內燃機的一種進氣口的製作方法

2023-05-22 11:30:51 1

專利名稱:內燃機的一種進氣口的製作方法
本發明與內燃機的一種進氣口有關，與用於直噴式柴油機的(但不僅限於此)螺旋型氣口的關係尤為密切。
在柴油機中使用螺旋氣道型進氣口(以下稱之為螺旋型進氣口)是為本專業人員所知的。在該氣口中，進氣閥口為一旋流發生室，進氣道與旋流室的環形周壁相接，以使進氣氣流切向流入進氣閥口，從而在進氣衝程中，在燃燒室內產生強渦流。但在以前的螺旋型進氣口中，由於鄰近渦流發生室的進氣道埠是在該室的環形周壁處開通的，所以，在該處流入的一部分進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氣口，在日本1986年實用新型申請第15220號中的就是一個例子。在圖7中，舊式的進氣口53由一個渦流發生室51及一個進氣道52組成，渦流發生室的渦流軸線與進氣閥挺杆50同軸;而進氣道在渦流發生室51的周壁處與該室切向相連。在鄰近進氣閥挺杆50的一側，進氣道52的部分壁面由斜面54構成，從而使進氣道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氣閥挺杆50，致使進氣流只能從進氣閥挺杆50的一側流入(從上遊看為左側)。
然而，在1986年日本實用新型申請第15220號中提出的進氣口中，由於進氣道52的上壁面55與斜壁面54之間的交線的延長線穿過進氣閥挺杆50，而且進氣道52的下部要與往復運動的進氣閥挺杆50相適應，從而使渦流與一部分從斜壁面附近流過的進氣流相互幹涉，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生室51的進氣流所必經的。
進而言之，在這種渦流進氣口中，由於進氣道52與渦流發生室51水平地連接，所以由渦流發生室51產生的渦流中沒有向下的分量。由此引起的不利效果是，發動機的充氣效率總是難以改善的。
本發明針對解決上述問題，提供一種改進的內燃機進氣口，該氣口有助於在燃燒室中產生強渦流。
為實現上述目的，本發明所提供的內燃機的進氣口，有一個圓拱頂的渦流發生室，該室開口於缸蓋底面，並從其下部凹入缸蓋;一條進氣通道沿斜下方向與圓拱頂的渦流發生室相連，連接區域位於圓拱頂室的上頂面邊緣與環形周壁之間;該進氣通道與在圓拱頂室中產生的渦流具有相同的彎度及相同的旋轉方向;上述進氣通道的下遊端的豎向剖面呈上縮下脹形，即進氣通道的上部在接近拱頂室的途中向通道的彎曲側壁偏折，以便將通道邊緣與圓拱頂室過渡連接起來;在進氣通道的、鄰近氣閥挺杆的側面與圓拱頂的渦流發生室之間，有一條脊線，它既伸向圓拱頂室的設想基本圓拱形的內部，又伸向在進氣通道縮口之前的基本截面形狀的內部;圓拱頂渦流發生室的鄰近脊線並與其相連的拱形周壁部分形成雙凹壁面，它接近脊線附近時更加伸入上述設想基本圓拱形的內部，而進氣通道側壁的鄰近脊線並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部;進氣閥導向座不伸入圓拱頂渦流發生室中。
因為進氣通道沿斜下方向與凹入缸蓋的圓拱頂渦流發生室相連，連接區域位於圓拱頂室的上頂面邊緣與環形周壁之間，而且進氣通道與圓拱頂室之間的連接部的雙面曲壁能使氣閥導向座不伸入圓拱頂的渦流發生室，所以從進氣通道流入的進氣流只能流向進氣閥挺杆的一側，而且它們不影響在圓頂形室中產生的渦流。
進而言之，由於進氣通道與在圓拱頂的渦流發生室中產生的渦流具有相同的彎度及相同的旋轉方向，所以流向進氣通道下遊端的進氣流在通道內逐漸地改變方向，並在流入燃燒室時保持相同的螺旋渦流方向。這可明顯地減小進氣流的壓力損失，並隨之增加燃燒室的充氣效率。
本發明的上述及其它目的，以及諸多優點，可在藉助附圖做以下說明時，得以實際體會。
圖1是本發明的一種進氣口的透視圖;
圖2是採用本發明的一種缸蓋的橫剖面圖;
圖3是該缸蓋的底視圖;
圖4是缸蓋的側視圖;
圖5(A)-圖5(G)分別為進氣口的縱向局剖圖;
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，它用於比較採用本發明的進氣口及採用傳統的進氣口的不同的發動機的性能;
圖7示出了與圖1相應的先有技術。
在圖1-圖4中，標號1表示一個柴油機的缸蓋，標號2表示缸蓋1中的進氣口。進氣口2由一個一端開口於缸蓋1的進氣道3及一個與氣道3相連的圓拱頂的渦流發生室組成。
進氣道3與在圓拱頂室4中產生的渦流具有相同的彎度及相同的旋轉方向，並沿斜下方向與圓拱頂室4相連，連接部位位於拱形室4的環形周壁與其上頂壁5的邊緣之間，該邊緣位於氣閥挺杆孔6之外。為了獲得強渦流並減小進氣阻力，進氣道3在其下遊端部呈上縮下脹形，即氣道3在接近位於其下遊端部的拱頂室處的截面形狀為上窄下寬。在進氣道3的鄰近氣閥挺杆的側壁7與圓拱頂渦流發生室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形周壁的曲面同進氣道的圓弧面相交而成。脊線E既伸入拱頂室的設想基本圓頂形狀的內部，又伸入在進氣道3縮口之前的基本截面形狀的內部(如圖3和圖4所示)。
拱形渦流發生室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附近時更加伸入上述設想基本圓頂的內部;而進氣道3的靠近閥門挺杆側的側壁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附近時更加伸入上述進氣道3基本截面形狀的內部。
如圖5(A)-圖5(D)所示，進氣閥導向座9的下端不伸入圓拱頂的渦流發生室4的內部，該下端表面即為圓拱頂室4的上頂面5。
圖6示出了發動機的不同性能的比較，例如每平均有效壓力的燃油耗(be)及Bosh煙度的比較。發動機的測量轉速為2000轉/分。其中的一臺發動機採用了本發明的上述應用實例，另外兩臺為傳統的發動機，一臺為帶有傳統的進氣口的發動機，另一臺為分離燃燒室式發動機。
如上所述，因為進氣道與圓拱頂的渦流發生室沿斜下方向相連，連接區域位於圓拱頂室的上頂壁的邊緣與環形周壁之間，而進氣道與圓拱頂室之間的連接部形成雙面曲壁，氣閥導向座不伸入到拱形室的內部，所以進氣流只能流入進氣道的外側，即遠離進氣閥挺杆的一側。從而採用本發明可藉助進氣螺旋渦流獲得向下的充氣力。
本發明的另一個特點是，因為進氣道與在圓拱頂室中產生的渦流具有相同的彎度及相同的旋轉方向，進氣流在氣道的下遊端處逐漸地改變流動的方向，在進入燃燒室時與螺旋渦流保持相同的方向，所以進氣壓力的損失可明顯減小，進氣效率可大大提高。
因此，採用本發明，在燃燒室中保持強渦流，增加充氣效率，可改善發動機的性能。
權利要求
1.在內燃機的一種進氣口中在缸蓋1的下部凹入一個圓拱頂的渦流發生室4，該室開口於缸蓋1的底面，進氣道3沿斜下方向與圓拱頂的渦流發生室相連，連接區域位於圓拱頂室4的上頂壁5的邊緣與環形周壁之間，上述進氣道3與在圓拱頂的渦流發生室4中產生的渦流具有相同的彎度及相同的旋轉方向，上述進氣道3的下遊端部的縱剖面呈上縮下脹形，以使氣道的邊緣與圓拱頂的渦流發生室4過渡連接，在進氣道3的鄰近氣閥挺杆的側面與圓拱頂的渦流發生室4相交處，製成一條脊線E，它既伸入圓拱頂室的設想基本圓頂形狀的內部，又伸入在進氣道縮口之前的基本截面形狀的內部，圓拱頂渦流發生室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附近時更加伸入上述設想基本圓拱形的內部，進氣道3的側壁的與脊線E相連的部分曲壁C，為一雙凸壁面，它在接近脊線E附近時更加伸入上述基本截面形狀的內部，進氣閥導向座9不伸入到圓拱頂的渦流發生室的內部。
專利摘要
內燃機的螺旋形進氣口，為在設於缸蓋上的拱頂渦流發生室中產生強渦流。一個螺旋形進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。氣道的內側壁與拱頂室相交形成一條脊線，伸入進氣道及拱頂室的設想基形的內部，並通過一個雙凹壁面與拱頂室的內壁光滑連接，還通過一個雙凸壁面與氣道的內曲壁光滑連接。缸蓋上有進氣閥導向座，它不伸入拱頂室的內部之中。
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
發明者浜田勝弘, 田中功, 古市恆 申請人:久保田鐵工株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan