專(zhuān)利名稱(chēng)：配有廢氣再循環(huán)(egr)的汽油機(jī)進(jìn)氣滾流發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一般燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)可燃混合物的供給裝置，進(jìn)一步涉及一種內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣滾流發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，汽車(chē)的排氣污染和CO2排放引起的地球生態(tài)環(huán)境破壞和溫室效應(yīng)問(wèn)題日益嚴(yán)重。排污好燃油消耗率低的汽車(chē)不僅可緩解地球溫室效應(yīng)而帶來(lái)的氣候變暖、生態(tài)環(huán)境平衡破壞的影響，而且可以節(jié)省燃油，經(jīng)濟(jì)性好，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，一些先進(jìn)的汽車(chē)技術(shù)逐漸嶄露頭角并日漸趨于成熟，其中汽油機(jī)稀燃技術(shù)即是一種先進(jìn)的節(jié)能減排技術(shù)。汽油機(jī)稀燃技術(shù)在降低油耗的同時(shí)，還能有效的降低汽油機(jī)尾氣污染物的排放，但美中不足的是由于排氣處于富氧條件，傳統(tǒng)的三效催化轉(zhuǎn)化器(TWC)不能很好的將排氣中的NOx去除。 因此，需要一種既能降低汽油機(jī)HC和CO的排放，同時(shí)又能控制排氣中的NOx含量的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種配有廢氣再循環(huán)(EGR)的汽油機(jī)進(jìn)氣滾流發(fā)生裝置， 該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)廢氣與新鮮空氣混合后進(jìn)入汽缸時(shí)產(chǎn)生滾流，從而可以在傳統(tǒng)EGR的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改善稀燃汽油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性，特別是控制NOx的排放，進(jìn)而提高稀燃汽油機(jī)的稀燃極限值。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，首先定義汽缸活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向定義為 X方向，與X方向垂直的氣道中心線(xiàn)定義為Y方向，與χ、γ方向同時(shí)垂直的方向定義為Z方向。配有廢氣再循環(huán)(EGR)的汽油機(jī)進(jìn)氣滾流發(fā)生裝置包括氣缸蓋，進(jìn)氣門(mén)，位于氣缸蓋內(nèi)的進(jìn)氣道，與進(jìn)氣道相連的進(jìn)氣歧管，還包括設(shè)置在Y方向上的一段進(jìn)氣管；在該段進(jìn)氣管上設(shè)置的第一擋氣板，該第一擋氣板將此處的進(jìn)氣管流通面積減小，且第一擋氣板在進(jìn)氣歧管中的分界線(xiàn)為一條直線(xiàn)，該直線(xiàn)與X方向的夾角大于0 ；位于第一擋氣板與進(jìn)氣總管之間廢氣-空氣混合區(qū)，混合后經(jīng)過(guò)第一擋氣板進(jìn)入汽缸。作為優(yōu)選方案，所述第一擋氣板在氣道中的分界線(xiàn)與X方向的夾角為90度；所述進(jìn)氣管中為空氣和發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的混合氣，二者中任何一種氣體的進(jìn)氣比例為0%-100%;所述第一擋氣板垂直于Y方向；所述第一擋氣板可沿X方向移動(dòng)；所述第一擋氣板在氣道內(nèi)的遮擋面積大于或等于0，且小于或等于該處氣道截面積的1/2。第一擋氣板的具體結(jié)構(gòu)方案可以是在汽缸蓋與進(jìn)氣歧管之間有1個(gè)導(dǎo)氣板，所述導(dǎo)氣板上開(kāi)有與氣缸蓋上通氣孔截面相同的導(dǎo)氣孔，導(dǎo)氣板有一沿X方向移動(dòng)的滑道或滑槽；所述第一擋氣板在滑道或滑槽中沿X方向移動(dòng)。所述導(dǎo)氣板在滑道或滑槽一側(cè)開(kāi)有一個(gè)側(cè)孔，側(cè)孔連通導(dǎo)廢氣再循環(huán)進(jìn)氣歧管；所述廢棄與空氣在進(jìn)入第一擋氣板之前混合； 所述第一擋氣板在氣道中的分界線(xiàn)中部連接一個(gè)第二第一擋氣板，第二第一擋氣板的形狀為矩形，其中一條邊與第一擋氣板與進(jìn)氣管的分界線(xiàn)重合，且沿第一擋氣板與進(jìn)氣管的分界線(xiàn)對(duì)稱(chēng)分布；第二第一擋氣板與第一擋氣板的夾角大于90度，且小于或等于180度，當(dāng)夾角不等于180度時(shí)，第二第一擋氣板偏向于氣體流動(dòng)的前進(jìn)方向。對(duì)于多缸發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，需要按照汽缸的數(shù)量并聯(lián)N個(gè)配有廢氣再循環(huán)(EGR)的汽油機(jī)進(jìn)氣滾流發(fā)生裝置，2時(shí)，所述N個(gè)第一擋氣板由一個(gè)沿Z方向延伸的頂板連接， 實(shí)現(xiàn)同步控制。當(dāng)?shù)谝粨鯕獍暹\(yùn)行到一側(cè)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生滾流，而且滾流運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度與單邊氣道被遮住的面積成正比遮住的面積越大進(jìn)氣滾流強(qiáng)度越大。傳統(tǒng)的廢氣再循環(huán)技術(shù)(EGR)將廢氣引入進(jìn)氣總管中與新鮮空氣均勻混合在一起以普通的混合流動(dòng)方式送入氣缸，如果EGR混入的廢氣含量過(guò)多有及混合流動(dòng)方式不當(dāng)會(huì)造成火花塞附近廢氣含量過(guò)多，從而使火花塞附近燃?xì)鉂舛冉档瓦M(jìn)而降低燃?xì)獗稽c(diǎn)燃的可能性，即使燃?xì)獗稽c(diǎn)燃也會(huì)使火焰的傳播速度降低從而使得汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性下降， 功率下降，嚴(yán)重的影響了汽油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性等方面的性能，這些都在一定程度上限制了汽油機(jī)的稀燃極限。而本發(fā)明相對(duì)于傳統(tǒng)的廢氣再循環(huán)技術(shù)，可以避免上述問(wèn)題，該發(fā)明廢氣不直接接入進(jìn)氣總管，而是在進(jìn)氣歧管處與空氣進(jìn)行混合，然后通過(guò)第一擋氣板，形成滾流，形成分層混合氣進(jìn)入汽缸，由于進(jìn)氣分層的存在，這就使得可燃混合氣在火花塞到氣缸壁之間形成濃度梯度，在火花塞周?chē)氖沁m合于著火的混合氣，在氣缸周?chē)氖菑U氣較多的區(qū)域，這樣既能保證點(diǎn)火的可靠性，又不能影響火焰的傳播速度，所以可以在降低稀燃汽油機(jī)NOx排放的同時(shí)，基本不影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，在適當(dāng)?shù)腅GR量的情況下， 還會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率增加5-7%，比油耗降低5-8%。


圖1是實(shí)施例中第一擋氣板和頂板連接示意圖。圖中，8代表頂板，lh、12b、12c 代表第一擋氣板，15a、15b、15c代表第二第一擋氣板，13代表絲杠螺紋孔。圖2是實(shí)施例中導(dǎo)氣板局部剖面示意圖。圖中，6代表導(dǎo)氣板，7a、7b、7c代表導(dǎo)氣孔，10a、10b、IOc代表側(cè)孔，11a、lib、11c、Ild代表固定螺孔，13代表絲杠，14代表密封墊。圖3是基于圖1右視圖的示意圖。圖4是圖2沿A-A方向的剖視圖。圖5是圖1裝置和圖2裝置裝配好后沿A-A方向的剖視圖。圖6是滾流在氣缸內(nèi)形成示意圖。圖中，17代表氣缸蓋，18代表進(jìn)氣門(mén)，19代表進(jìn)氣道。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例對(duì)照?qǐng)D1-6，配有廢氣再循環(huán)(EGR)的汽油機(jī)進(jìn)氣滾流發(fā)生裝置包括氣缸蓋17， 進(jìn)氣門(mén)18，位于氣缸蓋內(nèi)的進(jìn)氣道19，與進(jìn)氣道相連的進(jìn)氣歧管，還包括設(shè)置在Y方向上的一段進(jìn)氣管；在該段進(jìn)氣管上設(shè)置的第一擋氣板12a、12b、12c，該第一擋氣板12a、12b、 12c將此處的進(jìn)氣管流通面積減小，且第一擋氣板12a、12b、12c在進(jìn)氣管中的分界線(xiàn)為一條直線(xiàn)，該直線(xiàn)與X方向的夾角為90度；所述第一擋氣板12a、12b、12c垂直于Y方向；所述第一擋氣板12a、12b、12c可沿X方向移動(dòng)；所述第一擋氣板12a、12b、12c在該處的遮擋面積大于或等于0，且小于或等于該處氣道截面積的1/2。
在汽缸蓋17與進(jìn)氣管之間有1個(gè)導(dǎo)氣板8，所述導(dǎo)氣板8上開(kāi)有與氣缸蓋17上通氣孔截面相同的導(dǎo)氣孔7a、7b、7c，導(dǎo)氣板8有一沿X方向移動(dòng)的滑道或滑槽；所述第一擋氣板12a、12b、12c在滑道或滑槽中沿X方向移動(dòng)。所述導(dǎo)氣板在滑道或滑槽一側(cè)開(kāi)有一個(gè)側(cè)孔10a、10b、10c，側(cè)孔10a、IObUOc連通導(dǎo)氣孔7a、7b、7c和廢氣再循環(huán)進(jìn)氣歧管；所述廢氣與空氣在進(jìn)入第一擋氣板12a、12b、12c之前混合；所述第一擋氣板12a、12b、12c在導(dǎo)氣孔7a、7b、7c分界線(xiàn)中部連接一個(gè)第二第一擋氣板15a、15b、15c，第二第一擋氣板15a、 15b、15c的形狀為矩形，其中一條邊與第一擋氣板12a、12b、12c與導(dǎo)氣孔7a、7b、7c的分界線(xiàn)重合；第二第一擋氣板15a、15b、15c與第一擋氣板12a、12b、12c的夾角大于90度，且小于或等于180度，當(dāng)夾角不等于180度時(shí)，第二第一擋氣板偏向于氣體流動(dòng)的前進(jìn)方向。對(duì)于多缸發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，需要按照汽缸的數(shù)量并聯(lián)N個(gè)配有廢氣再循環(huán)(EGR)的汽油機(jī)進(jìn)氣滾流發(fā)生裝置，N >2時(shí)，所述N個(gè)第一擋氣板由一個(gè)沿Z方向延伸的頂板8連接， 實(shí)現(xiàn)同步控制。導(dǎo)氣板上的固定螺孔lla、llb、llc、lld用來(lái)固定導(dǎo)氣板。工作時(shí)，根據(jù)冷卻水溫度和符合決定廢氣是否參與燃燒；當(dāng)廢氣參與燃燒時(shí)，可以通過(guò)控制絲杠13在絲杠螺紋孔9中的位置來(lái)確定第一擋氣板的遮擋面積，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)滾流強(qiáng)度的靈活控制。
權(quán)利要求
1.配有廢氣再循環(huán)(EGR)的汽油機(jī)進(jìn)氣滾流發(fā)生裝置，定義汽缸活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方向定義為X方向，與X方向垂直的氣道中心線(xiàn)定義為Y方向，與Χ、γ方向同時(shí)垂直的方向定義為Z方向；包括氣缸蓋，進(jìn)氣門(mén)，位于氣缸蓋內(nèi)的進(jìn)氣道，與進(jìn)氣道相連的進(jìn)氣管，其特征在于，還包括設(shè)置在Y方向上的一段進(jìn)氣管；在該段進(jìn)氣管上設(shè)置的第一擋氣板，該第一擋氣板將此處的流通面積減小，且第一擋氣板與管道中的分界線(xiàn)為一條直線(xiàn)，該直線(xiàn)與X 方向的夾角大于0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述配有廢氣再循環(huán)(EGR)的汽油機(jī)進(jìn)氣滾流發(fā)生裝置，其特征在于，所述第一擋氣板在管道中的分界線(xiàn)與X方向的夾角為90度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述配有廢氣再循環(huán)(EGR)的汽油機(jī)進(jìn)氣滾流發(fā)生裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣管中為空氣和發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的混合氣，二者中任何一種氣體的進(jìn)氣比例為 0% -100%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述配有廢氣再循環(huán)(EGR)的汽油機(jī)進(jìn)氣滾流發(fā)生裝置，其特征在于，所述第一擋氣板垂直于Y方向；所述第一擋氣板可沿X方向移動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述配有廢氣再循環(huán)(EGR)的汽油機(jī)進(jìn)氣滾流發(fā)生裝置，其特征在于，所述第一擋氣板在氣道內(nèi)的遮擋面積大于或等于0，且小于或等于該處氣道截面積的 1/2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述配有廢氣再循環(huán)(EGR)的汽油機(jī)進(jìn)氣滾流發(fā)生裝置，其特征在于，還包括位于汽缸蓋與進(jìn)氣管之間的導(dǎo)氣板，所述導(dǎo)氣板上開(kāi)有與氣缸蓋上通氣孔截面相同的導(dǎo)氣孔，導(dǎo)氣板有一沿X方向移動(dòng)的滑道或滑槽；所述第一擋氣板在滑道或滑槽中沿X方向移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述配有廢氣再循環(huán)(EGR)的汽油機(jī)進(jìn)氣滾流發(fā)生裝置，其特征在于，所述導(dǎo)氣板在滑道或滑槽一側(cè)開(kāi)有一個(gè)側(cè)孔，側(cè)孔連通導(dǎo)氣孔與廢氣再循環(huán)進(jìn)氣歧管； 發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣與空氣在進(jìn)入第一擋氣板之前混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任何一項(xiàng)所述配有廢氣再循環(huán)(EGR)的汽油機(jī)進(jìn)氣滾流發(fā)生裝置，其特征在于，所述第一擋氣板在氣道中的分界線(xiàn)中部連接一個(gè)第二擋氣板，第二擋氣板的形狀為矩形。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述配有廢氣再循環(huán)(EGR)的汽油機(jī)進(jìn)氣滾流發(fā)生裝置，其特征在于，第二擋氣板與第一擋氣板的夾角大于90度，且小于或等于180度，當(dāng)夾角不等于180度時(shí)，第二擋氣板偏向于氣體流動(dòng)的前進(jìn)方向。
10.并聯(lián)N個(gè)權(quán)利要求1至7任何一項(xiàng)所述配有廢氣再循環(huán)(EGR)的汽油機(jī)進(jìn)氣滾流發(fā)生裝置，其特征在于，N ^ 2，所述N個(gè)第一擋氣板由一個(gè)沿Z方向延伸的頂板連接，實(shí)現(xiàn)同步控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣滾流發(fā)生裝置。該裝置包括氣缸蓋，進(jìn)氣門(mén)，位于氣缸蓋內(nèi)的進(jìn)氣道，與進(jìn)氣道相連的進(jìn)氣歧管，還包括設(shè)置在Y方向上的一段進(jìn)氣管；在該段進(jìn)氣管上設(shè)置的第一擋氣板，該第一擋氣板將此處管道的流通面積減小，且第一擋氣板在進(jìn)氣管中的分界線(xiàn)為一條直線(xiàn)，該直線(xiàn)垂直于X方向；位于第一擋氣板與進(jìn)氣總管之間廢氣-空氣混合區(qū)，混合后經(jīng)過(guò)第一擋氣板進(jìn)入汽缸。本發(fā)明可以在一定程度上降低稀燃汽油機(jī)的NOx排放，而且在適當(dāng)?shù)腅GR量的情況下，還會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率增加5-7％，比油耗降低5-8％。
文檔編號(hào)F02B31/00GK102367755SQ20111034931
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者劉磊, 張瀛, 李志軍, 畢鳳榮, 賈旭巖 申請(qǐng)人:天津大學(xué)