CN2232083Y - 四冲程内燃机进气副气道 - Google Patents

Abstract

一种四冲程内燃机进气副气道，在四冲程内燃机的进气系统中，于主进气道之外设置一个口径较小之副气道，再于主气道入口装置控制阀，藉由控制阀的调节，在发动机全负荷时，气体由主气道进气，于发动机部分负荷时，气体主要由副气道进入汽缸，利用经副气道之气流速度快而产生强烈的翻滚运动，增加燃烧速率，并可藉副气道的装置形成层状燃烧系统，达到稀油燃烧，改善油耗污染的目的。

Description

四冲程内燃机进气副气道

本实用新型涉及一种四冲程内燃机进气副气道，尤其涉及其利用副气道的设置，增加气体在进入气缸的翻滚运动，达到稀油燃烧及增进燃烧速度的目的，以改善内燃机的油耗和污染。

随着工业发展的日新月异，科技的昌明带给人类许多福祉，尤其汽车工业的发展更是一日千里，也进而在交通方面为人们提供便利，然而在竞争激烈的汽车市场中，若欲获得消费者的青睐，在性能方面的要求，就必需有其独特的功能，以吸引注目的眼光，因此在诸多业者推出的新车款中，经常可发现强调的重点在于扭力大、省油及低污染的宣传需求，而此三项亦为判别汽车性能的重要指标，尤其现今对环境保护要求的声浪日益高涨，而车辆排放更是重要的污染源，相对的对车辆排气污染的管制也就日益严苛，因此如何使车辆达到高扭力、省油及低污染的目标，乃各业者所追求的一致目标。根据专家学者们的研究结果指出，快速燃烧为改善这些因素的重要方法，而在当今先进汽机车发动机的发展，系利用进气的空气运动以促进燃烧速率，而较有效的是进气翻滚运动，然而在发动机部分负荷时，因进气流量小，相对翻滚运动亦会减弱。在实际发动机运转中，最重要的是如何增强部分负荷时的进气翻滚运动，而不损失全负荷的进气量，此为关键技术问题。

为此，本实用新型的目的在于针对上述之问题提出出一种进气副气道以提高内燃机原有之功效，尤其在发动机部分负荷时，更能充分发挥其效益，以改善公知内燃机所无法克服之关键技术，而大幅提高车辆发动机性能及减少排气污染。

本实用新型的目的是通过下列结构改进方案来实现的，系在主气道之外另装设一副气道，并于主气道的前端设控制阀，藉由节气门的连动操纵控制阀的作动，使得发动机负荷愈小时，由主气道进入汽缸的气流量愈小，而进入汽缸的气流主要是经由副气道。副气道的安装，是由控制阀的前端引出再由汽门座附近插入，并使其出口朝向汽缸燃烧室的侧壁，以造成翻滚气流。副气道的设置系根据汽缸头，主气道和燃烧室的空间与气流方向来设计，其截面积约为主气道的1/6～1/3，由于副气道的截面积缩小，使得由副气道进入的气流，增强流动速度，再由出口冲入汽缸的侧壁，因而形成翻滚运动，达到油气充分混合的目的，并提高燃烧速率，减少发动机循环变异及排气污染。利用此一装置，在发动机全负荷时，控制阀全开，进气主要经流阻很小的主气道进入，而减少全负荷时的流阻，使发动机具有强劲的扭力，随着负荷减小时，控制阀逐渐关小，在节气门开度小于1/8或更小时，则控制阀全部关闭，而使气流主要由副气道进入进而以其流速快，冲入汽缸燃烧室侧壁，形成翻滚运动，亦即在发动机部分负荷时，仍能具有较强翻滚运动，克服公知内燃机在部分负荷时气流运动不佳的情形，而促进燃料的挥发及与空气的混合，进而增加燃烧速率，达到稀油燃烧改善油耗污染。

另一结构改进方案，系将化油器或喷油嘴装置于副气道中，可使燃料完全从副气道进入汽缸，并在副气道出口形成较为浓厚的油气，汽缸下层则为较纯的空气，由于副气道出口系在火花塞附近，因此较易于燃烧，克服燃烧不完全的不佳状况，此种设计即为层状燃烧系统。

又一结构改进方案，系在于利用主气道内控制阀的操作来取代节气门，负荷的大小完全由控制阀来决定，在发动机惰转时，控制阀完全关闭，而在全负荷时，控制阀全开，进气主要仍由主气道进入汽缸，部分负荷时，控制阀关小，进气由副气道进入，产生强烈翻滚运动，捉高内燃机在部分负荷时的气流运动，此时的副气道截面积较小约为主气道的1/4～1/6。

本实用新型技术和现有技术相比，提高了发动机性能，降低了油耗并减少排放。

现例举各实施例，并配合图式，详细说明本发明于后：

图1：公知之内燃机进气系统图

图2：本实用新型之动作原理与实施例图

图3：本实用新型外装式层状燃烧实施例图

图4：本实用新型于使用化油器或节气喷射之铸入式实施例图

图5：本实用新型铸入式之层状燃烧实施例图

请参阅图1说明，在公知的内燃机翻滚气流进气系统中，其油气的进气完全由主气道10进入至汽缸20的燃烧室70，翻滚气流是由主气道的气流所产生，此种方式在发动机份负荷时，因进气流量小，流速减慢而减弱其翻滚运动，如果要使引发动机部分负荷时有足够的翻滚气流，则全负荷时的流阻势必增加，因此无法兼顾全负荷所需的流量与部分负荷所需的翻滚强度。为消除此一不良现象，遂研发出一种副气道50的设计。

请参阅图2，本实用新型在主气道10内设置一控制阀30，其藉与节气门40的连动，来控制其开合的状态，另外在控制阀30的前端引出一副气道50，其截面积约为主气道的1/3～1/6，副气道50的出口由气门座60附近插入，并使其出口朝向汽缸20的燃烧室70侧壁，因此副气道50的设置乃根据气缸头80，主气道10及燃烧室70的空间与气流方向来设计，本实用新型在发动机全负荷时，控制阀20全开，进气主要由主气道10进入，此时，因进气量大，主气道可以不必产生翻滚气流，因而流阻减小，而可以增加全负荷时的进气量，在发动机负荷减小时，因燃烧室内可燃气较少，需要翻滚气流来改善燃烧，此时控制阀30逐渐关小，进气主要由副气道50进入，由于副气道50截面积较小，所以流速快，当进气到达副气道50出口时，气流冲撞燃烧室70侧壁，而在燃烧室70形成强烈的翻滚运动，使得油气便于加速燃烧，此即为本实用新型之进气动作原理。利用本实用新型之原理于应用一般汽车之化油器或节气门喷射发动机，只要将化油器或节气门喷油体置于本实用新型之节气门40的位置，即可完成本实用新型的实际应用装置。

请参阅图3，本实用新型之另一装置方式，系将喷油嘴100装置于副气道50上，油气由副气道50进入燃烧室70，控制喷油时间在进气末期才喷油，可使火花塞110附近形成较浓厚的油气而较易燃烧，完成所谓的层状燃烧系统，达到稀油燃烧以改善油耗污染的目的。

请参阅图4，化油器或节气门喷油体装置于节气门40之位置时，副气道50与主气道10及汽缸头80，亦可以铸入式一体成形，即在新设计的发动机汽缸头80中，将副气道50的结构，含于发动机汽缸头80结构中，副气道50的设计原理同图2之说明。图5为在铸入式的副气道中，装置喷油嘴100，为副气道50与发动机汽缸头80一体成形之层状燃烧系统，其层状燃烧之动作原理如图3之说明。图4、5的结构系使用于新设计的发动机，而图2、3的结构系使用在原有的发动机结构中另外装副气道50，便于现有车辆采用。

此外，本实用新型之控制阀30由于以节气门40的连动来控制其开合状态，且装设于主气道10之前端以调整不同负荷时主气道10的进气量，因此对副气道截面积做适当之设计，控制阀30亦可取代节气门40，负荷的大小完全由控制阀30来决定，此种方式相同具有副气道所应有之功能。

本实用新型与传统发动机经测试比较，可得知本实用新型在废气污染上较传统发动机大幅改善。据此，本实用新型具有如下之优点：

1.本实用新型可解决传统内燃机在部分负荷时燃烧不佳的状况，利用副气道装置，增强气流翻滚运动，达到快速燃烧的目的。

2.在本实用新型的副气道上装设喷油嘴，可在火花塞附近形成较浓油气区域，易于点火及燃烧，形成层状燃烧系统，达到稀油燃烧改善油耗污染的目的。

3.本实用新型可在传统内燃机的进气系统上，附加副气道的管路，以增加发动机的扭力及改善油耗和污排，而不需将整组内燃机换装，避免不必要的浪费。

4.本实用新型可将副气道与汽缸头以铸入式一体成型的方式制成，而便于制造，节省不必要装配工程。

Claims (4)

1.一种四冲程内燃机进气副气道，其主要包括：

—汽缸：内有活塞可上下运动及供点火燃烧之燃烧室；

—活塞：位于汽缸内，主要输出燃烧能量；

—燃烧室：为活塞与汽缸头所形成点火燃烧之空间，其内具有火

          花塞；

—气门：为主气道之进气出口，于活塞压缩时自动关闭；

—节气门：位于进气道的前端，可控制总进气流量；

—主气道：末端连接气门至燃烧室，前端具有一控制阀；

—控制阀：位于主气道前端，由节气门连动控制其开合状态；

—副气道：由控制阀前端引出，在汽门座附近汇入主气道中；

—化油器或喷油嘴：为供应燃油的装置；

其主要特征在于：

该主气道内设置一控制阀；

该控制阀的前端引出一副气道，并由汽门座附近汇入主气道中，其截面积约为主气道1/6～1/3，出口朝向燃烧室侧壁；

所述控制跟节气门在结构上保持这样的连同操作关系：在发动机全负荷时，控制阀全开，使进气主要经主气道进入；随着负有减小，控制阀逐渐关小；在节气门开度小于1/8或更小时，控制控全部关闭，进气主要由副气道进入。

2.依权利要求1所述之四冲程内燃机进气副气道，其特征在于，喷油嘴可装置在副气道上，副气道出口靠近火花塞。

3.依权利要求1所述之四冲程内燃机进气副气道，其特征在于，副气道可为铸入式的跟主气道及汽缸头一体成型的整体结构。

4.依权利要求1所述之四冲程内燃机进气副气道，其特征在于，控制发动机负荷的节气门可由控制阀取代。

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