[发明专利]导气屏结构、发动机、车辆及导气屏结构的设计方法

权利要求书

1.导气屏结构，包括气缸盖、导气屏（30）、进气门（40）和排气门（50），所述气缸盖设有进气道（10）和排气道（20），且所述气缸盖具有火力面，所述进气门（40）活动设置于所述进气道（10），所述排气门（50）活动设置于所述排气道（20），其特征在于，所述火力面包括位于所述进气道（10）和所述排气道（20）之间的凹部（3），所述凹部（3）高于所述进气道（10）的气门口以及所述排气道（20）的气门口，所述导气屏（30）设置于所述凹部（3），且所述导气屏（30）远离所述进气道（10）并靠近所述排气道（20）；

所述导气屏（30）包括第一导向面组（1）和第二导向面组（2），所述第一导向面组（1）相对所述第二导向面组（2）靠近所述进气道（10），所述第二导向面组（2）相对所述第一导向面组（1）靠近所述排气道（20），所述第一导向面组（1）与所述第二导向面组（2）相切，所述第一导向面组（1）的顶端与所述凹部（3）连接，所述第二导向面组（2）与所述凹部（3）相连且与所述排气道（20）的气门口处的侧壁相交，所述第一导向面组（1）用于引导由所述进气道（10）进入的气体沿所述第一导向面组（1）与所述第二导向面组（2）之间的切线方向进入气缸内，所述第二导向面组（2）用于在所述排气门（50）打开时引导所述气缸内的气体进入所述排气道（20）；

所述第一导向面组（1）包括第一平面（11）和第一圆弧面（12），所述第二导向面组（2）包括第二平面（21）和第二圆弧面（22），所述第一平面（11）与所述凹部（3）呈夹角连接且与所述第一圆弧面（12）相切，所述第一圆弧面（12）与所述第二圆弧面（22）外切，所述第二圆弧面（22）与所述第二平面（21）相切，所述第二平面（21）与所述凹部（3）相连且与所述排气道（20）的气门口处的侧壁相交，所述第一导向面组（1）用于引导由所述进气道（10）进入的气体沿所述第一圆弧面（12）与所述第二圆弧面（22）之间的切线方向进入气缸内。

2.根据权利要求1所述的导气屏结构，其特征在于，所述凹部（3）包括第三平面（31）、第四平面（32）和第五平面（33），所述第三平面（31）的底端和所述排气道（20）的气门口处的侧壁相交，所述第三平面（31）的顶端和所述第四平面（32）的顶端相交，所述第四平面（32）的底端和所述第五平面（33）的顶端相交，所述第五平面（33）的底端与所述进气道（10）的气门口处的侧壁相交，所述第一平面（11）和所述第二平面（21）均和所述第三平面（31）相交。

3.根据权利要求2所述的导气屏结构，其特征在于，所述第一平面（11）与所述第三平面（31）之间的夹角不大于30°。

4.根据权利要求2所述的导气屏结构，其特征在于，所述排气门（50）的半径为R，所述第二圆弧面（22）的圆心和所述导气屏（30）分别位于所述第三平面（31）的两侧，且所述第二圆弧面（22）与所述第三平面（31）之间的间距不小于0.2R，且不大于0.5R；

所述第二圆弧面（22）的圆心与所述排气门（50）的中心线之间的间距不小于0.58R，且不大于0.75R。

5.根据权利要求2所述的导气屏结构，其特征在于，所述排气门（50）的半径为R，所述第一圆弧面（12）的圆心与所述第四平面（32）之间的间距不小于0.17R，且不大于0.42R。

6.根据权利要求1所述的导气屏结构，其特征在于，当所述进气门（40）打开且所述排气门（50）打开时，所述第一圆弧面（12）与所述第二圆弧面（22）的切线的延伸线始终位于所述排气门（50）的下方。

7.发动机，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的导气屏结构。

8.车辆，其特征在于，包括权利要求7所述的发动机。

9.导气屏结构的设计方法，用于设计如权利要求1-6任一项所述的导气屏结构，所述第一导向面组（1）包括第一平面（11）和第一圆弧面（12），所述第二导向面组（2）包括第二平面（21）和第二圆弧面（22），所述第一平面（11）与所述凹部（3）呈夹角连接且与所述第一圆弧面（12）相切，所述第一圆弧面（12）与所述第二圆弧面（22）外切，所述第二圆弧面（22）与所述第二平面（21）相切，所述第二平面（21）与所述凹部（3）相连且与所述排气道（20）的气门口处的侧壁相交，所述第一导向面组（1）用于引导由所述进气道（10）进入的气体沿所述第一圆弧面（12）与所述第二圆弧面（22）之间的切线方向进入气缸内，第一平面（11）与凹部（3）的夹角为α，第二平面（21）与凹部（3）的夹角为β，第一圆弧面（12）的半径为R₁，第一圆弧面（12）的圆心坐标为O₁，第二圆弧面（22）的半径为R₂，第二圆弧面（22）的圆心坐标为O₂；

其特征在于，所述导气屏结构的设计方法包括：

S10：赋予β第一初始值；

S20：赋予R₂第二初始值，赋予O₂第三初始值；

S30：赋予R₁第四初始值，赋予O₁第五初始值，且R₁不小于R₂；

S40：基于β、R₁、O₁、R₂、O₂计算α；

S50：判断α是否小于第一预设值；若α不小于第一预设值，则执行S60；若α小于第一预设值，则执行S70；

S60：将R₁的值增大第一设定值并重新执行S40；

S70：基于β、R₁、O₁、R₂、O₂和α设计所述导气屏（30）的三维模型；

S80：获取基础三维模型，并将所述导气屏（30）的三维模型导入所述基础三维模型中得到导气屏结构的三维模型；

所述基础三维模型包括：进气门（40）的三维模型、排气门（50）的三维模型以及气缸盖的三维模型；

S90：基于所述导气屏结构的三维模型初步分析在所述进气门（40）打开且所述排气门（50）打开时所述第一圆弧面（12）与所述第二圆弧面（22）之间的切线的延长线是否位于所述排气门（50）的下方；若否，则执行S100，若是，则执行S110；

S100：将R₂的值增大第二设定值并重新执行S30；

S110：基于所述导气屏结构的三维模型进行仿真分析；

S120：判断在所述进气门（40）打开且所述排气门（50）打开时所述第一圆弧面（12）与所述第二圆弧面（22）之间的切线的延长线是否位于所述排气门（50）的下方；若否，则执行S100，若是，则结束。