CN1623030A

CN1623030A - 内燃机的空气旋流装置的翼结构

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Publication number: CN1623030A
Application number: CNA038027844A
Authority: CN
Inventors: 金世英
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2005-06-01
Anticipated expiration: 2023-01-22
Also published as: WO2003064832A1; DE60302556D1; BR0300186A; ATE311528T1; US20030140892A1; US6932049B2; JP2005516151A; EP1478832A4; EP1478832A1; CA2472236A1; EP1478832B1; KR200279840Y1; AU2003206165C1; DE60302556T2; TW200302333A; TW593937B; CN1328489C; AU2003206165B2; ES2254904T3

Abstract

这里揭示的是一种用于内燃机的空气旋流装置的翼结构，旋流装置具有：一个安装在空气净化器中的旋流装置主体、多个倾斜地和径向地安装在旋流装置主体上的翼，用于加速或增加空气流的旋转，和一个或多个形成在多个翼的规定位置上的切口，用于抑制在多个翼的每一个的背面上的负压区中形成漩涡，包括：突出地设置于每一个翼的表面的外边的多个辅助翼，使得：对着所说的多个翼的每一个的表面撞击的空气流直线前进。

Description

内燃机的空气旋流装置的翼结构

技术领域

本发明涉及到内燃机的空气旋流装置的翼结构，尤其涉及到在内燃机的空气净化器或空气输送管中使用的空气旋流装置的翼结构，它引起通过汽化器或燃油喷射型的火花点火内燃机、柴油机等的空气净化器过滤的空气的涡流运动。旋流装置的翼结构引入空气流进入发动机的燃烧室，它对减少由于形成在空气旋流装置中的翼上的负压和漩涡引起的阻力是有效的，因此，改善翼的可操作性并增加在燃烧室中的空气流的总量和空气流的速度。

背景技术

已知通过向提供到内燃机的燃烧室中的空气流添加旋转力并增加单位时间的空气流的速度，内燃机和类似机器的空气旋流装置能够提供大量高密度的空气到发动机的燃烧室，以致于发动机的燃烧作用被改善并且发动机的功率被增加。现有技术有一个缺点：空气流被旋转时生成的空气阻力不能够被完全防止。

例如，日本专利公开号53-26247、59-11722和美国专利号4,309,969公开了一种简单的湍流装置，它包括一个具有大的进气阻力的进气阀，使得旋流装置不能产生均匀的空气流而仅产生湍流。

又，日本专利公开号60-17922和61-10645，和美国专利号4,424,777、4,432,312和4,539,954公开了一种旋流装置，这种旋流装置具有安置在进气阀附近的翼，用于使空气流产生涡流。

然而，这样的装置显示出高的摩擦，使得该设备提供的进气量减少，而因此仅被用于汽化器型的汽油发动机。

为了解决上述问题，美国专利号4,962,642公开了一种空气旋流装置，这种空气旋流装置具有多个位于内燃机的空气净化器里面的翼，使得空气流产生漩涡进入燃烧室，从而燃烧性能和发动机的功率能够被改善。然而，这样的装置有一些缺点，例如，由于在空气流被产生漩涡时在翼的背面(负压区)生成的漩涡引起进入的空气减少和燃油的损失，减少了发动机的输出。

为了解决上述问题，本发明的发明人提出的韩国实用新型登记号67786公开了一种旋流装置，这种旋流装置包括一个配备有多个翼11的旋流装置主体10，翼11通常至少具有一个或多个细、长的切口12，如在图1和2中所示。旋流装置主体10用螺钉和螺母被固定和安装在空气净化器13的中央附近，用于使得进入的空气产生涡流，以致于当空气进入时在具有切口12的翼11的背面上形成的负压区生成的漩涡被防止。结果，空气阻力被降低并且气流量被增加，以致于完全燃烧被获得，从而改善能量的效率和发动机的功率。

如在图1中所示，具有形成在翼11中的切口12的旋流装置添加旋转力给引入到燃烧室14中的空气流，以致于单位时间的空气流的速度被增加，并且，空气流的密度变高，从而改善燃烧作用。在由形成在翼11中的切口12引起的内燃机的吸气操作期间，经过空气净化器13过滤的空气旋转形成在安装于空气净化器13中的旋流装置主体10的翼11中的切口12。转动的空气流被另一个安装在进气歧管15的入口附近的空气旋流装置16再次产生涡流，并以高速提供到燃烧室14中。燃烧的废气迅速地被安装在排气歧管17的入口附近的另一个空气旋流装置18排出。

因为内燃机的旋流装置在多个翼11中具有至少一个或多个切口12，所以，生成在翼的背面的负压区的漩涡被减少。当旋流装置被放置在空气净化器13中时，在发动机空转速度时，一氧化碳(CO)气体水平能够被减少最多约17％，发动机功能能够被增加最多约11％，燃料节约能够被改善最多约6％，而发动机的爆震能够被减少最多约5％。

因此，在翼11中具有切口12的内燃机的旋流装置增加旋转力给引入到燃烧室的空气流，使得单位时间的空气流的速度被增加，并且，由于增加的密度，燃烧作用被改善。由此，在内燃机的旋流装置中，通过形成在翼11中的切口12，在负压区生成的漩涡被防止，并因此，空气流的阻力被减少，并且气流量被增加，以致于足够量的加速的空气被提供到发动机，从而增加燃烧效率和发动机的功率。

然而，在内燃机的常规的旋流装置的翼11中形成的切口12，在减少漩涡方面是不理想的，原因是通过切割平板型的翼11的一部分形成(切口)，通常具有细、长的形状。按照这样的情况，具有形成在翼11中的切口12的内燃机的常规的旋流装置不能够应付更多受控的空气流。

例如，具有形成在翼11中的切口12的内燃机的常规旋流装置，通过增加旋转力给引入到燃烧室的空气流，增加单位时间的空气流的速度并提高空气的密度，使得燃烧作用和发动机功率被提高。然而，仅旋流装置不能够控制空气流的状态，因为可能发生通过旋流装置的空气的增压。

此外，在常规的旋流装置中，细、长的矩形切口12不能均一地制造，并且，在切口12沿长的方向被切割的情况下，有这样一种可能：翼11可能被变形，这实质上使得空气流减速。

另外，因为用于通过在翼11中形成切口12防止在负压区生成漩涡的翼的形状，由于它们的平的上侧和下侧而诱导直线型的空气流，所以保持空气和燃料颗粒的稳定和均匀的混合水平并确保足够量的空气流是困难的。

图3表示在具有切口12的翼11的表面上的空气散射。换言之，空气流失去它们的直的流向，并且，一当它们碰着翼11的表面，它们就沿每一个方向被散射。通常，在旋流翼11的表面上的散射的空气流使得空气流的速度显著被减小，这导致气流量减少。这意味着：未获得安装翼用于增加气流量的目的。这也伴随着发动机性能的变坏，能量的低效率，严重的空气污染等等。因此，这是明显的：具有各配备有切口12的翼11的常规的旋流装置未能充分地补偿空气流的量。

到现在为止，对内燃机的涡流效应已经被强调，但是，常规的旋流装置有一个问题：当气流对着翼并且沿每一方向散射时，难于以流畅的方式维持空气流。

发明内容

于是，本发明旨在一种用于内燃机的空气旋流装置的翼结构，实际上消除由于现有技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。

本发明的一个目的是提供一种用于内燃机的空气旋流装置的翼结构，通过增加旋转力给引入到燃烧室的空气流，它能够增加单位时间的空气流的速度，并提高空气的密度，从而使得燃烧作用和发动机的功率被改善。

本发明的另一个目的是提供一种用于内燃机的空气旋流装置的翼结构，能够为了通过增加旋转力给引入到内燃机的燃烧室的空气流，增加单位时间的空气流的速度，并提高空气的密度，而提高燃烧效果和发动机的功率的目的，减少旋流装置的翼的变形和改善可操作性。

本发明的另外的优点、目的和特性，一部分将在后面的说明中阐明，而对于本领域熟练技术人员来说，通过下面的检测，一部分将会变得明白，或者可以从本发明的实践中获得。通过在所说的说明书和权力要求书及附图中特别指出的结构，本发明的目标和其它优点可以实现和获得。

按照本发明的第一方面，如在这里实际和具体描述的，提供一种用于内燃机的旋流装置的翼结构，旋流装置具有：一个安装在发动机的空气净化器中的旋流装置主体、多个倾斜地和径向地安装在旋流装置主体上的翼，用于加速或增加空气流的旋转、和一个或多个形成在多个翼的规定位置上的切口，用于抑制在多个翼的每一个的背面上的负压区中形成漩涡，翼结构包括：突出地配备到每一个翼的表面的外边的多个辅助翼，使得对着每一个所说的翼的表面撞击的空气流直线前进。

按照本发明的第二方面，如在这里实际和具体描述的，提供一种用于内燃机的旋流装置的翼结构，旋流装置具有：一个安装在空气净化器中的旋流装置主体、多个倾斜地和径向地安装在旋流装置主体上的翼，用于加速或增加空气流的旋转、和一个或多个形成在多个翼的规定位置上的切口，用于抑制在多个翼的每一个的背面上的负压区中形成漩涡，翼结构包括：形成在规定位置的一个或多个气流孔，用于减少由于每一个翼的负压区生成的漩涡引起的空气流阻力，和突出地配备到每一个翼的表面的外边的多个辅助翼，使得对着每一个所说的翼的表面撞击的空气流直线前进。

用配备在内燃机的空气旋流装置的翼上的辅助翼，对着每一个所说的翼的表面撞击的空气流直线前进。因此，空气流的速度被增加，并且，空气流的量因此被增加。这就消除了常规情况下遇到的问题。也就是说，内燃机的性能被提高，能量的效率被改善，空气污染程度被降低。

应该理解，前面对本发明的一般描述和下面的详细说明都是示范性的和解释性的，是对所要求的本发明进行进一步的说明。

附图说明

通过下面的与附图一起的详细说明，能够更完全地理解本发明的另外的目的和优点，其中：

图1是常规的内燃机的空气旋流装置的示意图；

图2是图1的翼的形状的视图；

图3是表示对着图1的翼的表面流动的空气流的视图；

图4是按照本发明的第一实施例的内燃机的空气旋流装置的翼结构的透视图；

图5是本发明的翼结构的辅助翼的示意图；

图6a和6b是按照本发明的第二实施例的内燃机的空气旋流装置的翼结构的视图；

图7a到7c是表示按照本发明的翼结构的辅助翼的各种布置的实例的视图；

图8a到8d是表示按照本发明的翼结构的每一个辅助翼的各种几何表面形状的实例的视图。

具体实施方式

现在，将详细说明本发明的优选实施例，在附图中说明其实例。

图4到8表示按照本发明的内燃机的空气旋流装置的翼的各种实例。图4是按照本发明的第一实施例的内燃机的空气旋流装置的翼结构的透视图，而图5是本发明的翼结构的辅助翼的示意图。图6a和6b是按照本发明的第二实施例的内燃机的空气旋流装置的翼结构的视图，图7a到7c是表示按照本发明的翼结构的辅助翼的各种布置的实例的视图，而图8a到8c是表示按照本发明的翼结构的每一个辅助翼的各种几何表面形状的实例的视图。

如在图4中所示，按照本发明的内燃机的空气旋流装置的多个翼20，被倾斜地和径向地安装在旋流装置主体上30上，用于加速或增加空气的旋转。每一个翼20具有一个或多个形成在规定位置处的空气流孔40，空气流孔40用于防止在翼20背面的负压区处生成漩涡，或者具有一个或多个细、长的切口。

此外，翼20具有在其上侧23和下侧24的波形表面25，用于诱导非直线型空气流，使得空气和燃料颗粒的混合被加速。

多个翼20中的每一个具有多个辅助翼50，辅助翼50被突出形成在翼20的表面上，如在图5中所示。按照如在图7a到7c中所示的这样的不同的方法实现多个翼50的布置，并且，每一个翼50的形状采取如在图8a到8d中所示的这样的不同的方式。

在上述的图中，附图标记21表示形成在每一个翼上的突出部分21，22表示每一个翼的表面，而31表示形成在旋流装置主体中的通孔，每一个翼上的突出部分21被插入通孔，用于与每一个翼的连接。

图5表示按照本发明形成在的每一个翼20的表面22上的辅助翼50。

翼50被形成在每一个翼20的表面上，使得对着翼的表面撞击的空气流直线前进。换言之，如在图5中所示，如果假定指定的空气流是沿着f方向，那么，它们集合于给定区域，即：f1到f4，并直线向前移动，这依赖于安置的辅助翼50的位置和它们的形状。常规的翼结构形成这样的方式：因为每一个翼的表面通常被形成为平板形状，所以，对着翼的表面撞击的空气流，沿每一方向被散射。相反地，配备在每一个翼的表面上的本发明的翼50，使得与每一个翼的表面接触的空气流直线向前移动，以致于对着翼的表面的空气流的撞击被免除，并且空气流的速度被增加，因此，能使空气流的量被充分提供给发动机。

图6a和6b是按照本发明的第二实施例的内燃机的空气旋流装置的翼结构的视图。在该实施例中，相对于空气流孔40形成辅助翼50。然而，它不被限制于这一结构。在每一个翼20上形成孔40的情况中，设置该孔40的结构比其它的用于防止在每一个翼上生成漩涡的结构有更多的优点，而且也使得翼50的形成以用冲压加工的简单方法实现。在与图5中所示的相同的方式中，由于翼50的帮助，空气流在每一个翼的表面上直线前进。

更详细地，在翼20上形成孔40的过程中，如在图6a中所示，每一个孔的部分不被切割掉，而是被弯曲，结果，弯曲部分作为翼50。图6b表示具有孔40在上面的翼的截面图。这一结构去除了翼50要被焊接或加工的过程。

图7a到7c表示按照本发明的翼结构的辅助翼50的各种布置的实例。图7a表示翼50的布置，其中，翼50在每一个翼20上形成孔40的过程中以冲压加工制成。图7b表示翼50的布置，其中，它们被焊接在每一个翼20的表面22上，独立于翼20。图7c表示翼50的布置，其中，在高度上不对称地形成翼50。通过根据空气流选择翼50的高度、位置和形状，翼50的布置被适当地设计。

图8a到8d表示适用于本发明的每一个辅助翼50的各种形状的实例。当然，根据翼上的空气流的特性，翼50的形状被合适地选取。在这一情况中，可以注意到：如果具有任意形状的翼50以突出在翼的表面上这样的方式被形成，那么，它们仍然允许在翼上的空气流直线前进。

具有空气流孔40和波形表面25的内燃机的空气旋流装置的翼20，能够取得由现有的空气旋流装置的翼获得的性质。即：按照本发明的空气旋流装置的翼，通过增加旋转力给引入到内燃机的燃烧室的空气流，能够增加单位时间的空气流的速度并提高空气的密度，使得发动机的燃烧作用和发动机的功率被改善。

多个孔40具有不同的尺寸，但是，仅通过孔的布置和形状的选择，不能够获得完全的燃烧和输出性能。完全的燃烧和输出性能，依赖于发动机方面的条件。现有技术的切口12和本发明的孔40两者，仅通过它们的形状的不同，不能够获得完全的燃烧和输出性能。

当空气流孔40被形成在翼20的表面22中用于防止在负压区漩涡的生成时，更系统的设计能够被获得。即：通过按照发动机条件设计孔40的布置和尺寸，空气旋流装置能够被设计成适合于发动机。因此，本发明能够把空气旋流装置设计成适合于发动机条件。

另外，在相对狭窄的翼20区域中，按照不同的安置和尺寸，能够冲压完成孔40。

如果不是切割的表面切口而是圆形的空气流孔40被形成在薄片型的翼20的表面中，那么，自身内功率(self internal power)被生成，这是因为没有变形，并且，圆形的孔40在冲压完成以后的变形小于矩形孔的变形。

同时，沿着部件的纵向，即：上侧23和下侧25，除了在翼20被安装在旋流装置主体30上时与旋流装置主体30接触的边以外，形成的波形表面25，当翼20被转动时能够按波形改变沿着翼20的最外边的壁撞击的空气流，因此，对空气流的移动非常有利。

当空气与其它燃料颗粒混合时，具有波形的空气流提供间接搅动效果，使得空气和燃料颗粒的混合水平良好。

本发明的每一个翼20由金属、非铁金属、或非金属制成。

本发明配备有突出在每一个翼20上的辅助翼50，与空气旋流装置的翼20的特性和规格无关，使得在发动机运行期间对着每一个翼的表面撞击的空气流直线前进，这就允许对着翼的表面的撞击被免除或防止，并且防止空气流在翼的表面上散射。结果，增加空气流的速度和空气流的量。

如上所述，按照本发明的内燃机的空气旋流装置的翼结构，能够被配备有辅助翼，使得对着每一个翼的表面撞击的空气流直线前进，这使得对着翼的表面的撞击被免除或防止，增加空气流的速度和空气流的量。这就提高能量的效率，改善发动机的性能，并减少空气污染的程度。

工业应用性

如上所述，按照本发明的内燃机的空气旋流装置的翼结构，能够被配备有辅助翼，使得对着每一个翼的表面撞击的空气流直线前进，这使得对着翼的表面的撞击被免除或防止，并增加空气流的速度和空气流的量。这就提高能量的效率，改善发动机的性能，并减少空气污染的程度。

尽管本发明已经通过参考特别说明的实施例被说明，它不能够被这些实施例所限制，而仅被权利要求限制。很明显，本领域熟练技术人员能够改变或修改实施例，不会偏离本发明的范围和精神。

Claims

1、一种用于内燃机的空气旋流装置的翼结构，旋流装置具有：一个安装在发动机的空气流动系统中的旋流装置主体、多个倾斜地和径向地安装在所说的旋流装置主体上的翼，用于加速或增加空气流的旋转、和一个或多个形成在所说的多个翼的规定位置上的切口，用于抑制在所说的多个翼的每一个的背面上的负压区中形成漩涡，所说的翼结构包括：

突出地配备到所说的多个翼的每一个的表面的外边的多个辅助翼，使得：对着所说的多个翼的每一个的表面撞击的空气流直线前进。

2、按照权利要求1所说的翼结构，其中，所说的多个辅助翼以不规则的高度形成在所说的多个翼的每一个的表面上。

3、一种用于内燃机的空气旋流装置的翼结构，旋流装置具有：一个安装在发动机的空气流动系统中的旋流装置主体、多个倾斜地和径向地安装在所说的旋流装置主体上的翼，用于加速或增加空气流的旋转、和一个或多个形成在所说的多个翼的规定位置上的切口，用于抑制在所说的多个翼的每一个的背面上的负压区中形成漩涡，所说的翼结构包括：

形成在规定位置的一个或多个气流孔，用于减少由于在所说的多个翼的每一个的负压区生成的漩涡引起的气流阻力；和

突出地设置于所说的多个翼的每一个表面的外边的多个辅助翼，使得：对着所说的翼的每一个的表面撞击的空气流直线前进。

4、按照权利要求3所说的翼结构，其中，所说的多个辅助翼的每一个，在所说的气流孔的每一个的一端上以整体形式，按照这样的方式被弯曲：被突出在所说的多个翼的每一个的表面上。