CN115247614B - 一种发动机及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及内燃机技术领域，特别涉及一种发动机及车辆。发动机中气缸罩盖设有第一通道，气缸盖设有第二通道、气体扩散腔和第一进气道，气缸罩盖和气缸盖连接，第一通道和第二通道连通，气体扩散腔的第一端与第二通道连通，气体扩散腔的第二端与第一进气道连通，曲轴箱内部依次通过第一通道、第二通道和气体扩散腔与第一进气道连通，第一进气道对应气缸设置并用于向气缸内输送空气；气体扩散腔为渐扩结构，渐扩方向为第一端至第二端的方向，第一端垂直于气流方向的截面面积为S1，第二端垂直于气流方向的截面面积为S2，且S1≤1/2S2。第一端截面的面积与第二端截面的面积满足上述范围，有利于曲轴箱内气体进入第一进气道后与空气混合均匀。

Description

一种发动机及车辆

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，特别涉及一种发动机及车辆。

背景技术

发动机是一种能够把其它形式的能量转化为机械能的机器。车辆技术领域中，通常使用的是往复活塞式发动机作为车辆稳定的动力来源。往复活塞式发动机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构将机械功输出，驱动从动机械工作。随着对环保意识的增强，要求发动机中曲轴箱内气体需要导入到气缸内进行燃烧，实现曲轴箱气体的零排放。现有技术中，曲轴箱内气体进入进气道内混合不均匀，会使得进入发动机内的混合气均匀性差，如果发动机内的混合气不均匀，将导致各缸燃烧一致性差，进而产生运转不平顺的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机，以解决或部分解决现有的曲轴箱内气体进入进气道内混合不均匀的问题。

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，包括气缸罩盖、气缸盖和曲轴箱，所述气缸罩盖设有第一通道，所述气缸盖设有第二通道、气体扩散腔和第一进气道，所述气缸罩盖和所述气缸盖连接，所述第一通道和所述第二通道连通，所述气体扩散腔的第一端与所述第二通道连通，所述气体扩散腔的第二端与所述第一进气道连通，所述曲轴箱内部依次通过所述第一通道、所述第二通道和所述气体扩散腔与所述第一进气道连通，所述第一进气道对应气缸设置并用于向所述气缸内输送空气；所述气体扩散腔为渐扩结构，渐扩方向为所述第一端至所述第二端的方向，所述第一端垂直于气流方向的截面面积为S1，所述第二端垂直于气流方向的截面面积为S2，且S1≤1/2S2。

进一步的，所述第一端到所述第二端的距离为L，所述第一端垂直于气流方向的截面面积的等效圆直径为L1，且满足，2L1≤L≤10L1。

进一步的，所述气体扩散腔朝向所述气缸的腔壁与所述第一进气道中与所述气体扩散腔连接的气道壁之间的夹角为90°至165°。

进一步的，所述气缸盖还设有第二进气道，所述第二进气道与多个所述第一进气道连接，所述第二进气道用于向所述第一进气道输送空气，所述气体扩散腔靠近所述第二进气道的腔壁到所述第二进气道中靠近所述气体扩散腔(5)的通道壁的距离为2mm至10mm。

进一步的，所述第二通道包括排气孔和导向通道，所述排气孔一端与所述第一通道连通，所述排气孔另一端与所述导向通道连接，所述导向通道与多个所述气体扩散腔连通；所述导向通道中气流方向与所述气体扩散腔中气流方向之间的角度范围是45°至135°。

进一步的，所述导向通道横截面的面积为S，发动机的缸心距为D，满足，1/14D≤S≤1/6D。

进一步的，所述导向通道为圆形管状通道。

进一步的，所述排气孔具有一个，位于所述导向通道的中部。

进一步的，发动机还包括油气分离器，所述油气分离器与所述第一通道连接。

相对于现有技术，本发明所述的发动机具有以下优势：

本发明的发动机，气体扩散腔为渐扩结构，第一端垂直于气流方向的截面面积与第二端垂直于气流方向的截面面积满足S1≤1/2S2时，能够使得曲轴箱内气体进入到第一进气道内产生湍流，达到明显的扩散效果，有利于曲轴箱内气体进入第一进气道后与空气混合均匀，使得各缸燃烧一致性好，发动机运转更加平顺。

本发明的另一目的在于提出一种车辆，以解决或部分解决现有的车辆曲轴箱内气体进入进气道内混合不均匀的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆，包括上述发动机。

所述车辆与上述发动机相对于现有技术所具有的优势相同，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为本发明实施例所述的发动机的部分结构示意图；

图2为图1所示发动机的气缸盖A-A剖视图的结构示意图；

图3为图1所示发动机的气缸盖B-B剖视图的结构示意图；

图4为图2中C部分放大图的结构示意图。

附图标记说明：

1-气缸罩盖；2-气缸盖；21-气缸盖顶面；22-气缸盖底面；23-气缸盖燃烧室腔；24-进气壁；3-油气分离器；4-第二通道；41-排气孔；42-导向通道；5-气体扩散腔；51-第一端；52-第二端；53-扩散壁；61-第一进气道；62-第二进气道。

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。

另外，在本发明的实施例中所提到的前、后，是指相对车辆的前进方向的前方和后方。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1至图4所示，本申请实施例提供了一种发动机，包括气缸罩盖1、气缸盖2和曲轴箱，气缸罩盖1设有第一通道，气缸盖2设有第二通道4、气体扩散腔5和第一进气道61，气缸罩盖1和气缸盖2连接，第一通道和第二通道4连通，气体扩散腔5的第一端51与第二通道4连通，气体扩散腔5的第二端52与第一进气道61连通，曲轴箱内部依次通过第一通道、第二通道4和气体扩散腔5与第一进气道61连通，第一进气道61对应气缸设置并用于向气缸内输送空气；气体扩散腔5为渐扩结构，渐扩方向为第一端51至第二端52的方向，第一端51垂直于气流方向的截面面积为S1，第二端52垂直于气流方向的截面面积为S2，且S1≤1/2S2。

具体而言，气缸罩盖1是盖在发动机缸体上的罩壳，参照图1所示，气缸罩盖1与气缸盖2连接，气缸罩盖1有防止外部杂质等进入发动机，防止内部机油泄露，油雾分离，曲轴箱压力调节，隔离结构传递噪音，和做其它零部件的安装支座的作用。

气缸盖2的作用是密封气缸，与活塞共同形成燃烧空间，并承受高温高压燃气，气缸盖2具有足够的强度和刚度。

曲轴箱的上曲轴箱一般与气缸铸成一体，下曲轴箱用来贮存润滑油，并封闭上曲轴箱。曲轴箱在使用时，曲轴箱内会产生气体，该气体需要导入到气缸内进行燃烧，实现曲轴箱内气体的零排放。本申请实施例中，曲轴箱内气体会依次通过第一通道、第二通道4和气体扩散腔5进入到第一进气道61内，曲轴箱内气体与第一进气道61内的空气混合成为混合气，混合气进入到气缸内，以参与发动机的工作。

本申请实施例中的发动机，气体扩散腔5为渐扩结构，第一端51垂直于气流方向的截面面积S1与第二端52垂直于气流方向的截面面积S2满足S1≤1/2S2时，能够使得气体在气体扩散腔5内的湍流产生扩散的效果，以及进入到第一进气道61后也产生扩散效果，有利于曲轴箱内气体进入第一进气道61后与空气混合均匀，使得各气缸燃烧一致性好，进而使得发动机运转更加平顺。

当第一端51垂直于气流方向的截面面积S1与第二端52垂直于气流方向的截面面积S2满足S1≥1/2S2时，气体扩散腔5内气体扩散效果不明显，不利于气体进入第一进气道61以后与空气均匀混合。

其中，气流方向均是指气体流通方向。

参照图1、图2和图4所示，在一实施例中，第一端51到第二端52的距离为L，第一端51垂直于气流方向的截面面积的等效圆直径为L1，且满足，2L1≤L≤10L1。

气体扩散腔5的扩散长度为第一端51到第二端52的距离，即为气体扩散腔5近第二通道4侧到气体扩散腔5近第一进气道61侧的距离。当第一端51到第二端52的距离L与第一端51垂直于气流方向的截面面积的等效圆直径L1之间满足上述范围时，气体扩散腔5内的气体在气体扩散腔5与第一进气道61相交处充分扩散，且形成易于进入第一进气道61后与空气混合的湍流状态。

在本实施例中，如果L≥10L1，则气体扩散腔5内的气体在近第一进气道61侧区域为层流状态，湍流强度下降，不利于气体进入第一进气道61后与空气混合；如果L≤2L1，则第二端52垂直于气流方向的截面面积过小，气体扩散腔5内的气体进入第一进气道61内后不利于与第一进气道61内的空气混合。

参照图2和图4所示，在一实施例中，气体扩散腔5朝向气缸的腔壁与第一进气道61中与气体扩散腔5连接的气道壁之间的夹角为90°-165°。参照图4所示，气体扩散腔5最左侧的腔壁为扩散壁53，也即为扩散壁53与第一进气道61最上侧的气道壁之间的夹角为90°至165°。

当扩散壁53与第一进气道61最上侧的气道壁之间的夹角满足上述范围时，气体扩散腔5内的气体可以顺畅的进入到第一进气道61内，并与第一进气道61内的空气充分混合；同时可以避免气体扩散腔5内的气体进入到第一进气道61内后干扰发动机的正常进气，降低发动机的进气量，继而导致发动机功率下降。

参照图1、图2和图4所示，在一实施例中，气缸盖2还设有第二进气道62，第二进气道62与多个第一进气道61连接，第二进气道62用于向第一进气道61输送空气，气体扩散腔5靠近第二进气道62设置，具体可以为气体扩散腔5靠近第二进气道62的腔壁到第二进气道62中靠近气体扩散腔5的通道壁的距离为2mm-10mm。

气体扩散腔5靠近第二进气道62的腔壁到第二进气道62靠近气体扩散腔5的通道壁的距离满足上述范围时，为满足气体扩散腔5的设置要求情况下，气体扩散腔5到气缸盖燃烧室腔23之间的距离较大，以便于气体扩散腔5内的气体进入第一进气道61后有足够的空间与第一进气道61内的空气充分混合。其中，气体扩散腔5的设置要求包括气体扩散腔5的结构强度等。

其中，参照图4所示，气体扩散腔5靠近第二进气道62的腔壁为最右侧腔壁，第二进气道62靠近气体扩散腔5的通道壁为进气壁，进气壁24处设置第一进气道61，气体扩散腔5靠近第二进气道62的腔壁也即最右侧腔壁到进气壁24的距离为2mm-10mm。可以理解的是，在实际应用中，最右侧腔壁与进气壁24可以平行设置，此外，右侧腔壁与进气壁24也可以不平行设置，具体形式可以根据实际设计需求设置，此时，最右侧腔壁到进气壁24的最小距离为2mm-10mm。

参照图1至图4所示，在一实施例中，第二通道4包括排气孔41和导向通道42，排气孔41一端与第一通道连通，排气孔41另一端与导向通道42连接，导向通道42与多个气体扩散腔5连通；导向通道42中气流方向与气体扩散腔5中气流方向之间的角度范围是45°-135°。

当导向通道42中气流方向与气体扩散腔5中气流方向之间的角度满足上述范围时，气体扩散腔5内的气流扰动强度高，优选的，当导向通道42中气流方向与气体扩散腔5中气流方向之间的角度呈90°时，气体扩散腔5内的气流扰动强度最高。

当导向通道42中气流方向与气体扩散腔5中气流方向之间的角度小于45°时，不利于气体在气体扩散腔5中产生湍流，气体扩散腔5内气体进入第一进气道61后气体浓度过于集中，对气体与第一进气道61内的空气均匀混合产生不利的影响。

参照图1至图4所示，在一实施例中，导向通道42横截面的面积为S，发动机的缸心距为D，满足，1/14D≤S≤1/6D。

发动机的缸心距为相邻两个气缸中心线的距离，为发动机具有的参数，本申请实施例不再赘述。

当导向通道42横截面的面积S与发动机的缸心距D之间满足上述范围时，导向通道42能够将导向通道42内的流动气体在进入气体扩散腔5之前导向至层流状态，层流状态的气体再进入到气体扩散腔5内，使得气体进入气体扩散腔5状态的一致性好。

当S≥1/6D时，导向通道42横截面的面积过大，导向通道42内气体流动速度过慢，不能在一个缸心距D范围内，使从排气孔41进入到导向通道42内的气体流动状态由湍流状态平顺至层流状态。

当S≤1/14D时，导向通道42横截面的面积过小，导致导向通道42内气体流动速度过快，当远离排气孔41的第一进气道61进气时，气体将流过该第一进气道61对应的气体扩散腔5继续在导向通道42内流动，并最终撞击导向通道42的终端产生一个与气体流动方向相反的气体冲击，使得导向通道42内气压不稳定，干扰下一个工作循环中第一进气道61的进气。

参照图1至图4所示，在一实施例中，导向通道42为圆形管状通道。导向通道42横截面为垂直于导向通道42长度方向的截面。导向通道42为圆形管状通道时，导向通道42能够将导向通道42内的流动气体在进入气体扩散腔5之前导向至层流状态，进而使得气体进入气体扩散腔5状态的一致性好。

参照图1所示，在一实施例中，排气孔41具有一个，位于导向通道42的中部。

排气孔41位于导向通道42的中部，排气孔41中气体流入导向通道42后可以沿着导向通道42的两侧均匀分配，有利于导向通道42将导向通道42内的流动气体在进入气体扩散腔5之前导向至层流状态。

在一实施例中，排气孔41具有至少两个，至少两个排气孔41在导向通道42的长度方向均匀布置，以使得排气孔41中气体流入导向通道42后，有利于导向通道42将导向通道42内的流动气体在进入气体扩散腔5之前导向至层流状态。

参照图1所示，在一实施例中，发动机还包括油气分离器3，油气分离器3与第一通道连接。

油气分离器3用于将曲轴箱气体中含有的油液颗粒和气体分离，气体进入到第二通道4内参加发动机的工作，使得进入到第二通道4内的气体成分均匀，避免各气缸出现燃烧一致性差，发动机产生运转不平顺的问题。

本申请中的导向通道42和气体扩散腔5可以通过加工成型，也可以通过铸造成型，具体根据生产工艺确定。

本申请实施例的发动机，通过气缸盖2中第二通道4、气体扩散腔5和第一进气道61之间的结构关系，在不增加发动机成本的情况下，有效的解决曲轴箱内气体进入第一进气道61后与空气混合不均匀的问题，提升了发动机运转平顺性。

本发明实施例还提供了一种车辆，具体可以包括上述发动机。

由于发动机具有运转平顺性好的优点，能够有效提高驾驶员的驾驶体验，提高用户对于车辆的满意度。

以上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，其特征在于，包括气缸罩盖(1)、气缸盖(2)和曲轴箱，所述气缸罩盖(1)设有第一通道，所述气缸盖(2)设有第二通道(4)、气体扩散腔(5)和第一进气道(61)，所述气缸罩盖(1)和所述气缸盖(2)连接，所述第一通道和所述第二通道(4)连通，所述气体扩散腔(5)的第一端(51)与所述第二通道(4)连通，所述气体扩散腔(5)的第二端(52)与所述第一进气道(61)连通，所述曲轴箱内部依次通过所述第一通道、所述第二通道(4)和所述气体扩散腔(5)与所述第一进气道(61)连通，所述第一进气道(61)对应气缸设置并用于向所述气缸内输送空气；

所述气体扩散腔(5)为渐扩结构，渐扩方向为所述第一端(51)至所述第二端(52)的方向，所述第一端(51)垂直于气流方向的截面面积为S1，所述第二端(52)垂直于气流方向的截面面积为S2，且S1≤1/2S2。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述第一端(51)到所述第二端(52)的距离为L，所述第一端(51)垂直于气流方向的截面面积的等效圆直径为L1，且满足，2L1≤L≤10L1。

3.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述气体扩散腔(5)朝向所述气缸的腔壁与所述第一进气道(61)中与所述气体扩散腔(5)连接的气道壁之间的夹角为90°至165°。

4.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述气缸盖(2)还设有第二进气道(62)，所述第二进气道(62)与多个所述第一进气道(61)连接，所述第二进气道(62)用于向所述第一进气道(61)输送空气，所述气体扩散腔(5)靠近所述第二进气道(62)的腔壁到所述第二进气道(62)中靠近所述气体扩散腔(5)的通道壁的距离为2mm-10mm。

5.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述第二通道(4)包括排气孔(41)和导向通道(42)，所述排气孔(41)一端与所述第一通道连通，所述排气孔(41)另一端与所述导向通道(42)连接，所述导向通道(42)与多个所述气体扩散腔(5)连通；

所述导向通道(42)中气流方向与所述气体扩散腔(5)中气流方向之间的角度范围是45°至135°。

6.根据权利要求5所述的发动机，其特征在于，所述导向通道(42)横截面的面积为S，发动机的缸心距为D，满足，1/14D≤S≤1/6D。

7.根据权利要求5或6所述的发动机，其特征在于，所述导向通道(42)为圆形管状通道。

8.根据权利要求5所述的发动机，其特征在于，所述排气孔(41)具有一个，位于所述导向通道(42)的中部。

9.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，还包括油气分离器(3)，所述油气分离器(3)与所述第一通道连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的发动机。