[发明专利]用于产生高滚流和涡流的进气道

说明书

本发明涉及用于产生高滚流和涡流的进气道，提供了用于通过产生不对称的环形开口以供进气流入发动机汽缸的燃烧室来在进气中产生滚流的方法和系统。通过改变进气门的进气门盘的角度可以产生不对称的环形开口。基于发动机操作参数，通过延伸或缩回耦接到可移动地容纳在环形槽道内部的环形滚流引导件的一个或多个连接杆可以改变进气门盘的角度。

技术领域

本发明总体上涉及用于在流入车辆发动机的燃烧室中的进气中产生滚流(tumble)和涡流(swirl)的方法和系统。

背景技术

空气燃料混合物在内燃发动机的燃烧室中的分布在点火的时刻与发动机性能和排放质量尤其是未燃烧的烃类、一氧化碳和微粒物的排放密切相关。在直接燃料喷射期间，其中在汽缸的垂直面中产生涡旋的滚流以及其中在汽缸的水平面中产生涡旋的涡流可被引入，以在汽缸的燃烧室中加速和辅助空气燃料混合物形成。由于所产生的滚流和涡流，空气燃料混合物可以遍及整个燃烧室广泛地分布，从而促进燃烧。增强滚流和涡流确保了接近点火源诸如火花塞的燃料可用性，这改善了燃烧效率、燃料经济性和发动机的功率输出。

产生足够的滚流和涡流的其他尝试包括用于获得期望的进气的滚流和涡流的可变进气道几何构型。可变进气道几何构型可包括在进气口中或邻近进气口使用挡板或护罩，以及在进气门上使用挡板或导向器。具有各种形式的气门、瓣阀、叶片或其他装置的产生涡流的进气道也可改变进气道配置。在US 4,309,969中所示的一个示例方法中，进气门的背部包括边沿护罩、导向叶片和固定到导向叶片的顶部边缘的半圆形盘。所产生的进气道配置可基于发动机操作参数在进气中产生期望的滚流和涡流。

然而，本文发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，用于引入涡流的阀和叶片的调整机构是繁琐且昂贵的。此外，对进气道的结构修改可限制流动，特别是在节气门全开条件期间，这可导致显著的压力降。另外，烟粒可积聚在挡板或护罩上、阀机构上和/或叶片上，这可引起劣化。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过以下组件解决：滚流引导件，该滚流引导件可移动地容纳在气门座正下方的汽缸盖的槽道内，该气门座被配置为与进气门交接；以及致动器，该致动器被配置为移动滚流引导件以与进气门的进气门盘建立接触，从而改变进气门盘的角度。

在一个示例中，滚流引导件可以是容纳在环形槽道中的环形滚流引导件，并且连接杆可以将环形滚流引导件耦接到致动器。在连接杆的默认(default)长度处，环形滚流引导件可以完全容纳在环形槽道内，并且将进气道流体连接到燃烧室的开口可以是对称的。

连接杆的长度可以从默认长度增加或减小以改变进气阀盘的角度。例如，在连接杆的延伸长度处，环形滚流引导件的第一区段可以至少部分地朝向进气门盘突出到环形槽道外。当进气门被致动到打开位置时，环形滚流引导件的第一区段可以与进气门盘接触，从而改变进气门盘的角度以在进气门盘周围形成第一不对称开口。类似地，在连接杆的缩回长度处，环形滚流引导件的第一区段远离进气门盘进一步移回到环形槽道中，并且与第一区段相对的环形滚流引导件的第二区段至少部分地朝向进气门盘突出到环形槽道外部。当进气门被致动到打开位置时，环形滚流引导件的第二区段可以与进气门盘接触，从而改变进气门盘的角度以在进气门盘周围形成第二不对称开口。

以这种方式，通过延伸或缩回耦接到环形滚流引导件的连接杆来改变进气门盘的角度产生了从进气道到燃烧室的不对称开口。基于发动机工况，例如基于发动机负荷和发动机冷起动条件，可以调节进气门的角度。通过不对称开口将进气引入燃烧室中可以根据发动机操作参数产生期望的滚流。所产生的滚流和涡流可以增强燃料燃烧，从而增强燃料经济性并改善排放。

应当理解，提供上述发明内容以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，该主题的范围由随附权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上述或本公开任何部分提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出车辆的发动机系统。