專利名稱：用于內(nèi)燃機的渦流進氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型為一種用于內(nèi)燃機的渦流進氣裝置，尤其適用于各種類型的汽車發(fā)動機。本裝置的主要功效是使內(nèi)燃機的燃料燃燒完全，節(jié)省能源，減少廢氣污染。
眾所周知，進入內(nèi)燃機燃燒室的霧狀燃料霧化程度高，與進入空氣混合越充分，則越有利于燃料的充分燃燒，從而使燃料利用率提高，廢氣污染減少，達到節(jié)省能源，保護環(huán)境的目的。業(yè)已證明，采用渦流進氣方式，可以有效地改善內(nèi)燃機燃料的霧化及與空氣的充分混合。事實上，這種進氣方式使霧化燃料不僅以擴散方式與空氣混合，而且渦流使霧化燃料還以更有效的“攪拌”方式與空氣混合。這一原理已為很多人士所利用，由此出現(xiàn)了許多試圖使進入內(nèi)燃機的流動空氣旋轉(zhuǎn)的渦流裝置，下列專利文獻表明了這一事實如日本專利53-26247，59-11722，60-17922，61-10645；美國專利4308869，4424777，4432312，4539954，3648674，4274386，4962642等。然而，作為一種真正實用的渦流進氣裝置，本實用新型設(shè)計人認為，這類裝置還必須滿足以下要求1.裝置不能使進氣流動受阻，從而減少空氣流量，影響內(nèi)燃機動力；2.裝置可以產(chǎn)生強的渦流空氣，且流動均勻穩(wěn)定；3.裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，不用改裝或影響內(nèi)燃機的其它工作部件。
對照以上要求分析上述列出的各項專利，可以發(fā)現(xiàn)已有專利均存在這樣或那樣的缺點，或?qū)M氣有阻礙作用；或產(chǎn)生氣流旋轉(zhuǎn)不強，有流動分離現(xiàn)象；或結(jié)構(gòu)和安裝不夠簡便等。相比之下，其中美國專利4962642公開的一種渦流裝置相對好些。它通過多個導(dǎo)向葉片產(chǎn)生渦流空氣，結(jié)構(gòu)很簡單。但由于導(dǎo)流葉片與來流成一夾角，氣流容易在葉片后背面產(chǎn)生分離，如


圖1所示。分離將引起流動阻力增加，并使裝置出口氣流的旋轉(zhuǎn)減弱，尤其當來流流速較快時，情況更為嚴重。
為克服上述缺點，中國專利CN2105560U公開了一種用于內(nèi)燃機的空氣渦流裝置，該裝置的特點即在美國專利4962642裝置導(dǎo)向葉片上增加狹長切口。從空氣動力學(xué)觀點來分析，由于葉片后背面的負壓影響，葉片前面的部分氣流將通過狹縫流到背面，見圖2。這種手段對于減弱葉片負壓和氣流分離確實起到一定作用。盡管如此，進一步分析也可看到，由于部分氣流通過狹縫流到葉片背面，使整個氣流流動方向改變減少，即開縫手段以損失部分渦流強度來減輕分離現(xiàn)象，并且這種手段并不能完全消除流動分離，尤其是在葉片前緣附近背面的分離。此外氣流流過狹縫也可以引起局部分離，產(chǎn)生新的氣流受阻因素。
本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有渦流裝置存在的種種問題，提供一種可有效消除流動分離，產(chǎn)生強大渦流空氣的新型裝置，使內(nèi)燃機燃料完全燃燒，節(jié)省能源，減少廢氣污染。
本實用新型提供的渦流進氣裝置1具有一組沿徑向散開安置的供產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)氣流的固定導(dǎo)向葉片11，該導(dǎo)向葉片11設(shè)計成曲面，其上光滑無切口，該裝置處工作狀態(tài)時外輪廓為圓柱形。
本實用新型可以分為沿徑向進氣和軸向進氣兩種類型，徑向進氣型裝置的葉片11，在氣流入口處即葉片前緣111處，葉片與圓柱徑線相切。軸向進氣型裝置的葉片11在氣流入口處即葉片前緣111處， 葉片與圓柱軸線或其平行線相切。以此消除氣流分離，減少流動阻力，增強氣流旋轉(zhuǎn)力度。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的優(yōu)點和工作過程作進一步說明，但這些說明并不限定本實用新型，其目的是為幫助更全面地理解本實用新型的設(shè)計思想。
圖1、圖2、圖3表示氣流流過葉片的情形，上半部分為流場與葉片剖面，下半部分為葉片有無切口示意。其中
圖1為氣流流過與來流成一夾角的無切口葉片；圖2為氣流流過與來流成一夾角的帶切口葉片；圖3為氣流流過本實用新型所采用的葉片。
圖4和圖5為本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置具有一組葉片11，其在前緣111處與來流方向相切。其中圖4為徑向進氣型，用于將徑向來流轉(zhuǎn)變成軸向運動的渦流；圖5為軸向進氣型，用于將軸向來流轉(zhuǎn)變成軸向運動的渦流。
圖6為本實用新型在汽化器型內(nèi)燃機中的工作過程示意圖。
為說明本實用新型改善內(nèi)燃機燃燒效率與凈化廢氣的工作過程，現(xiàn)詳細參見圖6。渦流進氣裝置1置于空氣濾清器2內(nèi)，使其中心對準進氣管3的入口中心。渦流進氣裝置1可用連接螺釘或其它方式固定。在內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)過程中，當活塞8向下運動時，燃燒室7中的壓力降低，進氣閥6被打開，外部空氣經(jīng)空氣濾清器2、渦流進氣裝置1、進氣管3、進氣閥6最終進入燃燒室7。在空氣流動過程中，濾清空氣從徑向進入渦流進氣裝置1，渦流進氣裝置1的葉片將徑向進入空氣轉(zhuǎn)換成渦流空氣從軸向進入進氣管3，參見圖5。在距離進氣管不遠處，汽化器5產(chǎn)生霧化燃料。渦流空氣流經(jīng)汽化器5后，很快與霧化燃料在進氣管3內(nèi)的流動過程中均勻混合，渦流空氣還有助于改善燃料的霧化程度。充分混合的油氣經(jīng)閥門6進入燃燒室7高效地燃燒，推動活塞而提供內(nèi)燃機功率。此外油氣混合渦流將一直持續(xù)到燃燒室中，這也有利于燃燒火焰的分散，提高燃燒效率。燃燒后的廢氣由排氣閥9經(jīng)排氣管10排出。由于燃燒完全，廢氣中有害成分如一氧化碳、碳、未燃燒掉的油氣大大減少，從而凈化了廢氣的排放。
綜上所述，本實用新型與已有技術(shù)相比有以下優(yōu)點1、由于葉片采用流線型設(shè)計，前緣處葉片曲面與來流方向相切，使氣流可光滑地流過葉面，葉片背面的分離幾乎完全消除，而氣流旋轉(zhuǎn)強勁。
2、在葉片具有相同偏轉(zhuǎn)角的情況下，與其它裝置相比，本裝置葉片迎風(fēng)面積最小，加之無分離，無須讓氣流流過縫隙等特點，使本裝置流動阻力減至最小。
3、裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，容易采用撓性薄片材料加工制作，不易損壞。
由此可見，本實用新型完全符合前述實用渦流進氣裝置的要求，是一理想的設(shè)計。需要申明的是，對于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人，可顯而易見地進行多種等同和近似變換，但這些變換仍應(yīng)認為屬本實用新型的構(gòu)思范圍，將被看成是在本實用新型權(quán)利要求范圍之內(nèi)的。
本案涉及各部件標號1-渦流進氣裝置 11-葉片 111-葉片前緣 112-葉片后緣 2-空氣濾清器 3-進氣管 4-汽缸殼體 5-汽化器6-閥門 7-燃燒室 8-活塞 9-排氣閥 10-排氣管V0-進氣流速 V1-出氣流速 ω-旋轉(zhuǎn)流速 A-狹長切口B-分離區(qū)
權(quán)利要求1.一種用于內(nèi)燃機的渦流進氣裝置(1)，其特征在于具有沿徑向散開安置的固定導(dǎo)向葉片(11)，該導(dǎo)向葉片上光滑無切口，該渦流進氣裝置(1)處工作狀態(tài)時外輪廓為圓柱形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于內(nèi)燃機的渦流進氣裝置(1)，其特征在于氣流入口處即葉片前緣(111)處，葉片與圓柱徑線相切。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于內(nèi)燃機的渦流進氣裝置(1)，其特征在于氣流入口處即葉片前緣(111)處，葉片與圓柱軸線或其平行線相切。
專利摘要本實用新型為一種用于內(nèi)燃機的渦流進氣裝置,該裝置處工作狀態(tài)時外輪廓為圓柱形,具有一組沿徑向散開安置的固定導(dǎo)向葉片,其上光滑無切口。本實用新型分為沿徑向進氣和軸向進氣兩種類型。在氣流入口處即葉片前緣處,徑向進氣型的葉片與圓柱徑線相切;軸向進氣型的葉片,在該處與圓柱軸線或其平行線相切。以此消除氣流分離,減少流動阻力,增強氣流旋轉(zhuǎn)力度,使內(nèi)燃機的燃料燃燒完全,節(jié)省能源,減少廢氣污染。
文檔編號F02B31/00GK2358228SQ9820618
公開日2000年1月12日 申請日期1998年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月29日
發(fā)明者黃海 申請人:黃海