因管路密封不严导致气体的泄露而影响排放，同时规避了冬季低温下所造成的管路结冰问题。

(5)喉口按如上结构设置可进一步提高发动机滚流比及平均流量系数。

本发明的另一目的在于提出一种发动机，包括气缸盖，于所述气缸盖上应用有上所述的发动机进气道。

本发明所述的发动机与上述的发动机进气道相对于现有技术具有相同的有益效果，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为本发明实施例一所述的发动机进气道于气缸盖上的布置结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本发明实施例一所述的发动机进气道的整体形状示意图；

附图标记说明：

1-气缸盖，11-冷却水套，101-液压挺柱孔，2-发动机进气道，21-上段，22-中段，23-下段，24-喉口，241-顶段，242-中间段，243-下段，201-通气孔，3-进气歧管，4-进气门座圈，5-密封垫。

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。

实施例一

本实施例涉及一种发动机进气道，布置于气缸盖1上，并连接于进气歧管3及进气门座圈4之间。如图1所示，该发动机进气道2于其长度方向具有依次相连的上段21、中段22和下段23，且下段23的最低点间的连线和该连线于气缸盖1底平面上投影间的夹角为α，中段22的最低点间的连线和该连线于气缸盖1底平面上投影间的夹角为β，上段21的最低点间的连线和该连线于气缸盖1底平面上投影间的夹角为γ，所述夹角α、所述夹角β及所述夹角γ各不相同。

本实施例中，夹角β在26～29°之间，比如可以为26°，还可以为27°、28.5°、29°，当然也可以为在26°至29°之间的其它任一数值。夹角α在24～27°之间，比如可以为24°，还可以为25°、26°、27°，当然也可以为在24°至27°之间的其它任一数值。

本实施例中，夹角β与夹角α除满足上述的数值要求以外，夹角α还被设置为夹角β。

通过将夹角β设置成如上述的数值，可以确保该发动机进气道2具有足够的流通面积，而使该发动机进气道2具有较大的平均流量系数。通过将夹角α设置成如上述的数值，因夹角β与夹角α的数值相差不大，而且夹角α的数值相较于夹角β的数值较小，可在保证平均流量系数基本不变的情况下，使得该发动机沿进气门座圈4后侧进入发动机气缸内的气体较少，回流现象较弱，对发动机缸体内的滚流扰动小，可以有效增大滚流比，提高车辆的燃油经济性，并有利于环境保护。

本实施例中，如图1所示，上述的夹角γ的具体数值在12～16°之间，比如可以为12°，还可以为13°、14°、15°、16°，当然也可以为12～16°之间的其它任一数值。

将夹角γ按照上述数值设置，可以保证与该发动机进气道2相连接的进气歧管3安装的便利性，在保证平均流量系数及滚流比的情况下，兼顾了气缸盖的设计和装配难度。

本实施例中，由于上述的上段21最低点间的连线、中段22最低点间的连线及下段23最低点间的连线均基本为直线，且上段21与中段22之间，及中段22与下段23之间均为通过位于两者间的过渡段圆滑连接，可以降低气流在该发动机进气道2内流动过程中的动力损失，使得进入发动机缸体内的气流具有较大的初速度，因而对提高发动机的滚流比也具有很好的作用。

另外，为了安装液压挺柱，还会在气缸盖上设置液压挺柱孔101，本实施例中，该液压挺柱孔101设置在发动机进气道2的上方，且发动机进气道2中与该液压挺柱孔101之间距离最小的点位于中段22内，通过上述夹角β的角度设置，可以使该液压挺柱孔101与发动机进气道2之间的壁厚尺寸控制在3.5～4.5mm之间，保证液压挺柱的安装强度。

此外，由于发动机运行过程中，活塞与气缸壁之间并非完全密封，会有部分油气混合气体溢出，为此本实施例中，在发动机上还布置有收集系统，如图1和图3所示，在该发动机进气道2的顶部还构造有连通该发动机进气道2和曲轴箱间的通气孔201，以将上述的溢出的油气混合气体经由该通气孔201重新导入发动机内，从而提高燃料利用率，而且该通气孔201的设置可使发动机结构更加紧凑，避免因管路密封不严导致气体的泄露而影响排放，同时规避了冬季低温下所造成的管路结冰问题。

具体的，本实施例中，该通气孔201设置在对应发动机进气道2中段22的顶部，以可对发动机内进气道的气流强度也具有一定的提高作用，对提高平均流量系数及滚流比也起到辅助的作用。

本实施例中，除了通过将上述的发动机进气道2设置成三段式，以在不影响发动机平均流量系数的情况下，提高滚流比以外，亦对发动机进气道2与进气门座圈4连接处的喉口24进行了改进。

具体的，如图2并结合图1所示，该喉口24包括依次相接的顶段241，中间段242及底段243，所述顶段241最高点间的连线为第一圆弧，所述中间段242最高点间的连线为第一直线，所述底段243最高点间的连线为第二圆弧，中间段242最低点间的连线为第二直线。更具体的，其中，顶部圆弧段241的半径尺寸在40～50mm之间，比如可以为40mm、42mm、44mm、46mm、48mm，50mm中任一数值，当然为40-50mm中其它任一数值也是可行的。底部圆弧段242的半径尺寸在1～2mm之间，比如，可以为1mm、1.2mm、1.6mm、2mm中任一，当然，底部圆弧段242的半径尺寸为1～2mm间其它任一数值也是可行的。

第一直线与第二直线间的夹角σ在115°-125°之间，比如可以为115°、可以为117°，也可以为120°、122°、125°中任一数值，当然，还可以为115°-125°之间的其它任一数值。

通过将喉口24按照上述结构设置，可以对进入发动机缸体内的气流起到很好的引导作用，从而提高发动机的滚流比。

本实施例的发动机进气道2的最低点连线按照上述尺寸设计与喉口24结构均可单独起到增大滚流比的作用，而通过两者的结合，可在不降低发动机平均流量系数的情况下，显著提高发动机的滚流比，提高发动机的燃油经济性。

此外，为了保证发动机进气道2与进气歧管之间3的密封性能，本实施例中，在发动机进气道2和进气歧管3之间还固设有密封垫圈5，以可在进气功率保持不变的情况下，提高发动机进气道2内的进气量，因此设置密封垫圈5也对提高发动机的平均流量系数及滚流比有一定的帮助，该密封垫圈5的具体结构及安装方式可参考现有成熟技术，在此不再赘述。

本实施例中，如图1所示，在发动机气缸盖上还布置有以对气缸盖冷却的冷却水套11，且该冷却水套11靠近发动机进气道2与喉口24的交汇处，该冷却水套11可参考现有发动机气缸盖中的、对气缸盖冷却的水套结构，在此不再赘述。

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)

1.一种发动机进气道，布置于气缸盖(1)上，并连接于进气歧管(3)及进气门座圈(4)之间，其特征在于：

所述发动机进气道于其长度方向上具有依次相连的上段(21)、中段(22)及下段(23)，且所述下段(23)的最低点间的连线和该连线于所述气缸盖(1)底平面上投影间的夹角为α，所述中段(22)的最低点间的连线和该连线于所述气缸盖(1)底平面上投影间的夹角为β，所述上段(21)的最低点间的连线和该连线于所述气缸盖(1)底平面上投影间的夹角为γ，所述夹角α、所述夹角β及所述夹角γ各不相同，且所述夹角α在24°～27°之间，所述夹角β在26°～29°之间。

2.根据权利要求1所述的发动机进气道，其特征在于：所述夹角γ在12°～16°之间。

3.根据权利要求1所述的发动机进气道，其特征在于：所述气缸盖(1)上构造有液压挺柱孔(101)，且所述液压挺柱孔(101)与所述发动机进气道间的最小距离在3.5～4.5mm之间。

4.根据权利要求1所述的发动机进气道，其特征在于：于所述发动机进气道的顶部构造有连通所述发动机进气道与曲轴箱间的通气孔(201)。

5.根据权利要求1所述的发动机进气道，其特征在于：所述上段(21)与所述中段(22)之间，及所述中段(22)与所述下段(23)之间均为通过位于两者间的过渡段圆滑连接。

6.根据权利要求1所述的发动机进气道，其特征在于：于所述发动机进气道与所述进气门座圈(4)相连的一端构造有喉口(24)，且所述喉口(24)包括依次相接的顶段(241)，中间段(242)及底段(243)，且所述顶段(241)最高点间的连线构成第一圆弧，所述中间段(242)最高点间的连线为第一直线，所述底段(243)最高点间的连线构成第二圆弧，所述中间段(242)最低点间的连接为第二直线。

7.根据权利要求6所述的发动机进气道，其特征在于：所述第一圆弧的半径尺寸在40～50mm之间，所述第二圆弧的半径尺寸在1～2mm之间，所述第一直线与所述第二直线之间的夹角σ在115°-125°之间。

8.根据权利要求1所述的发动机进气道，其特征在于：于所述发动机进气道和所述进气歧管(3)之间装设有密封垫圈(5)。

9.根据权利要求1所述的发动机进气道，其特征在于：于所述气缸盖(1)上布置有冷却水套(11)。

10.一种发动机，包括气缸盖，其特征在于：于所述气缸盖上布置有如权利要求1至9中任一项所述的发动机进气道。

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