CN204492966U - 汽油发动机的压差式进气滚流调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种汽油发动机的压差式进气滚流调节系统，包括控制桶，控制桶，所述控制桶内形成控制腔，所述控制腔被分隔为互不连通的第一空间和第二空间，所述第一空间通过第一连接管与所述催化包进气侧的排气管连通，所述第二空间通过第二连接管与所述催化包出气侧的排气管连通，这种汽油发动机的压差式进气滚流调节系统通过简单有效的机械结构，合理利用了内燃机在高速工况和低速工况时排气管的压力变化这一特性来调节发动机的进气滚流，未使用任何的电控设备，使得系统的结构简单，成本低，故障率低，保证具有较长的使用寿命。

Description

汽油发动机的压差式进气滚流调节系统

技术领域

本实用新型涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种汽油发动机的压差式进气滚流调节系统。

背景技术

20世纪初，英国B.Hopkinson在内燃机试验中发现：扰动气缸内的空气时，能加速燃烧过程80年代以后，通过发动机的进气系统组织缸内的空气运动，利用涡流实现混合气分层燃烧效果，利用滚流增加燃烧室内的湍流强度和采用稀混合气燃烧模式等，都成为目前火花点火发动机重点关注的研究内容。发动机气缸内的空气运动是瞬变和复杂的，从气体宏观的整体运动来看，一般表现为斜轴涡流，这时涡流和滚流可以做为斜轴涡流两个独立的分量，试验发现滚流同样可以提高压缩终了时燃烧室内空气运动的湍流强度，增加湍流强度可以促使火焰传播速率加快，燃烧持续期缩短，放热率提高，从而改善了燃烧过程，提高发动机的动力性。滚流模式优于涡流，因为滚流的形成依靠缸壁和活塞运动，进气过程中可以保存有较大的动能，压缩过程中一部分动能使大尺度的空气运动破碎成众多小尺度的微涡，提高了缸内的湍流强度，而涡流一般经历着不断衰减的过程。总的来看，之所以汽油机采用滚流一方面是由于汽油机转速较高，这就导致每个燃烧冲程需要在更短的时间内完成，而滚流能够保证在压缩后期较大的湍动能，使火焰传播速率增加没缩短燃烧持续期；二是由于结构的限制，汽油机可利用的空间较小，而涡流气道占用空间较大。

    现有的内燃机进气滚流的调节系统，例如公开号为102953841A，公开日为2013年3月6号的中国专利公开了一种汽油发动机可变进气滚流调节机构，它包括支撑体、滚流调节阀组件、导流板组件和电动执行器，所述支撑体布置在进气歧管气道与发动机缸盖进气道之间，所述滚流调节阀组件与支撑体配装，所述导流板组件前端与支撑体配装，后端深入到发动机缸盖进气道中，所述电动执行器安装在支撑体上。可以看出这种汽油发动机可变进气滚流调节机构是通过电动执行器的控制来达到调节的目的，采用了电控设备势必会增加调节系统的复杂程度，提高成本，而且在自我调节性上并非是完全主动的，主要依赖电控设备会导致故障率太高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对目前用于调节内燃机的进气滚流的系统的较为复杂，制造成本高而且故障率略高，本实用新型提供了一种汽油发动机的压差式进气滚流调节系统未使用任何电控设备，而是通过简单有效的机械结构，利用压力差来对内燃机的进气滚流实现自动调节。

    本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种汽油发动机的压差式进气滚流调节系统，所述内燃机包括发动机和催化包，所述发动机的进气口连接有进气管，排气口连接有排气管，所述催化包连接在所述排气管上，包括：

控制桶，所述控制桶内形成控制腔，所述控制腔被分隔为互不连通的第一空间和第二空间，所述第一空间通过第一连接管与所述催化包进气侧的排气管连通，所述第二空间通过第二连接管与所述催化包出气侧的排气管连通；

进气支管，所述进气支管连接在所述进气管与发动机的进气口之间；

旋转轴，所述旋转轴的两端分别伸入所述控制桶和进气支管中，所述旋转轴的两端分别与所述控制桶的内壁和进气支管的内壁旋转固定，所述旋转轴与所述进气支管的中轴垂直；

导叶板，所述导叶板设置在所述进气支管中并且与所述旋转轴固定，所述导叶板与所述旋转轴平行；

隔板，所述隔板设置在所述第一空间和第二空间之间并且与所述旋转轴固定连接，所述隔板绕所述旋转轴转动时改变所述第一空间和第二空间的大小。

作为优选，所述控制腔为圆柱形，所述控制腔中固定有第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和第二固定板间隔设置并且它们之间形成所述第二空间，所述第二空间包括由一个垂直于所述控制腔的中轴的扇环从所述控制桶内的一个底面沿轴向延续到另一个底面形成的第三空间，所述第三空间、旋转轴和控制腔同轴设置，所述第三空间的一个周向端部与所述第二连接管连接，另外一个周向端部被所述隔板密封，所述隔板可在所述第三空间中沿周向滑动。

作为优选，还包括连接板和旋转板，所述连接板为平行于所述中轴的矩形板，所述连接板的一个侧面与所述旋转轴的侧面固定连接，另外相对的一个侧面与所述旋转板固定连接，所述旋转板由又一个垂直于所述中轴的扇环沿轴向延续形成，所述旋转板与旋转轴同轴设置，所述旋转板的一个周向端部与所述隔板固定连接。

作为优选，所述第二空间还包括由一个垂直于所述控制腔的中轴的扇环从所述控制桶内的一个底面沿轴向延续到另一个底面形成的第四空间，所述第四空间与所述旋转轴同轴设置，所述第四空间的内径大于所述第三空间的内径并且等于所述旋转板的内径，所述第四空间的外径小于所述第三空间的外径并且等于所述旋转板的外径，所述第四空间的一个周向端部与所述第三空间连通，所述旋转板远离所述隔板的一个周向端部延伸入所述第四空间的另一个周向端部中并将其密封，所述旋转板可在所述第四空间中沿周向滑动，所述第二连接管连接在所述第四空间的外周面上。

作为优选，还包括弹簧，所述弹簧设置在所述第三空间中，所述弹簧的一端与所述隔板固定连接，另外一端与所述第一固定板或第二固定板固定连接。

作为优选，所述旋转轴的侧面紧贴所述进气支管的内壁设置并且部分嵌入所述进气支管的内壁中，所述导叶板的一个侧面与所述旋转轴固定连接，另外相对的一个侧面在所述导叶板转动时始终与所述进气支管的内壁保持距离。

作为优选，还包括进气总管，所述进气总管的管径大于所述进气支管的管径，所述进气管、进气总管、进气支管和发动机的进气口依次连接。

    具体的，所述进气管上还设置有空滤和节气门。

    具体的，所述排气管上还设置有消音器。

    本实用新型的有益效果是，这种内燃机进气滚流自动调节系统通过简单有效的机械结构，合理利用了内燃机在高速工况和低速工况时排气管的压力变化这一特性来调节发动机的进气滚流，未使用任何的电控设备，使得系统的结构简单，成本低，故障率低，保证具有较长的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型汽油发动机的压差式进气滚流调节系统的最优实施例的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是本实用新型汽油发动机的压差式进气滚流调节系统的最优实施例的进气支管内的结构示意图。

    图中1、进气管，2、空滤，3、节气门，4、进气总管，5、进气支管，6、发动机，7、排气管，8、催化包9、消音器，10、导叶板，11、旋转轴，12、控制桶，131、第一分部，132、第二分部，133、第三分部，134、第四分部，14、第三空间，15、第四空间，16、弹簧，17、隔板，18、旋转板，19、连接板，20、第一连接管，21、第二连接管。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

    如图1~3所示，内燃机包括发动机6、催化包8、空滤2、节气门3和消音器9，发动机6的进气口连接有进气管1，排气口连接有排气管7，催化包8和消音器9连接在排气管7上，空滤2和节气门3设置在进气管1上，本实用新型提供了一种汽油发动机的压差式进气滚流调节系统，包括控制桶12、进气总管4、进气支管5、旋转轴11、导叶板10、隔板17、第一固定板、第二固定板、连接板19和旋转板18和弹簧16，进气总管4的管径大于进气支管5的管径，进气管1、进气总管4、进气支管5和发动机6的进气口依次连接；旋转轴11的两端分别伸入控制桶12和进气支管5后分别嵌入控制桶12的内壁和进气支管5的内壁中而且可以自由转动，旋转轴11与进气支管5的中轴垂直，旋转轴11的侧面紧贴进气支管5的内壁设置并且部分嵌入到进气支管5的内壁中，旋转轴11的侧面紧贴进气支管5的内壁设置并且部分嵌入进气支管5的内壁中，导叶板10设置在进气支管5中，导叶板10与旋转轴11平行并且一个侧面与旋转轴11固定连接，另外相对的一个侧面在导叶板10转动时始终与进气支管5的内壁保持距离；控制桶12内形成控制腔，隔板17、第一固定板、第二固定板、连接板19和旋转板18和弹簧16设置在控制腔中，控制腔为圆柱形，旋转轴11与控制腔同轴，第一固定板是由第一分部131和第二分部132连为一体而成，第二固定板是由第三分部133和第四分部134连为一体而成，第一分部131、第二分部132、第三分部133和第四分部134的形状均是与旋转轴11同轴的1/4中空圆柱，第一分部131与第三分部133之间形成第三空间14，第二分部132与第四分部134之间形成第四空间15，第四空间15的内径大于第三空间14的内径，外径小于第三空间14的外径，第一固定板的外周面与控制桶12的内侧面紧密贴合并相固定，第一固定板的轴向两端分别与控制桶12内的两个底面密封固定，第二固定板的轴向两端分别与控制桶12内的两个底面密封固定；连接板19为平行于中轴的矩形板，连接板19的一个侧面与旋转轴11的侧面固定连接，另外相对的一个侧面与旋转板18固定连接，旋转板18由又一个垂直于中轴的扇环沿轴向延续形成，旋转板18与旋转轴11同轴设置，第四空间15的内径等于旋转板18的内径，第四空间15的外径等于旋转板18的外径，第四空间15的一个周向端部与第三空间14连通形成第二空间，旋转板18的一个周向端部延伸入第四空间15的另一个周向端部中并将其密封，旋转板18可在第四空间15中沿周向滑动，旋转板18的另外一个周向端部与隔板17固定连接，隔板17从第三空间14远离第四空间15的一个周向端部伸入并将其封闭，隔板17可在第三空间14中沿周向滑动，隔板17的一侧是第三空间14，另外一侧则是通过第一连接管20与催化包8进气侧的排气管7连通的第一空间，第二分部和控制桶的侧壁上相对应的分别开设了一个通孔，第二连接管21的一端与控制桶上的通孔连接，另外一端与催化包8出气侧的排气管7连通；弹簧16设置在第三空间14中，弹簧16的一端与隔板17固定连接，另外一端与第二分部132凸出于第一分部131的周向端部固定连接。

下面针对这种汽油发动机的压差式进气滚流调节系统的工作过程作简要说明：当内燃机处于高速工况时，催化包8进气侧的排气管7中的压力比催化包8出气侧的排气管7中的压力较大，导致第一空间中的压力与第二空间之间的压差变大，隔板17获得在第三空间14中滑动的动力，隔板17的滑动带动旋转轴11的转动，旋转轴11再带动导叶板10的转动，从而使导叶板10与进气支管5内壁间的口径变大，达到降低泵气损失的目的，同时隔板17与第一固定块之间的弹簧16被压缩；而在低速工况时，第一空间中的压力与第二空间中之间的压差减小，在弹簧16的回复力的作用下，隔板17反方向滑动，导叶板10也同时回到原来位置，从而使导叶板10与进气支管5内壁件的口径变小，此时进气滚流增大，使发动机6缸内燃烧性提高，降低油耗。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种汽油发动机的压差式进气滚流调节系统，包括发动机和催化包，所述发动机的进气口连接有进气管，排气口连接有排气管，所述催化包连接在所述排气管上，其特征在于：包括：

控制桶，所述控制桶内形成控制腔，所述控制腔被分隔为互不连通的第一空间和第二空间，所述第一空间通过第一连接管与所述催化包进气侧的排气管连通，所述第二空间通过第二连接管与所述催化包出气侧的排气管连通；

进气支管，所述进气支管连接在所述进气管与发动机的进气口之间；

旋转轴，所述旋转轴的两端分别伸入所述控制桶和进气支管中，所述旋转轴的两端分别与所述控制桶的内壁和进气支管的内壁旋转固定，所述旋转轴与所述进气支管的中轴垂直；

导叶板，所述导叶板设置在所述进气支管中并且与所述旋转轴固定，所述导叶板与所述旋转轴平行；

隔板，所述隔板设置在所述第一空间和第二空间之间并且与所述旋转轴固定连接，所述隔板绕所述旋转轴转动时改变所述第一空间和第二空间的大小。

2.如权利要求1所述的汽油发动机的压差式进气滚流调节系统，其特征在于：所述控制腔为圆柱形，所述控制腔中固定有第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和第二固定板间隔设置并且它们之间形成所述第二空间，所述第二空间包括由一个垂直于所述控制腔的中轴的扇环从所述控制桶内的一个底面沿轴向延续到另一个底面形成的第三空间，所述第三空间、旋转轴和控制腔同轴设置，所述第三空间的一个周向端部与所述第二连接管连接，另外一个周向端部被所述隔板密封，所述隔板可在所述第三空间中沿周向滑动。

3.如权利要求2所述的汽油发动机的压差式进气滚流调节系统，其特征在于：还包括连接板和旋转板，所述连接板为平行于所述中轴的矩形板，所述连 接板的一个侧面与所述旋转轴的侧面固定连接，另外相对的一个侧面与所述旋转板固定连接，所述旋转板由又一个垂直于所述中轴的扇环沿轴向延续形成，所述旋转板与旋转轴同轴设置，所述旋转板的一个周向端部与所述隔板固定连接。

4.如权利要求3所述的汽油发动机的压差式进气滚流调节系统，其特征在于：所述第二空间还包括由一个垂直于所述控制腔的中轴的扇环从所述控制桶内的一个底面沿轴向延续到另一个底面形成的第四空间，所述第四空间与所述旋转轴同轴设置，所述第四空间的内径大于所述第三空间的内径并且等于所述旋转板的内径，所述第四空间的外径小于所述第三空间的外径并且等于所述旋转板的外径，所述第四空间的一个周向端部与所述第三空间连通，所述旋转板远离所述隔板的一个周向端部延伸入所述第四空间的另一个周向端部中并将其密封，所述旋转板可在所述第四空间中沿周向滑动，所述第二连接管连接在所述第四空间的外周面上。

5.如权利要求4所述的汽油发动机的压差式进气滚流调节系统，其特征在于：还包括弹簧，所述弹簧设置在所述第三空间中，所述弹簧的一端与所述隔板固定连接，另外一端与所述第一固定板或第二固定板固定连接。

6.如权利要求5所述的汽油发动机的压差式进气滚流调节系统，其特征在于：所述旋转轴的侧面紧贴所述进气支管的内壁设置并且部分嵌入所述进气支管的内壁中，所述导叶板的一个侧面与所述旋转轴固定连接，另外相对的一个侧面在所述导叶板转动时始终与所述进气支管的内壁保持距离。

7.如权利要求1～6任一所述的汽油发动机的压差式进气滚流调节系统，其特征在于：还包括进气总管，所述进气总管的管径大于所述进气支管的管径，所述进气管、进气总管、进气支管和发动机的进气口依次连接。

8.如权利要求7所述的汽油发动机的压差式进气滚流调节系统，其特征在于：所述进气管上还设置有空滤和节气门。

9.如权利要求8所述的汽油发动机的压差式进气滚流调节系统，其特征在于：所述排气管上还设置有消音器。