[发明专利]可控涡流气道

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机部件，尤其涉及可控涡流气道。

背景技术

为了提高燃烧速率，现代汽油机设计普遍采用高滚流气道的设计，而为了在全负荷得到满意的扭矩和功率，又需要气道有较高的流量系数，因此气道的设计需要在这两个要求之间取得合理的平衡。

图1是现有汽油机常用的对称式进气道，可以看出，这种气道左、右两个气道完全对称，气道侧面投影主体是直线，气道入口汇合一处。

由于传统进气道的两个分支气道汇合在入口处，因而不能在传统进气道的入口前加装控制阀来实现独立的气道开启或关闭。通常要实现独立的气道开启或关闭，只能通过使用可变气门升程技术来实现。具体地，在一个进气门装配特殊摇臂，在另一个进气门装配普通的滚子摇臂。装配了普通摇臂的进气门始终是正常的开启和关闭；装配了特殊摇臂的气门，ECU(电子控制单元)就可以通过电磁阀来控制液压油进、出摇臂，从而推动摇臂上的滑销插入或是脱开，这样就可以实现可变气门升程。

如上所述，传统的进气道需要复杂的摇臂气门机构和液压控制器才能实现独立的气道开启或关闭，机构复杂，成本也很高。

另外，在部分负荷时，由于节气门体开度较小，气流在缸内产生的滚流的强度很弱，此时的燃烧速率很低；另一方面，也限制了最大的EGR(废气再循环)率。因此，如何提高燃烧速率、增加实际的EGR率、降低部分负荷的比油耗也是气道设计的重要问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种结构简单、控制简便的涡流气道。

本发明提供的涡流气道包括：

本发明的涡流气道采用左、右两个独立的切向气道和直气道的布置方式，气道开关阀(PDA-Port De-Action)集成在进气歧管上，通过歧管真空度来提供开启和半闭阀门所需的拉力，并且可以通过控制安装在进气歧管上的蝶阀的开启或关闭来简便地实现独立的进气道的开启或关闭，大大降低了系统复杂性，节约了成本。

而且，采用本发明的涡流气道，缸内气流的湍流强度增加，从而使得汽缸具有更高的EGR率，降低了油耗，减少了排放。

附图说明

图1是现有技术中进气道的示意图；

图2是本发明的涡流气道的进气道示意图；

图3是本发明的涡流气道的示意图；

图4a、4b是采用本发明涡流气道的效能示意图。

具体实施方式

在本发明的一种实施方式中，涡流气道包括切向气道201、中性气道202、进气歧管、气道开关阀203、拉杆204和控制执行单元300。所述涡流气道可以通过在原有气道的结构上增加相应元件来实现。

如图2所示，本发明提供的涡流气道包括独立的切向气道201和中性气道202，不同于现有技术，两个气道单独与进气歧管连接，而不在入口会合。两个气道之间是铝合金形成的气道的分隔壁。

其中，中性气道202可以设计成传统的直气道，中性气道202的出口部分与汽缸中心平面(图2中虚线所示)是平行的或者近似平行，主要用于产生滚流，主要控制参数有进出口截面积、气道角、气道出口中心的位置等，根据具体应用来确定上述参数。切向气道的气流主体方向与气缸壁成一定角度α，气流沿气道进入气缸时，在气缸壁的导向作用下，沿缸壁面将产生涡流。

如图3所示，气道开关阀203可以安装在进气管和相应的进气歧管(未示出)之间，也可以安装在进气歧管上。所述气道开关阀203优选为蝶阀，蝶阀是指关闭件为圆盘，且所述关闭件围绕阀轴旋转来达到开启与关闭的一种阀，在管道上主要起切断和节流用。蝶阀启闭件是一个圆盘形的蝶板，在阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或调节的目的。蝶阀的蝶板安装于管道的直径方向。在蝶阀阀体圆柱形通道内，圆盘形蝶板绕着轴线旋转，旋转角度在0°-90°之间。蝶阀结构简单、体积小、重量轻，只由少量零件组成，而且只需旋转90°即可快速启闭，操作简单，同时该阀门具有良好的流体控制特性。

控制执行单元300包括控制器和真空执行器，为了更准确的进行控制，优选实施方式采用电子控制执行单元，控制器可以采用ECU、MCU等处理单元，根据预定的控制逻辑，控制器向真空执行器发出指令，以便利用真空执行器带动气道开关阀动作，使得相应的进气管开启或关闭。真空执行器用于根据真空压力值来执行相应的动作。