CN2554356Y

CN2554356Y - 内燃机引擎的吸排气涡轮装置用翼片

Info

Publication number: CN2554356Y
Application number: CN02241150U
Authority: CN
Inventors: 金世英
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2002-07-02
Publication date: 2003-06-04
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: US6840212B2; US20030131821A1; EG23298A; TW556774U; DE20211125U1; JP3088005U; KR200268794Y1

Abstract

本实用新型提供一种可增加单位时间的吸气或排气的移动速度，且可提升内燃机引擎的燃烧效率与输出功率，并可稳定地维持与燃料颗粒侧的均匀混合性，不易产生变形且容易进行加工的内燃机引擎吸排气涡轮翼片装置。本实用新型为具有内接固定于内燃机引擎的空气滤净器的吸气管或排气管的框架构件30上，以对吸气管或排气管的截面中心为放射状、或对吸气或排气的流动方向呈倾斜状的方式，设置有多片支撑于所述框架的以吸气或排气方式产生涡流的内燃机引擎的涡轮翼片20。其具有上流侧或下流侧的边端，形成有波浪式曲线形状或波浪式三角的形状，以增加与吸气或排气接触的边端长度的装置。

Description

内燃机引擎的吸排气涡轮装置用翼片

技术领域

本实用新型涉及一种内燃机引擎的吸排气涡轮装置的翼片，特别是涉及一种汽化器形式或燃料喷射形成的电子点火内燃机引擎与柴油机等，将通过空气清洗器的过滤空气通过涡轮引导，使其流入内燃机引擎燃烧室的内燃机引擎吸排气涡轮翼片，与具有此吸排气涡轮翼片的内燃机引擎的吸排气涡轮装置，及具有此吸排气涡轮装置的内燃机引擎。

背景技术

目前对于吸入内燃机引擎燃烧室的空气流赋予其旋转力，以增加单位时间的移动速度，以对内燃机引擎的燃烧室供应高密度且大量的空气的方式，提高燃烧效率进而提升引擎输出功率的内燃机引擎吸排气涡轮装置，及与该吸排气涡轮装置类似的装置等已有许多提案。但这些现有技术，仍存在有无法完善地防止使空气旋转时相对所形成的空气阻力等问题。

例如，日本特公昭53-26247号公报、特公昭59-11722号公报，以及美国专利第4,300,969号公报中，记载的具有较大吸气阻力的附有吸气阀的旋转装置中，提出了不会使空气产生均匀旋转而只产生乱流的乱流装置。

另外，在特公昭60-17922号公报、特公昭61-10645号公报、美国专利第4,434,777号、美国专利第4,432,312号公报以及第4,539,954号公报中，也提出在内燃机引擎的吸气阀附近设置翼片，使空气旋转的旋转产生装置。

但，所述装置，由于具有较高的摩擦阻力，故会造成吸入的空气量降低，而受限于仅适用于汽化器形成的汽油内燃机引擎。

为解决这些问题，美国专利第4,962,642号中，揭示了一种在空气清洁器内设置有具有多个翼片的空气旋转装置，使流入燃烧室的吸入气体产生旋转，而提高燃烧性能与内燃机引擎输出功率的内燃机引擎用空气旋转装置。但，此类内燃机引擎用空气旋转装置中，于使吸入的空气产生旋转流动时，由于翼片后方(负压区域)会产生发生涡卷的涡流现象，所以存在随吸气量减少而仍会产生内燃机引擎的输出功率降低，燃料损失等问题。

相对于此，本实用新型，在先登记的韩国实用新型第67786号中，提出如图1及图2所示，由内燃机引擎的吸排气旋转装置主体10和，在主体10上安装具有1个以上细长缝隙的多个翼片11所构成，所述旋转装置主体10，此吸排气旋转装置10a，其主体10为了促使吸入空气产生旋转，而如图7所示。在空气滤净器13中心部位附近设置以螺栓与螺帽固定收缴的设备，通过缝隙12以消除形成于翼片11后方的负压区域与当空气流入负压区域的所产生的涡流，并以减少空气阻力，并增加空气量以完全燃烧的方式，提高能量效率与输出功率。

如上所述在翼片11上设置缝隙12的旋转装置10a，是如图1所示，对吸入于内燃机引擎燃烧室14内的空气流加强旋转力，以增加单位时间的空气移动速度，提高空气密度方式提升燃烧效率，对于内燃机引擎的吸入行程中的经空气滤净器13过滤的空气，通过设置于空气滤净器13上旋转装置主体10的多个翼片11的缝隙12产生旋转，而旋转的空气，通过吸气多歧管15的入口附近设置的另一旋转装置16，再高速地供应于燃烧室14。燃烧所得的排气气体，通过设置于排气多歧管17入口附近的另一旋转装置18以快速地将其排出。

所述内燃机引擎的吸排气旋转装置10a，以于多个翼片11上分别形成1个以上的缝隙12，而降低翼片11后方的负压区域中的涡流。此种吸排气旋转装置，使用于空气滤净器13时，可使内燃机引擎于空转旋转时之一氧化碳降低17％，输出功率增加11％左右，燃料费(车辆每一公升的行走距离)提高约6％，内燃机引擎的爆震(knocking)现象降低约5％。

因此，在翼片11上设置缝隙12的内燃机引擎的吸排气旋转装置10a，可对吸入于燃烧室14内的空气流加强其旋转力，以增加单位时间的移动速度，进而达到提高空气密度与提升燃烧效率的目的。且，翼片11的缝隙12可防止负压区域中所产生的涡流，以降低空气阻力、增加流量，由此将大量加速后的空气供应于内燃机引擎内，进而促进燃烧效率与输出功率。

但，上述在翼片11上具有缝隙12的内燃机引擎的吸排气旋转装置10a，因具有平板型翼片11的一部分形成细长缺口的缝隙形状，虽可减少涡流，但此类具有细长缝隙12的形状并不能导出理想的结果，根据情况，更需要控制空气流动时无法对应。

例如，翼片11上设置缝隙12的吸排气旋转装置10a，虽具有对吸入于燃烧室14内的空气流加强其旋转力，以增加单位时间的移动速度，进而达到提高空气密度与提高燃烧效率等效果，但有时旋转装置会有对空气流造成影响，故空气的流动状态并不适合仅使用一种旋转装置予以控制。

另外，在规则地加工细长的长方向的缝隙12方向，加工性不好，而且翼片变形可能性也比多孔形的多，而翼片的变形降低空气流动性。

另外，为抑制负压区域内所形的涡流、而形成有细长的长方形缝隙12的翼片11，其主体上侧边与底边的各端边成一平面，使空气流动受直线导引，造成空气与燃料颗粒的混合均一性不易稳定地维持，且无法确保充足的流量。

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述情况而研发出的一种装置，其中第1至和9实用新型，其目的在于提供一种可增加单位时间的空气移动速度，提高空气密度以提高内燃机引擎的燃烧效率及输出功率，使其可稳定地维持与燃料颗粒侧的均匀混合性，增加空气的流量，不易产生变形，且容易进行加工的内燃机引擎用吸排气涡轮翼片。

本实用新型的第10个实用新型，是以提供一种具有如第1至第9个实用新型中任一实用新型的内燃机引擎用吸排气涡轮翼片的内燃机引擎的吸排气涡轮装置为目的。

本实用新型的第11个实用新型，是以提供一种具有第10个内燃机引擎的吸排气涡轮装置的内燃机引擎为目的。

本实用新型的第1个实用新型的内燃机引擎用吸排气涡轮翼片，是内接固定于内燃机引擎的空气滤净器的吸气管或排气管的框架构件上，以对上述吸气管或排气管的截面中心为放射状、或对吸气或排气的流动方向呈倾斜状的方式，设置有多片以吸气或排气方式产生涡流的内燃机引擎的涡轮翼片中，具有上流侧或下流侧的边端，形成有波浪式曲线形状或波浪式三角的形状，以增加与吸气或排气接触的边端长度的装置。

此一内燃机引擎用吸排气涡轮翼片，是内接固定于内燃机引擎的空气滤净器的吸气管或排气管的框架构件上，以对吸气管或排气管的截面中心为放射状、或对吸气或排气的流动方向呈倾斜状的方式，设置有多个翼片以吸气或排气方式产生涡流者。且于其上流侧或下流侧边端，形成有波浪式曲线形状或波浪式三角的形状，以增加与吸气或排气接触的边端长度的装置。

通过此一装置，可达到增加单位时间内空气的移动速度，提高空气密度以提高内燃机引擎的燃烧效率及输出功率，使其可稳定地维持与燃料颗粒侧的均匀混合性，增加空气的流量，不易产生变形，且容易进行加工的内燃机引擎用吸排气涡轮翼片的目的。又，增加翼片的表面积也可变更切入角的角度，进而达到加强空气直进性的目的。

本实用新型的第2个实用新型为在内燃机引擎的吸排气涡轮翼片装置的上流侧或下流侧的二边端，形成有波浪式曲线形状或波浪式三角形状的边端。

此内燃机引擎的吸排气涡轮翼片的上流侧或下流侧的二边端，因具有形成为波浪式曲线形状或波浪式三角形状的边端，故可达到以增加单位时间内空气的移动速度，提高空气密度以提高内燃机引擎的燃烧效率及输出功率，并可稳定地维持与燃料颗粒的均匀混合性，增加空气的流量，不易产生变形，且容易进行加工的内燃机引擎用吸排气涡轮翼片的目的。

本实用新型的第3个实用新型为在内燃机引擎的吸排气涡轮翼片的上流侧或下流侧的二边端，随着趋近所述截中心而形成渐次交互的弯曲形状，以引导吸气或排气流形成非直线性的流动。

此内燃机引擎的吸排气涡轮翼片的上流侧或下流侧的二边端，因具有随着趋近上述截面中心而形成渐次交互的弯曲形状，以引导吸气或排气流形成非直线性流动的装置，故可达到以增加单位时间内空气移动速度，提高空气密度以提高内燃机引擎的燃烧效率及输出功率，并可稳定地维持与燃料颗粒的均匀混合性，增加空气的流量，不易产生变形，且容易进行加工的内燃机引擎用吸排气涡轮翼片的目的。

本实用新型的第4个实用新型为在内燃机引擎的吸排气涡轮翼片的上流侧或下流侧的二边端，随着越近上述截面中心而形成渐次交互的流线形状，以引导吸气或排气流形成非直线的流动。

此内燃机引擎的吸排气涡轮翼片的上流侧或下流的二边端，因具有随着越近所述截面中心而形成渐次交互的流线形状，以引导吸气或排气流形成非直线性流动的装置，故可达到以增加单位时间内空气移动速度，提高空气密度以提高内燃机引擎的燃烧效率及输出功率，并可稳定地维持与燃料颗粒的均匀混合性，增加空气的流量，不易产生变形，且容易进行加工的内燃机引擎用吸排气涡轮翼片的目的。

本实用新型的第5个实用新型为在内燃机引擎的吸排气涡轮翼片的表面上的任意位置具有1或多个孔，以降低吸气或排气的负压区域中所形成的涡流所产生的流动阻力。

此内燃机引擎的吸排气涡轮翼片，因表面上的任意位置具有1或多个孔洞，以降低吸气或排气的负压区域中所形成的涡流所产生的流动阻力的装置，故可达到以增加单位时间内空气的移动速度，提高空气密度以提高内燃机引擎的燃烧效率及输出功率，并可稳定地维持与燃料颗粒侧的均匀混合性，增加空气的流量，不易产生变形，且容易进行加工的内燃机引擎用吸排气涡轮翼片的目的。

本实用新型申请的第6个实用新型为内燃机引擎的吸排气涡轮翼片中的上述孔为以约均等间隔方式所形成的1列或多列的孔。

此内燃机引擎的吸排气涡轮翼片，因位于表面上的任意孔是以约均等间隔形成1列或多列的形式排列，故可达到以增加单位时间内空气的移动速度，提高空气密度以提高内燃机引擎的燃烧效率及输出功率，并可稳定地维持与燃料颗粒的均匀混合性，增加空气的流量，不易产生变形，且容易进行加工的内燃机引擎用吸排气涡轮翼片的目的。

本实用新型申请的第8个实用新型为内燃机引擎的吸排气涡轮翼片中，上述孔为圆形或椭圆形。

此内燃机引擎的吸排气涡轮翼片，因位于表面上的任意孔的尺寸为圆形或椭圆形，故可达到以增加单位时间内空气的移动速度，提高空气密度以提高内燃机引擎的燃烧效率及输出功率，并可稳定地维持与燃料颗粒的均匀混合性，增加空气流量，不易产生变形，且容易进行加工的内燃机引擎用吸排气涡轮翼片的目的。

本实用新型申请的第9个实用新型为内燃机引擎的吸排气涡轮翼片中，相邻接的一对是在一体成型后，中央部位呈折曲的形状。

此的吸排气涡轮翼片，因具有相邻接的一对在一体成型后使中央部位呈折曲形状的装置，故可达到以增加单位时间内空气的移动速度，提高空气密度以提高内燃机引擎的燃烧效率及输出功率，并可稳定地维持与燃料颗粒的均匀混合性，增加空气的流量，不易产生变形，且容易进行加工的内燃机引擎用吸排气涡轮翼片的目的。

本实用新型申请的第10个实用新型为内燃机引擎的吸排气涡轮装置，是由内接固定于内燃机引擎的空气滤净器的吸气管或排气管的框架构件，以对上述吸气管或排气管的截面中心为放射状、或对吸气或排气的流动方向呈倾斜状的方式，设置有支撑于所述框架的复数片如申请权利要求1-9项中任一项的内燃机引擎的涡轮翼片，以吸气或排气方式形成涡流的装置。

此内燃机引擎的吸排气涡轮装置中，框架部分是，内接固定于内燃机引擎的空气滤净器的吸气管或排气管上，且支撑于框架上的多片如权利要求1项-9项中的任意一项的内燃机引擎吸排气涡轮翼片，以对吸气管或排气管的截面中心为放射状、或对吸气或排气的流动方向呈倾斜状的方式以吸气或排气方式产生涡流的装置。

基于上述方法，即可实现设置有第1至9个中的任意一个内燃机引擎用吸排气涡轮装置的内燃机引擎用吸排气涡轮装置。

本实用新型申请的第11个实用新型的内燃机引擎，因具备有内接固定于空气滤净器的吸气管或排气管如申请权利要求10项的内燃机引擎用吸排气涡轮装置，故该吸气涡轮装置可产生吸气或排气的涡流。

此内燃机引擎中，如权利要求10的内燃机引擎用吸排气涡轮装置，因具有内接固定于空气滤净器的吸气管或排气管，且吸排气涡轮装置可以吸气或排气方式产生涡流的装置，故可达成具备有申请权利要求10的内燃机引擎的吸排气涡轮装置的内燃机引擎。

附图说明

图1是本实用新型的内燃机引擎用吸排气涡轮翼片、内燃机引擎的吸排气涡轮装置及内燃机引擎实施形态的剖面图。

图2是本实用新型的内燃机引擎的吸排气涡轮装置的外观立体图。

图3是本实用新型的内燃机引擎的吸排气涡轮装置的外观平面图。

图4是本实用新型所可制作的翼片的流体流动孔的形状与排列方式的说明图。

图5是本实用新型的内燃机引擎的吸排气涡轮翼片的空气上流侧与下流侧二边端的说明图。

图6是本实用新型的内燃机引擎的吸排气涡轮翼片的空气上流侧与下流侧二边端作用的说明图。

图7是以往内燃机引擎的吸排气涡轮装置及内燃机引擎装置的剖面图。

图8是以往内燃机引擎的吸排气涡轮装置的外观立体图。

图号说明

13-空气清净气，14-燃烧室，15-吸气多歧管，16-吸气涡轮装置，17-排气多歧管，18-排气涡轮装置，20-翼片(内燃机引擎的吸排气涡轮装置翼片)，21-爪部，22-表面，23，24-边端，25-波浪式边端(边端)，30-(内燃机的)吸排气涡轮装置主体，30a-(内燃机的)吸排气涡轮装置，31-贯通孔，40-流体流动孔(孔洞)，W1，W2-非直线性的波浪形。

具体实施方式

以下，参照附图说明本实用新型。

图1是为本实用新型的内燃机引擎的吸排气涡轮翼片、内燃机引擎的吸排气涡轮装置及内燃机引擎实施形态的截面模式图。此内燃机引擎，是将经空气清净器13过滤后的空气，通过内接固定于空气清净器13出口附近的吸气管的本实用新型的内燃机引擎的吸排气涡轮装置30a使其产生旋转，而产生旋转的空气，通过设置于吸气多歧管入口附近的吸气涡轮装置16加强其旋转，而以高速状态供应于燃烧室14。

燃烧室14燃烧产生的废气气体，通过设置于排气多歧管17入口附近的排气涡轮装置18，使其产生旋转并极速地将其排出。

又，本实用新型的内燃机引擎的吸排气的涡轮装置，也可作为吸气涡轮装置16或作为排气涡轮装置18使用。

图2为本实用新型的内燃机引擎涡轮装置30a的外观斜视图，且一部份呈分离状态。图3为吸排气涡轮装置30a的外观平面图。

本实用新型的内燃机引擎用吸排气涡轮装置30a的翼片20，如图2所示，以左右对称方式一体成型，且中央呈折曲形状的2片3对，如图3所示，对圆筒形状的吸排气涡轮装置主体30(框架部分)的截面中心为放射状，或对吸排气涡轮装置30的轴方向为倾斜式地设置。各翼片20具有2个爪部21，各爪部21以插入设置于吸排气涡轮装置主体30的各贯通孔31并折曲的方式，使其支撑于吸排气涡轮装置主体30。

各翼片20的表面22的任意位置，为抑制内面负压区域所形成的涡流，而设置有3个圆型的流体流动孔40。3个流体流动孔40的各直径，越趋近吸排气涡轮装置的主体30的截面中心时直径越小。又，流体流动孔40，也可以是非圆形。

翼片20的空气的上流侧与下流侧的二边端25，为引导流体呈非直线流动以促进其与燃料颗粒的混合，除分别形成波浪曲线形状外，并以趋近吸排气涡轮装置主体30的截面中心的方式形成渐次交互的弯曲形状。

图4是本实用新型所可制作的翼片20的流体流动孔40的形状与排列方式的说明图。

图4(a)为流体流动孔40呈规则排列的情形，且多个流体流动孔40是沿着翼片20的表面22呈均等位置排列呈一列。流体流动孔40的各直径，越趋近吸排气涡轮装置主体30的截面中心时直径越小。

图4(b)为流体流动孔40呈独立排列的情形，是为1个大口径的流体流动孔40设置于翼片20的表面22的趋近中央部分。

图4(c)为流体流动孔40呈密集交互排列的情形，多个流体流动孔40沿着翼片20的表面22以均等位置呈上下二列(U、L)的排列。此上下二列，于吸排气涡轮装置主体30的截面中心附近呈交叉形式的。其也可以是二列以上的形式存在。流体流动孔40的各直径，越趋近吸排气涡轮装置主体30的截面中心时直径越小。

图4(d)为流体流动孔40呈多重排列的情形，是将多个流体流动孔40于未考虑其排列位置下，已全部均等方式排列于翼片表面22上。

图5为翼片20的空气上流侧与下流侧二边端25的说明图。

翼片20的空气上流侧的边端23与下流侧的边端24中，为引导空气流动呈非直线性流动所设置的波浪式曲线形状(图5(a)或波浪式三角形状(图5(a))，是可以选择式方式形成，其可配合空气的流动特性而选择适当的边端。

具有流体流动孔40与波浪式边端25的本实用新型的内燃机引擎的吸排气涡轮翼片20，可维持原来具有的因吸排气涡轮装置的翼片所得的主要功能特征。即，对于可加强吸入于内燃机引擎燃烧室内的空气流的旋转力，增加单位时间的空气移动速度，提高密度以提高引擎的燃烧效率及输出功率等主要功能等皆未有所改变。

流体流度孔40，如图4(a)至(d)所示，其具有多样化的个数与较大的形状，但仅选择排列形状时并不能得到最适当的燃烧效率与输出能力。这取决于内燃机引擎的状况(condition)而定，以往所述中所提及的切口形状的缝隙12，与本实用新型相关的流体流动孔40的形状差异皆未能明确说明其与内燃机引擎的燃烧效率及输出功率的相关性。

但于翼片20的表面22，为防止负压区域中的涡流，故流体流动孔40可配合实际情形作出计划性的设计。即，配合内燃机引擎的条件，计划性地设计流体流动孔40的排列及尺寸大小等内容，可以设计出适合内燃机引擎的吸排气涡轮装置，也可设计出种种适当的吸排气涡轮装置。

又，流体流动孔40，欲将大小直径不同的孔洞于较狭窄的翼片20表面22进行不同形式的排列时，具有可以冲压加工方式进行的优点。

翼片20于空气的旋转特性上，因外侧的旋转较大，而内侧的旋转较小的缘故，故涡流也具有外侧较大，且趋近中心越小的特征，故流体流动孔40的尺寸，以外侧较大且越趋近中心部时越小者为佳。

柏板状的翼片20的表面22，若非形成缝隙而形成正圆形状的流体流动孔40时，因不易产生扭曲变形，且具有耐应变力，故于冲压加工前后或射出成型前后的变形情形较长方形孔(缝隙形)为低。

吸排气涡轮装置主体30上结合有翼片20时，除非主体30直接接触的翼片20的边端以外的边端，即沿上流侧的边端23及下流侧边端24所形成的波浪形式的边端25，如图25所示，其将与边端23与边端24相冲突的空气流，变换为非直线性的波浪形W1、W2，使其形成非直线性流动。

空气的流动若形成非直线性时，于与相当于其他流体的燃料颗粒混合时，因具有间接搅拌效果而可促进混合，而改善空气与燃料颗粒的混合状态。

又，翼片20与空气接触的边端若越长时，可吸入更多的空气并可改变空气的进入角度，而增强其直进性，并减少空气的摩擦阻力。

本实用新型申请的第1至9个实用新型的内燃机引擎的吸排气涡轮翼片，可达到以增加单位时间内空气的移动速度，提高空气密度以提高内燃机引擎的燃烧效率及输出功率，并可稳定地维持与燃料颗粒的均匀混合性，增加空气流量，不易产生变形，且容易进行加工的内燃机引擎用吸排气涡轮翼片的目的。又，翼片表面积的增加可改变快速进入角度，而增强空气的直进性。

另外，构成内燃机引擎的吸排气涡轮装置的翼片结构及形状，可在无须追加零件下即可完成，故可使现有的吸排气涡轮装置的翼片形状产生多样化，而可提供适用于种种的吸排气涡轮装置。

本实用新型申请的第10个实用新型的内燃机引擎吸排气涡轮装置，实现具有第1至9个实用新型中任意一个的内燃机引擎的吸排气涡轮翼片的内燃机引擎的吸排气涡轮装置。

本实用新型申请的第11个实用新型的内燃机引擎，实现具有第10个实用新型的内燃机引擎的吸排气涡轮装置的内燃机引擎。

Claims

1.一种内燃机引擎的涡轮翼片装置，是具有内接固定于内燃机引擎的空气滤净器的吸气管或排气管的框架构件上，以对吸气管或排气管的截面中心为放射状、或对吸气或排气的流动方向呈倾斜状的方式，设置具有支撑的多片的以吸气或排气方式产生涡流的内燃机引擎的涡轮翼片，其特征在于：于上流侧或下流侧的边端，形成有波浪式曲线形状或波浪式三角的形状，以增加与吸气或排气接触的边端长度。

2.根据权利要求1的内燃机引擎的吸排气涡轮翼片装置，其中，于其上流侧或下流侧的二边端，形成有波浪式曲线形状或波浪式三角形状的边端。

3.根据权利要求1或2的内燃机引擎的吸排气涡轮翼片装置，其中，于其上流侧或下流侧的二边端，随着趋近上述截面中心而形成渐次交互的弯曲形状，以引导吸气或排气流形成非直线的流动。

4.根据权利要求1或2的内燃机引擎的吸排气涡轮翼片装置，其中，于其上流侧或下流侧的二边端，随着趋近上述截面中心而形成渐次交互的流线形状，以引导吸气或排气流形成非直线的流动。

5.根据权利要求1至4中的任意一项的内燃机引擎的吸排气涡轮翼片装置，其中，于其表面上的任意位置具有1或多个孔洞，以降低形成于吸气或排气的负压区域中的充所产生的流动阻力。