專利名稱：可調(diào)渦流的進(jìn)氣道裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明可調(diào)渦流的進(jìn)氣道裝置，屬于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種兩進(jìn)氣門直噴柴油機(jī)的可調(diào)渦流進(jìn)氣道裝置。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)自問(wèn)世以來(lái)，對(duì)推動(dòng)人類文明的發(fā)展起到了極其重要的作用。目前，內(nèi)燃機(jī)仍然是熱效率最高的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，廣泛地應(yīng)用于人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。在柴油機(jī)的發(fā)展過(guò)程中，人們一直把改進(jìn)燃燒質(zhì)量作為提高柴油機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的主要途徑。而優(yōu)化混合氣形成過(guò)程是改善燃燒質(zhì)量的重要手段。影響直噴式柴油機(jī)混合氣形成的主要因素是油束動(dòng)能、空氣的運(yùn)動(dòng)能量和燃燒室的幾何形狀。其中空氣的運(yùn)動(dòng)能量主要是由進(jìn)氣渦流決定的。根據(jù)渦流形成的機(jī)理不同，進(jìn)氣道分為兩大類，即切向氣道和螺旋氣道。螺旋氣道的渦流是在進(jìn)氣門以上的氣道內(nèi)產(chǎn)生的，而切向氣道的渦流是在氣缸內(nèi)氣流受到氣缸壁的導(dǎo)向作用而形成的。切向氣道具有較高的流量系數(shù)和較小的渦流比。而螺旋氣道對(duì)轉(zhuǎn)速適應(yīng)性好，并且對(duì)氣道位置的改變不太敏感。在相同渦流比時(shí)，螺旋氣道比切向氣道有更高的流量系數(shù)。理想的進(jìn)氣系統(tǒng)必須能在柴油機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有足夠的進(jìn)氣流通截面和較低的渦流強(qiáng)度，而在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)則要有較強(qiáng)的渦流強(qiáng)度，以保證在高、低轉(zhuǎn)速區(qū)域均能獲得最佳的油氣混合質(zhì)量。目前實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)渦流強(qiáng)度和進(jìn)氣流量的方法主要是在切向氣道的入口處設(shè)置一個(gè)閥片。在柴油機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，閥片完全打開，保持最大的流通截面，以提供足夠的充氣量、減少泵吸損失，并且能產(chǎn)生合適的渦流強(qiáng)度，促進(jìn)油氣的均勻混合和較完善的燃燒。而在柴油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，閥片完全關(guān)閉，由螺旋氣道提供較強(qiáng)的渦流，避免了由于渦流太弱，油束貫穿距離過(guò)大以及油氣混合質(zhì)量變差導(dǎo)致燃燒惡化的現(xiàn)象。閥片的開度則通過(guò)進(jìn)氣管的壓力來(lái)控制，進(jìn)氣管壓力反映了柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的綜合作用。但閥片式進(jìn)氣渦流調(diào)節(jié)裝置存在以下缺點(diǎn)1、切向氣道和螺旋氣道的氣流會(huì)嚴(yán)重干涉，影響進(jìn)氣量；2、低速工況下，僅螺旋氣道進(jìn)氣，進(jìn)氣量不能滿足燃燒的需求；3、閥片附近會(huì)產(chǎn)生氣阻和氣體分離，導(dǎo)致進(jìn)氣的局部損失增大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可對(duì)直噴式柴油機(jī)的進(jìn)氣道的渦流強(qiáng)度和進(jìn)氣流量進(jìn)行調(diào)節(jié)的進(jìn)氣道裝置。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是可調(diào)渦流的進(jìn)氣道裝置，包括氣缸蓋、截面調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，氣缸蓋內(nèi)設(shè)置有兩條彼此獨(dú)立的氣道，一條是切向進(jìn)氣道，另一條為螺旋進(jìn)氣道，氣缸蓋上切向進(jìn)氣道和螺旋進(jìn)氣道之間的部位為隔舌，所述隔舌的端部設(shè)置有截面調(diào)節(jié)閥，截面調(diào)節(jié)閥上安裝有控制其轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在氣缸蓋上方。所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為兩個(gè)擋塊之間設(shè)置有齒條拉桿，且兩擋塊之間的距離大于齒條拉桿的長(zhǎng)度，齒條拉桿上哨合有第一齒輪和第二齒輪，第一齒輪與電動(dòng)機(jī)的輸出軸連接，第二齒輪與螺桿的一端固定連接，螺桿的另一端與截面調(diào)節(jié)閥固定連接。所述截面調(diào)節(jié)閥與氣缸蓋的接觸面為周向?qū)ΨQ的圓弧面，圓弧面的對(duì)稱中心與所述螺桿的回轉(zhuǎn)中心重合。所述的截面調(diào)節(jié)閥為扇形體，扇形體的中心軸與所述螺桿的回轉(zhuǎn)中心重合。所述的扇形體為一條直線或曲線以螺桿為軸心旋轉(zhuǎn)六分之一到八分之三周形成的扇形體。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。I、本發(fā)明在切向進(jìn)氣道和螺旋進(jìn)氣道形成的隔舌位置設(shè)有截面調(diào)節(jié)閥，通過(guò)控制截面調(diào)節(jié)閥的旋轉(zhuǎn)改變切向進(jìn)氣道和螺旋進(jìn)氣道的進(jìn)氣截面，對(duì)氣道渦流強(qiáng)度和流量系數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足不同工況下的柴油機(jī)進(jìn)氣需求，同時(shí)可以防止產(chǎn)生局部的氣阻和氣體分離，降低局部損失，有效減小進(jìn)氣的流動(dòng)損失。2、本發(fā)明通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒條拉桿的移動(dòng)，從而帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，控制截面調(diào)節(jié)閥向兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，齒條拉桿兩端設(shè)有擋塊限制截面調(diào)節(jié)閥在不同氣道中的最大偏轉(zhuǎn)位置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明可調(diào)渦流的進(jìn)氣道裝置作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制截面調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為氣缸蓋，2為切向進(jìn)氣道，3為螺旋進(jìn)氣道，4為隔舌，5為截面調(diào)節(jié)閥，6為調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，7為螺桿,8為齒條拉桿,9為第一齒輪,10為第二齒輪,11為電動(dòng)機(jī)，12為擋塊。
具體實(shí)施例方式如圖I、圖2所示，本發(fā)明可調(diào)渦流的進(jìn)氣道裝置，包括氣缸蓋I、截面調(diào)節(jié)閥5和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6，氣缸蓋I內(nèi)設(shè)置有兩條彼此獨(dú)立的氣道，一條是切向進(jìn)氣道2，另一條為螺旋進(jìn)氣道3，氣缸蓋I上切向進(jìn)氣道2和螺旋進(jìn)氣道3之間的部位為隔舌4，所述隔舌4的端部設(shè)置有截面調(diào)節(jié)閥5，截面調(diào)節(jié)閥5上安裝有控制其轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6安裝在氣缸蓋I上方。所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6的結(jié)構(gòu)為兩個(gè)擋塊12之間設(shè)置有齒條拉桿8，且兩擋塊12之間的距離大于齒條拉桿8的長(zhǎng)度，齒條拉桿8上嚙合有第一齒輪9和第二齒輪10，第一齒輪9與電動(dòng)機(jī)11的輸出軸連接，第二齒輪10與螺桿7的一端固定連接，螺桿7的另一端與截面調(diào)節(jié)閥5固定連接。所述截面調(diào)節(jié)閥5與氣缸蓋I的接觸面為周向?qū)ΨQ的圓弧面，圓弧面的對(duì)稱中心與所述螺桿7的回轉(zhuǎn)中心重合。所述的截面調(diào)節(jié)閥5為扇形體，扇形體的中心軸與所述螺桿7的回轉(zhuǎn)中心重合。
所述的扇形體為一條直線或曲線以螺桿7為軸心旋轉(zhuǎn)六分之一到八分之三周形成的扇形體。截面調(diào)節(jié)閥5為扇形體，所述的扇形體為一條直線或曲線以螺桿7為軸心旋轉(zhuǎn)六分之一到八分之三周形成的扇形體，扇形體的中心軸與所述螺桿7的回轉(zhuǎn)中心重合，最簡(jiǎn)單的是可以采用圓柱體接觸面。工作過(guò)程
氣體從隔舌4頂端分流，從切向進(jìn)氣道2和螺旋進(jìn)氣道3進(jìn)入柴油機(jī)內(nèi)，電動(dòng)機(jī)11正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)帶動(dòng)第一齒輪9轉(zhuǎn)動(dòng)并控制齒條拉桿8左右移動(dòng)，與齒條拉桿8嚙合的第二齒輪10及其上固定的螺桿7隨著齒條拉桿8的移動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，由于螺桿7是固定在截面調(diào)節(jié)閥5上的，因此可帶動(dòng)截面調(diào)節(jié)閥5繞螺桿7旋轉(zhuǎn)，截面調(diào)節(jié)閥5與氣缸蓋I的接觸面為周向?qū)ΨQ的圓弧面，圓弧面的對(duì)稱中心與所述螺桿7的回轉(zhuǎn)中心重合；
當(dāng)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在高速工況時(shí)，要求有足夠的進(jìn)氣流通截面和較低的渦流強(qiáng)度，此時(shí)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6控制截面調(diào)節(jié)閥5向螺旋進(jìn)氣道3旋轉(zhuǎn)，使得具有較高的流量系數(shù)的切向進(jìn)氣道2有更大的入口截面積，以提供足夠的充氣量、減少泵吸損失，促進(jìn)油氣的均勻混合和較完善的燃燒；
當(dāng)柴油機(jī)運(yùn)行到低速工況時(shí)，要求在滿足進(jìn)氣量的前提下加強(qiáng)進(jìn)氣渦流，此時(shí)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6控制截面調(diào)節(jié)閥5向切向進(jìn)氣道2旋轉(zhuǎn)，甚至可以完全封閉切向進(jìn)氣道2，使得能夠提供較強(qiáng)的渦流的螺旋進(jìn)氣道3的截面積增加，避免了由于渦流太弱，油束貫穿距離過(guò)大以及油氣混合質(zhì)量變差導(dǎo)致燃燒惡化的現(xiàn)象。由于本發(fā)明中截面調(diào)節(jié)閥5是切向進(jìn)氣道2和螺旋進(jìn)氣道3的組成部分，其表面有良好的導(dǎo)流作用，不會(huì)產(chǎn)生氣阻和氣體分離，可減少局部損失。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
權(quán)利要求
1.可調(diào)渦流的進(jìn)氣道裝置，包括氣缸蓋(I)、截面調(diào)節(jié)閥(5)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(6)，氣缸蓋Cl)內(nèi)設(shè)置有兩條彼此獨(dú)立的氣道，一條是切向進(jìn)氣道(2)，另一條為螺旋進(jìn)氣道(3)，氣缸蓋(I)上切向進(jìn)氣道(2)和螺旋進(jìn)氣道(3)之間的部位為隔舌(4)，其特征在于所述隔舌(4)的端部設(shè)置有截面調(diào)節(jié)閥(5)，截面調(diào)節(jié)閥(5)上安裝有控制其轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(6)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(6 )安裝在氣缸蓋(I)上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可調(diào)渦流的進(jìn)氣道裝置，其特征在于所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(6)的結(jié)構(gòu)為兩個(gè)擋塊(12 )之間設(shè)置有齒條拉桿(8 )，且兩擋塊(12 )之間的距離大于齒條拉桿(8 )的長(zhǎng)度，齒條拉桿(8)上哨合有第一齒輪(9)和第二齒輪(10),第一齒輪(9)與電動(dòng)機(jī)(11)的輸出軸連接，第二齒輪(10)與螺桿(7)的一端固定連接，螺桿(7)的另一端與截面調(diào)節(jié)閥(5)固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的可調(diào)渦流的進(jìn)氣道裝置，其特征在于所述截面調(diào)節(jié)閥(5)與氣缸蓋(I)的接觸面為周向?qū)ΨQ的圓弧面，圓弧面的對(duì)稱中心與所述螺桿(7)的回轉(zhuǎn)中心重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的可調(diào)渦流的進(jìn)氣道裝置，其特征在于所述的截面調(diào)節(jié)閥(5)為扇形體，扇形體的中心軸與所述螺桿(7)的回轉(zhuǎn)中心重合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可調(diào)渦流的進(jìn)氣道裝置，其特征在于所述的扇形體為一條直線或曲線以螺桿(7)為軸心旋轉(zhuǎn)六分之一到八分之三周形成的扇形體。
全文摘要
本發(fā)明可調(diào)渦流的進(jìn)氣道裝置，屬于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域；所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可對(duì)直噴式柴油機(jī)的進(jìn)氣道的渦流強(qiáng)度和進(jìn)氣流量進(jìn)行調(diào)節(jié)的進(jìn)氣道裝置；采用的技術(shù)方案是氣缸蓋上切向進(jìn)氣道和螺旋進(jìn)氣道之間的隔舌端部設(shè)置有截面調(diào)節(jié)閥，截面調(diào)節(jié)閥上安裝有控制其轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在氣缸蓋上方，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為兩個(gè)擋塊之間設(shè)置有齒條拉桿，且兩擋塊之間的距離大于齒條拉桿的長(zhǎng)度，齒條拉桿上嚙合有第一齒輪和第二齒輪，第一齒輪與電動(dòng)機(jī)的輸出軸連接，第二齒輪與螺桿的一端固定連接，螺桿的另一端與截面調(diào)節(jié)閥固定連接；本發(fā)明用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道中的渦流強(qiáng)度。
文檔編號(hào)F02B31/06GK102619639SQ20121011435
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月18日
發(fā)明者康彥紅, 徐春龍, 李曉娟, 樊巨廷, 王子玉 申請(qǐng)人:中國(guó)北方發(fā)動(dòng)機(jī)研究所