CN213331304U - 一种平衡流量系数与滚流强度的缸盖进气道结构 - Google Patents

Abstract

一种平衡流量系数与滚流强度的缸盖进气道结构，属于汽车发动机技术领域。本实用新型的所述缸盖进气道型线为弯曲过渡圆滑线，缸盖进气道横截面积的变化趋势为：由缸盖进气道的入口到出口的截面积变化趋势为先增大后逐渐减小，缸盖进气道的出口安装进气门，所述进气门的中心线与缸盖进气道的出口中心线之间的夹角为a，a为25～40°。本实用新型通过调整进气门的中心线与缸盖进气道的出口中心线之间的夹角a，并优化气道型线，从而满足一种既能提升进气能力，又提升了滚流强度的自然吸气进气道的设计要求，达到该款高性能发动机的开发目标。

Description

一种平衡流量系数与滚流强度的缸盖进气道结构

技术领域

本实用新型属于汽车发动机技术领域，具体涉及一种平衡流量系数与滚流强度的缸盖进气道结构。

背景技术

随着发动机技术领域的进步加上日益严格的排放法规，发动机呈现出结构更紧凑，性能更高，油耗更低的趋势。作为发动机核心部件之一的气缸盖承担着进气、燃烧、排气、润滑等功能。而作为发动机运输气体的核心通道----进气道，不仅需要为燃烧提供充足的新鲜空气，合理的气道设计方案能够较好地组织缸内空气流动、增大气缸进气量、加快燃烧速度，从而提高内燃机的动力性及燃油经济性。汽油机进气道的主要评价指标有流量系数及滚流比，都为无量纲参数。其中流量系数反应进气道的流通能力，滚流比表征缸内滚流的强度。

而现有的气缸盖上进气道的流量系数与滚流强度总是呈现反比的关系趋势，不能满足同时提升流量系数与滚流强度的设计要求。通常对于自然吸气汽油发动机而言，多采用牺牲滚流强度，来保证进气道的流通能力的方法设计进气道。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种平衡流量系数与滚流强度的缸盖进气道结构，以解决现有技术中存在的自然吸气发动机气缸盖上进气道的流量系数与滚流强度总是只能提升其一，不能使二者同时满足高流量系数、高滚流比的要求。

根据AVL-FIRE软件对缸盖进气道的CFD模拟分析情况得知，进气道的流量系数、滚流比受缸盖进气道入口高度H、进气门的中心线与缸盖进气道的出口中心线之间的角度a以及缸盖进气道的型线分布、截面线分布等众多因素影响。根据以往设计经验，更高的缸盖进气道入口高度可以提供更大的进气流量，但改变尺寸受发动机空间布置影响较大，根据目标发动机概念设计，本缸盖进气道入口高度H设定为53.9mm。众多影响因素中，影响最明显的是缸盖进气道出口中心线与进气门中心线夹角a。按照以往设计经验值，在一定角度范围内，当夹角a增大时流量系数增大，滚流强度减小；当夹角a减小，流量系数减小，滚流强度增大。因此存在一个平衡点，既能保证流量系数满足要求，同时把滚流强度做到最大。

实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种平衡流量系数与滚流强度的缸盖进气道结构，所述缸盖进气道型线为弯曲过渡圆滑线，缸盖进气道横截面积的变化趋势为：由缸盖进气道的入口到出口的截面积变化趋势为先增大后逐渐减小，缸盖进气道的出口安装进气门，所述进气门的中心线与缸盖进气道的出口中心线之间的夹角为a，a为25～40°。

本实用新型相对于现有技术的有益效果是：本实用新型的缸盖进气道的设计，在可布置的空间范围，通过调整进气门的中心线与缸盖进气道的出口中心线之间的夹角a，并优化气道截面型线变化规律，从而满足一种既能提升进气能力，又提升了滚流强度的自然吸气进气道的设计要求，达到该款高性能发动机的开发目标。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构主剖视图；

图2是缸盖进气道的结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是缸盖进气道的入口的截面图。

上述附图中涉及的部件名称及标号如下：

缸盖进气道1、缸盖进气道1的入口2、缸盖进气道1的出口3、进气门4、燃烧室5、缸盖进气道1的出口3中心线6。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明，但并不局限于此，凡是对本实用新型技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的保护范围中。

具体实施方式一：如图1-图4所示，本实施方式披露了一种平衡流量系数与滚流强度的缸盖进气道结构，所述缸盖进气道1型线为弯曲过渡圆滑线，缸盖进气道1横截面积的变化趋势为：由缸盖进气道1的入口2到出口3的截面积变化趋势为先增大后逐渐减小，缸盖进气道1的出口3安装进气门4，所述进气门4的中心线与缸盖进气道1的出口3中心线之间的夹角为a，a为25～40°。

具体实施方式二：如图1、图2所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述进气门4的中心线与缸盖进气道1的出口3中心线之间的夹角a为30°。在25～40°角度范围内，随着角度的增大，流量系数逐渐降低，滚流比逐渐升高。当角度为30°时，流量系数和滚流比达到相对平衡点，此时的流量系数满足要求，滚流强度足够高。

具体实施方式三：如图1、图2、图4所示，本实施方式是对具体实施方式一或二作出的进一步说明，根据发动机结构布置需要，所述缸盖进气道1入口中心距离缸盖底面之间的距离为H，H＝53.9mm，缸盖进气道1入口2尺寸：缸盖进气道1入口2的长为L，L＝54mm；缸盖进气道1入口2的宽为W，W＝32mm，缸盖进气道1入口2的两端均为圆弧形，且圆弧半径均为R，R＝15.5mm。

本实用新型是一种自然吸气汽油发动机的进气道设计，因缸盖进气道1的流量系数和滚流强度呈现出相对立存在，自然吸气发动机的设计目标值是要保证缸盖进气道1的流通能力足够，同时适当增加进气滚流强度，可有助于燃烧。经AVL-FIRE模拟分析发现，流量系数和滚流强度与缸盖进气道1的入口2高度、缸盖进气道1的出口3中心线与进气门4的中心线之间的夹角a以及缸盖进气道1的入口2至出口3的横截面有关；通过适当增加缸盖进气道的入口2高度，适当调整缸盖进气道1的出口3中心线与进气门4的中心线之间的夹角a的角度，光顺缸盖进气道1截面，平衡了自然吸气发动机的流量系数和滚流比的分配。保证发动机进气能力的同时，增大进气滚流，加快火焰燃烧速度，提高燃烧的稳定性。

Claims (3)

1.一种平衡流量系数与滚流强度的缸盖进气道结构，其特征在于：所述缸盖进气道(1)型线为弯曲过渡圆滑线，缸盖进气道(1)横截面积的变化趋势为：由缸盖进气道(1)的入口(2)到出口(3)的截面积变化趋势为先增大后逐渐减小，缸盖进气道(1)的出口(3)安装进气门(4)，所述进气门(4)的中心线与缸盖进气道(1)的出口(3)中心线之间的夹角为a，a为25～40°。

2.根据权利要求1所述的一种平衡流量系数与滚流强度的缸盖进气道结构，其特征在于：所述进气门(4)的中心线与缸盖进气道(1)的出口(3)中心线(6)之间的夹角a为30°。

3.根据权利要求1或2所述的一种平衡流量系数与滚流强度的缸盖进气道结构，其特征在于：所述缸盖进气道(1)入口中心距离缸盖底面之间的距离为H，H＝53.9mm，缸盖进气道(1)入口(2)尺寸：缸盖进气道(1)入口(2)的长为L，L＝54mm；缸盖进气道(1)入口(2)的宽为W，W＝32mm，缸盖进气道(1)入口(2)的两端均为圆弧形，且圆弧半径均为R，R＝15.5mm。

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