CN112539095A - 气门、气缸盖和发动机 - Google Patents

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张彦鹏
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刘晓雄
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    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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    • F02F1/24—Cylinder heads
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Abstract

本发明公开了一种气门，包括涡流发生气门，涡流发生气门包括相互固定的第一杆部和第一头部；第一头部上开有多个分别可关闭的涡流发生孔，各涡流发生孔沿第一头部的周向布置；涡流发生孔具有预设的旋转角度。上述气门通过涡流发生气门上的涡流发生孔使气流旋转形成涡流，能配合螺旋气道产生强度更大、涡流比更高的螺旋气流，相比于现有技术中仅通过螺旋气道产生涡流的方式，能降低对螺旋气道的形状限制，减小螺旋气道的涡流比，提高螺旋气道的流量系数，能减少进气过程中气体的流动损失，利于降低发动机的燃油消耗。本发明还提供一种应用上述气门的气缸盖和应用该气缸盖的发动机。

Description

气门、气缸盖和发动机
技术领域
本发明涉及机械工业技术领域，更具体地说，涉及一种气门，一种气缸盖，还涉及一种发动机。
背景技术
随着排放法规和油耗要求的不断升高，发动机中高性能进气道的重要性不断提升。在满足一定涡流比的前提下，进气道应尽量降低流动损失，提高进气流量系数。
请参阅图1和图2，现有气缸盖的进气道为典型的切向气道1和螺旋气道2组合的进气道形式，切向气道1和螺旋气道2共用一个进气口。该布置形式能够满足大多数情况对气道的需求。
但是，上述进气道虽能实现将切向气流和螺旋气流整合为一个大的涡流(即气体绕气缸中心周向进行大尺度旋流运动)，但也需限制螺旋气道2的形状使其产生足够强度的螺旋气流，导致螺旋气道2的流量系数低，进气过程中气体的流动损失较大，不利于进一步降低发动机的燃油消耗。
因此，如何降低进气过程中气体的流动损失，提高进气流量系数，以降低发动机的燃油消耗，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种气门，其通过涡流发生气门上的涡流发生孔使气流旋转形成涡流，能配合螺旋气道产生强度更大，涡流比更高的螺旋气流，相比于现有技术中仅通过螺旋气道产生涡流的方式，能降低对螺旋气道的形状限制，减小螺旋气道的涡流比，提高螺旋气道的流量系数，能减少进气过程中气体的流动损失，利于降低发动机的燃油消耗。本发明还提供一种气缸盖，应用上述气门，利于降低发动机的燃油消耗。本发明还提供一种发动机，应用上述气缸盖，燃油消耗少。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种气门，包括涡流发生气门，所述涡流发生气门包括相互固定的第一杆部和第一头部；所述第一头部上开有多个分别可关闭的涡流发生孔，各所述涡流发生孔沿所述第一头部的周向布置；所述涡流发生孔具有预设的旋转角度。
优选的，上述气门中，所述涡流发生气门内部设有容置空间，所述涡流发生孔与所述容置空间连通；所述容置空间与发动机内部连通。
优选的，上述气门中，还包括嵌套气门，所述嵌套气门能够伸缩地插装在所述容置空间中；所述嵌套气门在缩入所述容置空间时封堵所述涡流发生孔，所述嵌套气门由所述容置空间伸出时所述涡流发生孔打开。
优选的，上述气门中，所述嵌套气门包括相互固定的第二杆部和第二头部。
优选的，上述气门中，所述容置空间包括设置于所述第一头部的第一空间部分和设置于所述第一杆部的第二空间部分；所述第一空间部分用于容置所述第二头部；所述第二空间部分用于容置所述第二杆部；所述第一空间部分和所述第二空间部分相互连通。
一种气缸盖，包括气门，所述气门为上述技术方案中任意一项所述的气门。
一种发动机，包括气缸盖，其特征在于，所述气缸盖为上述技术方案提供的气缸盖。
本发明提供一种气门，包括涡流发生气门，涡流发生气门包括相互固定的第一杆部和第一头部；第一头部上开有多个分别可关闭的涡流发生孔，各涡流发生孔沿第一头部的周向布置；涡流发生孔具有预设的旋转角度。
上述气门通过涡流发生气门上的涡流发生孔使气流旋转形成涡流，能配合螺旋气道产生强度更大、涡流比更高的螺旋气流，相比于现有技术中仅通过螺旋气道产生涡流的方式，能降低对螺旋气道的形状限制，减小螺旋气道的涡流比，提高螺旋气道的流量系数，能减少进气过程中气体的流动损失，利于降低发动机的燃油消耗。
本发明还提供一种应用上述气门的气缸盖和应该该气缸盖的发动机。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为现有技术中柴油机气缸盖的结构示意图；
图2为现有技术中进气道的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的气门的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的涡流发生气门的主视结构示意图；
图5为本发明实施例提供的涡流发生气门的立体结构示意图；
其中，图3-图5中：
涡流发生气门1；嵌套气门2；涡流发生孔3。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种气门，其通过涡流发生气门上的涡流发生孔使气流旋转形成涡流，能配合螺旋气道产生强度更大、涡流比更高的螺旋气流，相比于现有技术中仅通过螺旋气道产生涡流的方式，能降低对螺旋气道的形状限制，减小螺旋气道的涡流比，提高螺旋气道的流量系数，能减少进气过程中气体的流动损失，利于降低发动机的燃油消耗。本发明还提供一种气缸盖，应用上述气门，利于降低发动机的燃油消耗。本发明还提供一种发动机，应用上述气缸盖，燃油消耗少。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
请参阅图3-图5，本发明实施例提供一种气门，包括涡流发生气门1，涡流发生气门1包括相互固定的第一杆部和第一头部；第一头部上开有多个分别可关闭的涡流发生孔3，各涡流发生孔3沿第一头部的周向布置；涡流发生孔3具有预设的旋转角度。
上述气门通过涡流发生气门1上的涡流发生孔3使气流旋转形成涡流，能配合螺旋气道产生强度更大、涡流比更高的螺旋气流，相比于现有技术中通过螺旋气道产生涡流的方式，能降低对螺旋气道的形状限制，减小螺旋气道的涡流比，提高螺旋气道的流量系数，能减少进气过程中气体的流动损失，利于降低发动机的燃油消耗。
具体的，上述实施例提供的气门中，涡流发生气门1内部设有容置空间，涡流发生孔3与容置空间连通；容置空间与发动机内部连通。
为了使便于涡流发生孔3打开和关闭，上述实施例提供的气门还包括嵌套气门2，嵌套气门2能够伸缩地插装在容置空间中；嵌套气门2在缩入容置空间时封堵涡流发生孔3，嵌套气门2由容置空间伸出时涡流发生孔3打开。
嵌套气门2包括相互固定的第二杆部和第二头部。容置空间包括设置于上述第一头部的第一空间部分和设置于上述第一杆部的第二空间部分；第一空间部分用于容置第二头部；第二空间部分用于容置第二杆部；第一空间部分和第二空间部分相互连通。第二杆部与第二空间部分插装配合，且第二杆部能够朝向第一空间部的方向伸出第二空间部分。
发动机实际运行过程中，嵌套气门2首先开启，气门达成如图1所示的状态，这时涡流发生型气门1尚未开启，气流只能通过涡流发生气门上的涡流发生孔3和嵌套气门2之间的空间进入气缸，形成如图1箭头标示的气流。当嵌套气门2开启到一定程度时，涡流发生型气门1开启并与发动机气缸盖分离，此时气流通过涡流发生型气门1与气缸盖之间的空间进入气缸。气门关闭时，涡流发生型气门1先关闭，嵌套气门2打开，此时气门达成如图1所示的状态，能在气门关闭过程中进一步提升涡流比；最后嵌套气门2关闭。
本实施例提供的气门具有如下优点：
嵌套气门2开启而涡流发生气门1没有开启的阶段，由于进气管中的压力较高，且涡流发生气门1上的涡流发生气孔3和嵌套气门2之间的空间较小，气流以较高的速度输送，且由于涡流发生孔3能让气流旋转起来，实现产生较高的涡流比，满足涡流强度需求。涡流发生型气门1开启时，气流的流通空间加大，能够最大程度的提高进气效果。当发动机因适配不同的应用领域而需要不同的涡流比时，只需要调整涡流发生气门1上的涡流发生孔3的形状和角度即可，相比于现有技术中具有螺旋气道的气缸盖，一旦气缸盖地形涡流比数值不能再更改的情况，能避免重新设计气缸盖。
本发明实施例还提供一种气缸盖，包括气门，其中，气门为上述实施例提供的气门。本实施例提供的气缸盖中，气门装配在气缸盖的切向气道和/或螺旋气道。
本发明实施例还提供一种发动机，包括气缸盖，气缸盖为上述具有本实施例提供的气门的气缸盖。
本实施例提供的气缸盖和发动机分别应用上述实施例提供的气门，有利于降低发动机的燃油消耗。当然本实施例提供的气缸盖和发动机还具有上述实施例提供的有关气门的其他效果，在此不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种气门，其特征在于，包括涡流发生气门，所述涡流发生气门包括相互固定的第一杆部和第一头部；所述第一头部上开有多个分别可关闭的涡流发生孔，各所述涡流发生孔沿所述第一头部的周向布置；所述涡流发生孔具有预设的旋转角度。
2.根据权利要求1所述的气门，其特征在于，所述涡流发生气门内部设有容置空间，所述涡流发生孔与所述容置空间连通；所述容置空间与发动机内部连通。
3.根据权利要求2所述的气门，其特征在于，还包括嵌套气门，所述嵌套气门能够伸缩地插装在所述容置空间中；所述嵌套气门在缩入所述容置空间时封堵所述涡流发生孔，所述嵌套气门由所述容置空间伸出时所述涡流发生孔打开。
4.根据权利要求3所述的气门，其特征在于，所述嵌套气门包括相互固定的第二杆部和第二头部。
5.根据权利要求4所述的气门，其特征在于，所述容置空间包括设置于所述第一头部的第一空间部分和设置于所述第一杆部的第二空间部分；所述第一空间部分用于容置所述第二头部；所述第二空间部分用于容置所述第二杆部；所述第一空间部分和所述第二空间部分相互连通。
6.一种气缸盖，包括气门，其特征在于，所述气门为权利要求1-5任意一项所述的气门。
7.一种发动机，包括气缸盖，其特征在于，所述气缸盖为权利要求6所述的气缸盖。
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