CN205025658U - 一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道，属内燃机领域，包括进气门、气门座圈、进气歧管、进气总管、主进气管、单组分进气管、分隔板、进气道、单组分进气口、主进气口；所述进气总管、进气歧管、进气道依次首尾相连组成总的进气通道，进气总管、进气歧管、进气道组成的总的进气通道中设有分隔板，分隔板把进气总管、进气歧管、进气道组成的总的进气通道分割成两个或两个以上的进气通道，分割成的进气通道被作为主进气管、单组分进气管。本实用新型实现在发动机燃烧室内不同组分的浓度梯度分布，降低汽车有害物排放水平，降低EGR率，提高其使用效率，提升发动机的热效率及燃油经济性，达到高效低排放的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道，属于内燃机技术领域。
背景技术
传统发动机的进气管-进气道，作为发动机进气系统的重要组成部分，其基本功能通常是供给足以维持发动机稳定工作的进气流量，并且提供以发动机工况相匹配的进气涡流、滚流或湍流等缸内气体流动形式，不但保证进入燃烧室内的燃料能够有充足的空气进行燃烧反应，还需创造有一定强度的缸内气体运动，以利于燃料与空气的混合，以及加快缸内火焰传播速度，提升燃烧速率。传统发动机进气管-进气道的设计，通常只针对空气作为单一组分的进气加以考虑，因此其设计均为一个单一的进气通道。但是，随着越来越严格的汽车污染物排放法规的实施，传统发动机仅仅依靠的单一空气的进气方式，已经越来越难以满足日益严苛的排放法规，发动机为了达到排放标准，必须采用例如EGR技术（废气再循环）、富氧燃烧（OxygenEnrichedCombustion-OEC）、气道喷射（PortFuelInjection-PFI）、双燃料燃烧（DoubleFuelCombustion-DFC）、活化控制压缩燃烧（ReactivityControlledCompressionIgnition-RCCI）、预混合压缩燃烧（PremixedChargeCompressionIgnition-PCCI）、低温燃烧（LowTemperatureCombustion-LTC）等燃烧控制技术或新型燃烧模式，而上述技术的采用通常需要在气道内通入不同气体（EGR废气或富氧等辅助燃烧类气体）或喷入不同理化特性的燃料（天然气、液化石油气或二甲醚等气体类或低沸点类燃料），从而达到改善燃烧抑制污染物排放的目的。但是受传统发动机只考虑单一空气进气的进气管-进气道的限制，不同的助燃类气体或气道喷射的燃料在进气管-进气道内将提前混合，难以对其在缸内的分布及浓度场进行管理和控制，从而导致各进气组分难于发挥最大效用。因此，有必要开发一种带分隔及引导结构的新型内燃机进气管-进气道，对进入发动机气缸的不同组分气体进行有效的分隔、引导以及管理，从而实现新型燃烧模式，以及充分发挥不同组分气体的最大功效，使发动机实现高效低排放的清洁燃烧。
通过在进气管-进气道内设计分隔和引导装置，并且可根据不同类型发动机的不同进气需求，对进气管-进气道内的不同数量、种类的进气组分进行分隔、引导，在进气门开启的时刻，将各种气体送入气缸内特定的位置，实现不同组分在燃烧室内的浓度梯度分布，从而实现对缸内燃烧路径的控制，达到提升内燃机热效率以及抑制排气污染物的目的。其特点是：在进气管与进气道内设计起始于进气口，末端延伸至进气门的薄壁进气分隔板和空间引导分隔管。通过分隔引导装置，在进气管和进气道内形成各自独立、连续的进气通道，并保证在进气门关闭时刻各个进气通道间密封良好。进气分隔板/管的外形及尺寸需要随进气管-进气道截面形状变化而变化，并使之与进气管-进气道沿气体流向的几何中心空间连线平行，保证进气管-进气道内各个进气通道内的气体流动方向及流动特性不被分隔、引导装置所干扰，且在各个通道内的气体组分将随该通道在进气管-进气道内的位置而被送入缸内的特定位置。根据发动机不同的燃烧模式需求，调整分隔板/管布置形式及分隔进气通道数目，既可形成对缸内特定的燃料或气体分层形式的控制，从而实现对发动机燃烧路径与燃烧模式的控制。
目前，只在进气管或进气道内简单设置一些简单的分隔板或者导气屏的研究已有报道，这些研究大多是针对改变发动机的进气流动特性，例如加强涡流比、滚流比；也有部分研究是在进气管内简单的加装套管，期望实现对两种进气组分的分隔。但上述的研究和发明均无法完整实现对不同进气从进气管至气道，并一直延伸至进气门后的分隔，更不能实现将进气组分输送至缸内特定位置的进气引导，因此很难实现对不同进气组分的有效分隔及引导的设计目的。发动机在运行过程中进气门的开启及关闭与发动机的转速存在固定的频率关系，但是由于气体本身的惯性，会使发动机的进气存在相对较为稳定的连续性，如果只对发动机的不同进气组分，在进气管或进气道内单独进行分隔，而对不同组分的进气从进气口开始一直到进气门后的整个流通通道不加以区隔的话，不同组分的进气会在进气门关闭的时刻持续汇聚在没有进气分隔装置的进气管或者进气道内，从而在这些区域形成预混合区，使不同组分气体在这些区域内形成均值或准均值的混合气体，这将导致在其他位置进行分隔的效果大打折扣或基本丧失。因此，需要针对上述的情况，发明设计一种能将不同组分的进气从发动机的进气口开始，并且在气体所经过的进气总管、进气歧管、进气道，一直延伸至进气门后，在整个进气通道内都能对不同进气组分加以分隔、引导的进气管-进气道，从而实现对不同进气组分的有效分隔，并最终将其准确送入缸内特定位置。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：本实用新型提供一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道，用于实现汽车发动机多组分进气的高效低排放的清洁燃烧，不但有效的提升燃油利用率，还能大幅度降低汽车尾气对大气环境的污染。
本实用新型技术方案是：一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道，包括进气门2、气门座圈3、进气歧管4、进气总管5、主进气管6、单组分进气管7、分隔板、进气道12、单组分进气口14、主进气口16；
所述进气总管5、进气歧管4、进气道12依次首尾相连组成总的进气通道，进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道中设有分隔板，分隔板把进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道分割成两个或两个以上的进气通道10，分割成的进气通道10被作为主进气管6、单组分进气管7；
所述主进气管6一端设有主进气口16，单组分进气管7一端设有单组分进气口14，在内燃机的缸盖1上安装有气门座圈3，气门座圈3上安装有进气门2，进气门2一端与进气道12的一端联通，进气道12的另一端与进气歧管4的一端连接，进气歧管4的另一端与进气总管5的一端相连，进气总管5的另一端外接进气管；
所述分隔板的前端起始于主进气口16、单组分进气口14处，分隔板末端延伸至关闭时的进气门2上。
所述单组分进气管7上设置有燃料喷射器8。
所述单组分进气管7的数量为一个时，分隔板把进气总管5、进气歧管4及进气道12的内部分割成两个进气通道10，分割成的两个进气通道10一个被作为主进气管6，另一个被作为单组分进气管7，那么单组分进气口14的数量为一个，主进气口16的数量为一个，单组分进气口14的入口与单组分进气管7相连接，主进气口16的入口与主进气管6相连接。
所述单组分进气管7的数量为多个时，分隔板把进气总管5、进气歧管4及进气道12的内部分割成多个进气通道10，单组分进气口14的数量为与单组分进气管7数量相对应的多个，主进气口16的数量为一个，其中每一个单组分进气口14的入口都与一个对应的单组分进气管7相连接，而主进气口16的入口则与主进气管6相连接。
所述分隔板分成的两个进气通道10，其中一个在进气总管5、进气歧管4及进气道12的内部的一侧或在中间。
所述分隔板由纵向分隔板9、横向分隔板11组成，纵向分隔板9、横向分隔板11与进气总管5、进气歧管4、进气道12沿气体流向的几何中心空间连线保持平行。保证进气管道内各个进气通道10内的气体流动方向及流动特性不被分隔、引导装置所干扰。
所述进气通道10的数量为九个时，分隔板采用三等分隔板，三等分隔板包括两条纵向分隔板9、两条横向分隔板11，两条纵向分隔板9和两条横向分隔板11两两相连接组成三等分隔板，三等分隔板的前端起始于主进气口16、单组分进气口14处，三等分隔板末端延伸至关闭时的进气门2上。
所述分隔板的末端形状根据进气门2、气门座圈3的外形曲面进行加工。
所述纵向分隔板9、横向分隔板11在进气管道内的形状及尺寸要随进气管道截面形状变化而变化如图6、7、8所示在截面I、II、III的等比例变化。
本实用新型的纵向分隔板9、横向分隔板11，可根据不同发动机的不同进气道12形式切向进气道、螺旋进气道，加工与进气道12形状相匹配的分隔板，从而使其适用于汽、柴油发动机及天然气发动机等不同形式的气道。
所述根据需引入发动机燃烧室内的不同EGR废气、辅助燃烧类气体、喷射燃料的数量，决定了单组分进气管7的个数，而单组分进气管7的数量决定了采用纵向分隔板9、横向分隔板11的数目，由纵向分隔板9、横向分隔板11在进气管-进气道内分隔开的单组分进气管7与进气通道10的数量，控制着进气组分的种类。
通过在不同的单组分进气管7或进气通道10内设置燃料喷射器8（或喷油器或喷气嘴），可实现喷射高挥发性液体燃料，（例如二甲醚、二乙醚等），设置喷气嘴则可实现喷射气体类燃料（例如天然气、液化石油气等），可根据发动机不同的燃烧模式或不同工况的需求，使不同理化特性与燃烧特性的燃料单独或与特定气体混合后通入发动机燃烧室内，形成缸内特定的燃料分层形式，从而实现对发动机燃烧路径与燃烧模式的控制。
由纵向分隔板9、横向分隔板11在进气管-进气道内分隔开的单组分进气管7与进气通道10的进气截面大小，控制着通过该进气通道的气体组分的进气量大小。
根据对进气管-进气道-气缸内稳态气体流动的CFD计算可知，处于进气管-进气道内不同位置的进气，将在气缸内分布到特定的位置，因此，精心设计由纵向分隔板9、横向分隔板11所分隔出的单组分进气管7与进气通道10位于进气道内的位置，将决定通过该进气通道内的组分将要出现在缸内的位置，实现对进气通道内气体在缸内分布位置的有效控制。
所述进气管道由不同间距的横向分隔板11、纵向分隔板9、进气道内壁面13、进气管内腔15以及进气门2共同将进气总管5、进气歧管4、进气道12划分成若干各自独立、连续，起始于主进气口16和单组分进气口14，并且沿着进气管道中心线随进气流动方向延伸，终止于进气门2关闭时刻的单组分进气管7与进气通道10。
所述纵向分隔板9、横向分隔板11的前端，起始于主进气口16、单组分进气口14处，分隔板末端延伸至关闭时的进气门2上，分隔板的末端形状需要根据进气门2、气门座圈3的外形曲面进行加工，保证进气门2在关闭时刻能够使各个进气通道10相互间密封良好，以保障各个进气通道10内的不同气体组分在进气门2向下运动，离开气门座圈3打开进入气缸的进气入口开启之前，不会提前在进气道12内形成预混合。
纵向分隔板9、横向分隔板11的壁面厚度在保证强度（克服进气压力与发动机振动的机械应力）的前提下，需要尽可能的薄，而且各个分隔板/管的表面应尽量光滑，以使其对进气管-进气道的堵塞面积尽量减小，同时降低气体的沿程阻力损失，从而保障发动机的进气充量系数不被分隔板/管所影响而导致过度降低。
本实用新型不仅适用于单缸、单气道发动机，而且对于单缸多气道发动机而言，将各个子进气道相同组分通道汇合到总进气道内，就可运用于多气道发动机；同理，将各个进气歧管4的相同进气组分通道汇合到进气总管5的进气通道10内，在进气总管5内同样对不同进气组分进行分隔，即可实现对多缸、多气道发动机的各个气缸进气的分隔与引导控制功能。
在对气道涡流比和流量系数影响不大的前提下，通过设置在进气管-进气道内的薄壁分隔板，可对气道内的不同种类进气组分进行从进气口到进气门的全程分隔，并且分隔板/管将随进气管与进气道的不同截面变化，并保持与进气管-进气道截面的几何中心垂直，与气体运动方向平行，这样就能在对进气流动产生无干扰的情况下，保持各种气体组分间的相互隔离，同时还保证了在不同进气通道内的气体将出现在缸内的特定位置。本实用新型可以针对单缸或多缸发动机气道进行分隔板/管的设置，也能对切向气道、螺旋气道、单气道、双气道进行气道的分隔。对于发动机进气是两种、三种或更多种组分，也都可以灵活调整分隔板的数目及在进气管-进气道内所处的位置，从而实现对多种组分的灵活分隔，以及控制每种组分出现在燃烧室内的位置。通过在不同的进气通道上安装喷油嘴或喷气嘴，还能实现对气道喷射燃料的分布范围控制。通过上述的本实用新型的一些功能组合，可以与当前国际、国内正在研究的各类先进燃烧模式相互配合，实现汽车发动机多组分进气的高效低排放的清洁燃烧，不但有效的提升燃油利用率，还能大幅度降低汽车尾气对大气环境的污染。
本实用新型的有益效果是：
1、在进气管-进气道内设置横向分隔板、纵向分隔板，使进气管-进气道内空间划分为两个相互独立进气通道，向其中单组分进气口内通入氧气，而在主进气口内通入空气，通过对氧气进气通道在进气管-进气道内所处位置的设计，既可实现缸内的氧浓度梯度分布（氧燃比的梯度分布），从而可以控制缸内不同区域的燃烧路径（Φ-T），引导氧气在缸内低温区域的富聚，而高温区域则实现氧浓度的适当降低。这样就能抑制由高温富氧导致的排气污染物NOx升高的问题，同时又能在低温区域充分利用富氧的强氧化性，将分布在该区域的CO、HC以及Soot进行充分氧化，降低这些有害物的排放水平，从而实现对NOx-Soot二者的同时抑制，解决这两种污染物的trade-off现象。通过带分隔及引导结构的内燃机进气管-进气道，既可充分发挥富氧燃烧（OEC）的优势，又能避免其燃烧过程中NOx升高较快的弊端。
2、将EGR废气通入单组分进气口，并为其在进气管-进气道内设置单独进气通道，通过分隔引导装置，将EGR引入燃烧室（缸内）的高温中心，充分发挥EGR废气对缸内高温的抑制效果，达到大幅降低NOx-Soot排放的目的，同时也避免了对缸内较低温度区域的过度降温，从而使这些区域的CO和THC生成量大幅下降。通过对EGR的分隔与引导，这样就能在有效降低EGR率的前提条件下，实现对缸内高温的高效抑制，从而大大提升EGR的使用效率，可以实现在不采用高EGR率的情况下，达到缸内低温燃烧（LTC）对排气污染物的抑制效果。降低EGR率不但提升了发动机的热效率，还可有效提升了发动机的燃油经济性，达到高效低排放的目的。
3、通过在进气通道内安装燃料喷射器，并与缸内的喷油器相互配合的双喷射，即可实现缸内与气道的双燃料燃烧（DFC）。通过对进气管-进气道内喷射的燃料加以分隔和有效引导，使其在进入燃烧室内的时刻，在缸内的特定位置汇聚，并形成活化热氛围，随着缸内喷油器所喷射的部分燃料进入活化热氛围区域，就会受此区域的大量活性自由基的影响而提前着火，而与未进入该区域的燃料形成着火时刻、燃烧温度的不同分层，从而实现对燃烧速率、缸内压力升高率等燃烧控制参数的控制。因此，通过对气道喷射燃料的引导，实现在缸内不同位置的浓度分布控制，并配合缸内的燃烧喷射，就可以实现活化控制压缩燃烧（RCCI）。将带分隔及引导结构的内燃机进气管-进气道与新型燃烧方式相互结合，不但可以有效降低污染物排放，还能实现高效率的燃烧。
4、通过在气道内喷射燃料，采用EGR技术，进气增压，或在进气内掺混辅助燃烧类气体（搀氮气、氦气），对发动机的进气进行综合设计，并将进气设计与带分隔及引导结构的内燃机进气管-进气道相结合，不但能拓宽发动机的环境适应性、优化燃烧、改进排放，还能灵活使用多种代用燃料，并根据燃料及发动机工况选用不同进气分隔与引导模式与多组分进气相匹配，实现发动机的高效、低排放燃烧。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型图1在C—C的结构示意图；
图3为本实用新型分隔板在缸盖D—D的结构示意图；
图4为本实用新型单组分进气口A—A处的截面图；
图5为本实用新型主进气口B—B处的截面图；
图6为本实用新型三等分隔板在截面I、II、III的截面图；
图7为本实用新型只有两种进气组分方案时的分隔板在截面I、II、III的截面图；单组分从左边界通入；
图8为本实用新型只有两种进气组分方案时的分隔板在截面I、II、III的截面图；单组分从中间通入；
图9为本发明分隔板在进气总管及进气歧管中的示意图（4缸发动机）。
图中：1-缸盖；2-进气门；3-气门座圈；4-进气歧管；5-进气总管；6-主进气管；7-单组分进气管；8-燃料喷射器；9-纵向分隔板；10-进气通道；11-横向分隔板；12-进气道；13-进气道内壁面；14-单组分进气口；15-进气管内腔；16-主进气口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
实施例1：如图1-9所示，一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道，包括进气门2、气门座圈3、进气歧管4、进气总管5、主进气管6、单组分进气管7、分隔板、进气道12、单组分进气口14、主进气口16；
所述进气总管5、进气歧管4、进气道12依次首尾相连组成总的进气通道，进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道中设有分隔板，分隔板把进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道分割成两个或两个以上的进气通道10，分割成的进气通道10被作为主进气管6、单组分进气管7；
所述主进气管6一端设有主进气口16，单组分进气管7一端设有单组分进气口14，在内燃机的缸盖1上安装有气门座圈3，气门座圈3上安装有进气门2，进气门2一端与进气道12的一端联通，进气道12的另一端与进气歧管4的一端连接，进气歧管4的另一端与进气总管5的一端相连，进气总管5的另一端外接进气管；
所述分隔板的前端起始于主进气口16、单组分进气口14处，分隔板末端延伸至关闭时的进气门2上。
实施例2：如图1-9所示，一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道，包括进气门2、气门座圈3、进气歧管4、进气总管5、主进气管6、单组分进气管7、分隔板、进气道12、单组分进气口14、主进气口16；
所述进气总管5、进气歧管4、进气道12依次首尾相连组成总的进气通道，进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道中设有分隔板，分隔板把进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道分割成两个或两个以上的进气通道10，分割成的进气通道10被作为主进气管6、单组分进气管7；
所述主进气管6一端设有主进气口16，单组分进气管7一端设有单组分进气口14，在内燃机的缸盖1上安装有气门座圈3，气门座圈3上安装有进气门2，进气门2一端与进气道12的一端联通，进气道12的另一端与进气歧管4的一端连接，进气歧管4的另一端与进气总管5的一端相连，进气总管5的另一端外接进气管；
所述分隔板的前端起始于主进气口16、单组分进气口14处，分隔板末端延伸至关闭时的进气门2上。
所述单组分进气管7上设置有燃料喷射器8。
实施例3：如图1-9所示，一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道，包括进气门2、气门座圈3、进气歧管4、进气总管5、主进气管6、单组分进气管7、分隔板、进气道12、单组分进气口14、主进气口16；
所述进气总管5、进气歧管4、进气道12依次首尾相连组成总的进气通道，进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道中设有分隔板，分隔板把进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道分割成两个或两个以上的进气通道10，分割成的进气通道10被作为主进气管6、单组分进气管7；
所述主进气管6一端设有主进气口16，单组分进气管7一端设有单组分进气口14，在内燃机的缸盖1上安装有气门座圈3，气门座圈3上安装有进气门2，进气门2一端与进气道12的一端联通，进气道12的另一端与进气歧管4的一端连接，进气歧管4的另一端与进气总管5的一端相连，进气总管5的另一端外接进气管；
所述分隔板的前端起始于主进气口16、单组分进气口14处，分隔板末端延伸至关闭时的进气门2上。
所述单组分进气管7上设置有燃料喷射器8。
所述单组分进气管7的数量为一个时，分隔板把进气总管5、进气歧管4及进气道12的内部分割成两个进气通道10，分割成的两个进气通道10一个被作为主进气管6，另一个被作为单组分进气管7，那么单组分进气口14的数量为一个，主进气口16的数量为一个，单组分进气口14的入口与单组分进气管7相连接，主进气口16的入口与主进气管6相连接。
实施例4：如图1-9所示，一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道，包括进气门2、气门座圈3、进气歧管4、进气总管5、主进气管6、单组分进气管7、分隔板、进气道12、单组分进气口14、主进气口16；
所述进气总管5、进气歧管4、进气道12依次首尾相连组成总的进气通道，进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道中设有分隔板，分隔板把进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道分割成两个或两个以上的进气通道10，分割成的进气通道10被作为主进气管6、单组分进气管7；
所述主进气管6一端设有主进气口16，单组分进气管7一端设有单组分进气口14，在内燃机的缸盖1上安装有气门座圈3，气门座圈3上安装有进气门2，进气门2一端与进气道12的一端联通，进气道12的另一端与进气歧管4的一端连接，进气歧管4的另一端与进气总管5的一端相连，进气总管5的另一端外接进气管；
所述分隔板的前端起始于主进气口16、单组分进气口14处，分隔板末端延伸至关闭时的进气门2上。
所述单组分进气管7上设置有燃料喷射器8。
所述单组分进气管7的数量为多个时，分隔板把进气总管5、进气歧管4及进气道12的内部分割成多个进气通道10，单组分进气口14的数量为与单组分进气管7数量相对应的多个，主进气口16的数量为一个，其中每一个单组分进气口14的入口都与一个对应的单组分进气管7相连接，而主进气口16的入口则与主进气管6相连接。
实施例5：如图1-9所示，一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道，包括进气门2、气门座圈3、进气歧管4、进气总管5、主进气管6、单组分进气管7、分隔板、进气道12、单组分进气口14、主进气口16；
所述进气总管5、进气歧管4、进气道12依次首尾相连组成总的进气通道，进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道中设有分隔板，分隔板把进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道分割成两个或两个以上的进气通道10，分割成的进气通道10被作为主进气管6、单组分进气管7；
所述主进气管6一端设有主进气口16，单组分进气管7一端设有单组分进气口14，在内燃机的缸盖1上安装有气门座圈3，气门座圈3上安装有进气门2，进气门2一端与进气道12的一端联通，进气道12的另一端与进气歧管4的一端连接，进气歧管4的另一端与进气总管5的一端相连，进气总管5的另一端外接进气管；
所述分隔板的前端起始于主进气口16、单组分进气口14处，分隔板末端延伸至关闭时的进气门2上。
所述单组分进气管7上设置有燃料喷射器8。
所述单组分进气管7的数量为一个时，分隔板把进气总管5、进气歧管4及进气道12的内部分割成两个进气通道10，分割成的两个进气通道10一个被作为主进气管6，另一个被作为单组分进气管7，那么单组分进气口14的数量为一个，主进气口16的数量为一个，单组分进气口14的入口与单组分进气管7相连接，主进气口16的入口与主进气管6相连接。
所述分隔板分成的两个进气通道10，其中一个在进气总管5、进气歧管4及进气道12的内部的一侧或在中间。
实施例6：如图1-9所示，一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道，包括进气门2、气门座圈3、进气歧管4、进气总管5、主进气管6、单组分进气管7、分隔板、进气道12、单组分进气口14、主进气口16；
所述进气总管5、进气歧管4、进气道12依次首尾相连组成总的进气通道，进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道中设有分隔板，分隔板把进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道分割成两个或两个以上的进气通道10，分割成的进气通道10被作为主进气管6、单组分进气管7；
所述主进气管6一端设有主进气口16，单组分进气管7一端设有单组分进气口14，在内燃机的缸盖1上安装有气门座圈3，气门座圈3上安装有进气门2，进气门2一端与进气道12的一端联通，进气道12的另一端与进气歧管4的一端连接，进气歧管4的另一端与进气总管5的一端相连，进气总管5的另一端外接进气管；
所述分隔板的前端起始于主进气口16、单组分进气口14处，分隔板末端延伸至关闭时的进气门2上。
所述单组分进气管7上设置有燃料喷射器8。
所述单组分进气管7的数量为一个时，分隔板把进气总管5、进气歧管4及进气道12的内部分割成两个进气通道10，分割成的两个进气通道10一个被作为主进气管6，另一个被作为单组分进气管7，那么单组分进气口14的数量为一个，主进气口16的数量为一个，单组分进气口14的入口与单组分进气管7相连接，主进气口16的入口与主进气管6相连接。
所述分隔板分成的两个进气通道10，其中一个在进气总管5、进气歧管4及进气道12的内部的一侧或在中间。
所述分隔板由纵向分隔板9、横向分隔板11组成，纵向分隔板9、横向分隔板11与进气总管5、进气歧管4、进气道12沿气体流向的几何中心空间连线保持平行。
实施例7：如图1-9所示，一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道，包括进气门2、气门座圈3、进气歧管4、进气总管5、主进气管6、单组分进气管7、分隔板、进气道12、单组分进气口14、主进气口16；
所述进气总管5、进气歧管4、进气道12依次首尾相连组成总的进气通道，进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道中设有分隔板，分隔板把进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道分割成两个或两个以上的进气通道10，分割成的进气通道10被作为主进气管6、单组分进气管7；
所述主进气管6一端设有主进气口16，单组分进气管7一端设有单组分进气口14，在内燃机的缸盖1上安装有气门座圈3，气门座圈3上安装有进气门2，进气门2一端与进气道12的一端联通，进气道12的另一端与进气歧管4的一端连接，进气歧管4的另一端与进气总管5的一端相连，进气总管5的另一端外接进气管；
所述分隔板的前端起始于主进气口16、单组分进气口14处，分隔板末端延伸至关闭时的进气门2上。
所述单组分进气管7上设置有燃料喷射器8。
所述单组分进气管7的数量为多个时，分隔板把进气总管5、进气歧管4及进气道12的内部分割成多个进气通道10，单组分进气口14的数量为与单组分进气管7数量相对应的多个，主进气口16的数量为一个，其中每一个单组分进气口14的入口都与一个对应的单组分进气管7相连接，而主进气口16的入口则与主进气管6相连接。
所述分隔板由纵向分隔板9、横向分隔板11组成，纵向分隔板9、横向分隔板11与进气总管5、进气歧管4、进气道12沿气体流向的几何中心空间连线保持平行。
实施例8：如图1-9所示，一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道，包括进气门2、气门座圈3、进气歧管4、进气总管5、主进气管6、单组分进气管7、分隔板、进气道12、单组分进气口14、主进气口16；
所述进气总管5、进气歧管4、进气道12依次首尾相连组成总的进气通道，进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道中设有分隔板，分隔板把进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道分割成两个或两个以上的进气通道10，分割成的进气通道10被作为主进气管6、单组分进气管7；
所述主进气管6一端设有主进气口16，单组分进气管7一端设有单组分进气口14，在内燃机的缸盖1上安装有气门座圈3，气门座圈3上安装有进气门2，进气门2一端与进气道12的一端联通，进气道12的另一端与进气歧管4的一端连接，进气歧管4的另一端与进气总管5的一端相连，进气总管5的另一端外接进气管；
所述分隔板的前端起始于主进气口16、单组分进气口14处，分隔板末端延伸至关闭时的进气门2上。
所述单组分进气管7上设置有燃料喷射器8。
所述单组分进气管7的数量为九个时，分隔板把进气总管5、进气歧管4及进气道12的内部分割成十个进气通道10，单组分进气口14的数量为与单组分进气管7数量相对应的九个，主进气口16的数量为一个，其中每一个单组分进气口14的入口都与一个对应的单组分进气管7相连接，而主进气口16的入口则与主进气管6相连接。
所述分隔板由纵向分隔板9、横向分隔板11组成，纵向分隔板9、横向分隔板11与进气总管5、进气歧管4、进气道12沿气体流向的几何中心空间连线保持平行。
实施例9：如图1-9所示，一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道，包括进气门2、气门座圈3、进气歧管4、进气总管5、主进气管6、单组分进气管7、分隔板、进气道12、单组分进气口14、主进气口16；
所述进气总管5、进气歧管4、进气道12依次首尾相连组成总的进气通道，进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道中设有分隔板，分隔板把进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道分割成两个或两个以上的进气通道10，分割成的进气通道10被作为主进气管6、单组分进气管7；
所述主进气管6一端设有主进气口16，单组分进气管7一端设有单组分进气口14，在内燃机的缸盖1上安装有气门座圈3，气门座圈3上安装有进气门2，进气门2一端与进气道12的一端联通，进气道12的另一端与进气歧管4的一端连接，进气歧管4的另一端与进气总管5的一端相连，进气总管5的另一端外接进气管；
所述分隔板的前端起始于主进气口16、单组分进气口14处，分隔板末端延伸至关闭时的进气门2上。
所述单组分进气管7上设置有燃料喷射器8。
所述单组分进气管7的数量为八个时，分隔板把进气总管5、进气歧管4及进气道12的内部分割成九个进气通道10，单组分进气口14的数量为与单组分进气管7数量相对应的八个，主进气口16的数量为一个，其中每一个单组分进气口14的入口都与一个对应的单组分进气管7相连接，而主进气口16的入口则与主进气管6相连接。
所述分隔板由纵向分隔板9、横向分隔板11组成，纵向分隔板9、横向分隔板11与进气总管5、进气歧管4、进气道12沿气体流向的几何中心空间连线保持平行。
所述进气通道10的数量为九个时，分隔板采用三等分隔板（如图2、图6所示），三等分隔板包括两条纵向分隔板9、两条横向分隔板11，两条纵向分隔板9和两条横向分隔板11两两相连接组成三等分隔板，三等分隔板的前端起始于主进气口16、单组分进气口14处，三等分隔板末端延伸至关闭时的进气门2上。
实施例10：如图1-9所示，一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道，包括进气门2、气门座圈3、进气歧管4、进气总管5、主进气管6、单组分进气管7、分隔板、进气道12、单组分进气口14、主进气口16；
所述进气总管5、进气歧管4、进气道12依次首尾相连组成总的进气通道，进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道中设有分隔板，分隔板把进气总管5、进气歧管4、进气道12组成的总的进气通道分割成两个或两个以上的进气通道10，分割成的进气通道10被作为主进气管6、单组分进气管7；
所述主进气管6一端设有主进气口16，单组分进气管7一端设有单组分进气口14，在内燃机的缸盖1上安装有气门座圈3，气门座圈3上安装有进气门2，进气门2一端与进气道12的一端联通，进气道12的另一端与进气歧管4的一端连接，进气歧管4的另一端与进气总管5的一端相连，进气总管5的另一端外接进气管；
所述分隔板的前端起始于主进气口16、单组分进气口14处，分隔板末端延伸至关闭时的进气门2上。
所述单组分进气管7上设置有燃料喷射器8。
所述单组分进气管7的数量为一个时，分隔板把进气总管5、进气歧管4及进气道12的内部分割成两个进气通道10，分割成的两个进气通道10一个被作为主进气管6，另一个被作为单组分进气管7，那么单组分进气口14的数量为一个，主进气口16的数量为一个，单组分进气口14的入口与单组分进气管7相连接，主进气口16的入口与主进气管6相连接。
所述单组分进气管7的数量为九个时，分隔板把进气总管5、进气歧管4及进气道12的内部分割成十个进气通道10，单组分进气口14的数量为与单组分进气管7数量相对应的九个，主进气口16的数量为一个，其中每一个单组分进气口14的入口都与一个对应的单组分进气管7相连接，而主进气口16的入口则与主进气管6相连接。
所述分隔板分成的两个进气通道10，其中一个在进气总管5、进气歧管4及进气道12的内部的一侧或在中间。
所述分隔板由纵向分隔板9、横向分隔板11组成，纵向分隔板9、横向分隔板11与进气总管5、进气歧管4、进气道12沿气体流向的几何中心空间连线保持平行。
所述单组分进气管7的数量为九个时，分隔板采用三等分隔板，三等分隔板包括两条纵向分隔板9、两条横向分隔板11，两条纵向分隔板9和两条横向分隔板11两两相连接组成三等分隔板，三等分隔板的前端起始于主进气口16、单组分进气口14处，三等分隔板末端延伸至关闭时的进气门2上。
所述分隔板的末端形状根据进气门2、气门座圈3的外形曲面进行加工。
通过设置在进气管-进气道内始于进气口、终止于进气门2的进气分隔与引导装置（即分隔板组成的分隔通道），实现了对进入缸内不同气体组分的独立分隔与有效引导，根据不同组分在燃烧过程中的不同作用与功能，将各种组分输送至缸内不同位置，实现其按特定燃烧模式需求的浓度分布与汇聚。
通过对发动机进气管-进气道的CFD计算得到的数据，可以获知在进气管-进气道内不同部位流动的气体，其最终进入气缸后将流入与汇聚的具体区域，按照不同的数量与种类的进气组分的作用与功能，确定各个进气组分最终需要进入气缸的特定位置，并以此为依据，确定分隔板/管的数量及布置方案，对进气管-进气道的流体空间采用横向分隔板11、纵向分隔板9进行独立进气通道10的划分，从而使得不同种类，且各具功能的气体能保持独立（不被提前与气体预混合），并被顺利的输送至缸内的特定位置，从而最大限度的发挥每一种气体的作用，达到使发动机高效低排放运行的目的。
三等分的进气管-进气道如图6所示，分隔板在进气道截面I、II、III上横向和纵向均占三分之一（由于进气道的各个截面形状各个相同，图中只画出三个截面示意）。在其他的任意截面上纵向和横向所占的比例也都为三分之一，将每一个截面的横向与纵向对应的三等分线连接起来，在空间上就会形成纵向分隔板9与横向分隔板11，横向分隔板11与图1中的几何中心空间连线（每个截面的几何中心）在空间上相平行，这样分隔板就将进气管-进气道分成9个独立的进气部分，在每个通道中通入不同颜色的气体，就可以观察出每个通道中的进气在缸内的分布，根据具体燃烧的需要，确定出部分或全部通道通入燃料。运用同样的方法可以将进气管-进气道分成其他若干等分。图7，图8所示的是将进气管-进气道分成两部分，进气通道的数量根据不同辅助燃烧类气体、进气道喷射燃料的数量所决定，其具体的分隔位置将根据该通道内气体将要出现在缸内的位置来确定，各个进气通道的大小将根据该进气通道中的进气量多少与该进气在缸内位置的分布。只要进气在缸内分布的位置和区域确定，那么分隔板的分隔位置和大小就确定下来。
上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (8)
1.一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道，其特征在于：包括进气门（2）、气门座圈（3）、进气歧管（4）、进气总管（5）、主进气管（6）、单组分进气管（7）、分隔板、进气道（12）、单组分进气口（14）、主进气口（16）；
所述进气总管（5）、进气歧管（4）、进气道（12）依次首尾相连组成总的进气通道，进气总管（5）、进气歧管（4）、进气道（12）组成的总的进气通道中设有分隔板，分隔板把进气总管（5）、进气歧管（4）、进气道（12）组成的总的进气通道分割成两个或两个以上的进气通道（10），分割成的进气通道（10）被作为主进气管（6）、单组分进气管（7）；
所述主进气管（6）一端设有主进气口（16），单组分进气管（7）一端设有单组分进气口（14），在内燃机的缸盖（1）上安装有气门座圈（3），气门座圈（3）上安装有进气门（2），进气门（2）一端与进气道（12）的一端联通，进气道（12）的另一端与进气歧管（4）的一端连接，进气歧管（4）的另一端与进气总管（5）的一端相连，进气总管（5）的另一端外接进气管；
所述分隔板的前端起始于主进气口（16）、单组分进气口（14）处，分隔板末端延伸至关闭时的进气门（2）上。
2.根据权利要求1所述的带分隔及引导结构的内燃机进气管道，其特征在于：所述单组分进气管（7）上设置有燃料喷射器（8）。
3.根据权利要求1所述的带分隔及引导结构的内燃机进气管道，其特征在于：所述单组分进气管（7）的数量为一个时，分隔板把进气总管（5）、进气歧管（4）及进气道（12）的内部分割成两个进气通道（10），分割成的两个进气通道（10）一个被作为主进气管（6），另一个被作为单组分进气管（7），那么单组分进气口（14）的数量为一个，主进气口（16）的数量为一个，单组分进气口（14）的入口与单组分进气管（7）相连接，主进气口（16）的入口与主进气管（6）相连接。
4.根据权利要求1所述的带分隔及引导结构的内燃机进气管道，其特征在于：所述单组分进气管（7）的数量为多个时，分隔板把进气总管（5）、进气歧管（4）及进气道（12）的内部分割成多个进气通道（10），单组分进气口（14）的数量为与单组分进气管（7）数量相对应的多个，主进气口（16）的数量为一个，其中每一个单组分进气口（14）的入口都与一个对应的单组分进气管（7）相连接，而主进气口（16）的入口则与主进气管（6）相连接。
5.根据权利要求3所述的带分隔及引导结构的内燃机进气管道，其特征在于：所述分隔板分成的两个进气通道（10），其中一个在进气总管（5）、进气歧管（4）及进气道（12）的内部的一侧或在中间。
6.根据权利要求1、3、4或5所述的带分隔及引导结构的内燃机进气管道，其特征在于：所述分隔板由纵向分隔板（9）、横向分隔板（11）组成，纵向分隔板（9）、横向分隔板（11）与进气总管（5）、进气歧管（4）、进气道（12）沿气体流向的几何中心空间连线保持平行。
7.根据权利要求1或4所述的带分隔及引导结构的内燃机进气管道，其特征在于：所述进气通道（10）的数量为九个时，分隔板采用三等分隔板，三等分隔板包括两条纵向分隔板（9）、两条横向分隔板（11），两条纵向分隔板（9）和两条横向分隔板（11）两两相连接组成三等分隔板，三等分隔板的前端起始于主进气口（16）、单组分进气口（14）处，三等分隔板末端延伸至关闭时的进气门（2）上。
8.根据权利要求1、3、4或5所述的带分隔及引导结构的内燃机进气管道，其特征在于：所述分隔板的末端形状根据进气门（2）、气门座圈（3）的外形曲面进行加工。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201520621796.2U CN205025658U (zh) | 2015-08-18 | 2015-08-18 | 一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道 |
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| CN201520621796.2U CN205025658U (zh) | 2015-08-18 | 2015-08-18 | 一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105089879A (zh) * | 2015-08-18 | 2015-11-25 | 昆明理工大学 | 一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道 |
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2015
- 2015-08-18 CN CN201520621796.2U patent/CN205025658U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
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