CN2358228Y

CN2358228Y - 用于内燃机的涡流进气装置

Info

Publication number: CN2358228Y
Application number: CN 98206183
Authority: CN
Inventors: 黄海
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-06-29
Filing date: 1998-06-29
Publication date: 2000-01-12
Anticipated expiration: 2008-06-29

Abstract

本实用新型为一种用于内燃机的涡流进气装置,该装置处工作状态时外轮廓为圆柱形,具有一组沿径向散开安置的固定导向叶片,其上光滑无切口。本实用新型分为沿径向进气和轴向进气两种类型。在气流入口处即叶片前缘处,径向进气型的叶片与圆柱径线相切;轴向进气型的叶片,在该处与圆柱轴线或其平行线相切。以此消除气流分离,减少流动阻力,增强气流旋转力度,使内燃机的燃料燃烧完全,节省能源,减少废气污染。

Description

用于内燃机的涡流进气装置

本实用新型为一种用于内燃机的涡流进气装置，尤其适用于各种类型的汽车发动机。本装置的主要功效是使内燃机的燃料燃烧完全，节省能源，减少废气污染。

众所周知，进入内燃机燃烧室的雾状燃料雾化程度高，与进入空气混合越充分，则越有利于燃料的充分燃烧，从而使燃料利用率提高，废气污染减少，达到节省能源，保护环境的目的。业已证明，采用涡流进气方式，可以有效地改善内燃机燃料的雾化及与空气的充分混合。事实上，这种进气方式使雾化燃料不仅以扩散方式与空气混合，而且涡流使雾化燃料还以更有效的“搅拌”方式与空气混合。这一原理已为很多人士所利用，由此出现了许多试图使进入内燃机的流动空气旋转的涡流装置，下列专利文献表明了这一事实：如日本专利53-26247，59-11722，60-17922，61-10645；美国专利4308869，4424777，4432312，4539954，3648674，4274386，4962642等。然而，作为一种真正实用的涡流进气装置，本实用新型设计人认为，这类装置还必须满足以下要求：

1.装置不能使进气流动受阻，从而减少空气流量，影响内燃机动力；

2.装置可以产生强的涡流空气，且流动均匀稳定；

3.装置结构简单，安装方便，不用改装或影响内燃机的其它工作部件。

对照以上要求分析上述列出的各项专利，可以发现已有专利均存在这样或那样的缺点，或对进气有阻碍作用；或产生气流旋转不强，有流动分离现象；或结构和安装不够简便等。相比之下，其中美国专利4962642公开的一种涡流装置相对好些。它通过多个导向叶片产生涡流空气，结构很简单。但由于导流叶片与来流成一夹角，气流容易在叶片后背面产生分离，如图1所示。分离将引起流动阻力增加，并使装置出口气流的旋转减弱，尤其当来流流速较快时，情况更为严重。

为克服上述缺点，中国专利CN2105560U公开了一种用于内燃机的空气涡流装置，该装置的特点即在美国专利4962642装置导向叶片上增加狭长切口。从空气动力学观点来分析，由于叶片后背面的负压影响，叶片前面的部分气流将通过狭缝流到背面，见图2。这种手段对于减弱叶片负压和气流分离确实起到一定作用。尽管如此，进一步分析也可看到，由于部分气流通过狭缝流到叶片背面，使整个气流流动方向改变减少，即开缝手段以损失部分涡流强度来减轻分离现象，并且这种手段并不能完全消除流动分离，尤其是在叶片前缘附近背面的分离。此外气流流过狭缝也可以引起局部分离，产生新的气流受阻因素。

本实用新型的目的在于针对现有涡流装置存在的种种问题，提供一种可有效消除流动分离，产生强大涡流空气的新型装置，使内燃机燃料完全燃烧，节省能源，减少废气污染。

本实用新型提供的涡流进气装置1具有一组沿径向散开安置的供产生旋转气流的固定导向叶片11，该导向叶片11设计成曲面，其上光滑无切口，该装置处工作状态时外轮廓为圆柱形。

本实用新型可以分为沿径向进气和轴向进气两种类型，径向进气型装置的叶片11，在气流入口处即叶片前缘111处，叶片与圆柱径线相切。轴向进气型装置的叶片11在气流入口处即叶片前缘111处，叶片与圆柱轴线或其平行线相切。以此消除气流分离，减少流动阻力，增强气流旋转力度。

下面结合附图和实施例对本实用新型的优点和工作过程作进一步说明，但这些说明并不限定本实用新型，其目的是为帮助更全面地理解本实用新型的设计思想。

图1、图2、图3表示气流流过叶片的情形，上半部分为流场与叶片剖面，下半部分为叶片有无切口示意。其中图1为气流流过与来流成一夹角的无切口叶片；图2为气流流过与来流成一夹角的带切口叶片；图3为气流流过本实用新型所采用的叶片。

图4和图5为本实用新型装置的结构示意图，该装置具有一组叶片11，其在前缘111处与来流方向相切。其中图4为径向进气型，用于将径向来流转变成轴向运动的涡流；图5为轴向进气型，用于将轴向来流转变成轴向运动的涡流。

图6为本实用新型在汽化器型内燃机中的工作过程示意图。

为说明本实用新型改善内燃机燃烧效率与净化废气的工作过程，现详细参见图6。涡流进气装置1置于空气滤清器2内，使其中心对准进气管3的入口中心。涡流进气装置1可用连接螺钉或其它方式固定。在内燃机运转过程中，当活塞8向下运动时，燃烧室7中的压力降低，进气阀6被打开，外部空气经空气滤清器2、涡流进气装置1、进气管3、进气阀6最终进入燃烧室7。在空气流动过程中，滤清空气从径向进入涡流进气装置1，涡流进气装置1的叶片将径向进入空气转换成涡流空气从轴向进入进气管3，参见图5。在距离进气管不远处，汽化器5产生雾化燃料。涡流空气流经汽化器5后，很快与雾化燃料在进气管3内的流动过程中均匀混合，涡流空气还有助于改善燃料的雾化程度。充分混合的油气经阀门6进入燃烧室7高效地燃烧，推动活塞而提供内燃机功率。此外油气混合涡流将一直持续到燃烧室中，这也有利于燃烧火焰的分散，提高燃烧效率。燃烧后的废气由排气阀9经排气管10排出。由于燃烧完全，废气中有害成分如一氧化碳、碳、未燃烧掉的油气大大减少，从而净化了废气的排放。

综上所述，本实用新型与已有技术相比有以下优点：

1、由于叶片采用流线型设计，前缘处叶片曲面与来流方向相切，使气流可光滑地流过叶面，叶片背面的分离几乎完全消除，而气流旋转强劲。

2、在叶片具有相同偏转角的情况下，与其它装置相比，本装置叶片迎风面积最小，加之无分离，无须让气流流过缝隙等特点，使本装置流动阻力减至最小。

3、装置结构简单，安装方便，容易采用挠性薄片材料加工制作，不易损坏。

由此可见，本实用新型完全符合前述实用涡流进气装置的要求，是一理想的设计。需要申明的是，对于熟悉本技术领域的人，可显而易见地进行多种等同和近似变换，但这些变换仍应认为属本实用新型的构思范围，将被看成是在本实用新型权利要求范围之内的。

本案涉及各部件标号：

1-涡流进气装置 11-叶片 111-叶片前缘 112-叶片后缘 2-空气滤清器 3-进气管 4-汽缸壳体 5-汽化器6-阀门 7-燃烧室 8-活塞 9-排气阀 10-排气管V₀-进气流速 V₁-出气流速 ω-旋转流速 A-狭长切口B-分离区

Claims

1.一种用于内燃机的涡流进气装置(1)，其特征在于具有沿径向散开安置的固定导向叶片(11)，该导向叶片上光滑无切口，该涡流进气装置(1)处工作状态时外轮廓为圆柱形。

2.根据权利要求1所述用于内燃机的涡流进气装置(1)，其特征在于气流入口处即叶片前缘(111)处，叶片与圆柱径线相切。

3.根据权利要求1所述用于内燃机的涡流进气装置(1)，其特征在于气流入口处即叶片前缘(111)处，叶片与圆柱轴线或其平行线相切。