CN201588702U - 一种汽车发动机的进气道 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种汽车发动机的进气道，属于汽车技术领域。它解决了现有的汽油发动机进气道在启动和低负荷运行时产生的滚流比很弱，油气混合不充分，对点火系统和后处理系统要求很高，否则可能会出现点火困难，燃烧不稳定，排放不能满足法规要求等情况的问题。本汽车发动机的进气道设置在气缸盖中，所述的进气道的末端孔口上沿圆周方向设有具有导流作用的凸沿。本汽车发动机的进气道具有设计合理、导流效果好、能够使油气混合充分及气缸内滚流比高、对点火系统及后处理系统的要求和有害排放物的总量低的优点。

Description

一种汽车发动机的进气道

技术领域

本实用新型属于汽车技术领域，涉及一种汽车发动机，特别是一种汽车发动机的进气道。

背景技术

发动机是汽车的心脏，为汽车的行走提供动力，其中排放指标已成为评价各类发动机性能优劣的重要指标。排放指标主要是指从发动机油箱、曲轴箱排出的气体和从汽缸排出的废气中所含的有害排放物的量。它关系到人类的健康及其赖以生存的环境，因此各国政府都制定出严格的控制法规，以期削减发动机排气对环境的污染。

随着各国排放法规越来越苛刻(如欧5标准)，因而对发动机的整体性能要求越来越高，而发动机气道的优劣直接影响到发动机经济性、动力性及排放性能，是发动机性能设计的关键之一。为此有人对发动机的进气道提出了多种设计方案，例如，中国专利文献曾公开了一种汽油发动机进气道【中国专利申请号：200810093750.2；公开号CN101260844A】，本进气道为平直状且以斜向延伸到气门处；进气道的进气段的孔径大致相同，出气段呈平缓状收口，进气道的中心线与其上方设置的气门杆的中心线之间的夹角为12°。本进气道可能提高了气道的流量系数，以保证发动机具有足够的进气量，提升发动机的高速功率。但是本进气道只适用于直喷发动机，不适合在增压发动机中应用。目前，汽油发动机进气道在启动和低负荷运行时产生的滚流比很弱，油气混合不充分，对点火系统和后处理系统要求很高，否则可能会出现点火困难，燃烧不稳定，排放不能满足法规要求等情况。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能够提高发动机在各种升程下的滚流比的汽车发动机的进气道。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车发动机的进气道，本进气道设置在气缸盖中，其特征在于，所述的进气道的末端孔口上沿圆周方向设有具有导流作用的凸沿。

在上述的汽车发动机的进气道中，所述的凸沿具有一个最高的凸出部，并且以此凸出部为中心向两侧逐渐递减延伸。

在上述的汽车发动机的进气道中，所述的进气道的末端孔口上沿圆周方向还设有向进气道侧壁凹入的导流道，所述的导流道具有一个最低的凹入部，并且以此凹入部为中心向两侧逐渐递增延伸与凸沿相连。

在上述的汽车发动机的进气道中，所述的导流道最低的凹入部和凸沿最高的凸出部以进气道的末端孔口的中心对称。

在上述的汽车发动机的进气道中，所述的进气道倾斜设置且其轴线呈圆弧形，上述的凸沿的凸出部位于轴线的内侧部，上述的导流道的凹入部位于轴线的外侧部。

在上述的汽车发动机的进气道中，所述的进气道的中部为向进气道侧壁凹入的圆弧构成的通道，所述的凸沿的一端沿轴向向进气道中部呈圆弧形递减延伸且与上述进气道中部通道的圆弧相切。

在上述的汽车发动机的进气道中，所述的凸沿的下端面为圆锥面，圆锥面的轴线与气门座的轴线重合，所述的凸沿最高的凸出部处凸沿的下端面和凸沿的下端面与凸沿上端面连接点处凸沿上端面的切线之间的夹角为50～90°。

在上述的汽车发动机的进气道中，所述的凸沿最高的凸出部处凸沿的下端面和凸沿的下端面与凸沿上端面连接点处凸沿上端面的切线之间的夹角为75～85°。

在上述的汽车发动机的进气道中，所述的凸沿最高的凸出部处圆锥面斜线的长度为1～5mm。

在上述的汽车发动机的进气道中，所述的凸沿最高的凸出部处圆锥面斜线的长度为1.8～2.14mm。

与现有技术相比，本汽车发动机的进气道具有设计合理、导流效果好、能够使油气混合充分及提高在气缸内滚流比、降低对点火系统及后处理系统的要求和降低有害排放物的总量。

附图说明

图1是本汽车发动机气缸盖的剖视结构示意图。

图2是本汽车发动机的进气道的结构示意图。

图3是图2中A局部处的放大图。

图4是图2中B局部处的放大图。

图5是本汽车发动机小升程缸内滚流的示意图。

图6是本汽车发动机大升程缸内滚流的示意图。

图中，1、气缸盖；11、凸沿；2、进气道；21、导流道；3、排气道；4、气门座；5、气缸；6、气门；7、气门杆。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，发动机气缸盖1上具有与气缸5相连通的进气道2、排气道3。在气缸盖1上设有能够分别打开或关闭进气道2和排气道3出口的气门6及与气门6相对应的气门座4，气门座4为圆环形且位于气道出口的外侧。气门6上具有气门杆7，气门杆7的一端穿出气缸盖1能够与摇臂相连。

如图1和图2所示，本进气道2应用于增压发动机中，进气道2倾斜设置且斜向延伸至气门座4处，进气道2的轴线呈圆弧形，进气道2的横截面呈圆形，进气道2的中部为由一个向进气道2侧壁内凹入的圆弧构成的通道。气门座4轴线和进气道2的轴线与气门座4轴线相交处进气道2的轴线的切线之间的夹角为8～45°，优选的夹角为30～43°，附图中给出的本实施例的夹角为40°。

如图2和图3所示，进气道2的末端孔口上沿圆周方向设有凸沿11，凸沿11具有一个最高的凸出部，并且以此凸出部为中心向两侧逐渐递减延伸。凸沿11的凸出部位于轴线的内侧部(即位于进气道2轴线与气门座4端面最小夹角处)，凸沿11的上端轴向向进气道2中部呈圆弧形递减延伸且与上述进气道2中部通道的圆弧相切。由此该进气道2从进气口至出气口横截面面积的变化规律为先增加后减少，气体首先流至增大面积部分时，此部分有效降低气体阻力，保证气体的流量；然后流至减小面积部分时，此部分对气体起一定的导向作用，从而有效的提高了进气道2的气体流速，流通面积减小，有截流作用，会减小流量系数，主要是使得气体加速，在气缸内形成较强的滚流。

凸沿11的下端面为圆锥面，圆锥面的轴线与气门座4的轴线重合(即该圆锥的横截面面积由气门座4至凸沿11的轴向截面凸出进气道2侧壁的最高处逐渐递减，本圆锥面和圆锥的底面之间的夹角为40～50°，附图中给出的本实施例的圆锥面锥度为45°)。在凸沿11最高的凸出部处凸沿11的下端面和凸沿11的下端面与凸沿11上端面连接点处凸沿11上端面的切线之间的夹角α为50～90°，优选的夹角为75～85°，附图中给出的本实施例的夹角为78°。在凸沿11最高的凸出部处圆锥面斜线的长度a为1～5mm；优选的长度为1.8～2.14mm；附图中给出的本实施例的长度为2.14mm。在进气道2型线确定的前提下，凸沿11最高的凸出部处凸沿11的下端面和凸沿11的下端面与凸沿11上端面连接点处凸沿11上端面的切线之间的夹角α和圆锥面斜线的长度a变化方向是相反的，当夹角α增大时，长度a则减小，二者综合影响，流量系数会增大，滚流比会减小；当夹角α减小时，长度a则增加，二者综合影响，流量系数会减小，滚流比会增大。在本案例中78°以下角度，流量系数减小，滚流比增加不明显。经过模拟及实验由此优选夹角α为78°、长度a为2.14mm。设置该凸沿11使进气道2出口与气门座4之间的角度变小，凸沿11起导流作用，导致具有凸沿11部分进气道2的进气能力降低，从而能够提高油气混合在气缸5内的滚流，使油气混合更充分，燃烧更稳定和更彻底，有效降低有害排放物的量；同时也降低了对点火系统和后处理系统的要求。

如图2和图4所示，在进气道2的末端孔口上沿圆周方向还设有向进气道2侧壁凹入的导流道21，导流道21具有一个最低的凹入部，并且以此凹入部为中心向两侧逐渐递增延伸与凸沿11相连。导流道21最低的凹入部和凸沿11最高的凸出部以进气道2的末端孔口的中心对称，则导流道21的凹入部位于轴线的外侧部。导流道21的侧壁与气门座4端面之间的夹角与凸沿11的下端面圆锥面和圆锥的底面之间的夹角相等。设置导流道21能使进气道2轴线外侧部面积增大，能够增大了该侧流入气缸5内的气体流量。由此凸沿11和导流道21能够对气体有更好的倒流作用，提高滚流比，经过分析如图5所示，本汽车发动机小升程缸内滚流比约为0.8，如图6所示，大升程缸内滚流比为1.8～2.0。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了气缸盖1；凸沿11；进气道2；倒流道；排气道3；气门座4；气缸5；气门6；气门杆7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种汽车发动机的进气道，本进气道(2)设置在气缸盖(1)中，其特征在于，所述的进气道(2)的末端孔口上沿圆周方向设有具有导流作用的凸沿(11)。

2.根据权利要求1所述的汽车发动机的进气道，其特征在于，所述的凸沿(11)具有一个最高的凸出部，并且以此凸出部为中心向两侧逐渐递减延伸。

3.根据权利要求1所述的汽车发动机的进气道，其特征在于，所述的进气道(2)的末端孔口上沿圆周方向还设有向进气道(2)侧壁凹入的导流道(21)，所述的导流道(21)具有一个最低的凹入部，并且以此凹入部为中心向两侧逐渐递增延伸与凸沿(11)相连。

4.根据权利要求3所述的汽车发动机的进气道，其特征在于，所述的导流道(21)最低的凹入部和凸沿(11)最高的凸出部以进气道(2)的末端孔口的中心对称。

5.根据权利要求3或4所述的汽车发动机的进气道，其特征在于，所述的进气道(2)倾斜设置且其轴线呈圆弧形，所述的凸沿(11)的凸出部位于轴线的内侧部，所述的导流道(21)的凹入部位于轴线的外侧部。

6.根据权利要求5所述的汽车发动机的进气道，其特征在于，所述的进气道(2)的中部为向进气道(2)侧壁凹入的圆弧构成的通道，所述的凸沿(11)的一端沿轴向向进气道(2)中部呈圆弧形递减延伸且与所述进气道(2)中部通道的圆弧相切。

7.根据权利要求1或2所述的汽车发动机的进气道，其特征在于，所述的凸沿(11)的下端面为圆锥面，圆锥面的轴线与气门座(4)的轴线重合，所述的凸沿(11)最高的凸出部处凸沿(11)的下端面和凸沿(11)的下端面与凸沿(11)上端面连接点处凸沿(11)上端面的切线之间的夹角为50～90°。

8.根据权利要求7所述的汽车发动机的进气道，其特征在于，所述的凸沿(11)最高的凸出部处凸沿(11)的下端面和凸沿(11)的下端面与凸沿(11)上端面连接点处凸沿(11)上端面的切线之间的夹角为75～85°。

9.根据权利要求7所述的汽车发动机的进气道，其特征在于，所述的凸沿(11)最高的凸出部处圆锥面斜线的长度为1～5mm。

10.根据权利要求9所述的汽车发动机的进气道，其特征在于，所述的凸沿(11)最高的凸出部处圆锥面斜线的长度为1.8～2.14mm。

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