CN219139208U - 发动机与车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种发动机与车辆，发动机包括缸盖、进气道、排气道以及导流机构，导流机构设于进气道或燃烧室中，导流机构用于引导进气道内的气流向靠近缸盖的中轴线方向流动。一方面，在气流的流动方向上，气流集中地向靠近缸盖的中轴线方向流动以经过燃烧室的中心，避免了气流分流至远离缸盖中轴线方向而与经过燃烧室中心的气流相互抵消；另一方面，在垂直于气流的流动方向上，气流不容易流向缸盖两侧而是集中地向靠近缸盖的中轴线方向流动。由此可见，本实用新型的发动机与车辆能够有效地将提高靠近缸盖中轴线方向的气流强度，从而更容易在燃烧室中心形成强滚流，进而在几乎不需增加成本的条件下提高了发动机燃烧效率和燃油经济性。

Description

发动机与车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆零部件技术领域，特别是涉及一种发动机与车辆。

背景技术

发动机是一种能够把其他形式的能转化为机械能的车辆部件，目前常见的发动机包括内燃机、外燃机、喷气发动机、电动机等类型，其中车辆领域应用最广泛的发动机为内燃机，内燃机是通过使气体或燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力型发动机。然而传统的发动机的燃烧效率和燃油经济性低，导致车辆使用成本较高。

实用新型内容

基于此，有必要针对发动机燃烧效率和燃油经济性低的问题，提供一种发动机与车辆。

其技术方案如下：

一方面，提供了一种发动机，包括缸盖、进气道、排气道以及导流机构，所述缸盖设有供气体燃烧的燃烧室、与所述燃烧室连通的进气口以及与所述燃烧室连通的排气口，所述进气道与所述进气口连接，所述排气道与所述排气口连接，所述导流机构设于所述进气道或所述燃烧室中，所述导流机构用于引导所述进气道内的气流向靠近所述缸盖的中轴线方向流动。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述导流机构包括导流凸台，所述导流凸台设于所述进气道中远离所述缸盖的中轴线的一侧，并且所述导流凸台凸出于所述进气道的内壁的高度在沿所述气流的流动方向上逐渐增大。

在其中一个实施例中，所述导流凸台与所述进气道为一体成型结构。

在其中一个实施例中，所述缸盖设有两个所述进气口，所述进气道的数量为两根，所述进气道一一对应地与所述进气口连通。

在其中一个实施例中，所述缸盖设有两个所述排气口，所述排气道的数量为两根，所述排气道一一对应地与所述排气口连通。

在其中一个实施例中，两个所述进气道远离所述缸盖的一端相互连通。

在其中一个实施例中，所述发动机包括气门，所述气门可移动地穿出于所述进气道或所述缸盖并与驱动机构连接，所述气门能够在所述驱动机构的带动下封堵或开启所述进气口。

在其中一个实施例中，所述气门的截面的面积在沿所述气流的流动方向上逐渐增大。

在其中一个实施例中，所述缸盖凸设有第一连接部，所述第一连接部限定形成所述进气口，所述第一连接部与所述进气道连接。

在其中一个实施例中，所述缸盖凸设有第二连接部，所述第二连接部限定形成所述排气口，所述第二连接部与所述排气道连接。

另一方面，提供了一种车辆，包括驱动机构以及所述的发动机，所述驱动机构与所述发动机连接。

上述发动机与车辆在进气道或燃烧室中设置导流机构，导流机构能够引导进气道内的气流向靠近缸盖的中轴线方向流动。一方面，在气流的流动方向上，气流集中地向靠近缸盖的中轴线方向流动以经过燃烧室的中心，避免了气流分流至远离缸盖中轴线的方向运动并与经过燃烧室中心的气流相互抵消；另一方面，在垂直于气流的流动方向上，气流不容易流向缸盖两侧而是集中地向靠近缸盖的中轴线方向流动。由此可见，上述发动机与车辆能够有效地将提高靠近缸盖中轴线方向的气流强度，从而更容易在燃烧室中心形成强滚流，进而在几乎不需增加成本的条件下提高了发动机燃烧效率和燃油经济性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的发动机的结构示意图；

图2为图1的发动机的沿A-A方向剖开得到的剖视图；

图3为图1的发动机的沿B-B方向剖开得到的剖视图。

附图标记说明：

100、缸盖；110、燃烧室；120、进气口；130、排气口；140、第一连接部；150、第二连接部；160、装配孔；200、进气道；300、排气道；400、导流机构；500、气门；510、连接杆；520、导流盘。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如背景技术所述，内燃机是发动机的主要类型之一，为加强内燃机缸内的气体流通速度，提高燃烧效率，需要调节内燃机燃烧缸内部的气流运动以提高燃烧效率。试验表明，内燃室发动机的燃烧效率主要受气体的紊流（流动方向不确定的气流运动）运动影响，为了使内燃式发动机的火焰传播时有效地形成紊流，常见的技术手段是利用滚流（垂直于气缸轴线的有组织的气流运动）在压缩行程后期破碎成紊流的物理特性加强紊流的强度，从而大大提高气体的流通速度，提高内燃机的燃烧效率。传统发动机的进气道的气流进入燃烧室时会流向燃烧室的各个方向，一方面，在气流的流动方向上，部分气流会流向远离缸盖中轴线的方向，并与流向靠近缸盖中轴线方向的气流相互抵消；一方面，在垂直于气流的流动方向上，气流由于流向缸盖两侧导致靠近缸盖的中轴线方向的气流强度减少。由此可见，传统的发动机的靠近缸盖中轴线方向的气流强度较低，导致燃烧室中心难以形成强滚流，发动的燃烧效率和燃油经济性较低，提高了车辆的使用成本。

为解决上述问题，如图1至图3所示，在一个实施例中，提供了一种发动机，包括缸盖100、进气道200、排气道300以及导流机构400，缸盖100设有供气体燃烧的燃烧室110、与燃烧室110连通的进气口120以及与燃烧室110连通的排气口130，进气道200与进气口120连接，排气道300与排气口130连接，导流机构400设于进气道200或燃烧室110中，导流机构400用于引导进气道200内的气流向靠近缸盖100的中轴线方向流动。

其中，缸盖100的内壁可以为设置为多边形面或曲面，从而减小气流在缸盖100的内壁处改变流向时的压力损失，从而保证了气流能够在燃烧室110中心滚流形成强滚流。

其中，导流凸台可与进气道200一体设置，从而简化发动机的制造工序和整体结构。

其中，导流凸台凸出于进气道200的内壁的部分与进气道200的内壁配合形成弧形的气流通道，从而减少了气流在导流凸台处改变其运动方向时的压力损失，保证了气体在燃烧室110中心处形成强滚流。

上述实施例的发动机在进气道200或燃烧室110中设置导流机构400，导流机构400能够引导进气道200内的气流向靠近缸盖100的中轴线方向流动。具体地，如图2以及图3所示，图2为沿气流流动方向剖开得到的缸盖100内气体流向示意图，图3为沿垂直于气流流动方向剖开得到的缸盖100内气体流向示意图，其中C-C线为缸盖100的中轴线方向，一方面，在气流的流动方向上，气流集中地向靠近缸盖100的中轴线方向流动以经过燃烧室110的中心，避免了气流分流至远离缸盖100中轴线方向而与经过燃烧室110中心的气流相互抵消；另一方面，在垂直于气流的流动方向上，气流不容易流向缸盖100两侧而是集中地向靠近缸盖100的中轴线方向流动。由此可见，本实施例的发动机与车辆能够有效地将提高靠近缸盖100中轴线方向的气流强度，从而更容易在燃烧室110中心形成强滚流，进而在几乎不需增加成本的条件下提高了发动机燃烧效率和燃油经济性。

需要说明的是，上述的“缸盖100的中轴线方向”仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不限定缸盖100具有特定的轴向分布的外形构造，同时也不限定气流必须以精确的方向流向缸盖100的中轴线，也可以以存在一定的角度和位置的误差的方向流向缸盖100中部，只要符合本实用新型的核心构思即可，因此“缸盖100的中轴线方向”不能理解为对本实用新型的限制。

在一个实施例中，如图3所示，导流机构400包括导流凸台，导流凸台设于进气道200中远离缸盖100的中轴线的一侧，并且导流凸台凸出于进气道200的内壁的高度在沿气流的流动方向上逐渐增大。如此，导流凸台凸出于进气道200的部分会与进气道200的内壁配合形成楔形的气流通道并将气流导向靠近缸盖100中轴线的一侧，从而提高了燃烧室110中心的滚流强度。

其中，导流凸台与缸盖100可由铸造形成，铸造所用材料包括但不限于铸铁、铸铝等铸造常用材料。在其他实施例中，导流机构400还可以是导流片、套筒、叶片等其他结构的实体，或者是曲折的进气通道，只要能够引导进气道200内的气流向靠近缸盖100的中轴线方向流动即可。

在一个实施例中，导流凸台与进气道200为一体成型结构，从而简化发动机的气道结构。

在一个实施例中，如图1所示，缸盖100设有两个进气口120，进气道200的数量为两根，进气道200一一对应地与进气口120连通。通过在缸盖100上连接由多根进气道200，使得多根进气道200的气流能够汇集形成一股更强的气流，从而在缸盖100总体积不变的情况下提高发动机的进气效率。进一步地，当发动机的进气道200数量较多时，发动机的进气效率较高，但由于发动机的整体体积、重量提高，车辆的动力性能会随之降低，反之，当发动机的进气道200数量较少时，发动机整体体积、重量较轻，车辆的动力性能较好，但发动机的进气效率较低，因此将进气道200的数量设置为两个能够有效地兼顾发动机的便捷性和进气效率。优选地，所有进气口120均匀分布于缸盖100的表面，从而使缸盖100内部各处气体压力分布均匀。

其中，如图1所示，两个进气道200远离缸盖100的一端可以相互连通，从而减少发动机的整体体积。

上述实施例的发动机，如图2所示，在垂直于气流的运动方向上，导流机构400能够使两根进气道中200的气流不容易分流至远离另一根进气道200的一侧。因此本实施例的进气结构不仅能够优化单根进气道200的气流向燃烧室110中心方向上的气流强度，还可优化多根进气道200气流之间汇集所形成的气流的强度，能够有效地提高了多气门500发动机的燃烧效率以及燃油经济性。

在一个实施例中，如图1所示，缸盖100设有两个排气口130，排气道300的数量为两根，排气道300一一对应地与排气口130连通。其中，排气道300的数量和结构可以设置为与进气道200相同，从而便于车辆加工和安装。

其中，如图1所示，两个排气道300远离缸盖100的一端可以相互连通，从而减少发动机的整体体积。

在一个实施例中，如图3所示，发动机包括气门500，气门500可移动地穿出于进气道200或缸盖100并与驱动机构（未图示）连接，气门500能够在驱动机构的带动下封堵或开启进气口120。具体地，如图3所示，气门500包括连接杆510以及导流盘520，连接杆510与导流盘520连接，连接杆510穿出于进气道200或缸盖100并与驱动机构连接，导流盘520的直径与进气口120的孔径匹配，并且导流盘520能够引导进气道200内的气流向靠近缸盖100的中轴线方向流动。如此，通过调节驱动机构的运动即可控制气门500的开闭，从而便于对发动机的进气状态进行控制。

其中，如图3所示，气门500的截面的面积在沿气流的流动方向上逐渐增大，并且气门500的的最大截面的面积与进气口120的面积匹配。如此，截面面积逐渐增大的导流盘520能够与进气道200的内壁相互配合形成弧形的气流通道，从而减少了气体改变其运动方向时的压力损失，保证了气体在燃烧室110中心处形成强滚流。

在一个实施例中，如图1所示，缸盖100凸设有第一连接部140，第一连接部140限定形成进气口120，第一连接部140与进气道200连接。在另一个实施例中，缸盖凸设有第二连接部150，第二连接部限定形成排气口130，第二连接部150与排气道300连接。通过在缸盖100表面设置第一连接部140以及第二连接部150，保证了缸盖100在各管路的连接处各处保持均一的厚度，防止各管路的连接处应力集中导致缸盖100损坏。

需要进行说明的是，上述实施例的发动机不局限于在车辆上进行使用，还可以在工程机械、生产车间设备、空调等其他设备上进行使用；并且，上述实施例的发动机不限于用于在汽车发动机的燃烧室110内形成滚流，还可以在任何需要形成滚流的情景中使用。

另一方面，提供了一种车辆，包括驱动机构(未图示)以及任一实施例的发动机，驱动机构与发动机连接。

上述实施例的车辆在进气道200或燃烧室110中设置导流机构400，导流机构400能够引导进气道200内的气流向靠近缸盖100的中轴线方向流动，从而能够有效地将提高靠近缸盖100中轴线方向的气流强度，从而更容易在燃烧室110中心形成强滚流，进而在几乎不需增加成本的条件下提高了发动机燃烧效率和燃油经济性。

具体地，驱动机构包括凸轮轴，凸轮轴与气门500同轴设置，凸轮轴能够在气门500轴线方向上做往复运动。当凸轮轴做远离缸盖100的运动时，气门500被带动提升，从而开启进气通道；当凸轮轴做靠近缸盖100的运动时，气门500被带动下沉，从而关闭进气通道。在其他实施例中，驱动机构还可以是蜗轮蜗杆、受控活塞杆等结构，只需能够带动即可气门500运动即可。

进一步地，在实施例的基础上，如图2所示，车辆还包括火花塞，缸盖100上设有用于装配火花塞的装配孔160，火花塞用于将高压电引入燃烧室110并点燃气体。

需要说明的是，“某体”、“某部”可以为对应“构件”的一部分，即“某体”、“某部”与该“构件的其他部分”一体成型制造；也可以与“构件的其他部分”可分离的一个独立的构件，即“某体”、“某部”可以独立制造，再与“构件的其他部分”组合成一个整体。本申请对上述“某体”、“某部”的表达，仅是其中一个实施例，为了方便阅读，而不是对本申请的保护的范围的限制，只要包含了上述特征且作用相同应当理解为是本申请等同的技术方案。

需要说明的是，本申请“单元”、“组件”、“机构”、“装置”所包含的构件亦可灵活进行组合，即可根据实际需要进行模块化生产，以方便进行模块化组装。本申请对上述构件的划分，仅是其中一个实施例，为了方便阅读，而不是对本申请的保护的范围的限制，只要包含了上述构件且作用相同应当理解是本申请等同的技术方案。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”、“固设于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。进一步地，当一个元件被认为是“固定传动连接”另一个元件，二者可以是可拆卸连接方式的固定，也可以不可拆卸连接的固定，能够实现动力传递即可，如套接、卡接、一体成型固定、焊接等，在现有技术中可以实现，在此不再赘述。当元件与另一个元件相互垂直或近似垂直是指二者的理想状态是垂直，但是因制造及装配的影响，可以存在一定的垂直误差。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

还应当理解的是，在解释元件的连接关系或位置关系时，尽管没有明确描述，但连接关系和位置关系解释为包括误差范围，该误差范围应当由本领域技术人员所确定的特定值可接受的偏差范围内。例如，“大约”、“近似”或“基本上”可以意味着一个或多个标准偏差内，在此不作限定。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种发动机，其特征在于，所述发动机包括：

缸盖，所述缸盖设有供气体燃烧的燃烧室、与所述燃烧室连通的进气口以及与所述燃烧室连通的排气口；

进气道，所述进气道与所述进气口连接；

排气道，所述排气道与所述排气口连接；以及

导流机构，所述导流机构设于所述进气道或所述燃烧室中，所述导流机构用于引导所述进气道内的气流向靠近所述缸盖的中轴线方向流动。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述导流机构包括导流凸台，所述导流凸台设于所述进气道中远离所述缸盖的中轴线的一侧，并且所述导流凸台凸出于所述进气道的内壁的高度在沿所述气流的流动方向上逐渐增大。

3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述导流凸台与所述进气道为一体成型结构。

4.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述缸盖设有两个所述进气口，所述进气道的数量为两根，所述进气道一一对应地与所述进气口连通。

5.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，两个所述进气道远离所述缸盖的一端相互连通。

6.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述缸盖设有两个所述排气口，所述排气道的数量为两根，所述排气道一一对应地与所述排气口连通。

7.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述发动机包括气门，所述气门可移动地穿出于所述进气道或所述缸盖并与驱动机构连接，所述气门能够在所述驱动机构的带动下封堵或开启所述进气口。

8.根据权利要求7所述的发动机，其特征在于，所述气门的截面的面积在沿所述气流的流动方向上逐渐增大。

9.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述缸盖凸设有第一连接部，所述第一连接部限定形成所述进气口，所述第一连接部与所述进气道连接；和/或，所述缸盖凸设有第二连接部，所述第二连接部限定形成所述排气口，所述第二连接部与所述排气道连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括驱动机构以及如权利要求1至9任意一项所述的发动机，所述驱动机构与所述发动机连接。

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