[发明专利]一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道

说明书

技术领域

本发明涉及一种带分隔及引导结构的内燃机进气管道，属于内燃机技术领域。

背景技术

传统发动机的进气管-进气道，作为发动机进气系统的重要组成部分，其基本功能通常是供给足以维持发动机稳定工作的进气流量，并且提供以发动机工况相匹配的进气涡流、滚流或湍流等缸内气体流动形式，不但保证进入燃烧室内的燃料能够有充足的空气进行燃烧反应，还需创造有一定强度的缸内气体运动，以利于燃料与空气的混合，以及加快缸内火焰传播速度，提升燃烧速率。传统发动机进气管-进气道的设计，通常只针对空气作为单一组分的进气加以考虑，因此其设计均为一个单一的进气通道。但是，随着越来越严格的汽车污染物排放法规的实施，传统发动机仅仅依靠的单一空气的进气方式，已经越来越难以满足日益严苛的排放法规，发动机为了达到排放标准，必须采用例如EGR技术（废气再循环）、富氧燃烧（OxygenEnrichedCombustion-OEC）、气道喷射（PortFuelInjection-PFI）、双燃料燃烧（DoubleFuelCombustion-DFC）、活化控制压缩燃烧（ReactivityControlledCompressionIgnition-RCCI）、预混合压缩燃烧（PremixedChargeCompressionIgnition-PCCI）、低温燃烧（LowTemperatureCombustion-LTC）等燃烧控制技术或新型燃烧模式，而上述技术的采用通常需要在气道内通入不同气体（EGR废气或富氧等辅助燃烧类气体）或喷入不同理化特性的燃料（天然气、液化石油气或二甲醚等气体类或低沸点类燃料），从而达到改善燃烧抑制污染物排放的目的。但是受传统发动机只考虑单一空气进气的进气管-进气道的限制，不同的助燃类气体或气道喷射的燃料在进气管-进气道内将提前混合，难以对其在缸内的分布及浓度场进行管理和控制，从而导致各进气组分难于发挥最大效用。因此，有必要开发一种带分隔及引导结构的新型内燃机进气管-进气道，对进入发动机气缸的不同组分气体进行有效的分隔、引导以及管理，从而实现新型燃烧模式，以及充分发挥不同组分气体的最大功效，使发动机实现高效低排放的清洁燃烧。

通过在进气管-进气道内设计分隔和引导装置，并且可根据不同类型发动机的不同进气需求，对进气管-进气道内的不同数量、种类的进气组分进行分隔、引导，在进气门开启的时刻，将各种气体送入气缸内特定的位置，实现不同组分在燃烧室内的浓度梯度分布，从而实现对缸内燃烧路径的控制，达到提升内燃机热效率以及抑制排气污染物的目的。其特点是：在进气管与进气道内设计起始于进气口，末端延伸至进气门的薄壁进气分隔板和空间引导分隔管。通过分隔引导装置，在进气管和进气道内形成各自独立、连续的进气通道，并保证在进气门关闭时刻各个进气通道间密封良好。进气分隔板/管的外形及尺寸需要随进气管-进气道截面形状变化而变化，并使之与进气管-进气道沿气体流向的几何中心空间连线平行，保证进气管-进气道内各个进气通道内的气体流动方向及流动特性不被分隔、引导装置所干扰，且在各个通道内的气体组分将随该通道在进气管-进气道内的位置而被送入缸内的特定位置。根据发动机不同的燃烧模式需求，调整分隔板/管布置形式及分隔进气通道数目，既可形成对缸内特定的燃料或气体分层形式的控制，从而实现对发动机燃烧路径与燃烧模式的控制。