CN219492436U - 发动机进气道、发动机和车辆 - Google Patents

Abstract

一种发动机进气道、发动机和车辆，发动机进气道包括气缸盖室、主气道和第一避让坑，气缸盖室包括进气口和喷油口，进气口和喷油口均用于与燃烧室连通，喷油口用于插接第一喷油器；主气道包括在长度方向上相背的第一端和第二端，第一端用于与进气歧管连通，第二端与进气口连通；第一避让坑设置在主气道一侧，并相对主气道朝背向燃烧室的方向凹陷；第一避让坑用于容置第二喷油器；在预设平面的正投影中，第二喷油器的中心线与进气口的边沿的最近距离为第一距离A，满足：|A|≤40mm。通过上述设置，实现了进气道喷射和缸内直喷，有利于强化喷油的雾化，实现了双喷发动机的进气道的合理设计，可满足需求。

Description

发动机进气道、发动机和车辆

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，具体涉及一种发动机进气道、发动机和车辆。

背景技术

高、低压的双喷布置可以很好的优化发动机的运行。对于小负荷工况，喷油量少，高压直喷系统会恶化燃烧，增加污染物排放，低压进气道喷射可以很好的解决；大负荷工况，进气温度升高，发动机机体温度升高，高压缸内直喷相比于低压进气道喷射，可以显著的降低缸内温度，降低爆震倾向。通过双喷的控制，可以明显提升发动机的性能。

双喷不仅可以应用到汽油发动机，还可以应用于双燃料发动机等。它不仅能够满足动力性、经济型，还能够满足日益严苛的排放法规。

现有技术中，进气道设计主要应用于进气道喷射(PF I)，或者缸内直喷(GDI)发动机的设计。现有技术中能兼容双喷发动机的进气道的设计较少，不能满足需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种发动机进气道、发动机和车辆，解决现有双喷发动机的进气道设计不能满足需求的问题。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了如下的技术方案：

第一方面，本实用新型提供一种发动机进气道，包括：气缸盖室，所述气缸盖室包括进气口和喷油口，所述进气口和所述喷油口均用于与燃烧室连通，所述喷油口用于插接第一喷油器；主气道，包括在长度方向上相背的第一端和第二端，所述第一端用于与进气歧管连通，所述第二端与所述进气口连通；第一避让坑，设置在所述主气道一侧，并相对所述主气道朝背向所述燃烧室的方向凹陷；所述第一避让坑用于容置第二喷油器；在与所述主气道的宽度方向垂直的预设平面的正投影中，所述第二喷油器的中心线与所述进气口的边沿的最近距离为第一距离A，满足：|A|≤40mm。

一种实施方式中，所述第二喷油器的中心线位于所述进气口的外侧。

一种实施方式中，所述第一避让坑延伸至所述第一端。

一种实施方式中，所述主气道在宽度方向上开叉，在所述主气道的宽度方向上，所述主气道由所述第一端的一条气道分为所述第二端的两条气道，所述进气口的数量为两个，所述第二端的两条气道与两个所述进气口一一对应地连通。

一种实施方式中，过所述主气道的宽度方向的中线做平行于所述预设平面的剖面，所述主气道的剖面轮廓线与所述主气道在高度方向上的中心线的交点为分叉点，所述主气道由所述分叉点向所述第二端开叉，所述分叉点与所述第二喷油器的中心线之间的距离为第二距离B，满足：|B|≤10mm。

一种实施方式中，在所述预设平面的正投影中，过所述第一避让坑的底壁上的一点作所述第二喷油器的中心线的第一垂线，所述第一垂线的长度为第三距离C，满足：4mm≤C≤12mm。

一种实施方式中，所述喷油口位于所述主气道朝向所述燃烧室的一侧，且所述喷油口的位置对应所述主气道的宽度方向的中线；所述主气道未开叉的部分朝背向所述燃烧室的一侧凹陷，形成第二避让坑，所述第二避让坑用于容置所述第一喷油器。

一种实施方式中，过所述第二避让坑的底壁上的一点作所述第一喷油器的中心线的第二垂线，所述第二垂线的长度为第四距离D，满足：D≥10mm。

一种实施方式中，在所述预设平面的正投影中，所述主气道包括在高度方向上相背的第一型线和第二型线，所述第二型线朝向所述燃烧室一侧，所述第一型线呈直线，所述第二型线呈曲线。

一种实施方式中，所述第二型线的形状呈鱼腹状。

第二方面，本实用新型还提供一种发动机，包括如第一方面各种实施方式中任一项所述的发动机进气道。

第三方面，本实用新型还提供一种车辆，包括第二方面的发动机。

通过设置主气道的第一端设第一避让坑，并设置第一距离A满足：|A|≤40mm，可使得第二喷油器与进气口有较长的距离，可获得较长的喷油贯穿距，燃油可在主气道中流动较长的距离，喷油方向与主气道的长度方向有较大的重合距离，喷油方向不会很快就喷射到主气道的内壁上，有利于强化喷油的雾化，此外，第一喷油器可从喷油口喷油，实现了双喷发动机的进气道的合理设计，可满足需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术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方式，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是一种实施例的主气道的俯视图；

图2是一种实施例的发动机进气道的侧视图；

图3是一种实施例的发动机进气道的剖视图。

附图标记说明：

10-燃烧室，11-第一中心线；

20-气缸盖室，21-进气口，22-排气口，23-第二中心线，24-第三中心线，25-喷油口；

30-主气道，301-第一气道，302-第二气道，303-第三气道，304-中线，305-边沿线，31-第一端，32-第二端，33-第一型线，34-第二型线，35-分隔线，36-剖面轮廓线，37-分叉点，38-第一避让坑，381-第一底壁，39-第二避让坑，391-第二底壁；

40-机加面体；

50-第二喷油器，51-第四中心线；

60-第一喷油器，61-第五中心线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本实用新型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。本实用新型中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本实用新型所使用的术语“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。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参考图1至图3，本实用新型实施例提供一种发动机进气道，包括气缸盖室20、主气道30和第一避让坑38。其中，燃烧室10、气缸盖室20、主气道30和第一避让坑38是指由各自对应的缸套、气缸盖、进气管道等围合而成的空间，本实用新型实施例中的各个附图均是以围合的空间进行绘制，是空间的虚拟结构，而非实体结构，特此说明。

为方便说明，建立坐标系XYZ，其中，X方向、Y方向和Z方向互相垂直。Z方向与燃烧室10的中心线平行；主气道30的长度方向在XZ平面，并分别与X方向和Z方向具有倾斜夹角；主气道30的宽度方向为Y方向。图1的俯视图是以与Z方向平行，并垂直于XY平面的视角所绘制，图2和图3的侧视图均是以与Y方向平行，并垂直于XZ平面的视角所绘制。

气缸盖室20包括进气口21、排气口22和喷油口25，进气口21、排气口22和喷油口25均与燃烧室10连通，喷油口25用于插接第一喷油器60。可选的，燃烧室10和气缸盖室20均为旋转对称结构，例如燃烧室10呈圆柱形，气缸盖室20呈圆锥台形，当然，两者还可以为其他形状，不做限定。燃烧室10和气缸盖是绕同一直线旋转对称的，即燃烧室10和气缸盖室20均绕燃烧室10的中心线旋转对称，该燃烧室10的中心线为第一中心线11。进气口21和排气口22也可为旋转对称结构，两者的形状可大致为圆柱形，当然，也可以为其他形状，不做限定。即进气口21绕进气口21的中心线旋转对称，该进气口21的中心线为第二中心线23。排气口22绕排气口22的中心线旋转对称，排气口22的中心线为第三中心线24。喷油口25的形状不做限定。

进气口21和排气口22分别位于燃烧室10的中心线(即第一中心线11)的相背两侧，喷油口25位于进气口21背向排气口22的一侧。

主气道30包括在长度方向上相背的第一端31和第二端32，第一端31用于与进气歧管连通，第二端32与进气口21连通。其中，进气歧管用于与外部环境连通，以将外部环境的空气输入到主气道30。空气在进入主气道30前，可经过相应的器件进行过滤、加压等步骤，本实用新型实施例不做限制。如前所述，主气道30的宽度方向为Y方向，则预设平面为XZ平面。主气道30的高度方向与其长度方向大致垂直，即主气道30的高度方向和长度方向均与X方向和Z方向具有倾斜夹角。

第一避让坑38设置在主气道30一侧，并相对主气道30朝背向燃烧室10的方向凹陷；第一避让坑38用于容置第二喷油器50。第一避让坑38为在主气道30的内壁上挖设的凹坑，其在主气道30的长度方向上有一定的延伸距离，第二喷油器50安装在第一避让坑38。可选的，第一避让坑38可延伸至第一端31，第二喷油器50安装在第一端31。相对于第二喷油器50设置在主气道30的其他位置而言，设置在第一端31的第二喷油器50可使得第二喷油器50与进气口21有最长的距离，可获得较长的喷油贯穿距，燃油可在主气道30中流动最长的距离，有利于喷油的雾化。

本实用新型实施例的发动机进气道采用双喷技术方案，即采用第二喷油器50在进气道喷射(PFI)和采用第一喷油器60在喷油口25进行缸内直喷(GDI)。一般而言，第二喷油器50的喷射压力小于第一喷油器60的喷射压力，当然，不以此为限。第二喷油器50和第一喷油器60的具体结构不做限制。第二喷油器50具有第四中心线51，第四中心线51大致可为在预设平面(即XZ平面)的正投影中第二喷油器50的长度方向的中心线，第二喷油器50可大致沿第四中心线51的方向向主气道30内喷油。第一喷油器60具有第五中心线61，第五中心线61大致可为在预设平面(即XZ平面)的正投影中第一喷油器60的长度方向的中心线，第一喷油器60可大致沿第五中心线61的方向向燃烧室10内喷油。

在预设平面(即XZ平面)作正投影，预设平面与主气道30的宽度方向(即Y方向)垂直，第二喷油器50的中心线(即第四中心线51)与进气口21的边沿的最近距离为第一距离A，满足：|A|≤40mm。在预设平面(即XZ平面)的正投影中，进气口21具有靠近喷油口25的一侧的边沿，以及靠近排气孔一侧的边沿。本实用新型全部实施例中，第四中心线51进行延长，并自进气口21靠近喷油口25的一侧边沿向第四中心线51作垂线，得到第一距离A。

设置A为上述的数值范围，可以使得第二喷油器50获得较长的喷油贯穿距，即喷油方向与主气道30的长度方向有较大的重合距离，喷油方向不会很快就喷射到主气道30的内壁上，从而可强化主气道30中喷油的雾化效果。第二喷油器可选的，A可为正值、0或负值，A为正值时，第二喷油器50的中心线(即第四中心线51)位于进气口21的外侧，A为负值时，第二喷油器50的中心线(即第四中心线51)位于进气口21的内侧。A为0时，第二喷油器50的中心线(即第四中心线51)位于进气口21靠近喷油口25的边沿上。具体的，A可为-40mm、-30mm、-20mm、-10mm、0mm、10mm、20mm、30mm、40mm等。|A|的数值不宜过大，当A为正值时，过大的|A|会导致第二喷油器50的喷射角度相对于主气道30过于偏斜，导致气流方向和喷油方向交叉角度过大，导致阻碍进气速度和引起紊流；当A为负值时，过大的|A|会导致第二喷油器50的安装位置与进气口之间的距离过大，导致进气道整体过长，不利于进气也不利于发动机的集成化。

本实用新型实施例提供的发动机进气道，通过设置第一避让坑38，并设置第一距离A满足：|A|≤40mm，可使得第二喷油器50与进气口21有较长的距离，可获得较长的喷油贯穿距，燃油可在主气道30中流动较长的距离，喷油方向与主气道30的长度方向有较大的重合距离，喷油方向不会很快就喷射到主气道30的内壁上，有利于强化喷油的雾化，此外，第一喷油器60可从喷油口25喷油，实现了双喷发动机的进气道的合理设计，可满足需求。

对于本领域普通技术人员来讲，可以知晓的是，本实用新型实施例提供的发动机进气道，可以适用于同时具有高压喷油器和低压喷油器的双喷发动机，也可以适用于仅具有低压喷油器的发动机。

一种实施例中，请参考图1，主气道30在宽度方向上开叉，在主气道30的宽度方向上，主气道30由第一端31的一条气道(即第一气道301)分为第二端32的两条气道(即第二气道302和第三气道303)，进气口21的数量为两个，第二端32的两条气道与两个进气口21一一对应地连通。具体的，主气道30的整体以及分叉的气道均呈流线型，以使气流顺畅流道，减少阻碍。通过分叉的气道设计，可以向多个进气口21进气，第一气道301的一个气道从外部环境进气，可减少进气端的空间占用和降低结构复杂度，第二气道302和第三气道303的两个气道向燃烧室10供气，可以在燃烧室10的不同位置都有空气进入，燃烧室10中各处的燃油有足够的氧气燃烧，有利于提升燃油燃烧效率，降低排放污染物。

结合图1至图3，从第一端31的端面中心点向主气道30的分叉点37连接一条直线，形成主气道30的宽度方向上的中线304，该中线304在XZ平面内。本实用新型实施例中，主气道30相对过该中线304的XZ平面镜像对称，即第一气道301自身是对称结构，第二气道302和第三气道303也是对称结构。可选的，第一避让坑38也相对过该中线304的XZ平面镜像对称。

主气道30还包括在宽度方向上的两条边沿线305，该两条边沿线305构建了主气道30在XY平面的正投影中的宽度方向的边缘轮廓。请参考图1至图3，主气道30还包括在高度方向上的分隔线35，该分隔线35为沿长度方向延伸，且各个位置位于对应的主气道30的高度方向的中点位置。可选的，边沿线305在XZ平面的正投影可为该分隔线35。

可选的，参考图1至图3，过主气道30的宽度方向的中线做平行于预设平面的剖面，主气道30的剖面轮廓线36与主气道30在高度方向上的中心线(即前述的分隔线35)的交点为分叉点37，主气道30由分叉点37向第二端32开叉。分叉点37与第二喷油器50的中心线之间的距离为第二距离B，满足：|B|≤10mm。可选的，B可为0mm、±1mm、±2mm、±3mm、±4mm、±5mm、±6mm、±7mm、±8mm、±9mm、±10mm等。这种布置可以尽可能减少进气道喷油阻碍，稳定进气流动方向。|B|的数值不宜过大，在A值确定的前提下，若B为正值，过大的|B|会导致进气道分支过于靠近进气口21，不利于进气流动方向的稳定；若B为负值，过大的|B|会导致进气道分支过于靠近第一端31，导致第二喷油器50形成的两束油束更容易喷到进气道分支位置而形成喷油湿壁，此时，若为了让第二喷油器50的两束油束不容易喷到进气道分支位置，则需要将第二喷油器50的喷油角增大，而喷油角增大又会导致油束喷到进气道两侧壁面而形成喷油湿壁的风险更大。

可选的，请参考图2和图3，在预设平面的正投影中，过第一避让坑38的底壁(即第一底壁381)上的一点作第二喷油器50的中心线(即第四中心线51)的第一垂线，第一垂线的长度为第三距离C，满足：4mm≤C≤12mm。可选的，C可为4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm等。C在此范围内，可以减小喷油湿壁和流动阻力。C太小会导致喷油湿壁，C太大会导致第一避让坑38内产生较大涡流，增加流动阻力。

可选的，请参考图1至图3，喷油口25位于主气道30朝向燃烧室10的一侧，且喷油口25的位置对应主气道30的宽度方向的中线(参考图1中的中线304)，如图1所示的，喷油口25(结合图2)位于主气道30的宽度方向的中部，相当于位于第二气道302和第三气道303之间的位置。主气道30未开叉的部分朝背向燃烧室10的一侧凹陷，形成第二避让坑39，第二避让坑39用于容置第一喷油器60。通过设置喷油口25为如此的位置，并形成第二避让坑39，可以有足够的布置空间，方便第一喷油器60的布置。可选的，参考图2和图3，第二避让坑39为主气道30的高度缩小而形成，具体的，参考图1至图3，主气道30在宽度方向的中部靠近开叉的位置，高度方向上的两侧向中部逐渐缩进，在高度方向上的两侧均可形成凹坑，其中朝向燃烧室10一侧的凹坑形成第二避让坑39。可选的，参考图3，第二避让坑39可延伸至第一端31的端面。可选的，参考图1至图3，过中线304的XZ平面将主气道30剖为两半，则第二避让坑39也可相对该平面对称。剖面轮廓线36的形状可大致呈U形，分叉点37处为U形的顶点。

可选的，过第二避让坑39的底壁(即第二底壁391)上的一点作第一喷油器60的中心线(即第五中心线61)的第二垂线，第二垂线的长度为第四距离D，满足：D≥10mm。可选的，D可为10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm等，不做限制。第二避让坑39可以有效地减少进气分叉区域的流量，进而减少进气分叉带来的流动阻力，同时也可以保证第一喷油器60有充裕地布置空间。

除了上述特征外，本实用新型实施例的发动机进气道还具有以下一些特征。

可选的，在预设平面(即XZ平面)的正投影中，主气道30包括在高度方向上相背的第一型线33和第二型线34，第二型线34朝向燃烧室10一侧，第一型线33呈直线，第二型线34呈曲线。

其中，型线是指在预设平面(即XZ平面)的正投影中的边缘轮廓线，第一型线33和第二型线34构成主气道30的高度方向上的两个边缘轮廓线。第一型线33为直线，一方面结构更为简单，容易制造，另外一方面可减少对喷油的阻挡，使得第二喷油器50的喷油更容易喷射更远，有利于增强雾化。第二型线34为曲线，可以构造所需的气流流动特性，例如增强流速、获得更稳定的流动特征等，不做限制。

可选的，第二型线34的形状呈鱼腹状。即自第一端31向第二端32的方向，主气道30呈渐扩渐缩的形状，且鱼腹型是一种流线形的形状，渐扩的结构可以降低流体流速且增大流体压力，渐缩结构可以约束流动方向且增大流动速度，进而实现高滚流比。

可选的，请参考图1至图3，主气道30与进气口之间的位置设有机加面体40，该机加面体40是指砂芯加工成进气道之后，再精加工进气口，形成机加面体40。

本实用新型实施例还提供一种发动机，请参考图1至图3，发动机包括前述任一实施例中的发动机进气道。

本实用新型实施例还提供一种车辆，包括本申请实施例的发动机。

本实用新型实施例的发动机通过采用本实用新型实施例的发动机进气道，发动机进气道通过设置主气道30的第一端31设第一避让坑38，并设置第一距离A满足：|A|≤40mm，可使得第二喷油器50与进气口21有较长的距离，可获得较长的喷油贯穿距，燃油可在主气道30中流动较长的距离，喷油方向与主气道30的长度方向有较大的重合距离，喷油方向不会很快就喷射到主气道30的内壁上，有利于强化喷油的雾化，此外，第一喷油器60可从喷油口25喷油，实现了双喷发动机的进气道的合理设计，可满足需求。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指标的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，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。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (12)

1.一种发动机进气道，其特征在于，包括：

气缸盖室，所述气缸盖室包括进气口和喷油口，所述进气口和所述喷油口均用于与燃烧室连通，所述喷油口用于插接第一喷油器；

主气道，包括在长度方向上相背的第一端和第二端，所述第一端用于与进气歧管连通，所述第二端与所述进气口连通；

第一避让坑，设置在所述主气道一侧，并相对所述主气道朝背向所述燃烧室的方向凹陷；所述第一避让坑用于容置第二喷油器；

在与所述主气道的宽度方向垂直的预设平面的正投影中，所述第二喷油器的中心线与所述进气口的边沿的最近距离为第一距离A，满足：|A|≤40mm。

2.根据权利要求1所述的发动机进气道，其特征在于，所述第二喷油器的中心线位于所述进气口的外侧。

3.根据权利要求1所述的发动机进气道，其特征在于，所述第一避让坑延伸至所述第一端。

4.根据权利要求1所述的发动机进气道，其特征在于，所述主气道在宽度方向上开叉，在所述主气道的宽度方向上，所述主气道由所述第一端的一条气道分为所述第二端的两条气道，所述进气口的数量为两个，所述第二端的两条气道与两个所述进气口一一对应地连通。

5.根据权利要求4所述的发动机进气道，其特征在于，过所述主气道的宽度方向的中线做平行于所述预设平面的剖面，所述主气道的剖面轮廓线与所述主气道在高度方向上的中心线的交点为分叉点，所述主气道由所述分叉点向所述第二端开叉，所述分叉点与所述第二喷油器的中心线之间的距离为第二距离B，满足：|B|≤10mm。

6.根据权利要求4所述的发动机进气道，其特征在于，在所述预设平面的正投影中，过所述第一避让坑的底壁上的一点作所述第二喷油器的中心线的第一垂线，所述第一垂线的长度第三距离C，满足：4mm≤C≤12mm。

7.根据权利要求4至6任一项所述的发动机进气道，其特征在于，所述喷油口位于所述主气道朝向所述燃烧室的一侧，且所述喷油口的位置对应所述主气道的宽度方向的中线；

所述主气道未开叉的部分朝背向所述燃烧室的一侧凹陷，形成第二避让坑，所述第二避让坑用于容置所述第一喷油器。

8.根据权利要求7所述的发动机进气道，其特征在于，过所述第二避让坑的底壁上的一点作所述第一喷油器的中心线的第二垂线，所述第二垂线的长度为第四距离D，满足：D≥10mm。

9.根据权利要求1所述的发动机进气道，其特征在于，在所述预设平面的正投影中，所述主气道包括在高度方向上相背的第一型线和第二型线，所述第二型线朝向所述燃烧室一侧，所述第一型线呈直线，所述第二型线呈曲线。

10.根据权利要求9所述的发动机进气道，其特征在于，所述第二型线的形状呈鱼腹状。

11.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的发动机进气道。

12.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求11所述的发动机。