[實用新型]內燃機及其可變斜軸渦流調節裝置

有效

• 申請號: 201020684682.X
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN202081982U
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 劉瑞林;董素榮;許翔;劉剛;吳曉;周廣猛
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事交通學院
• 主分類號: F02D9/10
• 分類號: F02D9/10
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 閆俊芬

技術領域

本實用新型涉及內燃機技術領域，尤其涉及一種內燃機及其可變進氣結構。

背景技術

缸內氣體的宏觀運動可以用來改善發動機的燃燒過程。在柴油機中，通常利用渦流運動和擠流運動促進燃油霧化及其與空氣的混合。在汽油機中，經常采用渦流、滾流和擠流等宏觀運動，它們的作用有：促進混合氣的形成，提高燃燒時的湍流強度等。渦流和滾流運動二者有機結合，形成斜軸渦流，它的主要作用在于加快早期階段的燃燒，穩定點燃過程，加速整個沖量的后續燃燒，擴大稀燃極限。另外，分層稀薄燃燒技術的發展也顯示宏觀氣流運動對分層混合氣的形成及稀薄燃燒過程的改善有較為明顯的促進作用。

充量系數是影響內燃機性能的另一個重要因素，然而，缸內氣體宏觀運動強度與內燃機充量系數卻是反比關系。這就是說，不能同時保證內燃機既有較強的缸內氣體宏觀運動，又有較高的充量系數。實踐表明，內燃機在不同運轉工況下，尤其是不同轉速工況下，對這兩者的要求不同——低速運轉時，宏觀氣體運動強度是影響內燃機性能的主要因素；高速運轉時，流通系數又成了影響發動機性能的主要因素?？勺冞M氣結構就是針對發動機對氣體運動和流通系數的不同要求而產生的。

目前采用的可變進氣結構具有如下技術特征：

1.采用分體雙進氣道結構，兩個進氣道的結構形式互不相同，一個具有較高的流通系數，一般為直氣道；另外，一個具有較高的產生缸內宏觀氣流運動的能力，一般為切向氣道或螺旋氣道。具有可變進氣功能的閥片一般安裝于直氣道中。這樣，較低轉速時，閥片關閉，進氣系統產生較高強度的流通系數；較高轉速時，閥片打開，進氣系統具有較高的流通系數，保證發動機的功率輸出。

2.通過對進氣門最大升程進行調整，實現對進氣過程的調節。具體說，在轉速較低時，采用較小的最大氣門升程，以保證一定強度的宏觀氣流運動強度；在轉速較高時，采用較大的氣門升程，以保證足夠的充量系數。

3.通過對進氣門開啟/關閉正時進行調整，實現對進氣過程的調節。具體說，在轉速較低時，采用進氣門早開/早關正時；在轉速較高時，采用晚開/晚關正時。采用這一技術的出發點在于保證內燃機不同轉速工況的功率輸出。

4.綜合考慮2和3的有關因素，既調整進氣門的最大氣門升程，又調整進氣門的正時。

5.另外，還有一些可變進氣結構，如橫向滑動的可變渦流進氣結構、縱向滑動的可變滾流結構，以及直接在氣道中設置可調節閥片的可變滾流結構等。

歸納起來，以上這些可變進氣結構具有以下技術局限性：

方案1-4不能對缸內氣體宏觀運動的強度和形式進行連續的調節，屬于兩狀態調節方案，且結構一般較為復雜；

方案5雖然能夠一定程度對缸內氣體宏觀運動實施連續調節，但只對單一運動-渦流或滾流-具有連續調節功能，不能對斜軸渦流運動的強度與組成實施按需調節。而可變斜軸渦流系統就是對斜軸渦流運動的強度與組成進行調節，使發動機的進氣系統能更好的滿足發動機不同轉速不同負荷的要求，改善發動機的燃燒性能，提高發動機性能。

實用新型內容

本實用新型提供一種可變斜軸渦流調節裝置，能夠對內燃機缸內氣體宏觀運動、斜軸渦流運動的強度與組成實施連續調節，結構簡單，調節方便。

一種用于內燃機的可變斜軸渦流調節裝置，包括位于內燃機進氣歧管與缸蓋進氣道之間的閥片及其旋轉軸，所述的旋轉軸的軸線與內燃機的曲軸軸線之間帶有傾角。

經過實驗測量，該傾角一般設定為40°～80°，作為優選所述的傾角為45°～65°，作為進一步的優選所述的傾角為60°左右效果更好。

內燃機進氣歧管與缸蓋進氣道之間設有過渡管路，所述的閥片位于該過渡管路中。

所述的過渡管路的兩個端口與內燃機進氣歧管和缸蓋通過法蘭連接。

所述的閥片的旋轉軸沿過渡管路的徑向貫穿過渡管路，其中至少一端延伸出過渡管路的管壁，該延伸部位連接有執行機構，該執行機構受控于內燃機中央控制單元，用于控制閥片的翻轉角度。

本實用新型還提供了一種內燃機，該內燃機的進氣歧管與缸蓋進氣道之間設有所述的可變斜軸渦流調節裝置。

本實用新型可變斜軸渦流調節裝置主要結構特點如下：