一种应用于高压缩比直喷自吸内燃机的进气道的制作方法

本发明涉及汽车内燃机，具体涉及一种应用于高压缩比直喷自吸内燃机的进气道。

背景技术：

近年来，油耗法规持续加严，针对自吸发动机，高压缩比直喷是解决这一挑战主要技术路线。发动机配置高压缩比（通常11.5以上），可大幅降低油耗，但会带来爆震问题，而抑制爆震的有效途径之一是，通过进气道设计来获得较高的滚流强度，提升缸内湍动能，加速燃烧抑制爆震。

2020年7月将实施汽车国ⅵ排放标准，气体和颗粒物排放指标都显著加严，要求发动机在启动后对催化器有强大的加热能力，同时不能产生过多的碳烟排放。这要求发动机通过特殊的进气道设计，组织良好的气流运动，保证既能加强发动机燃烧稳定性，又能避免直喷燃油与缸壁接触产生湿壁现象，控制好碳烟。

组织良好气流运动的关键方式是提高进气道的滚流，常用气道结构往往只关注最大滚流强度，对于高压缩比直喷自吸发动机，滚流主要来源于进气道的结构，要求结合工程化边界下，通过特殊设计实现最大滚流强度的同时，低进气升程滚流强度同样加强，并达到最大滚流水平的一定水平。

cn207437238u公开了“一种高滚流比进气道结构”，其包括进气道本体、喷油器，空气由该进气道本体的空气进口进入，与所述喷油器喷出的油喷雾在该进气道本体内混合后，经该进气道本体的气门喉口进入至燃烧缸内，其特征在于：所述进气道本体由所述空气进口向气门喉口方向依次包括有进气首段、进气中段及进气尾段，其中，所述进气首段、进气中段、进气尾段均呈弧形通道结构，且该进气首段、进气中段、进气尾段依次连通并平滑过渡，所述进气尾段至所述气门喉口位置呈缩颈结构。其提升了滚流比，使得缸内空气和油喷雾混合充分，进而使得燃烧均匀，使发动机获得较强的动力。毫无疑问，这是所属技术领域的一种有益的尝试。

技术实现要素：

本发明的目的是供一种应用于高压缩比直喷自吸内燃机的进气道，其能够在一定缸盖边界条件下，满足进气流量，实现高的滚流强度（含低进气升程高滚流强度），抑制爆震、控制好碳烟，保证燃烧的稳定性，并能降低油耗，满足汽车国ⅵ标准规的要求。

本发明所述的一种应用于高压缩比直喷自吸内燃机的进气道，包括与缸盖倾斜相连的进气道、与进气道相连的气门导管；所述进气道具有上侧面、下侧面、入口部位和出口部位；所述气门导管与所述上侧面的下部相连；

所述进气道的第一中心线与气门导管的第二中心线之间的夹角β为35°—50°；所述进气道的入口中心与所述缸盖下面的距离h为45mm—60mm；

所述下侧面和进气道入口部位对应的部分与所述第一中心线平行；所述下侧面和缸盖相连的部分设有呈缩颈状的喉口结构，该喉口结构的喉口修形面与所述下侧面和缸盖相连的部分的夹角γ为75°—95°。

进一步，所述下侧面与所述入口部位和喉口结构之间对应的部分设有平滑过渡的鱼腹结构。

优选的方案之一：所述进气道的第一中心线与气门导管的第二中心线之间的夹角β为35°；所述进气道的入口中心与所述缸盖下面的距离h为60mm；所述喉口修形面与所述下侧面和缸盖相连的部分的夹角γ为75°。

优选的方案之二：所述进气道的第一中心线与气门导管的第二中心线之间的夹角β为50°；所述进气道的入口中心与所述缸盖下面的距离h为45mm；所述喉口修形面与所述下侧面和缸盖相连的部分的夹角γ为95°。

优选的方案之三：所述进气道的第一中心线与气门导管的第二中心线之间的夹角β为45°；所述进气道的入口中心与所述缸盖下面的距离h为50mm；所述喉口修形面与所述下侧面和缸盖相连的部分的夹角γ为80°。

本发明的有益效果：

（1）由于将弯曲的进气道结构改为直通结构，使进气道的第一中心线呈一条直线，使进气气流沿第一中心线方向直接进入燃烧室，以有利于形成滚流形态，改善燃烧速率，避免爆震，以使高压缩比发动机的油耗降低和排放减少；

（2）由于对进气道的第一中心线与气门导管的第二中心线之间的夹角和进气道的入口中心与缸盖下面的距离进行了优选，使进气气流进入燃烧室的角度更合理。

（3）由于进气道的上侧面与进气道的第一中心线平行，在进气道的下侧面设有平滑过渡的鱼腹结构，使进气道下侧面与喉口修形面之间形成一定的夹角，进一步提升进气道滚流强度。

（4）本发明使进气道滚流强度较常用结构提升27%，低进气升程滚流强度达成最大强度的75%以上；应用于压缩比为13的直喷自吸内燃机上，实现整机油耗降低8%，排放达到汽车国ⅵ标准。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的a部（进气道喉口）的局部放大意图；

图3是本发明滚流强度与常用进气道滚流强度对比图。

图中：

1—进气道，11—第一中心线，12—上侧面，13—下侧面，14—入口部位，15—出口部位，16—喉口修形面，17—鱼腹结构。

2—气门导管，21—第二中心线；

3—缸盖。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细阐述，以下实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例一：

参见图1和图2，一种应用于高压缩比直喷自吸内燃机的进气道，包括与缸盖3倾斜相连的进气道1、与进气道1相连的气门导管2；所述进气道1具有上侧面12、下侧面13、入口部位14和出口部位15；所述气门导管2与所述上侧面12的下部相连；其突出的实质性特点是：

所述进气道1的第一中心线11与气门导管2的第二中心线21之间的夹角β为35°；所述进气道1的入口中心与所述缸盖3下面的距离h为60mm；

所述下侧面13和进气道1入口部位14对应的部分与所述第一中心线11平行；所述下侧面13和缸盖3相连的部分设有呈缩颈状的喉口结构，该喉口结构的喉口修形面17与所述下侧面13和缸盖3相连的部分的夹角γ为75°，以提升进气道滚流强度。为了进一步提升进气滚流强度，将弯曲的进气道结构改为直通结构，使进气道的第一中心线呈一条直线，使进气气流沿第一中心线方向直接进入燃烧室，以有利于形成滚流形态，改善燃烧速率，避免爆震，以使高压缩比发动机的油耗降低和排放减少。并对进气道的第一中心线与气门导管的第二中心线之间的夹角和进气道的入口中心与缸盖下面的距离进行了优选，使进气气流进入燃烧室的角度更合理。

所述下侧面13与所述入口部位14和喉口结构之间对应的部分设有平滑过渡的鱼腹结构16，以进一步提升进气道滚流强度。

实施例二：在实施例一的基础上，将所述进气道1的第一中心线11与气门导管2的第二中心线21之间的夹角β选择为50°；所述进气道1的入口中心与所述缸盖3下面的距离h选择为45mm；与所述下侧面13和缸盖3相连的部分的夹角γ选择为75°。

实施例三：在实施例一的基础上，将所述进气道1的第一中心线11与气门导管2的第二中心线21之间的夹角β为45°；所述进气道1的入口中心与所述缸盖3下面的距离h选择为50mm；与所述下侧面13和缸盖3相连的部分的夹角γ选择为80°。

以上设计能够实现在一定范围的进气道流量系数下提升进气道滚流强度。

参见图3，本发明使进气道滚流强度较常用结构提升27%，低进气升程滚流强度达成最大强度的75%以上；本发明应用于压缩比为13的直喷自吸内燃机上，实现整机油耗降低8%，排放达到汽车国ⅵ标准。