CN1539058A - 内燃机的空气搅动叶片 - Google Patents

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    • F02M29/04—Apparatus for re-atomising condensed fuel or homogenising fuel-air mixture having screens, gratings, baffles or the like
    • F02M29/06—Apparatus for re-atomising condensed fuel or homogenising fuel-air mixture having screens, gratings, baffles or the like generating whirling motion of mixture

Abstract

用来在内燃机中产生搅动作用的空气搅动叶片公开在PCT/IB99/00029中。由离开该装置出口部分的空气－燃料混合物的速度所产生的紊流仍然很小。本发明的空气搅动叶片包括：圆柱形体(1)，它的中部设置有叶片(2)，该叶片具有这样的结构，以致叶片2a的内侧呈搅动槽的形状，这些搅动槽相对于主体的垂直轴线具有大约为10度到80度或者典型地为30度的倾角(3)。叶片(2b)的外侧与它的内侧(2a)具有相同的形状，在叶片(2)和主体(1)之间具有四个切线(4)，这些切线形成了盖形横截面(5)的通道，该横截面沿着主体(1)进行弯曲。空气搅动叶片的优选实施例也作为一些相关的变型。

Description

内燃机的空气搅动叶片
技术领域
本发明涉及一种从大气进入到内燃机中的空气的入口，该入口尤其连接在发动机的空气滤清器之前和内燃机之后。
背景技术
为了能在目前技术中处于领先，因此安装在自动车中的内燃机应该具有较好的性能。为了具有较好的性能，因此内燃机应该具有较好的加速性能和最佳地使用燃料。这些要求可以通过下面方法来满足：提高发动机内的空气-燃料混合物的燃烧过程的质量。
提高汽车发动机内的空气燃料混合物的燃烧过程的质量的另一方法是改善空气-燃料混合物的质量。空气-燃料混合物的较好燃烧过程需要在混合物中产生搅动效果。搅动作用是这样的现象：借助在空气与燃料进行混合之前在空气中进行搅动作用来引起和保留这种现象。
搅动作用目前借助提供辅助装置如进气口中的槽来实现。这些槽具有许多型式，并且每一种具有它自己的优点和缺点。
与本发明有关的现有技术是自动车的空气搅动装置(PCT/IB99/00029)。
因此，本发明的目的是借助产生螺旋作用来提高空气-燃料混合物的质量，尽可能地保持它，并且增大离开空气搅动叶片出口侧的空气-燃料混合物的紊流。
发明内容
如上所述，本发明的目的是提供一种装置，该装置可以使大气以紊流的形式流入到自动车的发动机中。与上述现有技术即PCT/IB99/00029相比，本发明的其中一个优点是由于空气阻力更小和压头损失较少而增大了离开空气搅动叶片出口部分的空气-燃料混合物的紊流。
空气搅动叶片和化油器在自动车发动机中的位置示意性地示出在图1中。空气搅动叶片F安装在空气通道B之后或者之上并且安装在化油器C之前。图2示意性地示出了空气搅动叶片，如果安装在具有喷射系统的内燃机中，那么该空气搅动叶片安装在位于空气滤清器A之后但位于发动机燃烧室E之前的通道B中。
本发明的优选实施例(图3所示)包括圆柱形体1，该圆柱形体1的中部设置有叶片2，该叶片2以这样的方式构造成，以致叶片2a的内侧呈搅动槽的形状，这些搅动槽的倾角3大约为10度到80度或者典型地为30度。叶片2b的外侧形状与叶片的内侧2a的形状相同。在叶片2和主体1之间具有四个切线。四个切线形成了具有盖形横截面5的通道，该横截面5沿着主体1进行扭曲。
图3是本发明的优选实施例，而图4和5是它的变形。从图3、4和5中可以看到，从空气搅动叶片中流来的空气在搅动情况下可以在空气-燃料混合物内产生搅动作用。
附图说明
图1示意性地示出了空气搅动叶片在具有化油器的内燃机中的安装情况，其中A、B、C、D、E分别是空气滤清器、空气通道、化油器、进气管、发动机燃烧室和空气搅动装置。
图2示意性地示出了空气搅动装置在使用喷射系统的内燃机中的安装情况，其中A、B、D、E和F分别是空气滤清器、空气通道、进气管、发动机燃烧室和空气搅动装置。
图3是本发明的优选实施例，这里1、2、3、4和5分别是主体、叶片、扭曲倾角、切线和弯曲通道。
图4是本发明的变型，该发明只有叶片没有主体。
图5是本发明的另一变型，其中，图5a是空气搅动装置，该装置在它的主体上设置有一些唇部，图5b是空气搅动装置，它起着空气通道的接头作用，及图5c是空气搅动装置，它与空气通道形成一体。
图6是表格，它示出了标准型内燃机，该内燃机分别设置有公开在PCT/IB99/00029中的空气螺旋装置和本发明的空气搅动装置。
图7是从实验中得到的曲线图，该曲线图示出了所消耗的燃料和标准型内燃机所产生的功率之间的关系，其中该内燃机分别设置有公开在PCT/IB99/00029中的空气螺旋装置和本发明的空气搅动装置。
具体实施方式
本发明的目的是在对发动机的以前的设计不需要作任何较大改变的情况下提高汽车发动机的性能。使流入到汽车发动机中的空气搅动得很好的这种满意结果可以借助下面方法来实现：任意地把空气搅动装置连接在发动机上。
在不必改变发动机结构的情况下可进行连接的空气搅动装置公开在PCT/IB99/00029中。
离开在PCT/IB99/00029中公开的空气搅动装置的出口部分的空气-燃料混合物的紊流明显小于本发明的紊流。
根据那个事实，因此本发明的目的是借助螺旋形空气通道5来确保和提高离开在PCT/IB99/00029中公开的该装置出口部分的空气-燃料混合物的紊流，其中该螺旋形空气通道处于在PCT/IB99/00029中公开的空气搅动装置的固体部分上。
在图1中示出了把本发明的空气搅动装置连接在内燃机上。该空气搅动装置F连接在空气B之后或者连接在空气通道B上，但是连接在化油器C的前面。这种连接位置用来提供这样的气流：该气流在进入化油器C之前被旋转过。由于空气在进入化油器C之前被旋转过，因此进入发动机燃烧室E中的空气-燃料混合物也被旋转过并且被搅动。为了得到最佳的搅动效果，因此空气搅动装置F在内燃机中不是只连接在一个位置上，而是也可以连接在其它的一些位置上如连接在空气通道B上或者进气管D的前部上。
本发明的优选实施例(示出在图3中)包括圆柱形体1，该圆柱形体设置有叶片2，该叶片以这样的方式成形以致叶片2a的内侧呈搅动槽的形状，而该搅动槽相对于主体的垂直轴线的倾角3大约为10度到80度，或者典型地为30度。叶片2b的外侧与内侧2a具有相同的形状。叶片2与主体1之间的四个切线形成了具有盖形横截面5的通道，该通道沿着主体1进行扭曲。主体1和叶片2之间的切线4的数目由形成在叶片2上的槽的数目来确定；它不总是如上所述那样是四个。槽的最小数目常常是两个，但是在需要时允许采用更多的槽。
借助比较安装在动力机动车上的内燃机的被测量的参数来进行实验。这些机动车在标准情况(没有空气搅动装置)下使用喷射系统、使用在PCT/IB99/00029中公开的空气搅动装置、及使用本发明的空气搅动叶片。在内燃机的规定转速下，为每种情况测量这些参数。在实验中观察到的参数是消耗25ml燃料所需要的时间、那个时间的发动机的每分转数和相关的发动机功率。功率借助功率计来测量。
所得到的数据被列表在图6中。由图6所示数据计算出的、每秒钟所消耗的燃料与发动机的功率相互关连。所形成的曲线示出在图7中。
图7示出了：在所有的每分转数下产生相同功率的情况下，设置有本发明的空气搅动叶片的内燃机所消耗的燃料少于设置有公开在PCT/IB99/00029的空气搅动装置的相同发动机和没有设置任何装置的内燃机所消耗的燃料。就PCT/IB99/00029而言，在每分转速小于3500的情况下，设置有本发明空气搅动叶片的内燃机消耗较少的燃料来产生相同速率的功率。但是，在1500的每分转速下，设置有本发明空气搅动叶片的内燃机和设置有公开在PCT/IB99/00029的装置的内燃机消耗相同的燃料量。
图3是本发明的优选实施例，而图4和5示出了它的变型。图4中的变型呈叶片2的形状，其中去掉了主体1的圆柱形部分。如果空气搅动叶片起着插入部分的作用并且空气搅动叶片的主体1属于这样的结构以致它看起来与内燃机内的空气通道形成一体，那么图4的变型是可能的。
图5a示出了本发明的另一种变型，其中主体1设置有额外的唇部6。
图5b是本发明的另一种变型，在这种变型中，叶片起着空气通道的接头作用，并且图5c是空气搅动装置，该空气搅动装置与空气通道的主体形成一体。
这些变型中的大多数由非金属材料如聚合物形成。它们中只有少数一些由金属形成。
应该知道，本发明的范围不受附图中所示的这些实施例的限制。只要构成这些变型的基础的原理仍然落入本发明的范围内，那么本领域普通技术人员所进行的这些所有变型也是本发明的一部分。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种安装在内燃机中的空气搅动叶片，其特征在于，
圆柱形体(1)，它的中部设置有叶片(2)，该叶片以这样的方式进行构造，以致叶片(2a)的内侧呈搅动槽的形式，这些搅动槽相对于主体的垂直轴线具有大约为10度到80度或者典型地为30度的倾角(3)，并且这个叶片形成扭曲的中心通道以作为内通道；及
叶片(2b)的外侧与它的内侧(2a)具有相同的形状，在叶片(2)和主体(1)之间具有两个或者更多个切线，通常具有四个切线(4)，这些切线形成了盖形横截面(5)的通道，该横截面沿着主体(1)扭曲以作为外通道。
2.如权利要求1所述的空气搅动叶片，该叶片的形状被改进成只在省去了主体(1)的圆柱形部分后示出叶片(2)。
3.如权利要求1所述的空气搅动叶片，该叶片被改进为设置有额外的唇部(6)的主体(1)。
4.如权利要求1所述的空气搅动叶片，该叶片以这样的方式进行改进，以致该叶片与空气通道一体构成，并且起着空气通道的接头作用。
5.一种安装在内燃机中的空气搅动叶片，其特征在于，
叶片(2)以这样的方式进行构造，以致叶片(2a)的内侧呈两个或者更多个盘绕形槽的形式，这些盘绕形槽中的每一个相对于主体的垂直轴线具有大约为10度到80度或者典型地为30度的倾角(3)，并且这个叶片形成扭曲的中心通道以作为内通道；及
叶片(2b)的外侧与它的内侧(2a)具有相同的形状，如果插入到空气导管中，那么在叶片(2)和空气导管之间具有多个切线(4)，这些切线形成了通道，该通道沿着空气导管的主体进行扭曲，以作为外通道。
6.如权利要求1和5所述的空气搅动叶片，该叶片可由非金属材料如聚合物或者金属形成。

Claims (5)

1.一种安装在内燃机中的空气搅动叶片，其特征在于，
圆柱形体(1)，它的中部设置有叶片(2)，该叶片以这样的方式进行构造，以致叶片(2a)的内侧呈搅动槽的形式，这些搅动槽相对于主体的垂直轴线具有大约为10度到80度或者典型地为30度的倾角(3)；及
叶片(2b)的外侧与它的内侧(2a)具有相同的形状，在叶片(2)和主体(1)之间具有两个或者更多个切线，通常具有四个切线(4)，这些切线形成了盖形横截面(5)的通道，该横截面沿着主体(1)进行扭曲。
2.如权利要求1所述的空气搅动叶片，该叶片的形状被改进成只在省去了主体(1)的圆柱形部分后示出叶片(2)。
3.如权利要求1所述的空气搅动叶片，该叶片被改进为设置有额外唇部(6)的主体(1)。
4.如权利要求1所述的空气搅动叶片，该叶片以这样的方式进行改进，以致该叶片与空气通道整体构成，并且起着空气通道的接头作用。
5.如权利要求1所述的空气搅动叶片，该叶片可由非金属材料如聚合物或者金属制造。
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