專利名稱：可控渦流氣道的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機部件，尤其涉及可控渦流氣道。
背景技術：
為了提高燃燒速率，現代汽油機設計普遍采用高滾流氣道的設計， 而為了在全負荷得到滿意的扭矩和功率，又需要氣道有較高的流量系數， 因此氣道的設計需要在這兩個要求之間取得合理的平衡。
圖1是現有汽油機常用的對稱式進氣道，可以看出，這種氣道左、 右兩個氣道完全對稱，氣道側面投影主體是直線，氣道入口匯合一處。
由于傳統進氣道的兩個分支氣道匯合在入口處，因而不能在傳統進 氣道的入口前加裝控制閥來實現獨立的氣道開啟或關閉。通常要實現獨 立的氣道開啟或關閉，只能通過使用可變氣門升程技術來實現。具體地， 在一個進氣門裝配特殊搖臂，在另一個進氣門裝配普通的滾子搖臂。裝
配了普通搖臂的進氣門始終是正常的開啟和關閉；裝配了特殊搖臂的氣 門，ECU (電子控制單元)就可以通過電磁閥來控制液壓油進、出搖臂， 從而推動搖臂上的滑銷插入或是脫開，這樣就可以實現可變氣門升程。
如上所述，傳統的進氣道需要復雜的搖臂氣門機構和液壓控制器才 能實現獨立的氣道開啟或關閉，機構復雜，成本也4艮高。
另外，在部分負荷時，由于節(jié)氣門體開度較小，氣流在缸內產生的 滾流的強度很弱，此時的燃燒速率很低；另一方面，也限制了最大的EGR (廢氣再循環(huán))率。因此，如何提高燃燒速率、增加實際的EGR率、降 低部分負荷的比油耗也是氣道設計的重要問題。

發(fā)明內容
針對現有技術的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種結構簡單、控制簡便的渦流氣道。
本發(fā)明提供的渦流氣道包括
本發(fā)明的渦流氣道采用左、右兩個獨立的切向氣道和直氣道的布置 方式，氣道開關閥(PDA-fort^e-4ction)集成在進氣歧管上，通過歧管 真空度來提供開啟和半閉閥門所需的拉力，并且可以通過控制安裝在進 氣歧管上的蝶閥的開啟或關閉來簡便地實現獨立的進氣道的開啟或關 閉，大大降低了系統復雜性，節(jié)約了成本。
而且，采用本發(fā)明的渦流氣道，缸內氣流的湍流強度增加，從而使 得汽缸具有更高的EGR率，降低了油耗，減少了排放。


圖l是現有技術中進氣道的示意圖2是本發(fā)明的渦流氣道的進氣道示意圖3是本發(fā)明的渦流氣道的示意圖4a、 4b是采用本發(fā)明渦流氣道的效能示意圖。
具體實施例方式
在本發(fā)明的一種實施方式中，渦流氣道包括切向氣道201、中性氣道 202、進氣歧管、氣道開關閥203、拉桿204和控制執(zhí)行單元300。所述
如圖2所示，本發(fā)明提供的渦流氣道包括獨立的切向氣道201和中 性氣道202,不同于現有技術，兩個氣道單獨與進氣歧管連接，而不在入 口會合。兩個氣道之間是鋁合金形成的氣道的分隔壁。
其中，中性氣道202可以設計成傳統的直氣道，中性氣道202的出 口部分與汽缸中心平面(圖2中虛線所示)是平行的或者近似平行，主 要用于產生滾流，主要控制參數有進出口截面積、氣道角、氣道出口中 心的位置等，根據具體應用來確定上述參數。切向氣道的氣流主體方向 與氣缸壁成一定角度a,氣流沿氣道進入氣缸時，在氣缸壁的導向作用下， 沿缸壁面將產生渦流。如圖3所示，氣道開關閥203可以安裝在進氣管和相應的進氣歧管 (未示出)之間，也可以安裝在進氣歧管上。所述氣道開關閥203優(yōu)選為 蝶閥，蝶閥是指關閉件為圓盤，且所述關閉件圍繞閥軸旋轉來達到開啟 與關閉的一種閥，在管道上主要起切斷和節(jié)流用。蝶閥啟閉件是一個圓 盤形的蝶板，在閥體內繞其自身的軸線旋轉，從而達到啟閉或調節(jié)的目 的。蝶閥的蝶板安裝于管道的直徑方向。在蝶閥閥體圓柱形通道內，圓 盤形蝶板繞著軸線旋轉，旋轉角度在0。-90°之間。蝶閥結構簡單、體積 小、重量輕，只由少量零件組成，而且只需旋轉90。即可快速啟閉，操作 簡單，同時該閥門具有良好的流體控制特性。
控制執(zhí)行單元300包括控制器和真空執(zhí)行器，為了更準確的進行控 制，優(yōu)選實施方式采用電子控制執(zhí)行單元，控制器可以釆用ECU、 MCU 等處理單元，根據預定的控制邏輯，控制器向真空執(zhí)行器發(fā)出指令，以 便利用真空執(zhí)行器帶動氣道開關閥動作，使得相應的進氣管開啟或關閉。 真空執(zhí)行器用于根據真空壓力值來執(zhí)行相應的動作。
拉桿204可以是連桿機構，所述拉桿204與氣道開關閥203連接， 例如與蝶閥的軸連接，從而將真空執(zhí)行器的動作傳遞給氣道開關閥。進 氣歧管位于節(jié)氣門與引擎進氣門之間，是本領域技術人員熟知的部件， 在此不再贅述。
在所述渦流氣道工作過程中如果在部分負荷時，通過將歧管內的 真空引入到真空執(zhí)行器，拉動拉桿半閉中性氣道，可以在氣缸內產生很 強的渦流，從而可以顯著提高EGR率，改善部分負荷時的比油耗，提高 發(fā)動機的經濟性。而在大負荷時，兩個進氣道全部開啟，能夠滿足大負 荷時需要的進氣流量。
圖4a顯示的是2000rpm、平均有效壓力2bar時的氣缸內平均湍流動 能。從圖4a可以看出，在應用上述實施方式所示的渦流氣道后，湍流動 能明顯提高，例如，當氣道打開時，在曲軸轉角460°-480°的區(qū)間內，湍 流動能可以達到25m2/s2，而同一條件下的原型氣道的湍流動能只有 12m2/s2,是原型氣道湍流動能的兩倍。湍流動能的提高可以顯著提高EGR 率。而在圖4b可以看出，改進后的渦流氣道的進氣阻力也明顯減小，流
5量系數顯著增高。
盡管本發(fā)明是通過上述的優(yōu)選實施方式進行描述的，但是其實現形 式并不局限于上述的實施方式。應該認識到在不脫離本發(fā)明主旨的情況 下，本領域技術人員可以對本發(fā)明做出不同的變化和修改。
權利要求
1、一種渦流氣道，其特征在于，包括切向氣道、中性氣道、進氣歧管、氣道開關閥、拉桿和控制執(zhí)行單元，其中，所述切向氣道和中性氣道獨立地與進氣歧管連接，氣道開關閥安裝在所述氣道與進氣歧管之間或安裝在所述進氣歧管上，所述氣道開關閥通過拉桿與控制執(zhí)行單元連接。
2、 根據權利要求1所述的渦流氣道，其特征在于，所述中性氣道為 直氣道。
3、 根據權利要求1或2所述的渦流氣道，其特征在于，所述氣道開 關閥是蝶閥。
4、 根據權利要求3所述的渦流氣道，其特征在于，所述拉桿與蝶閥 軸連接。
5、 根據權利要求l所述的渦流氣道，其特征在于，所述控制執(zhí)行單 元包括控制器和真空執(zhí)行器，所述控制器與真空執(zhí)行器電連接。
6、 根據權利要求5所述的渦流氣道，其特征在于，所述控制器為ECU 或MCU。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種渦流氣道，所述渦流氣道包括切向氣道、中性氣道、進氣歧管、氣道開關閥、拉桿和控制執(zhí)行單元，其中，所述切向氣道和中性氣道獨立地與進氣歧管連接，氣道開關閥安裝在所述氣道與進氣歧管之間或安裝在所述進氣歧管上，所述氣道開關閥通過拉桿與控制執(zhí)行單元連接。采用本發(fā)明的渦流氣道，大大降低了系統復雜性，節(jié)約了成本。
文檔編號F02B31/08GK101666262SQ20081004269
公開日2010年3月10日 申請日期2008年9月4日 優(yōu)先權日2008年9月4日
發(fā)明者包維霞, 楚 吳, 潘雪偉, 王立新 申請人:上海通用汽車有限公司;泛亞汽車技術中心有限公司