CN114961915B - 一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置及方法，属于对置活塞发动机换气性能领域。本发明通过部件组合装配，连续改变进气口上涡流气口、直流气口的宽度或高度。即：基础缸套直接匹配含有涡流进气口和直流进气口的套环，通过轴向平移和周向旋转套环进行进气涡流直流比的连续调整。基础缸套、含有涡流进气口和直流进气口的套环、半开式变宽度比套环组合，结构一的基础上加入半开式变宽度比套环，将涡流进气口和直流进气口的调整分离，实现直流不变涡流连续变化和涡流不变直流连续变化。基础缸套和分离式变涡流直流比套环组合，直接调整分离式变涡流直流比套环的直流进气口部分或涡流进气口部分，进行进气涡流直流比的连续调整。

Description

一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置及方法

技术领域

本发明属于对置活塞发动机换气性能领域，尤其涉及一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置及方法。

背景技术

对置活塞发动机采用直流扫气的方式进行换气，直流扫气过程包含自由排气、扫气、惯性进气三个阶段。扫气阶段是换气过程中时间占比最大的阶段。只有在扫气过程中进排气口同时打开，是新鲜充量进入气缸，推出已燃废气的重要阶段。在扫气阶段，新鲜空气与已燃废气直接接触，易发生新鲜空气与已燃废气的掺混，通常通过气口产生绕气缸轴向涡流形成扫气面的方法，避免新鲜充量与已燃废气的掺混。同时，在扫气锋面产生涡流的同时，需要保证气缸原有的直流气口存在，保证轴向的气流速度，加快扫气进程。

在不同缸径、不同进气压力等多种因素的影响下，会有不同的最优涡流强度。通常，在仿真中能够快速调整出不同的气口结构，调整相关的参数，通过运算实现涡流强度的优化。仿真结果往往无法完全模拟实际的实验情况，仿真边界需要通过实验结果不断地修正，最终保证所建立的仿真模型准确可靠。而在进行实验的过程中，往往无法实现相关参数的连续性调整，只能通过进行多点实验来拟合得到相关参数的影响曲线。同时，多点实验中不同涡流比的调整通过更换不同气口结构的缸套实现，费时费力。

为解决上述问题，有必要设计一种包含直流和涡流的对置活塞发动机进气口，通过调整相关结构实现直流涡流比例的连续改变。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置及方法，通过几类部件的组合装配，连续改变进气口上涡流气口、直流气口的宽度或高度，实现对置活塞二冲程发动机涡流直流比的连续调整。即：(一)基础缸套直接匹配含有涡流进气口和直流进气口的套环，通过轴向平移和周向旋转套环进行进气涡流直流比的连续调整；(二)基础缸套、含有涡流进气口和直流进气口的套环、半开式变宽度比套环组合，结构一的基础上加入半开式变宽度比套环，将涡流进气口和直流进气口的调整分离，实现直流不变涡流连续变化和涡流不变直流连续变化。(三)基础缸套和分离式变涡流直流比套环组合，直接调整分离式变涡流直流比套环的直流进气口部分或涡流进气口部分，进行进气涡流直流比的连续调整。

本发明的对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置有三类主要的配置方式，结构的部件数量不同，应根据使用目的进行选择，得到实现涡流直流比连续调整的最简化方案。由于进气口涡流直流比调整装置能够实现涡流直流比的连续调整，一方面能够提升寻优效率；另一方面能够保证调整对比过程的边界条件恒定，提升对比的准确性。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，定义冲程长度为L，基础缸套的进气口总高度为h，实际涡流气口高度为hs，实际直流气口高度为hd。进气口的宽度为w，涡流气口部分的宽度为ws，直流气口部分的宽度为wd，进气口个数为n，涡流气口宽度对应的圆心角为αs，直流气口宽度对应的圆心角为αd。

本发明中对进气口的涡流气口高度比、直流气口高度比、涡流直流气口高度比、涡流气口宽度比和直流气口宽度比做如下定义。

本发明公开的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，包括基础缸套、双层气口变涡流直流比套环、单层气口变涡流直流比套环、半开式变宽度比套环、分离式双层变涡流直流比套环、分离式单层变涡流直流比套环，装置上并不同时安装上述所有部件，而是根据使用需求进行组合装配。

所述基础缸套为组合式缸套的基体部件，基础缸套的进气口高度h和进气口宽度w决定了组合式缸套的调整范围。基础缸套的宽度w为最大的进气口宽度许用值，即进气口宽度w 再增加并不能产生有益效果，或进气口宽度w进一步增加将使气口处的强度不满足使用要求。进气口高度h也为最大许用值，进气口高度h的相对位置满足最大进气时刻的要求，即再通过调整进气口高度h增加进气时刻无法再产生有益结果、增大进气口高度h已无法增加进气流量或增加进气流量已无有益效果。基础缸套匹配套环组合使用。

所述双层气口变涡流直流比套环包含两层不连通的环形气口，其中一层环形气口为涡流进气口，另一层环形气口为直流进气口，安装使用时，涡流进气口一侧靠近气缸的上止点安装。通常，双层气口变涡流直流比套环的涡流、直流气口宽度不大于基础缸套的宽度，涡流、直流气口总高度不小于基础缸套的高度，因此，对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置的进气口宽度和进气口高度由双层气口变涡流直流比套环控制。通过周向旋转双层气口变涡流直流比套环，能够连续调整进气口的涡流气口宽度比和直流气口宽度比，进而连续调整进气口的涡流强度和直流强度。通过轴向平移，能够连续改变进气相位、涡流气口高度比、直流气口高度比、涡流直流气口高度比。

所述单层气口变涡流直流比套环仅有一层环形气口，所述一环形气口由涡流进气口和直流进气口连通组成，能够增大进气口的流通面积，增加进气流量，适合在进气量不足的情况下使用。单层气口变涡流直流比套环的调整方法与双层气口变涡流直流比套环一致。

所述半开式变宽度比套环，用于实现双、单层气口变涡流直流比套环上涡流气口部分和直流气口部分的独立调整，两个半开式变宽度比套环组合使用，安装时，两个半开式变宽度比套环的开口位置相对。通过周向旋转半开式变宽度比套环，能够独立连续地调整涡流进气口或直流进气口的宽度比。

所述分离式双层变涡流直流比套环，将双层变涡流直流比套环从中间分离，一部分包含涡流进气口，另一部分包含直流进气口，分离式双层变涡流直流比套环的涡流进气口部分靠近活塞上止点一侧安装，分离式双层变涡流直流比套环的直流进气口部分靠近下止点一侧安装。使用分离式双层变涡流直流比套环后结构简单，能够直接实现进气口的涡流直流比的连续调整。

所述分离式单层变涡流直流比套环，将单层变涡流直流比套环从中间分离，分离面为涡流进气口和直流进气口的交界面。分离式单层变涡流直流比套环的涡流进气口部分靠近活塞上止点一侧安装，分离式单层变涡流直流比套环的直流进气口部分靠近下止点一侧安装。通过周向旋转单层变涡流直流比套环的涡流进气口部分或直流进气口部分，能够独立连续地调整进气直流强度或进气涡流强度。

作为优选，本发明公开的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，包括基础缸套和双层气口变涡流直流比套环，双层气口变涡流直流比套环安装于基础缸套的进气口上，双层气口变涡流直流比套环的涡流气口一侧靠近活塞的上止点安装。当双层气口变涡流直流比套环的轴向平移使基础缸套的高度h完全位于双层气口变涡流直流比套环的气口范围内，实际涡流气口高度hs由双层气口变涡流直流比套环涡流气口的远离上止点端和基础缸套进气口的靠近上止点端决定，实际直流气口高度hd由双层气口变涡流直流比套环直流气口的靠近上止点端和基础缸套进气口的远离上止点端决定。双层气口变涡流直流比套环向靠近上止点位置轴向平移时，涡流气口高度比连续增加，直流气口高度比连续减少，涡流直流气口高度比连续增加。当双层气口变涡流直流比套环的轴向平移使基础缸套的高度h不完全位于双层气口变涡流直流比套环的气口范围内，基础调节过程与高度h位于双层气口变涡流直流比套环的气口范围内一致，但是当轴向平移使双层气口中的一类气口完全封闭后，出现进气口只包含涡流气口或只包含直流气口的情况。当进行双层气口变涡流直流比套环的连续周向旋转时，能够连续调整涡流气口宽度比和直流气口宽度比。

作为优选，本发明公开的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，包括基础缸套和单层气口变涡流直流比套环，单层气口变涡流直流比套环安装于基础缸套的进气口上，单层气口变涡流直流比套环的涡流气口一侧靠近活塞的上止点安装。单层气口变涡流直流比套环的功能实现和调整过程与双层气口变涡流直流比套环一致，但是单层气口变涡流直流比套环将分离进气涡流口和进气直流口的壁面部分去除，增加相同进气口高度下的进气流通面积，同时能够减少进气的壁面摩擦损失。

作为优选，本发明公开的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，包括基础缸套和分离式双层气口变涡流直流比套环，分离式双层气口变涡流直流比套环安装于基础缸套的进气口上，分离式双层气口变涡流直流比套环的涡流部分安装于靠近上止点一侧，分离式双层气口变涡流直流比套环的直流部分安装于靠近下止点一侧。仅周向旋转分离式双层气口变涡流直流比套环的涡流部分，能够独立连续地调整进气口的涡流宽度比。仅周向旋转分离式双层气口变涡流直流比套环的直流部分，能够独立连续地调整进气口的直流宽度比。当分离式双层气口变涡流直流比套环的轴向平移使基础缸套的高度h完全位于分离式双层气口变涡流直流比套环的气口范围内，实际涡流气口高度hs由分离式双层气口变涡流直流比套环涡流气口的远离上止点端和基础缸套进气口的靠近上止点端决定，实际直流气口高度hd由分离式双层气口变涡流直流比套环直流气口的靠近上止点端和基础缸套进气口的远离上止点端决定。分离式双层气口变涡流直流比套环向靠近上止点位置轴向平移时，涡流气口高度比连续增加，直流气口高度比连续减少，涡流直流气口高度比连续增加。当分离式双层气口变涡流直流比套环的轴向平移使基础缸套的高度h不完全位于分离式双层气口变涡流直流比套环的气口范围内，基础调节过程与高度h位于分离式双层气口变涡流直流比套环的气口范围内一致，但是当轴向平移使双层气口中的一类气口完全封闭后，出现进气口只包含涡流气口或只包含直流气口的情况。

作为优选，本发明公开的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，包括基础缸套和分离式双层气口变涡流直流比套环，分离式双层气口变涡流直流比套环安装于基础缸套的进气口上，分离式双层气口变涡流直流比套环的涡流部分安装于靠近上止点一侧，分离式双层气口变涡流直流比套环的直流部分安装于靠近下止点一侧。分离式双层气口变涡流直流比套环的功能实现和调整过程与分离式双层气口变涡流直流比套环一致，但是分离式双层气口变涡流直流比套环将分离进气涡流口和进气直流口的壁面部分去除，增加了相同进气口高度下的进气流通面积，同时能够减少进气的壁面摩擦损失。

作为优选，本发明公开的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，包括基础缸套、两个半开式变宽度比套环和单层气口变涡流直流比套环，半开式变宽度比套环安装于基础缸套的进气口上，单层气口变涡流直流比套环安装于半开式变宽度比套环上，两个半开式变宽度比套环开口处相对安装，单层气口变涡流直流比套环的涡流气口一侧靠近活塞的上止点安装。一个变宽度比套环与涡流进气口完全对应，另一个变宽度比套环与直流进气口完全对应。周向旋转与涡流进气口对应的半开式变宽度比套环，能够独立连续改变涡流气口宽度比。周向旋转与直流进气口对应的半开式变宽度比套环，能够独立连续改变直流气口宽度比。周向旋转单层气口变涡流直流比套环，则同时连续改变涡流气口宽度比和直流气口宽度比。当单层气口变涡流直流比套环的轴向平移使基础缸套的高度h完全位于双层气口变涡流直流比套环的气口范围内，实际涡流气口高度hs由单层气口变涡流直流比套环涡流气口的远离上止点端和基础缸套进气口的靠近上止点端决定，实际直流气口高度hd由单层气口变涡流直流比套环直流气口的靠近上止点端和基础缸套进气口的远离上止点端决定。单层气口变涡流直流比套环及其对应的半开式变宽度比套环向靠近上止点位置轴向平移时，涡流气口高度比连续增加，直流气口高度比连续减少，涡流直流气口高度比连续增加。当单层气口变涡流直流比套环及其对应的半开式变宽度比套环的轴向平移使基础缸套的高度h不完全位于单层气口变涡流直流比套环的气口范围内，基础调节过程与高度h位于单层气口变涡流直流比套环的气口范围内一致，但是当轴向平移使双层气口中的一类气口完全封闭后，能够实现进气口只包含涡流气口或只包含直流气口的情况。

作为优选，本发明公开的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，包括基础缸套、两个半开式变宽度比套环和双层气口变涡流直流比套环，半开式变宽度比套环安装于基础缸套的进气口上，双层气口变涡流直流比套环安装于半开式变宽度比套环上，两个半开式变宽度比套环开口处相对安装，双层气口变涡流直流比套环的涡流气口一侧靠近活塞的上止点安装。双层气口变涡流直流比套环功能实现与操作过程与单层气口变涡流直流比套环一致，双层气口变涡流直流比套环将涡流气口与直流气口分离，避免两种气流在进气过程中发生干涉。

有益效果：

1、本发明公开的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置及方法，通过几类部件的组合装配，连续改变进气口上涡流气口、直流气口的宽度或高度，实现对置活塞二冲程发动机涡流直流比的连续调整。即：(一)基础缸套直接匹配含有涡流进气口和直流进气口的套环，通过轴向平移和周向旋转套环进行进气涡流直流比的连续调整；(二)基础缸套、含有涡流进气口和直流进气口的套环、半开式变宽度比套环组合，结构一的基础上加入半开式变宽度比套环，将涡流进气口和直流进气口的调整分离，实现直流不变涡流连续变化和涡流不变直流连续变化。(三)基础缸套和分离式变涡流直流比套环组合，直接调整分离式变涡流直流比套环的直流进气口部分或涡流进气口部分，进行进气涡流直流比的连续调整。

2、本发明公开的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置及方法，由于进气口涡流直流比调整装置能够实现涡流直流比的连续调整，改变涡流进气口或直流进气口的流通面积，一方面能够提升寻优效率；另一方面有利于保证边界条件一致，能够保证调整对比过程的边界条件恒定，提升对比的准确性。

3、本发明公开的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置及方法，提供6中优选进气口涡流直流比调整结构及方法，更便于使用不同工况，提升调整效果和效率。

4、本发明公开的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置及方法，能够连续调整进气相位，能够在不改变进气相位的情况下连续调整涡流直流比，提高实验的寻优效率。

5、本发明公开的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置及方法，最简单的调整装置仅含有两个部件，调整简单快捷，能够实现进气口涡流直流比的连续调整。

6、本发明公开的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置及方法，将单、双层气口变涡流直流比套环分割、变成分离式变涡流直流比套环，在实现进气口涡流直流比的连续调整的基础上，还能够实现进气口涡流强度和进气口直流强度的连续独立调整。

7、本发明公开的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置及方法，将半开式变宽度比套环加入调整装置，无需进行单、双层气口变涡流直流比套环分割，同样能够在实现进气口涡流直流比的连续调整的基础上，实现进气口涡流强度和进气口直流强度的连续独立调整。半开式变宽度比套环具有通用性，能匹配不同的变宽度比套环使用，解决分离式变宽度比套环调整方法相对繁杂的问题。

附图说明

图1为基础缸套的等轴测图；

图2为双层气口变涡流直流比套环的等轴测图；

图3为双层气口变涡流直流比套环的正视图；

图4为图3中的A-A剖面图；

图5为图3中的B-B剖面图；

图6为图3中的C-C剖面图；

图7为基础缸套上加装双层气口变涡流直流比套环的等轴测图；

图8为图7的正视图；

图9中(a)图为图8中的B-B剖面图，(b)图为套环周向旋转后的B-B剖面图；

图10中(a)图为图8中的C-C剖面图，(b)图为套环周向旋转后的C-C剖面图；

图11为图8中的A-A剖面图；

图12为基于图11将双层气口变涡流直流比套环轴向平移后的剖面图；

图13也为基于图11将双层气口变涡流直流比套环轴向平移后的剖面图；

图14为单层气口变涡流直流比套环的等轴测图；

图15为单层气口变涡流直流比套环的正视图；

图16中(a)为图15的A-A剖面图，(b)为图15的B-B剖面图；

图17为单层气口变涡流直流比套环的正视图；

图18中(a)为图17的A-A剖面图，(b)为图17的B-B剖面图；

图19为图17的C-C剖面图；

图20为基础缸套上加装单层气口变涡流直流比套环的等轴测图；

图21为分离式双层气口变涡流直流比套环的等轴测图；

图22为基础缸套上加装分离式双层气口变涡流直流比套环的正视图；

图23为基于图31进行分离式双层气口变涡流直流比套环轴向平移后的正视图；

图24为分离式双层气口变涡流直流比套环的直流进气口部分进行宽度调整后的部分截面图；

图25为分离式双层气口变涡流直流比套环的涡流进气口部分进行宽度调整后的部分截面图；

图26为分离式单层气口变涡流直流比套环的等轴测图；

图27为基础缸套上加装分离式单层气口变涡流直流比套环的正视图；

图28为半开式变宽度比套环的等轴测图；

图29为基础缸套进气口加装两个半开式变宽度比套环的等轴测图；

图30为基于图22进行两个半开式变宽度比套环共同调整的等轴测图；

图31为基于图23进行单个半开式变宽度比套环调整的等轴测图；

图32为基础缸套进气口加装两个半开式变宽度比套环，半开式变宽度比套环外加装单层气口变涡流直流比套环的等轴测图；

图33为图32的A-A截面图；

图34中(a)为涡流进气口的截面图，(b)为直流进气口的截面图；

图35中(a)为涡流进气口进行周向旋转后的截面图，(b)为直流进气口进行周向旋转后的截面图；

图36为基础缸套进气口加装两个半开式变宽度比套环，半开式变宽度比套环外加装双层气口变涡流直流比套环的等轴测图；

图37为装有调节板的双层气口变涡流直流比套环的等轴测图。

具体实施方式

为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。

实施例1：

如图7所示，本实施例公开一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，包括基础缸套1和双层气口变涡流直流比套环2，双层气口变涡流直流比套环2仅安装于基础缸套1 的进气口处使用。安装时，双层气口变涡流直流比套环2的涡流进气口侧靠近上止点安装。

图1为基础缸套1，其进气口高度和宽度均为最大需用值。

图2为双层气口变涡流直流比套环2，套环上共有两层气口，一层为涡流进气口，另外一层为直流进气口。双层气口的高度及其中间壁面的高度和大于基础缸套1的最大需用高度。

图3为双层气口变涡流直流比套环2的正视图，主要标注了三条截面线。

图4为图3中的A-A剖面图，通过轴线所在位置的气口形态判断气口类型，其中左侧为涡流进气口，右侧为直流进气口。

图5为图3中的B-B剖面图，此剖面图所在的气口类型为涡流进气口。

图6为图3中的C-C剖面图，此剖面图所在的气口类型为直流进气口。

图8为图7的正视图，用来标注三条剖面线的相对位置。

图9中(a)图为图8中的B-B剖面图，(b)图为套环周向旋转后的B-B剖面图，截面所在的气口类型为直流进气口。通过对比(a)(b)两图，发现周向旋转使进气口涡流直流比调整装置的直流进气口流通面积减少，既能够通过连续周向旋转双层气口变涡流直流比套环2实现直流进气口流通面积的连续改变。

图10中(a)图为图8中的C-C剖面图，(b)图为套环周向旋转后的C-C剖面图，截面所在的气口类型为涡流进气口。通过对比(a)(b)两图，发现周向旋转使进气口涡流直流比调整装置的涡流进气口流通面积减少，既能够通过连续周向旋转双层气口变涡流直流比套环2实现涡流进气口流通面积的连续改变。

图11、图12、图13均为图8中的A-A剖面图，不同之处在于进气口涡流直流比调整装置中不同部件的相对位置不同。图11中A、D虚线所在的气口边缘由基础缸套1确定，B、 C虚线所在的气口边缘由双层气口变涡流直流比套环2确定。图12中A虚线所在的气口边缘由基础缸套1确定，B、C、D虚线所在的气口边缘由双层气口变涡流直流比套环2确定。图 13中D虚线所在的气口边缘由基础缸套1确定，A、B、C虚线所在的气口边缘由双层气口变涡流直流比套环2确定。

图12与图11对比，双层气口变涡流直流比套环2向下止点位置进行了轴向平移，涡流进气口的高度增加，直流进气口的高度减少，进气的涡流强度增加，直流强度降低，进气涡流比增加。图13与图11对比，双层气口变涡流直流比套环2向上止点位置进行了轴向平移，涡流进气口的高度减少，直流进气口的高度增加，进气的涡流强度降低，直流强度增加，进气涡流比降低。综上所述，进气口涡流直流比调整装置能够通过连续轴向平移双层气口变涡流直流比套环2，实现进气涡流比的连续改变。此外，在图12的基础上，继续向下止点移动双层气口变涡流直流比套环2，进气口涡流直流比调整装置的进气口仅包含涡流进气口。在图13的基础上，继续向上止点移动双层气口变涡流直流比套环2，进气口涡流直流比调整装置的进气口仅包含直流进气口。

图37为装有调节板的双层气口变涡流直流比套环，图中标识了F1、F2、F3、F4四个施力方向。F1、F2方向施加正、反方向的力，能够实现双层气口变涡流直流比套环的连续轴向平移。F3、F4方向施加正、反方向的力，能够实现双层气口变涡流直流比套环的连续周向旋转。

实施例2：

如图20所示，本实施例公开一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，包括基础缸套1和单层气口变涡流直流比套环3，单层气口变涡流直流比套环3仅安装于基础缸套1 的进气口处使用。安装时，单层气口变涡流直流比套环3的涡流进气口侧靠近上止点安装。

图14为单层气口变涡流直流比套环3，其最大的特点是涡流进气口与直流进气口连通，在相同的进气口高度下，有效增大气体的流通面积，增加进气流量。

图15为图14的正视图，用来标注直流进气口的两条剖面线。

图16中(a)为图15的A-A剖面图，(b)为图15的B-B剖面图，从B-B剖面图能够看到另一侧涡流进气口的轮廓。

图17为图14的正视图，用来标注涡流进气口的三条剖面线。

图18中(a)为图17的A-A剖面图，(b)为图17的B-B剖面图，从A-A剖面图能够看到另一侧直流进气口的轮廓。

图19为图17的C-C剖面图，以内部视角观察单层气口变涡流直流比套环3的气口形态，其中左侧部分为涡流进气口，右侧部分为直流进气口。

实施例2中单层气口变涡流直流比套环3的调整方式与实施例1一致，在此不做赘述，使用实施例2的进气口涡流直流比调整装置，能够实现相同进气口高度下更大的进气流量。

实施例3：

如图22所示，本实施例公开一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，包括基础缸套1、分离式双层气口变涡流直流比套环的直流部分5和分离式双层气口变涡流直流比套环的涡流部分6，分离式双层气口变涡流直流比套环仅安装于基础缸套1的进气口处使用。安装时，分离式双层气口变涡流直流比套环的涡流部分6靠近上止点安装。在图22的相对位置中，A、D虚线所在的气口边缘由基础缸套1确定，B虚线所在的气口边缘由分离式双层气口变涡流直流比套环的直流部分5确定，C虚线所在的气口边缘由分离式双层气口变涡流直流比套环的涡流部分6确定。

图21为分离式双层气口变涡流直流比套环的直流部分5和分离式双层气口变涡流直流比套环的涡流部分6，这两部分结构组合使用，壁面较薄的一侧相对安装，安装于基础套环1 的进气口时，分离式双层气口变涡流直流比套环的涡流部分6安装在靠近上止点的一侧，分离式双层气口变涡流直流比套环的直流部分5安装在靠近下止点的一侧。

图23为基于图22将分离式双层气口变涡流直流比套环整体向下止点方向进行轴向平移， A虚线所在的气口边缘由基础缸套1确定，B虚线所在的气口边缘由分离式双层气口变涡流直流比套环的直流部分5确定，C、D虚线所在的气口边缘由分离式双层气口变涡流直流比套环的涡流部分6确定。与图23相比，涡流进气口高度CD增加，进气涡流强度增大，直流进气口高度AB减少，进气直流强度减少，故对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置进气口产生的涡流比增强，即能够通过连续调整分离式双层气口变涡流直流比套环，实现涡流比的连续调整。

分离式双层气口变涡流直流比套环的最大特征是直流部分5和涡流部分6分离，能够实现涡流进气口宽度和直流进气口宽度的独立调整。图24是分离式双层气口变涡流直流比套环的直流部分5进行周向旋转后的进气口截面图，图25是分离式双层气口变涡流直流比套环的涡流部分6进行周向旋转后的进气口截面图。均能够通过直流部分5或涡流部分6的独立连续周向旋转，实现对应气口宽度的连续调整，连续改变进气涡流、直流强度，连续改变进气的涡流比。

实施例3的对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置具有实施例1的全部功能，调节方式一致，在此不做赘述。

实施例4：

如图27所示，本实施例公开一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，包括基础缸套1、分离式单层气口变涡流直流比套环的直流部分7和分离式单层气口变涡流直流比套环的涡流部分8，分离式单层气口变涡流直流比套环仅安装于基础缸套1的进气口处使用。安装时，分离式单层气口变涡流直流比套环的涡流部分8靠近上止点安装。

图26为分离式单层气口变涡流直流比套环的直流部分7和涡流部分8，这两部分结构组合使用，气口开口一侧相对安装，安装于基础套环1的进气口时，涡流部分8安装在靠近上止点的一侧，直流部分7安装在靠近下止点的一侧。

实施例4相比于实施例3的优势是将涡流进气口与直流进气口连通，在相同的对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置进气口高度下，具有更大的进气流量。实施例4的调整方式与功能实现与实施例3一致，在此不做赘述。

实施例5：

如图32所示，本实施例公开一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，包括基础缸套1、单层气口变涡流直流比套环3、半开式变宽度比套环4.1和半开式变宽度比套环4.2，半开式变宽度比套环仅安装于进气口，与变涡流直流比套环组合使用。图32中，半开式变宽度比套环4.1和半开式变宽度比套环4.2安装于基础缸套1的进气口上，单层气口变涡流直流比套环3安装于半开式变宽度比套环上。单层气口变涡流直流比套环3的涡流进气口一侧靠近上止点侧安装。

图28为半开式变宽度比套环4，其功能是匹配应用于不同气口，实现双气口套环上单气口类型的独立调节。因为要实现多类气口的独立调节，所以通常由两个半开式变宽度比套环组合使用。半开式变宽度比套环的气口宽度于基础缸套的气口宽度一致。

图29为半开式变宽度比套环4.1和半开式变宽度比套环4.2安装于基础缸套1上的等轴测图，两个半开式变宽度比套环的开口相对安装。

图30为将半开式变宽度比套环4.1和半开式变宽度比套环4.2等角度周向旋转后的等轴测图，此时进气口的宽度减少，流通面积减少。

图31为将半开式变宽度比套环4.1和半开式变宽度比套环4.2不等角度周向旋转后的等轴测图，能够实现不同位置气口的独立宽度调整。

图33为图32的A-A剖面图，半开式变宽度比套环4.1和半开式变宽度比套环4.2的交界面与层气口变涡流直流比套环3上两类气口的交界面对应，半开式变宽度比套环4.1对应直流进气口，半开式变宽度比套环4.2对应涡流进气口，能够通过调整半开式变宽度比套环 4.1或半开式变宽度比套环4.2实现直流进气口宽度或涡流进气口宽度的独立调整。在此对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置中，进气口宽度由半开式变宽度比套环、基础缸套和单层气口变涡流直流比套环共同决定，通过连续旋转单层气口变涡流直流比套环，能够实现涡流进气强度和直流进气强度的连续调整。通过连续旋转涡流进气口对应的半开式变宽度比套环，能够实现涡流进气强度的连续独立调节。通过连续旋转直流进气口对应的半开式变宽度比套环，能够实现直流进气强度的连续独立调节。通过独立调节实现进气口涡流比的连续改变。

此外，实施例5的同时包含实施例1的全部调整方式和功能实现，在此不做赘述。

实施例6：

如图36所示，本实施例公开一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，包括基础缸套1、双层气口变涡流直流比套环2、半开式变宽度比套环4.1和半开式变宽度比套环4.2，半开式变宽度比套环仅安装于进气口，与变涡流直流比套环组合使用。图36中，半开式变宽度比套环4.1和半开式变宽度比套环4.2安装于基础缸套1的进气口上，双层气口变涡流直流比套环2安装于半开式变宽度比套环上。双层气口变涡流直流比套环2的涡流进气口一侧靠近上止点侧安装。

实施例6的对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置具有与实施例5一致的调整方式与功能实现，在此不做赘述。实施例6的双层气口变涡流直流比套环2将涡流气口与直流气口分离，避免两种气流在进气过程中发生干涉，能够用于分析不同气口结构的效果。

以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，其特征在于：定义冲程长度为L，基础缸套(1)的进气口总高度为h，实际涡流气口高度为hs，实际直流气口高度为hd；进气口的宽度为w，涡流气口部分的宽度为ws，直流气口部分的宽度为wd，进气口个数为n，涡流气口宽度对应的圆心角为αs，直流气口宽度对应的圆心角为αd；

对进气口的涡流气口高度比、直流气口高度比、涡流直流气口高度比、涡流气口宽度比和直流气口宽度比做如下定义；

所述一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，包括基础缸套、双层气口变涡流直流比套环、单层气口变涡流直流比套环、半开式变宽度比套环、分离式双层变涡流直流比套环、分离式单层变涡流直流比套环，装置上并不同时安装上述所有部件，而是根据使用需求进行组合装配；

所述基础缸套为组合式缸套的基体部件，基础缸套的进气口高度h和进气口宽度w决定了组合式缸套的调整范围；基础缸套的宽度w为最大的进气口宽度许用值，即进气口宽度w再增加并不能产生有益效果，或进气口宽度w进一步增加将使气口处的强度不满足使用要求；进气口高度h也为最大许用值，进气口高度h的相对位置满足最大进气时刻的要求，即再通过调整进气口高度h增加进气时刻无法再产生有益结果、增大进气口高度h已无法增加进气流量或增加进气流量已无有益效果；基础缸套匹配套环组合使用；

所述双层气口变涡流直流比套环包含两层不连通的环形气口，其中一层环形气口为涡流进气口，另一层环形气口为直流进气口，安装使用时，涡流进气口一侧靠近气缸的上止点安装；通常，双层气口变涡流直流比套环的涡流、直流气口宽度不大于基础缸套的宽度，涡流、直流气口总高度不小于基础缸套的高度，因此，对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置的进气口宽度和进气口高度由双层气口变涡流直流比套环控制；通过周向旋转双层气口变涡流直流比套环，能够连续调整进气口的涡流气口宽度比和直流气口宽度比，进而连续调整进气口的涡流强度和直流强度；通过轴向平移，能够连续改变进气相位、涡流气口高度比、直流气口高度比、涡流直流气口高度比；

所述单层气口变涡流直流比套环仅有一层环形气口，所述环形气口由涡流进气口和直流进气口连通组成，能够增大进气口的流通面积，增加进气流量，适合在进气量不足的情况下使用；单层气口变涡流直流比套环的调整方法与双层气口变涡流直流比套环一致；

所述半开式变宽度比套环，用于实现双、单层气口变涡流直流比套环上涡流气口部分和直流气口部分的独立调整，两个半开式变宽度比套环组合使用，安装时，两个半开式变宽度比套环的开口位置相对；通过周向旋转半开式变宽度比套环，能够独立连续地调整涡流进气口或直流进气口的宽度比；

所述分离式双层变涡流直流比套环，将双层变涡流直流比套环从中间分离，一部分包含涡流进气口，另一部分包含直流进气口，分离式双层变涡流直流比套环的涡流进气口部分靠近活塞上止点一侧安装，分离式双层变涡流直流比套环的直流进气口部分靠近下止点一侧安装；使用分离式双层变涡流直流比套环后结构简单，能够直接实现进气口的涡流直流比的连续调整；

所述分离式单层变涡流直流比套环，将单层变涡流直流比套环从中间分离，分离面为涡流进气口和直流进气口的交界面；分离式单层变涡流直流比套环的涡流进气口部分靠近活塞上止点一侧安装，分离式单层变涡流直流比套环的直流进气口部分靠近下止点一侧安装；通过周向旋转单层变涡流直流比套环的涡流进气口部分或直流进气口部分，能够独立连续地调整进气直流强度或进气涡流强度。

2.如权利要求1所述的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，其特征在于：包括基础缸套(1)和双层气口变涡流直流比套环(2)，双层气口变涡流直流比套环(2)安装于基础缸套(1)的进气口上，双层气口变涡流直流比套环(2)的涡流气口一侧靠近活塞的上止点安装；当双层气口变涡流直流比套环(2)的轴向平移使基础缸套的高度h完全位于双层气口变涡流直流比套环(2)的气口范围内，实际涡流气口高度hs由双层气口变涡流直流比套环(2)涡流气口的远离上止点端和基础缸套(1)进气口的靠近上止点端决定，实际直流气口高度hd由双层气口变涡流直流比套环(2)直流气口的靠近上止点端和基础缸套(1)进气口的远离上止点端决定；双层气口变涡流直流比套环(2)向靠近上止点位置轴向平移时，涡流气口高度比连续增加，直流气口高度比连续减少，涡流直流气口高度比连续增加；当双层气口变涡流直流比套环(2)的轴向平移使基础缸套的高度h不完全位于双层气口变涡流直流比套环(2)的气口范围内，基础调节过程与高度h位于双层气口变涡流直流比套环(2)的气口范围内一致，但是当轴向平移使双层气口中的一类气口完全封闭后，出现进气口只包含涡流气口或只包含直流气口的情况；当进行双层气口变涡流直流比套环(2)的连续周向旋转时，能够连续调整涡流气口宽度比和直流气口宽度比。

3.如权利要求2所述的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，其特征在于：包括基础缸套(1)和单层气口变涡流直流比套环(3)，单层气口变涡流直流比套环(3)安装于基础缸套(1)的进气口上，单层气口变涡流直流比套环(3)的涡流气口一侧靠近活塞的上止点安装；单层气口变涡流直流比套环(3)的功能实现和调整过程与双层气口变涡流直流比套环(2)一致，但是单层气口变涡流直流比套环(3)将分离进气涡流口和进气直流口的壁面部分去除，增加相同进气口高度下的进气流通面积，同时能够减少进气的壁面摩擦损失。

4.如权利要求1所述的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，其特征在于：包括基础缸套(1)、分离式双层气口变涡流直流比套环的直流部分(5)和涡流部分(6)，分离式双层气口变涡流直流比套环(5)、(6)安装于基础缸套(1)的进气口上，分离式双层气口变涡流直流比套环的涡流部分(6)安装于靠近上止点一侧，分离式双层气口变涡流直流比套环的直流部分(5)安装于靠近下止点一侧；仅周向旋转分离式双层气口变涡流直流比套环的涡流部分(6)，能够独立连续地调整进气口的涡流宽度比；仅周向旋转分离式双层气口变涡流直流比套环的直流部分(5)，能够独立连续地调整进气口的直流宽度比；当分离式双层气口变涡流直流比套环(5)、(6)的轴向平移使基础缸套的高度h完全位于分离式双层气口变涡流直流比套环(5)、(6)的气口范围内，实际涡流气口高度hs由分离式双层气口变涡流直流比套环(5)、(6)涡流气口的远离上止点端和基础缸套(1)进气口的靠近上止点端决定，实际直流气口高度hd由分离式双层气口变涡流直流比套环(5)、(6)直流气口的靠近上止点端和基础缸套(1)进气口的远离上止点端决定；分离式双层气口变涡流直流比套环(5)、(6)向靠近上止点位置轴向平移时，涡流气口高度比连续增加，直流气口高度比连续减少，涡流直流气口高度比连续增加；当分离式双层气口变涡流直流比套环(5)、(6)的轴向平移使基础缸套的高度h不完全位于分离式双层气口变涡流直流比套环(5)、(6)的气口范围内，基础调节过程与高度h位于分离式双层气口变涡流直流比套环(5)、(6)的气口范围内一致，但是当轴向平移使双层气口中的一类气口完全封闭后，出现进气口只包含涡流气口或只包含直流气口的情况。

5.如权利要求4所述的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，其特征在于：包括基础缸套(1)、分离式单层气口变涡流直流比套环的直流部分(7)和涡流部分(8)，分离式单层气口变涡流直流比套环(7)、(8)安装于基础缸套(1)的进气口上，分离式单层气口变涡流直流比套环的涡流部分(8)安装于靠近上止点一侧，分离式单层气口变涡流直流比套环的直流部分(7)安装于靠近下止点一侧；分离式单层气口变涡流直流比套环(7)、(8)的功能实现和调整过程与分离式双层气口变涡流直流比套环(5)、(6)一致，但是分离式单层气口变涡流直流比套环(7)、(8)将分离进气涡流口和进气直流口的壁面部分去除，增加了相同进气口高度下的进气流通面积，同时能够减少进气的壁面摩擦损失。

6.如权利要求1所述的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，其特征在于：包括基础缸套(1)、两个半开式变宽度比套环(4)和单层气口变涡流直流比套环(3)，半开式变宽度比套环(4)安装于基础缸套(1)的进气口上，单层气口变涡流直流比套环(3)安装于半开式变宽度比套环(4)上，两个半开式变宽度比套环(4)开口处相对安装，单层气口变涡流直流比套环(3)的涡流气口一侧靠近活塞的上止点安装；一个变宽度比套环与涡流进气口完全对应，另一个变宽度比套环与直流进气口完全对应；周向旋转与涡流进气口对应的半开式变宽度比套环，能够独立连续改变涡流气口宽度比；周向旋转与直流进气口对应的半开式变宽度比套环，能够独立连续改变直流气口宽度比；周向旋转单层气口变涡流直流比套环(3)，则同时连续改变涡流气口宽度比和直流气口宽度比；当单层气口变涡流直流比套环(3)的轴向平移使基础缸套的高度h完全位于双层气口变涡流直流比套环(2)的气口范围内，实际涡流气口高度hs由单层气口变涡流直流比套环(3)涡流气口的远离上止点端和基础缸套(1)进气口的靠近上止点端决定，实际直流气口高度hd由单层气口变涡流直流比套环(3)直流气口的靠近上止点端和基础缸套(1)进气口的远离上止点端决定；单层气口变涡流直流比套环(3)及其对应的半开式变宽度比套环向靠近上止点位置轴向平移时，涡流气口高度比连续增加，直流气口高度比连续减少，涡流直流气口高度比连续增加；当单层气口变涡流直流比套环(3)及其对应的半开式变宽度比套环的轴向平移使基础缸套的高度h不完全位于单层气口变涡流直流比套环(3)的气口范围内，基础调节过程与高度h位于单层气口变涡流直流比套环(3)的气口范围内一致，但是当轴向平移使双层气口中的一类气口完全封闭后，能够实现进气口只包含涡流气口或只包含直流气口的情况。

7.如权利要求6所述的一种对置活塞发动机进气口涡流直流比调整装置，其特征在于：包括基础缸套(1)、两个半开式变宽度比套环(4)和双层气口变涡流直流比套环(2)，半开式变宽度比套环(4)安装于基础缸套(1)的进气口上，双层气口变涡流直流比套环(2)安装于半开式变宽度比套环(4)上，两个半开式变宽度比套环(4)开口处相对安装，双层气口变涡流直流比套环2的涡流气口一侧靠近活塞的上止点安装；双层气口变涡流直流比套环(2)功能实现与操作过程与单层气口变涡流直流比套环(3)一致，双层气口变涡流直流比套环(2)将涡流气口与直流气口分离，避免两种气流在进气过程中发生干涉。