基于非光滑效应的天然气发动机新型气缸盖的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及天然气发动机制造技术领域，具体为一种基于非光滑效应的天然气发动机新型气缸盖。
【背景技术】
[0002]仿生学是研宄生物系统的结构、原理、行为以及相互作用从而为工程技术提供新的设计思想、工作原理和系统构成的技术科学。生命科学与工程技术科学在20世纪60年代相互渗透彼此结合诞生了这门综合性和边缘性很强的学科。仿生学的基本思想是通过模拟生物系统的原理建造技术系统，从而使人造技术系统具有生物系统特征或类似特征。经过半个世纪的发展，仿生学现已广泛应用于机械、航空、航天和航海工程等众多领域，取得巨大的经济效益。
[0003]早在在很久以前人们就注意到自然界很多非光滑效应的实例。如河边的鹅卵石经过长期河流的冲击，表面呈现出细微的凹坑非光滑表面。鹅卵石表面的几何结构朝着使所受水流阻力减少的趋势改变。落到地球表面的陨石，在流经大气层的时候，总有使自己所受阻力最小的发展趋势。在与空气的高速摩擦的时候在陨石表面形成凹坑状结构。为了适应自然界凶险恶劣的生存环境，经过亿万年的进化很多生物体表的非光滑结构经过长期的优化具有非常奇特的功能。有的可以有助于生物脱附泥泞的粘土，有的可以降低生物活动过程中的噪声，还有的可以减少生物行走过程中的阻力。如蝰蛇和壁虎的非光滑体表，研宄表明这些非光滑体表可以增强皮肤的耐磨性。如蜣螂背部非光滑表面结构，可以让蜣螂更好的脱附泥土。总而言之，这些非光滑结构的形状、大小和排布具有很强的规律性和很多奇特功能。研宄表明，仿生非光滑表面具有良好的减阻、降噪、脱附、增强预混等功能效应。尺寸设计合理和形状设计巧妙的非光滑表面具有减阻、降噪、脱附、增强预混等奇妙功能。
[0004]现有技术的天然气发动机气缸盖，基本上与现有技术的液体燃料的普通气缸盖表面结构一致，但是，由于液体燃料在高温作用下很容易在非光滑凹坑内部形成炭化颗粒，非光滑效应逐渐消失。因此汽油机柴油机上无法采用仿生非光滑结构设计。然而，由于天然气发动机采用气体燃料，非光滑凹坑内部的炭化问题异常微弱，这使得非光滑结构应用到天然气发动机气缸盖表面成为可能。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了基于非光滑效应的天然气发动机新型气缸盖。该气缸盖充分利用仿生非光滑效应来增强空气和天然气燃料的预混。天然气和空气的充分混合可以使燃烧更加完全，从而提高发动机输出功率，降低有害气体尤其是不完全燃烧气体的排放。因此，新型气缸盖对提高天然气发动机输出功率、降低污染物排放以及提高燃料的利用率具有重要促进作用。
[0006]本实用新型采取的技术方案是，构建一种基于非光滑效应的天然气发动机新型气缸盖，包括气缸盖，所述气缸盖的表面设有基于非光滑效应设置的多个凹坑或凸包，所述凹坑或凸包呈环形排列或矩形排列。
[0007]进一步地，所述凹坑的底部为变曲率的平滑过渡的弧面。
[0008]进一步地，所述凹坑的深度小于或等于1mm。
[0009]进一步地，所述弧面为椭球型或双曲线型或抛物线型。
[0010]进一步地，所述凸包和凹坑为圆形回转体。
[0011]进一步地，所述凸包的表面为变曲率的平滑过渡的弧面。
[0012]进一步地，所述凸包的高度小于或等于1_。
[0013]进一步地，所述弧面为椭球型或双曲线型或抛物线型。
[0014]本实用新型所提供的一种基于非光滑效应的天然气发动机新型气缸盖，通过在发动机气缸盖上设置仿生非光滑结构，可以增进燃料和空气的混合，提高燃烧质量，提高气体燃料发动机的输出功率，降低不完全燃烧气体和有害气体的排放，可以较好的达到节能减排绿色环保的目的。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的气缸盖的结构示意图。
[0016]图2为本实用新型的俯视不意图。
[0017]图3为本实用新型不同底面凹坑的截面示意图。
[0018]图4为本实用新型的分光滑结构设计流程图。
【具体实施方式】
[0019]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0020]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】做进一步的说明。
[0021]实施例1
[0022]在本实施例中，结合附图，对本实用新型的结构进行详细描述。
[0023]请参见附图，本实用新型构建基于非光滑效应的天然气发动机新型气缸盖，构建一种基于非光滑效应的天然气发动机新型气缸盖，包括气缸盖I，所述气缸盖I的表面设有基于非光滑效应设置的多个凹坑1-2或凸包1-1，所述凹坑1-2或凸包1-1呈环形排列或矩形排列。由于凹坑1-2底面和凸包1-1表面的形状类似，因此，本实用新型中，选择凹坑1-2作为示意图来进行说明。针对气缸盖表面的非光滑结构，一般可以采用成形车刀加工、激光加工等手段。
[0024]作为本实用新型中的较佳实施例，所述凹坑1-2的底部为变曲率的平滑过渡的弧面。
[0025]作为本实用新型中的较佳实施例，所述凹坑1-2的深度小于或等于1mm。
[0026]作为本实用新型中的较佳实施例，所述弧面为椭球型或双曲线型或抛物线型。
[0027]作为本实用新型中的较佳实施例，所述凸包1-1和凹坑1-2为圆形回转体。
[0028]作为本实用新型中的较佳实施例，所述凸包1-1的表面为变曲率的平滑过渡的弧面。
[0029]作为本实用新型中的较佳实施例，所述凸包1-1的高度小于或等于1_。
[0030]作为本实用新型中的较佳实施例，所述弧面为椭球型或双曲线型或抛物线型。
[0031]具体实施时，非光滑结构优化设计的基本流程如图4所示:首先，选取不同的凹坑1-2深度考察凹坑1-2深度对预混效果的影响并选出较佳的凹坑1-2深度。再次，以较佳凹坑1-2深度，考察凹坑1-2的较佳大小。然后，以较佳凹坑1-2深度和大小，考察凹坑1-2的较佳阵列距离。从而得到较佳预混效果是非光滑表面的轮廓。最后，可以把较佳的非光滑表面轮廓扩展到沟槽型、凸包1-1型等其他几何形态上，甚至可以进一步对轮廓的曲率进行优化，即考虑一些变曲率的非光滑表面，比如椭球型、双曲线型、抛物线型或者其他的复杂形状。
[0032]本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。
【主权项】
1.基于非光滑效应的天然气发动机新型气缸盖，其特征在于，所述气缸盖的表面设有基于非光滑效应设置的多个凹坑或凸包，所述凹坑或凸包呈环形排列或矩形排列。2.根据权利要求1所述的基于非光滑效应的天然气发动机新型气缸盖，其特征在于，所述凹坑的底部为变曲率的平滑过渡的弧面。3.根据权利要求2所述的基于非光滑效应的天然气发动机新型气缸盖，其特征在于，所述凹坑的深度小于或等于1mm。4.根据权利要求2所述的基于非光滑效应的天然气发动机新型气缸盖，其特征在于，所述弧面为椭球型或双曲线型或抛物线型。5.根据权利要求1所述的基于非光滑效应的天然气发动机新型气缸盖，其特征在于，所述凸包和凹坑为圆形回转体。6.根据权利要求1所述的基于非光滑效应的天然气发动机新型气缸盖，其特征在于，所述凸包的表面为变曲率的平滑过渡的弧面。7.根据权利要求6所述的基于非光滑效应的天然气发动机新型气缸盖，其特征在于，所述凸包的高度小于或等于1_。8.根据权利要求6所述的基于非光滑效应的天然气发动机新型气缸盖，其特征在于，所述弧面为椭球型或双曲线型或抛物线型。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于非光滑效应的天然气发动机新型气缸盖，所述气缸盖的表面设有基于非光滑效应设置的多个凹坑或凸包，所述凹坑或凸包呈环形排列或矩形排列。所述凹坑的底部为变曲率的平滑过渡的弧面。所述凹坑的深度小于或等于1mm。所述弧面为椭球型或双曲线型或抛物线型。所述凸包和凹坑为圆形回转体。本实用新型所提供的一种基于非光滑效应的天然气发动机新型气缸盖，通过在发动机气缸盖上设置仿生非光滑结构，可以增进燃料和空气的混合，提高燃烧质量，提高气体燃料发动机的输出功率，降低不完全燃烧气体和有害气体的排放，可以较好的达到节能减排绿色环保的目的。
【IPC分类】F02F1/24
【公开号】CN204677305
【申请号】CN201520119546
【发明人】范光辉, 武得钰, 韩志玉
【申请人】江苏上淮动力有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年2月28日