CN112096546B - 发动机的高涡流进气道装置及发动机系统 - Google Patents

发动机的高涡流进气道装置及发动机系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及发动机的高涡流进气道装置及发动机系统，包括气缸、第一进气管和第二进气管；第一进气管的第一出气口和第二进气管的第二出气口位于气缸内腔中；其中，第一出气口的轴线和第二出气口的轴线均与气缸的内壁面相切，第一出气口和第二出气口位于气缸的曲轴中心线同侧，第二出气口的轴线与第一出气口的轴线之间形成100°‑180°的夹角。本发明实施例提供了发动机的高涡流进气道装置及发动机系统，由于从第一进气管流入气缸内的新鲜空气和从第二进气管流入气缸内的新鲜空气的旋转方向相同，在圆柱形的气缸内形成标准的漩涡，新鲜空气与缸内的喷油器喷射出来的燃油进行充分混合，有利于后续的充分燃烧，有效提高发动机内燃油燃烧效率。

Description

发动机的高涡流进气道装置及发动机系统
技术领域
本发明涉及汽油发动机的进气结构技术领域，特别涉及发动机的高涡流进气道装置及发动机系统。
背景技术
为了提高汽油发动机的燃烧效率,必须提高缸内的燃油和新鲜空气混合的充分程度。理论上，混合气越均匀，则燃烧越充分，燃烧效率越容易提高。在结构上，汽油发动机的进气道的形状对混合气的形成影响非常大。
目前的各种汽油发动机中，通过进气道的特殊形状，可以实现缸内混合气以涡流的形式运动，即在圆柱形的气缸内部空间，混合气可以像漩涡一样高速旋转。现有技术中提供一种螺旋进气道，可以实现缸内混合气的涡流运动。但该螺旋进气道受限于周边结构，因此在螺旋进气道中流过的新鲜空气最终流入气缸内时，新鲜空气的流动方向很难全部平行贴近于圆柱形的气缸壁面，因而实际产生的涡流强度有限。
发明内容
本发明实施例提供发动机的高涡流进气道装置，以解决相关技术中螺旋进气道中流过的新鲜空气最终流入气缸内时，新鲜空气的流动方向很难全部平行贴近于圆柱形的气缸壁面，因而实际产生的涡流强度有限的问题。
本发明提供发动机的高涡流进气道装置，包括气缸、第一进气管和第二进气管，所述气缸具有内腔；所述第一进气管由所述气缸外伸入到所述气缸的内腔中，所述第一进气管的第一出气口位于所述内腔中；第二进气管由所述气缸外伸入到所述气缸的内腔中，所述第二进气管的第二出气口位于所述内腔中；其中，所述第一进气管的第一出气口的轴线和所述第二进气管的第二出气口的轴线均与所述气缸的内腔的内壁面相切，所述第一进气管的第一出气口和所述第二进气管的第二出气口位于所述气缸的曲轴中心线同侧，所述第二进气管的第二出气口的轴线与所述第一进气管的第一出气口的轴线之间形成角度范围为100°-180°的夹角。
一些实施例中，所述第一进气管包括具有第一进气口的第一进气管段，以及与所述第一进气管段连通的第一出气管段，所述第一出气口位于所述第一出气管段的末端、并位于所述气缸的内腔中；
所述第二进气管包括具有第二进气口的第二进气管段，以及与所述第二进气管段连通的弯曲的第二出气管段，所述第二出气口位于所述第二出气管段的末端、并位于所述气缸的内腔中，且所述第二出气口的轴线与所述第二进气口的轴线之间形成角度范围为100°-180°的夹角。
一些实施例中，所述第一进气管段的所述第一进气口与所述第二进气管段的第一进气口汇聚为同一个进气口；或者，
所述第一进气管段与所述第二进气管段相互独立设置。
一些实施例中，所述第一出气管段的所述第一出气口和第二出气管段的所述第二出气口均贴靠所述气缸的所述内腔的内壁面设置。
一些实施例中，所述第二出气管段的所述第二出气口靠近所述第一出气管段的末端的外围面。
一些实施例中，所述第二进气管的长度为所述第一进气管的长度的1.5-3倍。
一些实施例中，所述第一进气管的直径与所述第二进气管的直径相同。
一些实施例中，所述第一进气管的直径和所述第二进气管的直径均为所述气缸的直径的1/20-1/8。
第二方面，本发明还提供一种发动机系统，包括如上所述的发动机的高涡流进气道装置，所述第一进气管和所述第二进气管用于向所述气缸的内腔中输送的空气，以在所述气缸的内腔中形成回旋的空气涡流。
一些实施例中，所述气缸上设有与所述内腔连通的喷油口，所述喷油口出设有喷油器，所述喷油器用于向所述内腔中喷射燃油、以与空气涡流混合。
本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
本发明实施例提供了发动机的高涡流进气道装置及发动机系统，由于所述第一进气管的第一出气口的轴线和所述第二进气管的第二出气口的轴线均与所述气缸的内腔的内壁面相切，所述第一进气管的第一出气口和所述第二进气管的第二出气口位于所述气缸的曲轴中心线同侧，所述第二进气管的第二出气口的轴线与所述第一进气管的第一出气口的轴线之间形成角度范围为100°-180°的夹角，从第一进气管流入气缸壁面内部的新鲜空气和从第二进气管流入气缸壁面内部的新鲜空气的旋转方向相同，因此可在圆柱形的气缸壁面内部形成标准的漩涡，新鲜空气与缸内的喷油器喷射出来的燃油可以进行充分混合，有利于后续的充分燃烧，有效提高发动机内燃油燃烧效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种实施例提供的发动机的高涡流进气道装置的结构示意图；
图2为本发明另一种实施例提供的发动机的高涡流进气道装置的结构示意图。
图中：11、第一进气管段；12、第一出气管段；121、第一出气口；21、第二进气管段；22、第二出气管段；221、第二出气口；100、曲轴中心线。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了发动机的高涡流进气道装置及发动机系统，其能解决螺旋进气道中流过的新鲜空气最终流入气缸内时，新鲜空气的流动方向很难全部平行贴近于圆柱形的气缸壁面，因而实际产生的涡流强度有限的问题。
请参考图1，本发明提供发动机的高涡流进气道装置，包括气缸、第一进气管和第二进气管，所述气缸具有内腔；所述第一进气管由所述气缸外伸入到所述气缸的内腔中，所述第一进气管的第一出气口121位于所述内腔中；第二进气管由所述气缸外伸入到所述气缸的内腔中，所述第二进气管的第二出气口221位于所述内腔中；其中，所述第一进气管的第一出气口121的轴线和所述第二进气管的第二出气口221的轴线均与所述气缸的内腔的内壁面相切，所述第一进气管的第一出气口121和所述第二进气管的第二出气口221位于所述气缸的曲轴中心线100同侧，所述第二进气管的第二出气口221的轴线与所述第一进气管的第一出气口121的轴线之间形成角度范围为100°-180°的夹角。
本发明实施例提供了发动机的高涡流进气道装置及发动机系统，由于所述第一进气管的第一出气口121的轴线和所述第二进气管的第二出气口221的轴线均与所述气缸的内腔的内壁面相切，所述第一进气管的第一出气口121和所述第二进气管的第二出气口221位于所述气缸的曲轴中心线100同侧，所述第二进气管的第二出气口221的轴线与所述第一进气管的第一出气口121的轴线之间形成角度范围为100°-180°的夹角，从第一进气管流入气缸壁面内部的新鲜空气和从第二进气管流入气缸壁面内部的新鲜空气的旋转方向相同，有效提高汽油发动机的气缸内的涡流强度和流量系数，有助于在圆柱形的气缸壁面内部形成标准的漩涡，新鲜空气与缸内的喷油器喷射出来的燃油可以进行充分混合，有利于后续的充分燃烧，有效提高发动机内燃油燃烧效率。
如上所述，根据本申请，所述气缸为圆柱体结构，圆柱体结构的中心轴为所述气缸的中心轴曲轴，第一出气口121和第二出气口221位于曲轴中心线100同侧定义为第一出气口121和第二出气口221均位于以曲轴的中心线划分的气缸半缸内，即气缸的进气侧，避免气缸出气侧的出气冲击力对第一进气管或第二进气管的出气角度产生影响，不利于形成标准的空气涡流。
在一较佳实施例中，所述第一进气管包括具有第一进气口的第一进气管段，以及与所述第一进气管段连通的第一出气管段12，所述第一出气口121位于所述第一出气管段12的末端、并位于所述气缸的内腔中；所述第二进气管包括具有第二进气口的第二进气管段21，以及与所述第二进气管段21连通的弯曲的第二出气管段22，所述第二出气口221位于所述第二出气管段22的末端、并位于所述气缸的内腔中，所述第二出气管段22设置为弯曲管，以使得所述第一进气管段和第二进气管段21在共用同一进气口的情况下，第二出气口221的轴线与与所述第一进气口的轴线之间形成角度范围为100°-180°的夹角。
在一具体实施例中，请参考图1，所述第一进气管段的所述第一进气口与所述第二进气管段21的第一进气口汇聚为同一个进气口，实现简单方便。
在本发明变换的实施例中，请参考图2，所述第一进气管段与所述第二进气管段21相互独立设置。
在一较佳实施例中，所述第一出气管段12的所述第一出气口121和第二出气管段22的所述第二出气口221均贴靠所述气缸的所述内腔的内壁面设置，第一进气管流入气缸壁面内部的新鲜空气的流动方向和第二进气管中流入气缸壁面内部的新鲜空气的流动方向完全平行贴近于圆柱形的气缸壁面，可在圆柱形的气缸壁面内部形成标准的漩涡，新鲜空气与缸内的喷油器喷射出来的燃油可以进行充分混合，利于后续的充分燃烧，提高发动机内燃油的燃烧效率。
在一较佳实施例中，所述第二出气管段22的所述第二出气口221靠近所述第一出气管段12的末端的外围面，经第二出气口221的进入的空气第一出气管段12的末端的外围面上碰撞吹散混入第一出气口121的空气涡流中，形成覆盖气缸内腔更多空间的气流柱，多维度多方位地与喷射出的燃油相混合。
在一较佳实施例中，所述第二进气管的长度为所述第一进气管的长度的1.5-3倍。
在一较佳实施例中，所述第一进气管的直径与所述第二进气管的直径相同。
在本申请变换的实施例中，所述第一进气管的直径和所述第二进气管的直径均为所述气缸的直径的1/20-1/8。
基于同一发明构思，本发明还提供一种发动机系统，其包括如上所述的发动机的高涡流进气道装置，所述第一进气管和所述第二进气管用于向所述气缸的内腔中输送的空气，以在所述气缸的内腔中形成回旋的空气涡流。
在一较佳实施例中，所述气缸上设有与所述内腔连通的喷油口，所述喷油口出设有喷油器，所述喷油器用于向所述内腔中喷射燃油、以与空气涡流混合。
本发明提供的发动机的高涡流进气道装置的原理为：
经第一进气管流入气缸内部的新鲜空气和从第二进气管流入气缸内部的新鲜空气的旋转方向相同，有助于在圆柱形的气缸壁面内部形成标准的漩涡，新鲜空气与缸内的喷油器喷射出来的燃油可以进行充分混合，有利于后续的充分燃烧，有效提高发动机内燃油燃烧效率。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种发动机的高涡流进气道装置，其特征在于，包括：
气缸，所述气缸具有内腔；
第一进气管，由所述气缸外伸入到所述气缸的内腔中，所述第一进气管的第一出气口位于所述内腔中；
第二进气管，由所述气缸外伸入到所述气缸的内腔中，所述第二进气管的第二出气口位于所述内腔中；
其中，所述第一进气管的第一出气口的轴线和所述第二进气管的第二出气口的轴线均与所述气缸的内腔的内壁面相切，所述第一进气管的第一出气口和所述第二进气管的第二出气口位于所述气缸的曲轴中心线同侧，所述第二进气管的第二出气口的轴线与所述第一进气管的第一出气口的轴线之间形成角度范围为100°-180°的夹角；
所述第一进气管包括具有第一进气口的第一进气管段，以及与所述第一进气管段连通的第一出气管段，所述第一出气口位于所述第一出气管段的末端、并位于所述气缸的内腔中；
所述第二进气管包括具有第二进气口的第二进气管段，以及与所述第二进气管段连通的弯曲的第二出气管段，所述第二出气口位于所述第二出气管段的末端、并位于所述气缸的内腔中，且所述第二出气口的轴线与所述第二进气口的轴线之间形成角度范围为100°-180°的夹角；
所述第一进气管段的所述第一进气口与所述第二进气管段的第二进气口汇聚为同一个进气口；
所述第二进气管的长度为所述第一进气管的长度的1.5-3倍；
所述第二出气管段的所述第二出气口靠近所述第一出气管段的末端的外围面。
2.如权利要求1所述的发动机的高涡流进气道装置，其特征在于，所述第一出气管段的所述第一出气口和第二出气管段的所述第二出气口均贴靠所述气缸的所述内腔的内壁面设置。
3.如权利要求1中所述的发动机的高涡流进气道装置，其特征在于，所述第一进气管的直径与所述第二进气管的直径相同。
4.如权利要求1中所述的发动机的高涡流进气道装置，其特征在于，所述第一进气管的直径和所述第二进气管的直径均为所述气缸的直径的1/20-1/8。
5.一种发动机系统，其特征在于，包括：
如权利要求1至4中任一项所述的发动机的高涡流进气道装置，所述第一进气管和所述第二进气管用于向所述气缸的内腔中输送的空气，以在所述气缸的内腔中形成回旋的空气涡流。
6.如权利要求5所述的发动机系统，其特征在于，所述气缸上设有与所述内腔连通的喷油口，所述喷油口处设有喷油器，所述喷油器用于向所述内腔中喷射燃油、以与空气涡流混合。
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