专利名称：可调涡流的进气道装置的制作方法
技术领域：
本发明可调涡流的进气道装置，属于发动机进气系统技术领域，具体涉及一种两进气门直喷柴油机的可调涡流进气道装置。
背景技术：
内燃机自问世以来，对推动人类文明的发展起到了极其重要的作用。目前，内燃机仍然是热效率最高的热力发动机，广泛地应用于人类社会的各个领域。在柴油机的发展过程中，人们一直把改进燃烧质量作为提高柴油机的动力性和经济性的主要途径。而优化混合气形成过程是改善燃烧质量的重要手段。影响直喷式柴油机混合气形成的主要因素是油束动能、空气的运动能量和燃烧室的几何形状。其中空气的运动能量主要是由进气涡流决定的。根据涡流形成的机理不同，进气道分为两大类，即切向气道和螺旋气道。螺旋气道的涡流是在进气门以上的气道内产生的，而切向气道的涡流是在气缸内气流受到气缸壁的导向作用而形成的。切向气道具有较高的流量系数和较小的涡流比。而螺旋气道对转速适应性好，并且对气道位置的改变不太敏感。在相同涡流比时，螺旋气道比切向气道有更高的流量系数。理想的进气系统必须能在柴油机高速运转时有足够的进气流通截面和较低的涡流强度，而在低速运转时则要有较强的涡流强度，以保证在高、低转速区域均能获得最佳的油气混合质量。目前实现调节涡流强度和进气流量的方法主要是在切向气道的入口处设置一个阀片。在柴油机高速运转时，阀片完全打开，保持最大的流通截面，以提供足够的充气量、减少泵吸损失，并且能产生合适的涡流强度，促进油气的均匀混合和较完善的燃烧。而在柴油机低速运转时，阀片完全关闭，由螺旋气道提供较强的涡流，避免了由于涡流太弱，油束贯穿距离过大以及油气混合质量变差导致燃烧恶化的现象。阀片的开度则通过进气管的压力来控制，进气管压力反映了柴油机转速和负荷的综合作用。但阀片式进气涡流调节装置存在以下缺点1、切向气道和螺旋气道的气流会严重干涉，影响进气量；2、低速工况下，仅螺旋气道进气，进气量不能满足燃烧的需求；3、阀片附近会产生气阻和气体分离，导致进气的局部损失增大。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供一种可对直喷式柴油机的进气道的涡流强度和进气流量进行调节的进气道装置。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是可调涡流的进气道装置，包括气缸盖、截面调节阀和调节机构，气缸盖内设置有两条彼此独立的气道，一条是切向进气道，另一条为螺旋进气道，气缸盖上切向进气道和螺旋进气道之间的部位为隔舌，所述隔舌的端部设置有截面调节阀，截面调节阀上安装有控制其转动的调节机构，调节机构安装在气缸盖上方。所述调节机构的结构为两个挡块之间设置有齿条拉杆，且两挡块之间的距离大于齿条拉杆的长度，齿条拉杆上哨合有第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮与电动机的输出轴连接，第二齿轮与螺杆的一端固定连接，螺杆的另一端与截面调节阀固定连接。所述截面调节阀与气缸盖的接触面为周向对称的圆弧面，圆弧面的对称中心与所述螺杆的回转中心重合。所述的截面调节阀为扇形体，扇形体的中心轴与所述螺杆的回转中心重合。所述的扇形体为一条直线或曲线以螺杆为轴心旋转六分之一到八分之三周形成的扇形体。 本发明与现有技术相比具有以下有益效果。I、本发明在切向进气道和螺旋进气道形成的隔舌位置设有截面调节阀，通过控制截面调节阀的旋转改变切向进气道和螺旋进气道的进气截面，对气道涡流强度和流量系数进行调节，满足不同工况下的柴油机进气需求，同时可以防止产生局部的气阻和气体分离，降低局部损失，有效减小进气的流动损失。2、本发明通过电动机带动齿条拉杆的移动，从而带动螺杆转动，控制截面调节阀向两个方向旋转，齿条拉杆两端设有挡块限制截面调节阀在不同气道中的最大偏转位置，结构简单，操作方便。
下面结合附图对本发明可调涡流的进气道装置作进一步的详细说明。图I为本发明的结构示意图。图2为调节机构控制截面调节阀的结构示意图。图中1为气缸盖，2为切向进气道，3为螺旋进气道，4为隔舌，5为截面调节阀，6为调节机构，7为螺杆,8为齿条拉杆,9为第一齿轮,10为第二齿轮,11为电动机，12为挡块。
具体实施例方式如图I、图2所示，本发明可调涡流的进气道装置，包括气缸盖I、截面调节阀5和调节机构6，气缸盖I内设置有两条彼此独立的气道，一条是切向进气道2，另一条为螺旋进气道3，气缸盖I上切向进气道2和螺旋进气道3之间的部位为隔舌4，所述隔舌4的端部设置有截面调节阀5，截面调节阀5上安装有控制其转动的调节机构6，调节机构6安装在气缸盖I上方。所述调节机构6的结构为两个挡块12之间设置有齿条拉杆8，且两挡块12之间的距离大于齿条拉杆8的长度，齿条拉杆8上啮合有第一齿轮9和第二齿轮10，第一齿轮9与电动机11的输出轴连接，第二齿轮10与螺杆7的一端固定连接，螺杆7的另一端与截面调节阀5固定连接。所述截面调节阀5与气缸盖I的接触面为周向对称的圆弧面，圆弧面的对称中心与所述螺杆7的回转中心重合。所述的截面调节阀5为扇形体，扇形体的中心轴与所述螺杆7的回转中心重合。
所述的扇形体为一条直线或曲线以螺杆7为轴心旋转六分之一到八分之三周形成的扇形体。截面调节阀5为扇形体，所述的扇形体为一条直线或曲线以螺杆7为轴心旋转六分之一到八分之三周形成的扇形体，扇形体的中心轴与所述螺杆7的回转中心重合，最简单的是可以采用圆柱体接触面。工作过程
气体从隔舌4顶端分流，从切向进气道2和螺旋进气道3进入柴油机内，电动机11正转反转带动第一齿轮9转动并控制齿条拉杆8左右移动，与齿条拉杆8啮合的第二齿轮10及其上固定的螺杆7随着齿条拉杆8的移动而转动，由于螺杆7是固定在截面调节阀5上的，因此可带动截面调节阀5绕螺杆7旋转，截面调节阀5与气缸盖I的接触面为周向对称的圆弧面，圆弧面的对称中心与所述螺杆7的回转中心重合；
当柴油机运转在高速工况时，要求有足够的进气流通截面和较低的涡流强度，此时，调节机构6控制截面调节阀5向螺旋进气道3旋转，使得具有较高的流量系数的切向进气道2有更大的入口截面积，以提供足够的充气量、减少泵吸损失，促进油气的均匀混合和较完善的燃烧；
当柴油机运行到低速工况时，要求在满足进气量的前提下加强进气涡流，此时，调节机构6控制截面调节阀5向切向进气道2旋转，甚至可以完全封闭切向进气道2，使得能够提供较强的涡流的螺旋进气道3的截面积增加，避免了由于涡流太弱，油束贯穿距离过大以及油气混合质量变差导致燃烧恶化的现象。由于本发明中截面调节阀5是切向进气道2和螺旋进气道3的组成部分，其表面有良好的导流作用，不会产生气阻和气体分离，可减少局部损失。上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
权利要求
1.可调涡流的进气道装置，包括气缸盖(I)、截面调节阀(5)和调节机构(6)，气缸盖Cl)内设置有两条彼此独立的气道，一条是切向进气道(2)，另一条为螺旋进气道(3)，气缸盖(I)上切向进气道(2)和螺旋进气道(3)之间的部位为隔舌(4)，其特征在于所述隔舌(4)的端部设置有截面调节阀(5)，截面调节阀(5)上安装有控制其转动的调节机构(6)，调节机构(6 )安装在气缸盖(I)上方。
2.根据权利要求I所述的可调涡流的进气道装置，其特征在于所述调节机构(6)的结构为两个挡块(12 )之间设置有齿条拉杆(8 )，且两挡块(12 )之间的距离大于齿条拉杆(8 )的长度，齿条拉杆(8)上哨合有第一齿轮(9)和第二齿轮(10),第一齿轮(9)与电动机(11)的输出轴连接，第二齿轮(10)与螺杆(7)的一端固定连接，螺杆(7)的另一端与截面调节阀(5)固定连接。
3.根据权利要求I或2所述的可调涡流的进气道装置，其特征在于所述截面调节阀(5)与气缸盖(I)的接触面为周向对称的圆弧面，圆弧面的对称中心与所述螺杆(7)的回转中心重合。
4.根据权利要求I或2所述的可调涡流的进气道装置，其特征在于所述的截面调节阀(5)为扇形体，扇形体的中心轴与所述螺杆(7)的回转中心重合。
5.根据权利要求4所述的可调涡流的进气道装置，其特征在于所述的扇形体为一条直线或曲线以螺杆(7)为轴心旋转六分之一到八分之三周形成的扇形体。
全文摘要
本发明可调涡流的进气道装置，属于发动机进气系统技术领域；所要解决的技术问题是提供一种可对直喷式柴油机的进气道的涡流强度和进气流量进行调节的进气道装置；采用的技术方案是气缸盖上切向进气道和螺旋进气道之间的隔舌端部设置有截面调节阀，截面调节阀上安装有控制其转动的调节机构，调节机构安装在气缸盖上方，所述调节机构的结构为两个挡块之间设置有齿条拉杆，且两挡块之间的距离大于齿条拉杆的长度，齿条拉杆上啮合有第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮与电动机的输出轴连接，第二齿轮与螺杆的一端固定连接，螺杆的另一端与截面调节阀固定连接；本发明用于调节发动机进气道中的涡流强度。
文档编号F02B31/06GK102619639SQ20121011435
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月18日 优先权日2012年4月18日
发明者康彦红, 徐春龙, 李晓娟, 樊巨廷, 王子玉 申请人:中国北方发动机研究所