[发明专利]四气门柴油机连通式复合进气道系统

说明书

技术领域

本发明属于内燃机技术，具体涉及一种四气门柴油机进气道的技术设计。

背景技术

进气道是发动机上的重要结构，良好进气道的设计对于缸盖顶置式柴油机更是关键的技术。近年来随着柴油机技术的不断提高，四气门柴油机已经得到普及，并获得了良好的市场效应。四气门柴油机每个气缸有两个进气道，一般型式为切向进气道和螺旋进气道，彼此独立，所产生的切向进气流和螺旋进气流分别经各自的气道进入气缸，在气缸内两股气流碰撞交织，形成紊流，同时与柴油混合，保证柴油机正常燃烧做功及清洁的尾气排放。因此，进气道也是柴油机燃烧效率的关键技术之一。

前已述及，目前四气门柴油机的两个进气道彼此独立，切向与螺旋进气互不干扰，两股气流进入气缸后才能混合且只有一次混合。混合时的滞后时差以及仅有的一次气流混合，在一定程度上缩短了切向气流与螺旋气流的混合时间和进程，进而影响到混合进气再与柴油的油气混合效果。这对柴油机的燃油经济性、动力性、烟度和尾气排放都会产生影响，特别是国际国内对于机动车尾气排放标准的日益严格，降低尾气排放已经成为柴油机行业研发的首要目标，而改善进气道设计缺陷是本发明目标之所求。

发明内容

 本发明的目的是，针对目前四气门分离式进气道切向、螺旋进气流一次混合、混合时间滞后、影响油气混合效果的现状，提出一种四气门柴油机连通式复合进气道系统，以改进上述缺陷。

以下结合附图对本发明的技术原理与结构进行说明。四气门柴油机连通式复合进气道系统主要包括切向进气道、螺旋进气道以及气缸（如图1）。现阶段广泛采用的分离式进气道（如图2），即两个进气道彼此独立，切向进气与螺旋进气互不干扰，两股气流进入气缸以后才能混合，而且只有一次混合。本发明的关键是在切向进气道与螺旋进气道之间的间壁上设有连通进气口，使切向进气道与螺旋进气道两个进气道内的气流连通。通过图1与图2的比较，可以看出连通式复合进气道比分离式进气道具有更多的缸内气流形式。即流线型连通进气口使得两种气流在进入气缸前就已开始混合，切向气流、螺旋气流彼此交织混合，进入气缸后继续进行第二次的深入混合，两次混合形成紊流，有效改善了油气混合的生成条件，使得燃烧更充分。

本发明的特点及产生的有益效果是，与分离式进气道相比，连通式复合进气道铸造工艺变化很小，适合批量生产。四气门柴油机连通式复合进气道系统，特点是两种气流在进入气缸前就已开始混合，进入气缸后继续深入混合，先后共两次混合，形成更多的局部紊流，有效改善了油气混合的生成条件，达到良好的油气混合效果。由于燃烧的更充分，所以有效改善了柴油机的经济性、动力性并减少NOx和颗粒物的生成，尾气排放指标得到较大的提高。

附图说明

图1为本发明原理及结构示意图，图中三角形箭头表示气流形式和流向。

图2为分离式进气道结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图并通过实施例对本发明的结构原理做进一步的说明。四气门柴油机连通式复合进气道系统，主要包括切向进气道1、螺旋进气道2及气缸3。在切向进气道1与螺旋进气道2之间的间壁上设有连通进气口4，使切向进气道1与螺旋进气道2两个进气道内的气流连通。切向进气道1和螺旋进气道2的入口截面积相等。连通进气口结构的设计也同样适用于二气门柴油机进气道。

本实施例的切向进气道1和螺旋进气道2的入口截面积相等为1496mm²，连通口4同时铸出在两个气道之间的间壁上，截面积498 mm²，边缘为流线型，适应气流运动。在进气初始阶段，切向气流、螺旋气流沿各自气道运动，当到达流通口4时，切向气流、螺旋气流各有一部分分流至对方气道内进行第一次混合，同时将切向动能、螺旋动能带入对方气道，交互作用形成更多的局部紊流。进入气缸后，两股气流继续交互碰撞，第二次混合，紊流将达到高峰，为柴油与空气的混合创造了最佳条件，然后进行燃烧，由排气道5排出燃烧后的废气。