一种进气道结构、发动机及汽车的制作方法

本实用新型涉及汽油发动机，具体涉及一种进气道结构、发动机及汽车。

背景技术：

随着排放法规以及油耗法规的进一步的加严，对于汽油发动机来说，提升热效率就显得尤为重要，而在众多措施中改善燃烧最为重要。优秀的发动机进气道设计可以明显的改善燃烧，达到降低油耗及排放的目的。在进气道的设计中，通常我们关注的参数是滚流强度和流量系数，但是这两个参数往往是矛盾的。当前的大多数进气道方案中，为了保持平衡，滚流强度和流量系数均没有达到最优水平，这就导致一些更需要高滚流强度进气道的发动机达不到改善油耗和排放的目的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种进气道结构、发动机及汽车，其能够在保证高滚流强度的前提下，使得流量系数不大幅度降低。

本实用新型所述的进气道结构，包括进气道，所述进气道的一端为入口，另一端为气道喉口，在进气道靠近气道喉口的上方设有气门导管，气门导管内设有与进气道连通的进气门，所述进气道为从入口至气道喉口的横截面逐渐缩小的结构，横截面越靠近气道喉口，缩小幅值越大；其入口的横截面上沿呈矩形，下沿呈内凹的圆弧形。

进一步，所述进气道下侧与气道喉口的连接处设有鱼腹状过渡面。

进一步，所述进气道为直气道，其气道倾角为33±10°，进气道中心线与气道喉口轴线的滚流角为31±15°。

进一步，所述气道喉口的等效直径为9~12mm，所述进气道的入口处的法兰面的等效直径为17~19mm。

进一步，所述内凹的圆弧所包围的的面积为进气道的入口截面面积的二分之一。

一种发动机，所述发动机包括上述的进气道结构。

一种汽车，所述汽车包括上述的发动机。

本实用新型的进气道入口的横截面下沿为内凹的圆弧形，进气道中心线从进气道侧面投影看基本为直线，进气道内表面为光滑曲面，进气道从入口至气道喉口的横截面逐渐缩小，且越靠近气道喉口，缩小幅值越大，因此气体沿程损失较低而局部损失增加，流量系数会有一定的降低。通过将内凹的圆弧所包围的的面积设置为入口截面面积的二分之一，使得进入进气道的气体被加速，气流进入进气道后通过鱼腹状过渡面的导流，沿着进气道的另一侧通过气道喉口被再次加速后，贴着燃烧室排气侧平面进入气缸，在缸内形成较高的滚流强度。

通过仿真计算典型工况湍动能，与现有进气道结构相比，提升幅度在13~50%之间，高升程流量系数降低10%。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型入口的截面示意图。

图中，1—进气道，2—入口，21—下沿，22—上沿，3—气道喉口，4—气门导管，5—鱼腹状过渡面，6—缸盖，7—气缸；

α—气道倾角，β—滚流角，Td—气道喉口等效直径，FA—入口处法兰面的等效直径，a—进气道中心线，b—气道喉口轴线，S1—内凹的圆弧所包围的的面积，S2—入口的截面面积。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

参见图1，所示的进气道结构，包括进气道1，所述进气道1的一端为入口2，另一端为气道喉口3，气道喉口3与缸盖6连接，缸盖6固定气缸7上，在进气道1靠近气道喉口3的上方设有气门导管4，气门导管4内设有与进气道1连通的进气门，所述进气道1为从入口2至气道喉口3的横截面逐渐缩小的结构，横截面越靠近气道喉口3，缩小幅值越大，因此进入进气道的气体沿程损失较低而局部损失增加，流量系数会有一定的降低。参见图2，所述进气道1的入口横截面上沿22呈矩形，入口横截面下沿21呈内凹的圆弧形。

所述进气道1下侧与气道喉口3的连接处设有鱼腹状过渡面5，该鱼腹状过渡面5起到导流作用，使得气流进入进气道1后通过鱼腹状过渡面5的导流，沿着进气道1的另一侧通过气道喉口3加速。

所述进气道1为直气道，其气道倾角α为33±10°，气道倾角α为进气道中心线a与水平面之间的夹角，进气道中心线a与气道喉口轴线b的滚流角β为31±15°，气道倾角α和滚流角β能够根据具体工作需求进行选择。

所述气道喉口的等效直径Td为9~12mm，所述进气道1的入口处法兰面的等效直径FA为17~19mm。参见图2，所述内凹的圆弧所包围的的面积S1为进气道的入口截面面积S2的二分之一，在此需要说明的是，内凹的圆弧所包围的的面积S1是指内凹的圆弧段与水平段包围的面积，水平段为辅助线段，其两端分别与圆弧段的两端部相连。

通过对进气道1的入口3截面形状进行特殊限定，以及对气道倾角α、滚流角β、气道喉口的等效直径Td和入口处法兰面的等效直径FA进行合理设置，使得进入进气道1的气体被加速，气流进入进气道1后通过鱼腹状过渡面5的导流，沿着进气道1的另一侧通过气道喉口3被再次加速后，贴着燃烧室排气侧平面进入气缸7，在缸内形成较高的滚流强度。

一种发动机，所述发动机包括上述的进气道结构。

一种汽车，所述汽车包括上述的发动机。