專利名稱:內(nèi)燃機(jī)的一種進(jìn)氣口的制作方法
本發(fā)明與內(nèi)燃機(jī)的一種進(jìn)氣口有關(guān)，與用于直噴式柴油機(jī)的(但不僅限于此)螺旋型氣口的關(guān)系尤為密切。
在柴油機(jī)中使用螺旋氣道型進(jìn)氣口(以下稱之為螺旋型進(jìn)氣口)是為本專業(yè)人員所知的。在該氣口中，進(jìn)氣閥口為一旋流發(fā)生室，進(jìn)氣道與旋流室的環(huán)形周壁相接，以使進(jìn)氣氣流切向流入進(jìn)氣閥口，從而在進(jìn)氣沖程中，在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)渦流。但在以前的螺旋型進(jìn)氣口中，由于鄰近渦流發(fā)生室的進(jìn)氣道端口是在該室的環(huán)形周壁處開通的，所以，在該處流入的一部分進(jìn)氣流與渦流的方向相反，從而使渦流消弱。
為此，在此之前已提出一種進(jìn)氣口，在日本1986年實(shí)用新型申請第15220號中的就是一個例子。在圖7中，舊式的進(jìn)氣口53由一個渦流發(fā)生室51及一個進(jìn)氣道52組成，渦流發(fā)生室的渦流軸線與進(jìn)氣閥挺桿50同軸;而進(jìn)氣道在渦流發(fā)生室51的周壁處與該室切向相連。在鄰近進(jìn)氣閥挺桿50的一側(cè)，進(jìn)氣道52的部分壁面由斜面54構(gòu)成，從而使進(jìn)氣道52的上部漸縮。斜壁面54與上壁面55的交線的延長線穿過進(jìn)氣閥挺桿50，致使進(jìn)氣流只能從進(jìn)氣閥挺桿50的一側(cè)流入(從上游看為左側(cè))。
然而，在1986年日本實(shí)用新型申請第15220號中提出的進(jìn)氣口中，由于進(jìn)氣道52的上壁面55與斜壁面54之間的交線的延長線穿過進(jìn)氣閥挺桿50，而且進(jìn)氣道52的下部要與往復(fù)運(yùn)動的進(jìn)氣閥挺桿50相適應(yīng)，從而使渦流與一部分從斜壁面附近流過的進(jìn)氣流相互干涉，至使渦流在入流口的下部有所削弱，該入流口是流向渦流發(fā)生室51的進(jìn)氣流所必經(jīng)的。
進(jìn)而言之，在這種渦流進(jìn)氣口中，由于進(jìn)氣道52與渦流發(fā)生室51水平地連接，所以由渦流發(fā)生室51產(chǎn)生的渦流中沒有向下的分量。由此引起的不利效果是，發(fā)動機(jī)的充氣效率總是難以改善的。
本發(fā)明針對解決上述問題，提供一種改進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣口，該氣口有助于在燃燒室中產(chǎn)生強(qiáng)渦流。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣口，有一個圓拱頂?shù)臏u流發(fā)生室，該室開口于缸蓋底面，并從其下部凹入缸蓋;一條進(jìn)氣通道沿斜下方向與圓拱頂?shù)臏u流發(fā)生室相連，連接區(qū)域位于圓拱頂室的上頂面邊緣與環(huán)形周壁之間;該進(jìn)氣通道與在圓拱頂室中產(chǎn)生的渦流具有相同的彎度及相同的旋轉(zhuǎn)方向;上述進(jìn)氣通道的下游端的豎向剖面呈上縮下脹形，即進(jìn)氣通道的上部在接近拱頂室的途中向通道的彎曲側(cè)壁偏折，以便將通道邊緣與圓拱頂室過渡連接起來;在進(jìn)氣通道的、鄰近氣閥挺桿的側(cè)面與圓拱頂?shù)臏u流發(fā)生室之間，有一條脊線，它既伸向圓拱頂室的設(shè)想基本圓拱形的內(nèi)部，又伸向在進(jìn)氣通道縮口之前的基本截面形狀的內(nèi)部;圓拱頂渦流發(fā)生室的鄰近脊線并與其相連的拱形周壁部分形成雙凹壁面，它接近脊線附近時(shí)更加伸入上述設(shè)想基本圓拱形的內(nèi)部，而進(jìn)氣通道側(cè)壁的鄰近脊線并與其相連的部分形成雙凸壁面，它在接近脊線附近處更加伸入上述基本截面形狀的內(nèi)部;進(jìn)氣閥導(dǎo)向座不伸入圓拱頂渦流發(fā)生室中。
因?yàn)檫M(jìn)氣通道沿斜下方向與凹入缸蓋的圓拱頂渦流發(fā)生室相連，連接區(qū)域位于圓拱頂室的上頂面邊緣與環(huán)形周壁之間，而且進(jìn)氣通道與圓拱頂室之間的連接部的雙面曲壁能使氣閥導(dǎo)向座不伸入圓拱頂?shù)臏u流發(fā)生室，所以從進(jìn)氣通道流入的進(jìn)氣流只能流向進(jìn)氣閥挺桿的一側(cè)，而且它們不影響在圓頂形室中產(chǎn)生的渦流。
進(jìn)而言之，由于進(jìn)氣通道與在圓拱頂?shù)臏u流發(fā)生室中產(chǎn)生的渦流具有相同的彎度及相同的旋轉(zhuǎn)方向，所以流向進(jìn)氣通道下游端的進(jìn)氣流在通道內(nèi)逐漸地改變方向，并在流入燃燒室時(shí)保持相同的螺旋渦流方向。這可明顯地減小進(jìn)氣流的壓力損失，并隨之增加燃燒室的充氣效率。
本發(fā)明的上述及其它目的，以及諸多優(yōu)點(diǎn)，可在借助附圖做以下說明時(shí)，得以實(shí)際體會。
圖1是本發(fā)明的一種進(jìn)氣口的透視圖;
圖2是采用本發(fā)明的一種缸蓋的橫剖面圖;
圖3是該缸蓋的底視圖;
圖4是缸蓋的側(cè)視圖;
圖5(A)-圖5(G)分別為進(jìn)氣口的縱向局剖圖;
圖5(A)為沿圖2上的X-X線所做的局剖圖;
圖5(B)為沿圖2上的Y-Y線所做的局剖圖;
圖5(C)為沿圖2上的Z-Z線所做的局剖圖;
圖5(D)為沿圖2上的T-T線所做的局剖圖;
圖5(E)為沿圖2上的U-U線所做的局剖圖;
圖5(F)為沿圖2上的V-V線所做的局剖圖;
圖5(G)為沿圖2上的W-W線所做的局剖圖;
圖6為一曲線圖，它用于比較采用本發(fā)明的進(jìn)氣口及采用傳統(tǒng)的進(jìn)氣口的不同的發(fā)動機(jī)的性能;
圖7示出了與圖1相應(yīng)的先有技術(shù)。
在圖1-圖4中，標(biāo)號1表示一個柴油機(jī)的缸蓋，標(biāo)號2表示缸蓋1中的進(jìn)氣口。進(jìn)氣口2由一個一端開口于缸蓋1的進(jìn)氣道3及一個與氣道3相連的圓拱頂?shù)臏u流發(fā)生室組成。
進(jìn)氣道3與在圓拱頂室4中產(chǎn)生的渦流具有相同的彎度及相同的旋轉(zhuǎn)方向，并沿斜下方向與圓拱頂室4相連，連接部位位于拱形室4的環(huán)形周壁與其上頂壁5的邊緣之間，該邊緣位于氣閥挺桿孔6之外。為了獲得強(qiáng)渦流并減小進(jìn)氣阻力，進(jìn)氣道3在其下游端部呈上縮下脹形，即氣道3在接近位于其下游端部的拱頂室處的截面形狀為上窄下寬。在進(jìn)氣道3的鄰近氣閥挺桿的側(cè)壁7與圓拱頂渦流發(fā)生室4的周壁的相交處，有一條脊線E，它由從圓拱頂室4的上頂面延伸至其環(huán)形周壁的曲面同進(jìn)氣道的圓弧面相交而成。脊線E既伸入拱頂室的設(shè)想基本圓頂形狀的內(nèi)部，又伸入在進(jìn)氣道3縮口之前的基本截面形狀的內(nèi)部(如圖3和圖4所示)。
拱形渦流發(fā)生室4的與脊線E相連的部分壁面S為一雙凹壁面，它在接近脊線E附近時(shí)更加伸入上述設(shè)想基本圓頂?shù)膬?nèi)部;而進(jìn)氣道3的靠近閥門挺桿側(cè)的側(cè)壁7處與脊線E相連的部分曲面C，為一雙凸壁面，它在接近脊線E附近時(shí)更加伸入上述進(jìn)氣道3基本截面形狀的內(nèi)部。
如圖5(A)-圖5(D)所示，進(jìn)氣閥導(dǎo)向座9的下端不伸入圓拱頂?shù)臏u流發(fā)生室4的內(nèi)部，該下端表面即為圓拱頂室4的上頂面5。
圖6示出了發(fā)動機(jī)的不同性能的比較，例如每平均有效壓力的燃油耗(be)及Bosh煙度的比較。發(fā)動機(jī)的測量轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分。其中的一臺發(fā)動機(jī)采用了本發(fā)明的上述應(yīng)用實(shí)例，另外兩臺為傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)，一臺為帶有傳統(tǒng)的進(jìn)氣口的發(fā)動機(jī)，另一臺為分離燃燒室式發(fā)動機(jī)。
如上所述，因?yàn)檫M(jìn)氣道與圓拱頂?shù)臏u流發(fā)生室沿斜下方向相連，連接區(qū)域位于圓拱頂室的上頂壁的邊緣與環(huán)形周壁之間，而進(jìn)氣道與圓拱頂室之間的連接部形成雙面曲壁，氣閥導(dǎo)向座不伸入到拱形室的內(nèi)部，所以進(jìn)氣流只能流入進(jìn)氣道的外側(cè)，即遠(yuǎn)離進(jìn)氣閥挺桿的一側(cè)。從而采用本發(fā)明可借助進(jìn)氣螺旋渦流獲得向下的充氣力。
本發(fā)明的另一個特點(diǎn)是，因?yàn)檫M(jìn)氣道與在圓拱頂室中產(chǎn)生的渦流具有相同的彎度及相同的旋轉(zhuǎn)方向，進(jìn)氣流在氣道的下游端處逐漸地改變流動的方向，在進(jìn)入燃燒室時(shí)與螺旋渦流保持相同的方向，所以進(jìn)氣壓力的損失可明顯減小，進(jìn)氣效率可大大提高。
因此，采用本發(fā)明，在燃燒室中保持強(qiáng)渦流，增加充氣效率，可改善發(fā)動機(jī)的性能。
權(quán)利要求
1.在內(nèi)燃機(jī)的一種進(jìn)氣口中在缸蓋1的下部凹入一個圓拱頂?shù)臏u流發(fā)生室4，該室開口于缸蓋1的底面，進(jìn)氣道3沿斜下方向與圓拱頂?shù)臏u流發(fā)生室相連，連接區(qū)域位于圓拱頂室4的上頂壁5的邊緣與環(huán)形周壁之間，上述進(jìn)氣道3與在圓拱頂?shù)臏u流發(fā)生室4中產(chǎn)生的渦流具有相同的彎度及相同的旋轉(zhuǎn)方向，上述進(jìn)氣道3的下游端部的縱剖面呈上縮下脹形，以使氣道的邊緣與圓拱頂?shù)臏u流發(fā)生室4過渡連接，在進(jìn)氣道3的鄰近氣閥挺桿的側(cè)面與圓拱頂?shù)臏u流發(fā)生室4相交處，制成一條脊線E，它既伸入圓拱頂室的設(shè)想基本圓頂形狀的內(nèi)部，又伸入在進(jìn)氣道縮口之前的基本截面形狀的內(nèi)部，圓拱頂渦流發(fā)生室4的與脊線E相連的部分壁面S為一雙凹壁面，它在接近脊線E附近時(shí)更加伸入上述設(shè)想基本圓拱形的內(nèi)部，進(jìn)氣道3的側(cè)壁的與脊線E相連的部分曲壁C，為一雙凸壁面，它在接近脊線E附近時(shí)更加伸入上述基本截面形狀的內(nèi)部，進(jìn)氣閥導(dǎo)向座9不伸入到圓拱頂?shù)臏u流發(fā)生室的內(nèi)部。
專利摘要
內(nèi)燃機(jī)的螺旋形進(jìn)氣口，為在設(shè)于缸蓋上的拱頂渦流發(fā)生室中產(chǎn)生強(qiáng)渦流。一個螺旋形進(jìn)氣道沿斜下方與拱形室相連，連接部附近的氣道縱截面呈上縮下脹形，使氣道邊緣與拱形室過渡連接。氣道的內(nèi)側(cè)壁與拱頂室相交形成一條脊線，伸入進(jìn)氣道及拱頂室的設(shè)想基形的內(nèi)部，并通過一個雙凹壁面與拱頂室的內(nèi)壁光滑連接，還通過一個雙凸壁面與氣道的內(nèi)曲壁光滑連接。缸蓋上有進(jìn)氣閥導(dǎo)向座，它不伸入拱頂室的內(nèi)部之中。
文檔編號F02B31/00GK87104402SQ87104402
公開日1988年1月20日 申請日期1987年6月25日
發(fā)明者浜田勝弘, 田中功, 古市恒 申請人:久保田鐵工株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan