CN210264940U - 一种具有新型进气道的内燃机 - Google Patents

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杜小平
胡会泳
林健明
高宏亮
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Abstract

本实用新型公开了一种具有新型进气道的内燃机，包括由缸头、缸体和活塞组合构成的燃烧室，缸头设有由侧向延伸并连通至燃烧室的进气道和排气道，并在交接处对应设有与缸体中轴线存在夹角为α的进气门及排气门，通过控制进气门和排气门的开启与关闭，实现可燃混合气的进入及废气排出，进气道在内燃机的竖向横截面上形成上侧轮廓线和下侧轮廓线，下侧轮廓线中段是平直段，与排气门的伞状密封部下端面形成夹角β，
Figure DDA0002128466990000011
本实用新型燃烧室内能够形成剧烈滚流，具有大湍动能反应的区域较大，使燃烧速率加大，燃烧稳定性提高，在保证稳定燃烧前提下，可提高稀燃能力，能够改善发动机节能降耗和尾气净化，同时改善发动机动力性能，提高声音品质。

Description

一种具有新型进气道的内燃机
技术领域
本实用新型涉及内燃机，尤其是一种具有新型进气道的内燃机。
背景技术
参照图1、图2，为现有的一种摩托车内燃机结构，包括由缸头1、缸体2和活塞10组合构成的燃烧室3，缸头1设有进气道4’，并在与燃烧室3的交接处布置有进气门6，通过控制进气门6的开启与关闭，实现燃烧室3内的可燃混合气进入。
为了达到较高的充气效率，保证较大量的可燃混合气能够迅速进入燃烧室3内，进气道4’通常设计为不存在曲折的流线弧形，以减少管壁对可燃混合气的阻碍作用；同时，封堵在进气道4’与燃烧室3交接口处的进气门6，其伞状密封部相对进气道4’在该处形成的交接口近乎同轴布置，进气门6打开时，可燃混合气沿伞状密封部周沿相对较小阻力进入燃烧室内。
这种流线弧形的传统进气道结构能保证较大量的可燃混合气进入燃烧室，有较高的充气效率，但可燃混合气进入燃烧室3后较难形成剧烈的滚流，导致燃烧室3内可燃混合气体燃烧时，具有较大湍动能的反应区域较小，即可燃混合气未能充分、快速地燃烧，不利于发动机的油耗、排放和动力性能。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种燃烧充分的内燃机。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种具有新型进气道的内燃机，包括由缸头、缸体和活塞组合构成的燃烧室，所述缸头设有由侧向延伸并连通至燃烧室的进气道和排气道，所述进气道与燃烧室、排气道与燃烧室的交接处对应设有与缸体中轴线存在夹角为α的进气门及排气门，通过控制进气门和排气门的开启与关闭，实现所述燃烧室内的可燃混合气的进入及废气排出，所述进气道在内燃机的竖向横截面上形成上侧轮廓线和下侧轮廓线，所述下侧轮廓线中段是平直段，且与排气门的伞状密封部下端面形成夹角β，且
Figure BDA0002128466970000021
所述下侧轮廓线的平直段为直线或弧度明显小于非平直段的弧线。
本实用新型的有益效果是：通过在进气道设置平直段导向可燃混合气进入燃烧室，使燃烧室内能够形成剧烈滚流，在可燃混合气体燃烧时刻，燃烧室内大湍动能区域明显加大，燃烧速率加大，燃烧稳定性提高，在保证稳定燃烧前提下，可提高稀燃能力，能够改善发动机节能降耗和尾气净化，同时改善发动机动力性能，提高声音品质。
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是现有技术具有传统进气道的内燃机结构示意图；
图2是图1的结构简图；
图3是本实用新型的结构简图；
图4是本实用新型与传统内燃机的进气道流向对比图；
图5是本实用新型的另一结构简图；
图6是本实用新型与现有传统内燃机燃烧室内压缩过程中流场对比图；
图7是本实用新型与现有传统内燃机燃烧室内点火时刻湍动能分布图。
具体实施方式
参照图3，为一种具有新型进气道的内燃机结构简图，包括由缸头1、缸体2和可上下活动的活塞10组合构成的燃烧室3，缸头1设有由侧向延伸并连通至燃烧室3的进气道4和排气道5，所述进气道4与燃烧室3、排气道5与燃烧室3的交接处对应设有与缸体2中轴线存在夹角为α的进气门6及排气门7。
此外，上述交接处还设有密封阀座9，进、排气门头端的伞状密封部在传动机构的控制下抵压在密封阀座9上实现密封，通过控制进气门6和排气门7的开启或关闭，实现燃烧室3内的可燃混合气的进入及废气排出。为了使可燃混合气进入燃烧室3后能够形成剧烈滚流，本实用新型对内燃机进气道4的布置结构进行了深入研究。
具体地，进气道4在内燃机的竖向横截面上形成有上侧轮廓线41和下侧轮廓线42，其中的下侧轮廓线42具有平直段。平直段顺着进气道4自上往下倾斜布置，朝向进气门6的右侧轮廓，目的是在下侧轮廓线42平直段的引流作用下，使可燃混合气更多地从进气门6的右侧涌入，可燃混合气由右侧惯性直冲至燃烧室3底部，能够形成更为剧烈的滚流。且下侧轮廓线42的平直段处于中段位置，能够不改变进气道6始端和终端的结构形式，对其余部件或进气连接管道的布置无需改变。
如图4所示，即为具有本实用新型进气道结构与具有传统进气道结构在可燃混合气流入燃烧室3阶段的流向对比图。可见具有传统进气道结构的内燃机，其在进气门打开状态时，由进气门左侧、右侧涌入的可燃混合气比例大致相当；而本实用新型在进气门6打开状态下，其右侧流入的可燃混合气明显较左侧多。
下侧轮廓线42中段的平直段不仅仅局限为直线，也可为弧度明显小于非平直段的弧线，均能够达到让可燃混合气更多地从进气门6右侧涌入的目的。
在此过程中，发明人经过反复的模拟、测试与改进，得到了平直段较优的设计参数数据，能明显提升燃烧效率。即下侧轮廓线42中段的平直段与排气门7的伞状密封部71下端面形成夹角β，且
Figure BDA0002128466970000041
Figure BDA0002128466970000042
在此范围内，可燃混合气在进气门6的右侧涌入量与左侧涌入量的比值可取得较大。
参照图5、图6，其中图5为俯视方向的简图，其上形成S1和S2两个截面。图6为本实用新型与传统进气道内燃机在压缩过程中在S1、S2截面上的可燃混合气的流场对比图。
由图6可知，本实用新型燃烧室3内的滚流(为便于辨识，图上采用编号Q标识较大混流中心点)更为强烈，范围更广。而滚流的产生可以增加压缩行程时的湍流强度，从而使火焰前锋发生皱褶，增加火焰前锋的面积并加速已燃气体与未燃气体之间热量传递，提高燃烧速率。
图7为本实用新型与传统内燃机燃烧室内点火时刻湍动能分布图，图上中央明显色差的部分即为具有较大湍动能反应的区域，可知本实用新型具有较大湍动能反应的区域范围更大。
本实用新型采用新型进气道4，通过在下侧轮廓线42中段设置平直段导向可燃混合气进入燃烧室3，使燃烧室3内能够形成剧烈滚流，在可燃混合气体燃烧时刻，燃烧室3内大湍动能区域明显加大，使燃烧速率加大，燃烧稳定性提高，在保证稳定燃烧前提下，可提高稀燃能力，能够改善发动机节能降耗和尾气净化，同时改善发动机动力性能，提高声音品质。

Claims (2)

1.一种具有新型进气道的内燃机，包括由缸头(1)、缸体(2)和活塞(10)组合构成的燃烧室(3)，所述缸头(1)设有由侧向延伸并连通至燃烧室(3)的进气道(4)和排气道(5)，所述进气道(4)与燃烧室(3)、排气道(5)与燃烧室(3)的交接处对应设有与缸体(2)中轴线存在夹角为α的进气门(6)及排气门(7)，通过控制进气门(6)和排气门(7)的开启与关闭，实现所述燃烧室(3)内的可燃混合气的进入及废气排出，其特征在于：所述进气道(4)在内燃机的竖向横截面上形成上侧轮廓线(41)和下侧轮廓线(42)，所述下侧轮廓线(42)中段是平直段，且与排气门(7)的伞状密封部(71)下端面形成夹角β，且
Figure FDA0002128466960000011
Figure FDA0002128466960000012
2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于：所述下侧轮廓线(42)的平直段为直线或弧度明显小于非平直段的弧线。
CN201921097926.1U 2019-07-12 2019-07-12 一种具有新型进气道的内燃机 Active CN210264940U (zh)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110296019A (zh) * 2019-07-12 2019-10-01 江门市大长江集团有限公司 一种具有新型进气道的内燃机

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