阅读说明：本技术 一种可增强气体流动的进气道、进气阀、活塞及发动机 (Air inlet channel capable of enhancing gas flow, air inlet valve, piston and engine ) 是由 王长江 阎全忠 王剑 王世强 于 2020-06-11 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种可增强气体流动的进气道、进气阀、活塞及发动机,其中发动机包括进气道、进气阀和活塞,所述进气道设置于气缸盖上,所述进气阀活动安装于气缸盖上且可使所述进气道与燃烧室连通或关闭,所述活塞活动安装于燃烧室内,在所述进气道的内壁上设置有螺旋型凸起,所述进气阀的阀面设置为包括两道凸环和两道凹环,所述凹环与凸环相间设置且圆弧过渡,在所述活塞的顶面阵列有若干个紧密排列的凸起。本发明通过进气道、进气阀、活塞的相互配合设计,这样就可在进气和燃烧过程中实现涡流、滚流、挤流及湍流的互相渗透,从而可以最大程度地提高燃烧效率和发动机性能。(The invention provides an air inlet channel capable of enhancing gas flow, an air inlet valve, a piston and an engine, wherein the engine comprises the air inlet channel, the air inlet valve and the piston, the air inlet channel is arranged on a cylinder cover, the air inlet valve is movably arranged on the cylinder cover and can enable the air inlet channel to be communicated with or closed off a combustion chamber, the piston is movably arranged in the combustion chamber, a spiral protrusion is arranged on the inner wall of the air inlet channel, the valve surface of the air inlet valve comprises two convex rings and two concave rings, the concave rings and the convex rings are arranged at intervals and are in circular arc transition, and a plurality of protrusions which are closely arranged are arrayed on the top surface of the piston. The invention realizes the mutual penetration of vortex, tumble, extrusion flow and turbulent flow in the air inlet and combustion process through the mutual matching design of the air inlet passage, the air inlet valve and the piston, thereby improving the combustion efficiency and the engine performance to the maximum extent.)

一种可增强气体流动的进气道、进气阀、活塞及发动机

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体是涉及一种可增强气体流动的进气道、进气阀、活塞及发动机。

背景技术

发动机缸内空气运动对混合气形成和燃烧过程具有决定性影响，而缸内空气运动通常为进气道、进气阀、缸盖顶部和活塞顶部的结构所影响。

在进入中国的日本发明专利CN 201680007804.1的说明书中公开了一种发动机的进气口结构，该进气口具备进气口，所述进气口与发动机的燃烧室连接；以及环状的座环，所述座环设于所述进气口的面对所述燃烧室的区域，在从所述燃烧室侧沿所述座环的轴心方向观察的俯视图中，在与所述座环的内表面的上游侧连续的所述进气口的内表面中，在远离气缸孔的轴心的后端侧具备与所述座环的内表面位于同一面上的内表面一致部，并在其他的任意部分具备相对于所述座环的内表面向内侧突出的突出部，使突出部所在的部位的流路的截面积小于所述座环的流路的截面积。

在中国发明专利CN 20191039388.4的说明书中公开了一种增强进气涡流的柴油机进气阀，该进气阀包括阀杆、阀面，阀杆上设置阀杆导流叶片，阀面上设置阀面导流叶片，阀杆导流叶片与阀杆表面曲面切向贴合，阀面导流叶片与阀面表面曲面切向贴合，阀杆导流叶片沿阀杆竖直向下且具有扭转角度，阀面导流叶片具有弧度，阀杆导流叶片与阀面导流叶片刚性连接。

然而，现有技术均只是考虑从某一方面来改进进气流动方式以增强进气涡流或滚流比，而未曾考虑在发动机进气过程中充分发挥进气道、进气阀及活塞对改善进气流动方式的协调作用以进一步增强气体流动。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题在于提供一种可增强气体流动的进气道、进气阀、活塞及发动机。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种可增强气体流动的进气道，所述进气道设置于气缸盖上且可与燃烧室连通，在所述进气道的内壁上设置有螺旋型凸起。

更优的，所述螺旋型凸起的高度设置为所述进气道内径的1/3，所述螺旋型凸起的螺距设置为所述进气道内径的2倍。

本发明还提供了一种可增强气体流动的进气阀，所述进气阀活动安装于气缸盖上且可使进气道与燃烧室连通或关闭，所述进气阀包括阀杆、阀面和阀座，所述进气阀的阀面设置为包括两道凸环和两道凹环，所述凹环与凸环相间设置且圆弧过渡。

更优的，所述凹环和凸环的轴向高度均设置为所述阀面轴向高度的1/4，所述凸环的最大径向厚度设置为进气道内径的1/10。

本发明还提供了一种可增强气体流动的活塞，所述活塞活动安装于燃烧室内，在所述活塞的顶面阵列有若干个紧密排列的凸起。

更优的，所述活塞顶面的凸起设置为金字塔型凸起。

本发明还提供了一种可增强气体流动的发动机，包括进气道、进气阀和活塞，所述进气道设置于气缸盖上，所述进气阀活动安装于气缸盖上且可使所述进气道与燃烧室连通或关闭，所述活塞活动安装于燃烧室内，在所述进气道的内壁上设置有螺旋型凸起，所述进气阀的阀面设置为包括两道凸环和两道凹环，所述凹环与凸环相间设置且圆弧过渡，在所述活塞的顶面阵列有若干个紧密排列的凸起。

更优的，所述螺旋型凸起的高度设置为所述进气道内径的1/3，所述螺旋型凸起的螺距设置为所述进气道内径的2倍。

更优的，所述凹环和凸环的轴向高度均设置为所述阀面轴向高度的1/4，所述凸环的最大径向厚度设置为进气道内径的1/10。

更优的，所述活塞顶面的凸起设置为金字塔型凸起。

相比于现有技术，本发明的有益效果是：

1、通过在进气道内设置螺旋型凸起，这样可使进气气流在进气道内形成一定强度的轴向旋转气流，即进气涡流。

2、通过将进气阀的阀面设置为包括两道凸环和两道凹环，且使凹环与凸环相间设置并圆弧过渡，这样不仅可使进气气流在进气阀处形成一定强度的径向旋转气流，即进气滚流，而且可与进气涡流配合以形成滚动涡流；同时，当活塞接近于上止点时，可使大尺度的滚动涡流破裂成众多小尺度的涡，即形成很强的湍流运动，这样通过进气道与进气阀的配合设计就可使湍流强度和湍流动能进一步增加，从而可以大大提供火焰传播速度，提高混合气燃烧效率，改善发动机性能。

3、通过在活塞顶面阵列设置若干个紧密排列的金字塔型凸起，这样不仅可使进气气流互相反射互相碰撞，使之形成无序旋转和流动的混沌气流，而且可在压缩行程后期形成更强的挤流运动，从而可以进一步增强燃烧室内的湍流强度，促进混合气的快速燃烧；同时，通过进气道、进气阀、活塞的相互配合设计，这样就可在进气和燃烧过程中实现涡流、滚流、挤流及湍流的互相渗透，从而可以最大程度地提高燃烧效率和发动机性能。

附图说明

图1为本发明一种可增强气体流动的进气阀的结构示意图。

图2为本发明一种可增强气体流动的活塞顶面金字塔型凸起的结构示意图。

图示说明：11-阀杆，12-阀面，121-凸环，122-凹环，13-阀座，2-金字塔型凸起。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步地说明。

首先，本发明提供了一种可增强气体流动的进气道，该进气道设置在气缸盖的顶部，且该进气道可与设置于缸体上的发动机燃烧室连通。在该进气道的内壁上还设置有螺旋型凸起，该螺旋型凸起的高度设置为进气道内径的1/3，而螺旋型凸起的螺距设置为进气道内径的2倍，这样在进气道内就可使进气气流形成一定强度的轴向旋转气流，即进气涡流。

其次，本发明还提供了一种可增强气体流动的进气阀，该进气阀通过凸轮轴、气门弹簧等配气机构活动安装在气缸盖上，且通过进气阀的开启或关闭进气口可使进气道与发动机燃烧室连通或关闭。如图1所示，进气阀包括阀杆11、阀面12和阀座13，其中进气阀的阀面12设置为包括两道凸环121和两道凹环122，该凹环122与凸环121相间设置且圆弧光滑过渡；同时，该凹环122和凸环121的轴向高度均设置为阀面12轴向高度的1/4，而凸环121的最大径向厚度设置为进气道内径的1/10，这样在进气阀的阀面处就可使进气气流形成一定强度的径向旋转气流，即进气滚流。

再次，本发明还提供了一种可增强气体流动的活塞，该活塞通过曲轴连杆机构活动安装在发动机燃烧室内，且可在燃烧室内做直线往复运动。如图2所示，在该活塞的顶面阵列有若干个紧密排列的金字塔型凸起2，该金字塔型凸起2的底面正方形边长设计为2毫米，金字塔型凸起2的高度设计为1毫米，且金字塔型凸起2的边缘距离气缸壁的距离为5毫米，这样在活塞顶面不仅可使进气气流互相反射互相碰撞，使之形成无序旋转和流动的混沌气流，而且可在压缩行程后期形成更强的挤流运动，从而可以进一步增强燃烧室内的湍流强度，促进混合气的快速燃烧。

最后，本发明还提供了一种可增强气体流动的发动机，包括进气道、进气阀和活塞。其中，进气道设置在气缸盖的顶部，在该进气道的内壁上设置有螺旋型凸起，该螺旋型凸起的高度设置为进气道内径的1/3，而螺旋型凸起的螺距设置为进气道内径的2倍；进气阀通过配气机构活动安装在气缸盖上且通过进气阀的开启或关闭进气口可使进气道与发动机燃烧室连通或关闭，该进气阀的阀面12设置为包括两道凸环121和两道凹环122，该凹环122与凸环121相间设置且圆弧光滑过渡，而且该凹环122和凸环121的轴向高度均设置为阀面12轴向高度的1/4，而凸环121的最大径向厚度设置为进气道内径的1/10；活塞通过曲轴连杆机构活动安装在发动机燃烧室内，在该活塞的顶面阵列有若干个紧密排列的金字塔型凸起2，该金字塔型凸起2的底面正方形边长设计为2毫米，金字塔型凸起2的高度设计为1毫米，且金字塔型凸起2的边缘距离气缸壁的距离为5毫米。本发明通过在进气道内设置螺旋型凸起，这样可使进气气流在进气道内形成一定强度的轴向旋转气流，即进气涡流；接着，通过将进气阀的阀面设置为包括两道凸环和两道凹环，且使凹环与凸环相间设置并圆弧过渡，这样不仅可使进气气流在进气阀处形成一定强度的径向旋转气流，即进气滚流，而且可使从进气道而来的进气涡流在进气阀处形成滚动涡流；最后，通过在活塞顶面阵列设置若干个紧密排列的金字塔型凸起，这样不仅可使进气气流互相反射互相碰撞，使之形成无序旋转和流动的混沌气流，而且可在压缩行程后期形成更强的挤流运动，即通过进气道、进气阀、活塞的配合设计可在进气和燃烧过程中实现涡流、滚流、挤流及湍流的互相渗透，从而可以最大程度地提高燃烧效率和发动机性能。

以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。