进气门及发动机的制作方法

1.本实用新型实施例涉及发动机技术领域，尤其涉及一种进气门及发动机。


背景技术：

2.发动机通常包括气缸和设置在气缸上的气缸盖，气缸盖用于封闭气缸。气缸盖设置有与进气道连通的进气口以及位于进气口中的气门座，气门座靠近气缸，且气门座中设置有进气门。进气门包括杆部、盘部，以及连接杆部和盘部的中间部，盘部设置有与气门座的部分内侧面相适配的盘锥面。当盘锥面与气门座的内侧面相贴合时，进气门关闭，气流不能由进气道进入气缸中；当盘锥面与气门座的内侧面具有一定距离时，进气门打开，气流可以由进气道进入气缸中。
3.为提高发动机的进气量，气缸盖可以设置有两个进气口，每个进气口连接一个进气道，即发动机采用双进气道。在一种相关技术中，参照图1和图2，发动机采用双切向进气道切向进气，每个进气道的气流沿气缸内壁100形成如图2中a处箭头所示的涡流。切向进气道210较为平直，可以提高进气流量系数。然而，双切向进气道的涡流强度较弱，进气涡流比低，导致空气与机油难以充分混合。
4.在另一种相关技术中，参照图3和图4，发动机采用螺旋进气道220和切向进气道210的组合。切向进气道210的气流沿气缸内壁100形成如图4中a处箭头所示的涡流，螺旋进气道200的内腔为螺旋结构，螺旋进气道220的气流在气缸中形成如图4中b处箭头所示的涡流，其具有较强的涡流强度，可以提高进气涡流比。然而，螺旋进气道220的进气压力损失较大，螺旋进气道220和切向进气道210的组合会牺牲部分进气流量系数。
5.因此，急需一种能够兼顾进气流量系数和进气涡流比的发动机。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型实施例提供一种进气门及发动机，以解决发动机不能兼顾进气流量系数和进气涡流比的技术问题。
7.第一方面，本实用新型实施例提供了一种进气门，包括杆部、中间部和盘部，所述中间部的第一端连接所述杆部的一端，所述中间部的第二端连接所述盘部的一端，所述中间部的外周面上设置有扰流筋板，所述扰流筋板绕所述进气门的中心线螺旋形向远离所述中心线的方向延伸。
8.本实用新型实施例提供的进气门具有如下优点：
9.本实用新型实施例提供的进气门包括杆部、中间部和盘部，其中，中间部的第一端连接杆部的一端，中间部的第二端连接盘部的一端，中间部的外周面上设置有扰流筋板，扰流筋板绕进气门的中心线螺旋形设置，且向远离中心线的方向延伸。通过在中间部的外周面上设置扰流筋板，扰流筋板对沿杆部流至盘部的气流进行扰流，使部分气流产生漩涡，从而增加进入气缸的涡流强度，以提高进气涡流比；同时，通过扰流筋板产生涡流，无需对与进气门连通的其他部件进行变动，以保证进气流量系数。
10.如上所述的进气门，所述扰流筋板包括顶面和位于所述顶面两侧的导流面，所述导流面为曲面。
11.如上所述的进气门，所述顶面两侧的所述导流面的曲率相同。
12.如上所述的进气门，与所述顶面垂直且与两个所述导流面距离相等的曲面中，远离所述进气门的中心线的边缘相对所述进气门的中心线之间的偏转角大于或者等于30
°
，小于90
°
。
13.如上所述的进气门，所述盘部包括圆柱体和设置在所述圆柱体一端的圆台，所述圆台的大端与所述圆柱体连接，所述圆台的小端与所述中间部的第二端连接。
14.如上所述的进气门，所述顶面距所述中间部的外周面的最远处与所述进气门的中心线之间的距离l和所述盘部的最大半径r满足如下关系式：
[0015][0016]
如上所述的进气门，所述顶面与所述杆部之间、所述顶面与所述盘部之间光滑过渡。
[0017]
如上所述的进气门，所述扰流筋板的数量设置有多个，多个所述扰流筋板的螺旋方向相同。
[0018]
如上所述的进气门，多个所述扰流筋板沿所述中间部的周向等间隔分布。
[0019]
第二方面，本实用新型实施例提供了一种发动机，包括气缸盖和两个切向进气道，所述气缸盖开设有两个进气口，每个所述进气口分别与一个所述切向进气道连通，每个所述进气口中均设置有如上所述的进气门。
[0020]
本实用新型实施例中的发动机包括气缸盖和两个切向进气道，气缸盖开设有两个进气口，每个进气口与一个切向进气道相对应且连通，每个进气口中设置有上述具有扰流筋板的进气门。通过扰流筋板可以对切向进气道进入的气流进行扰流，使气流产生涡流，提高进气涡流比；同时，无需改变切向进气道，即进气道仍保持切向进气，以保证进气流量系数，使得发动机可以兼顾进气流量系数和进气涡流比。
[0021]
除了上面所描述的本实用新型实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本实用新型实施例提供的进气门及发动机所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。
附图说明
[0022]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]
图1为相关技术中的双切向进气道的结构示意图；
[0024]
图2为相关技术中的双切向进气道的气流示意图；
[0025]
图3为相关技术中的切向进气道与螺旋进气道组合的结构示意图；
[0026]
图4为相关技术中的切向进气道与螺旋进气道组合的气流示意图；
[0027]
图5为本实用新型实施例中的气缸盖和进气门的装配图；
[0028]
图6为本实用新型实施例中的进气门的结构示意图；
[0029]
图7为图6中c处的局部放大图；
[0030]
图8为图6的d向视图；
[0031]
图9为本实用新型实施例中的气流示意图。
[0032]
附图标记说明：
[0033]
100
‑
气缸内壁；
[0034]
210
‑
切向进气道；
[0035]
220
‑
螺旋进气道；
[0036]
300
‑
气缸盖；
[0037]
400
‑
气门座；
[0038]
500
‑
进气门；
[0039]
510
‑
杆部；
[0040]
520
‑
中间部；
[0041]
530
‑
盘部；
[0042]
531
‑
圆台；
[0043]
532
‑
圆柱体；
[0044]
540
‑
扰流筋板；
[0045]
541
‑
顶面；
[0046]
542
‑
导流面；
[0047]
600
‑
导管；
[0048]
l
‑
距离；
[0049]
r
‑
最大半径；
[0050]
β
‑
偏转角；
[0051]
α
‑
夹角。
具体实施方式
[0052]
为了使发动机可以兼顾进气流量系数和进气涡流比，本实用新型实施例提供一种进气门及发动机，进气门设置扰流筋板，且扰流筋板绕进气门的中心线螺旋形延伸，扰流筋板对流经进气门的气流进行扰流，以使进入气缸的气流的涡流强度增加，提高进气涡流比；同时，扰流筋板产生涡流，无需对与进气门连通的其他部件进行变动，以保证进气流量系数。
[0053]
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的各实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0054]
发动机是为车辆如汽车提供动力的装置，发动机一般包括气缸和设置在气缸上的气缸盖，气缸盖用于封闭气缸。气缸盖通常设置有与气缸连通的进气口，进气口还与进气道
连通，从而连通进气道与气缸，使气流可以由进气道流经进气口进入气缸中。进气口靠近气缸的部分设置有进气门，进气门用于控制气缸进气。当进气门开启时，气流可以由进气道进入气缸中；当进气门关闭时，气缸不再进气。
[0055]
气缸盖的进气口可以设置有两个，每个进气口连通一个进气道，即发动机采用双进气道，以提高进气量。本实用新型实施例中，两个进气道可以均为切向进气道，以提高发动机的进气流量系数(实际进气质量与理论进气质量之比)，进一步提高进气量。
[0056]
每个进气口中设置有一个进气门。示例性的，参照图5，进气口中可以设置有气门座400，气门座400的部分内侧面与进气门500的部分外侧面相贴合，以封闭进气口，例如，气门座400的部分内侧面可以为锥面。可以理解的是，进气门500设置有与气门座400相适配的锥面。
[0057]
当进气门500的部分外侧面与气门座400的部分内侧面相贴合时，进气门500关闭；当进气门500的部分外侧面与气门座400的部分内侧面不相贴合时，进气门500打开。
[0058]
需要说明的是，参照图5，气缸盖300远离气缸的一端还可以设置有导向孔，导向孔中设置有导管600。导管600套设在进气门500外，以对进气门500进行导向，并对导向孔密封，防止气缸漏气。
[0059]
参照图6和图7，本实用新型实施例中的进气门500包括杆部510、中间部520和盘部530。其中，杆部510可以为如图6所示的柱状杆。如图7所示，盘部530可以包括圆柱体532和设置在圆柱体532一端的圆台531。圆台531的大端与圆柱体532连接，圆台531的锥面与气门座400的内侧面相配合。
[0060]
继续参照图6和图7，中间部520的第一端连接杆部510的一端，如图6所示，中间部520的上端连接杆部510的下端，且中间部520的上端与杆部510的下端相适配。中间部520的第二端连接盘部530的一端，示例性的，中间部520的第二端与圆台531的小端连接，如图6所示，中间部520的下端与盘部530的上端连接，且中间部520的下端与盘部530的上端相适配。
[0061]
中间部520的外周面可以为曲面，以使杆部510与盘部530之间逐渐过渡。如图6和图7所示，中间部520的外周面上设置有扰流筋板540，扰流筋板540绕进气门500的中心线螺旋形设置，且扰流筋板540向远离中心线的方向延伸。如此设置，当气流沿杆部510流至盘部530时，扰流筋板540对气流进行扰流，以使部分气流产生漩涡，从而使得进入气缸中的气流的涡流强度增加，提高进气涡流比。同时，扰流筋板540使气流产出涡流，进气道仍可以为切向进气道210，以保证进气流量系数。
[0062]
可以理解的是，当进气门500打开时，部分进气门500位于气缸中，气流由进气口进气气缸时，部分气流流经扰流筋板540，产生图9中b处所示的涡流，b处的涡流可以绕进气门500的中心线旋转；部分气流不流经扰流筋板540，该部分气流切向进入气缸中，产生如图9中a处所示的涡流，a处的涡流可以绕气缸的中心线旋转。
[0063]
参照图7和图8，扰流筋板540包括顶面541和设置在顶面541两侧的导流面542，导流面542设置在顶面541的左右两侧。示例性的，如图7和图8所示，顶面541左侧的导流面542设置在顶面541的内旋侧，顶面541右侧的导流面542设置在顶面541的外旋面。
[0064]
本实用新型实施例中的导流面542可以为曲面，例如，导流面542为弧面。顶面541两侧的导流面542的曲率可以相同，可以理解的，两个导流面542的弯曲程度相同。
[0065]
参照图8，与顶面541垂直且与两个导流面542距离相等的曲面远离进气门500的中
心线的边缘相对进气门500的中心线之间的偏转角β满足以下公式：
[0066]
30
°
≤β＜90
°
。
[0067]
本实用新型实施例中，如图8所示，与顶面541垂直且与两个导流面542距离相等的曲面绕进气门500的中心线螺旋形延伸，该曲面远离进气门500的中心线的边缘如图8中所示的p处，进气门500的中心线如图8中所示o处，p处相对o处的偏转角为β，可以理解的是，过o、p处且与o处相切的圆弧如图8中点划线所示，o处的切线与p处的切线之间的夹角为偏转角β。该角大于或者等于30
°
，且小于90
°
。如此设置，扰流筋板540的导流面542使流经导流面542的气流发生旋转，以产生漩涡。
[0068]
扰流筋板540的顶面541可以为曲面，顶面541与杆部510之间、顶面541与盘部530之间光滑过渡。示例性的，如图7所示，顶面541的上端与杆部510之间圆角过渡，顶面541的下端与盘部530之间圆角过渡。
[0069]
扰流筋板540的顶面541距中间部520的外周面的最远处如图7中所示m处，该处与进气门500的中心线之间的距离为l，距离l与盘部530的最大半径r满足以下关系式：
[0070][0071]
即扰流筋板540的顶面541距中间部520的外周面的最远处与进气门500的中心线的距离l大于或者等于盘部530最大半径r的一半，小于或者等于盘部530最大半径r的四分之三。如此设置，可以增加盘部530的刚度，减小盘部530变形，同时减小盘部530相对气门座400的滑移量，以减少对盘部530的外周面例如圆锥面的磨损。
[0072]
为了进一步提高发动机的涡流比，本实用新型实施例中的扰流筋板540可以设置有多个，多个扰流筋板540的螺旋方向相同。如图8所示，相邻两个扰流筋板540中，靠近盘部530的端部之间的间距大于靠近杆部510的端部之间的间距。可以理解的是，沿杆部510至盘部530的方向，相邻两个扰流筋板540之间形成的通道的宽度可以逐渐增大，形成涡流的效果较好。
[0073]
多个扰流筋板540沿中间部520的周向等间隔分布。可以理解的是，相两个扰流筋板540之间的夹角α＝360
°
/n，其中，n为扰流筋板540的数量。如图8所示，中间部520的外周面上设置有六个扰流筋板540，且六个扰流筋板540均匀设置在中间部520的外周面上，相邻两个扰流筋板540之间的夹角α为60
°
。
[0074]
本实用新型实施例提供的进气门500包括杆部510、中间部520和盘部530，其中，中间部520的第一端连接杆部510的一端，中间部520的第二端连接盘部530的一端，中间部520的外周面上设置有扰流筋板540，扰流筋板540绕进气门500的中心线螺旋形设置，且向远离中心线的方向延伸。通过在中间部520的外周面上设置扰流筋板540，扰流筋板540对沿杆部510流至盘部530气流进行扰流，使部分气流产生漩涡，从而增加进入气缸的涡流强度，以提高进气涡流比；同时，通过扰流筋板540产生涡流，无需对与进气门500连通的其他部件进行变动，以保证进气流量系数。
[0075]
本实用新型实施例还提供一种发动机，包括气缸盖300和两个切向进气道210，气缸盖300开设有两个进气口，每个进气口分别与一个切向进气道210连通，每个进气口中均设置有如上的进气门500。
[0076]
本实用新型实施例中的发动机包括气缸盖300和两个切向进气道210，气缸盖300
开设有两个进气口，每个进气口与一个切向进气道210相对应且连通，每个进气口中设置有上述具有扰流筋板540的进气门500。通过扰流筋板540可以对切向进气道210进入的气流进行扰流，使气流产生涡流，提高进气涡流比；同时，无需改变切向进气道210，即进气道仍保持切向进气，以保证进气流量系数，使得发动机可以兼顾进气流量系数和进气涡流比。
[0077]
本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
[0078]
本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
[0079]
在本说明书的描述中，参考术“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
[0080]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。