一种具有嵌入式进气预旋结构的发动机进气管道的制作方法

1.本发明属于发动机进气技术领域，具体涉及一种具有嵌入式进气预旋结构的发动机进气管道。


背景技术：

2.发动机是汽车中的核心动力装置，发动机上连接有进气管路，用于将外部气体供给到发动机中，在进气管路上靠近发动机的位置处设有喷油嘴，用于将油喷到进气管路中与空气进行混合，形成燃油混合气之后进入到发动机中进行燃烧工作。
3.目前，气道喷射供油方式在汽油机发动机中还广泛存在。针对气道喷射供油系统，在满足现有开发需求的情况下还存在以下部分不足：在小负荷以及部分负荷工况下，因为管路气流运动强度弱，存在油气混合不均匀和部分工况下燃油蒸发不完全并在进气管路壁面上形成油膜的现象。以上不足大大降低了汽油机的效率，并且增加了燃油的油耗。
4.因此，基于以上现有技术中的问题，本技术对发动机进气管道进行了进一步的设计和改进。


技术实现要素：

5.针对以上现有技术中的不足，本发明提供了一种具有嵌入式进气预旋结构的发动机进气管道，在不改变现有进气管道结构的基础上，通过嵌入进气预旋结构件的方式，使进气管道中的气流发生旋转，延长了气流路径，使气体与燃油的混合更加充分，避免了油气混合不均匀产生的油膜、油耗增加问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决。
7.一种具有嵌入式进气预旋结构的发动机进气管道，所述进气管道连接至发动机用于给该发动机供气，所述进气管道上靠近所述发动机的位置处设有喷油器，所述喷油器用于向所述进气管道中喷油，所述进气管道上位于所述喷油器的外侧的位置中设有通过嵌入式装配方式卡在进气管道的内腔中的进气预旋件，所述进气预旋件包括环形主体，所述环形主体的外壁上设有若干个均匀分布的气旋导向片。
8.本技术中，进气管道上在距离喷油器前端一定位置处加入一个嵌入式的进气预旋件，通过其上的气旋导向片的引流作用，使进气管道中流经气旋导向片的部分气流运动方向由平行管路轴线转变成绕管路轴线有组织的旋转。在发动机吸气过程中，具备旋转能力的气流能够进一步破碎、细化油束，并在相同进气管道条件下加长了油气混合的运动路程，从而达到改善小负荷以及部分负荷工况下油、气混合的效果。
9.此外，旋转气流摩擦进气管道的管壁有助于减少管路壁面油膜的形成，可以进一步提升汽油机的效率，降低发动机燃油的消耗，对发动机的排放也有一定的优化作用。同时该结构对现有管路结构改动少，后期维护成本低。
10.一种优选的实施方式中，所述环形主体通过其外壁上的气旋导向片卡在所述进气管道的内腔中，结构简单，装配方便，不需要其他的安装结构，对气流的导向功能好。
11.一种优选的实施方式中，所述气旋导向片的预旋角度a为10
°
~20
°
，优选为15
°
左右，由此形成的气旋流与油雾的混合效果好。
12.一种优选的实施方式中，所述进气预旋件距离所述发动机的距离b为1~2倍的进气管道管径，该位置处效果好，形成的气旋流与油雾的混合效果好。
13.一种优选的实施方式中，所述环形主体与所述进气管道同轴装配，不影响中心轴线位置上的主气流通过。
14.一种优选的实施方式中，所述环形主体的内径c为所述进气管道内径的70%~85%，该结构使得，中心部分的大部分气流从环形主体中穿过，外围的小部分气流从气旋导向片出穿过并被导向形成气旋流，该气旋流能够影响中心部分的气流，使整体上从外围到中心都开始形成气旋流，同时外围的气旋流能够摩擦进气管道的管壁，有助于减少管路壁面油膜的形成。
15.一种优选的实施方式中，所述环形主体的内壁上设有与所述气旋导向片的预旋方向一致的内导向片，增加导向区域，增加初始的导向气流，使气旋流的旋转更加有力。
16.一种优选的实施方式中，所述内导向片与所述气旋导向片一一对应对称设置，结构简单，能够稳定的进行气流导向，且不影响中心部分的气流穿过。
17.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：提供了一种具有嵌入式进气预旋结构的发动机进气管道，在不改变现有进气管道结构的基础上，通过嵌入进气预旋结构件的方式，使进气管道中的气流发生旋转，延长了气流路径，使气体与燃油的混合更加充分，避免了油气混合不均匀产生的油膜、油耗增加问题。
附图说明
18.图1为现有技术中的发动机进气管道的结构示意图。
19.图2为本技术中的具有嵌入式进气预旋结构的发动机进气管道的结构示意图。
20.图3为本技术中的实施方式一中的进气预旋件的示意图一。
21.图4为本技术中的实施方式一中的进气预旋件的示意图二。
22.图5为本技术中的实施方式一中的进气预旋件的立体图。
23.图6为本技术中的实施方式二中的进气预旋件的立体图。
24.图7为本技术中的实施方式二中的进气预旋件的示意图。
具体实施方式
25.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
26.以下实施方式中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的原件或具有相同或类似功能的原件，以下通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
27.本发明的描述中，需要理解的是，术语：中心、纵向、横向、长度、宽度、厚度、上、下、前、后、左、右、竖直、水平、顶、底、内、外、顺时针、逆时针等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语：第一、第二等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所示技术特征的数量。本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语：安装、
相连、连接等应做广义理解，本领域的普通技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用性中的具体含义。
28.参照图1，为现有技术中的发动机进气管道的结构示意图，从图中可以看出，进气管道3连接至发动机2用于给该发动机2供气，进气管道3上靠近发动机3的位置处设有喷油器1，该气道喷射供油系统，在满足现有开发需求的情况下还存在以下部分不足：在小负荷以及部分负荷工况下，因为管路气流运动强度弱，存在油气混合不均匀和部分工况下燃油蒸发不完全并在进气管路壁面上形成油膜的现象。以上不足大大降低了汽油机的效率，并且增加了燃油的油耗。
29.参照图2至图7，本技术中的具有嵌入式进气预旋结构的发动机进气管道，所述进气管道3连接至发动机2用于给该发动机2供气，所述进气管道3上靠近所述发动机3的位置处设有喷油器1，所述喷油器1用于向所述进气管道3中喷油，所述进气管道3上位于所述喷油器1的外侧的位置中设有通过嵌入式装配方式卡在进气管道3的内腔中的进气预旋件4，所述进气预旋件4包括环形主体41，所述环形主体41的外壁上设有若干个均匀分布的气旋导向片42。
30.具体来看，所述环形主体41通过其外壁上的气旋导向片42卡在所述进气管道3的内腔中，结构简单，装配方便，不需要其他的安装结构。所述气旋导向片42的预旋角度a为10
°
~20
°
，优选为15
°
左右，若角度太大，叶片之间气体通流面积变小，反而对管路有节流作用。若角度太小，气流运动状态变化过于弱化，无法起到气流旋转对油气混合改善的效果。
31.此外，所述进气预旋件4距离所述发动机2的距离b为1~2倍的进气管道管径，若距离太远，气流旋转效果弱化，对油束进一步破碎、细化效果弱化，对减少管路壁面油膜形成的效果也同步弱化了。若距离太近，气流对喷嘴油束雾化过程具有一定干扰作用，不利于喷嘴油束自身的雾化过程。
32.从附图中可以看出，本技术中，所述环形主体41与所述进气管道3同轴装配，不影响中心轴线位置上的主气流通过。并且，所述环形主体41的内径c为所述进气管道3内径的70%~85%，该结构使得，中心部分的大部分气流从环形主体41中穿过，不会影响大气流通过，外围的小部分气流从气旋导向片42出穿过并被导向形成气旋流，该气旋流能够影响中心部分的气流，使整体上从外围到中心都开始形成气旋流，同时外围的气旋流能够摩擦进气管道3的管壁，有助于减少管路壁面油膜的形成。
33.以上结构为基础，本技术中的进气预旋件4具有两种不同的实施方式。
34.图3至图5所示为实施方式一中的进气预旋件4，从图中可以看出，该进气预旋件4具有圆筒状的环形主体41, 环形主体41的外壁上均匀设有6个气旋导向片42，环形主体41的内壁光滑无其他结构，通过该气旋导向片42可以将进气预旋件4整体嵌入式的卡到进气管道3上的对应位置处，起到中间气流顺利通过、外围气流进行导向旋转的目的。
35.图6至图7所示为实施方式二中的进气预旋件4，从图中可以看出，该进气预旋件4具有圆筒状的环形主体41, 环形主体41的外壁上均匀设有6个气旋导向片42，同时在该环形主体41的内壁上也均匀设有6个与气旋导向片42的预旋方向一致的且一一对应对称的内导向片43，该结构能增加导向区域，增加初始的旋转导向气流，使气旋流的旋转更加有力，同时不影响中间气流的通过。
36.以上实施方式中，导向片的数量可以根据需要设置，如5-8个都可以，可以根据不
同的进气管道管径大小来设置。
37.本技术中的技术方案中，预旋结构的叶片设在进气管道3中的外周，中间为通孔式，这种结构与直接设置涡轮叶片结构的区别在于：直接设置涡轮结构的结构，会使得布置的组件本体结构更为复杂，如果管道中有异物进入，对涡轮叶片有撞击、卡滞等潜在失效现象出现；涡轮叶片结构组件因为自身结构原因存在流量上的限值，对气流量上限有限制，因此在发动机高转速工况大进气流量下需要进行方案匹配，同一涡轮叶片结构适用性低；此外，管路中的运动旋转件需要后期定期的检查、维护、保养，如果涡轮叶片失效，例如存在缺角等现象，在旋转运动下容易产生进气异响，成本高，效果差。
38.而本技术中采用的嵌入式预旋结构：采用固定叶片结构，本体结构简单，无旋转运动件，后期免维护、保养，且在功能上能够同等实现进气预旋效果。并且，本技术中，中间采用通孔式结构，可以预防发动机高转速工况下进气量过大导致的管路气流堵塞现象发生，同时对进气管路本体改动少，后续市场普及适用面广，可用于汽车主机厂预装、售后市场改装等。
39.本技术中，进气预旋件4布置在喷油器1的左侧（远离发动机），提前对气体运动状态进行预旋调整，在喷油器1喷油雾化过程中同时对油束有进一步破碎、细化的作用，在油气混合运动路程长度、油气混合效果、减少管壁油膜形成的作用上都具有很好的效果。
40.本技术中的发动机进气管道系统，也可以用于摩托车等无法单独配置增压器的小型发动机上。
41.以上描述可以看出，本技术中，进气管道3上在距离喷油器1前端一定位置处加入一个嵌入式的进气预旋件4，通过其上的气旋导向片42的引流作用，使进气管道3中流经气旋导向片42的部分气流运动方向由平行管路轴线转变成绕管路轴线有组织的旋转。旋转气流冲击油束过程中可以进一步破碎、细化油束，并在相同进气管路条件下加长了油气混合的运动路程，以达到进一步改善油、气混合效果。旋转气流对管壁有摩擦、生热作用，有助于减少管路壁面油膜的形成，以及进一步促进油膜受热蒸发的作用，从而达到减少燃油消耗的效果，并达到进一步提升汽油机效率的作用。
42.本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。