[实用新型]一种直喷室柴油机带过渡引流腔的分层双重涡旋进气道

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种柴油机，特别是涉及一种直喷室柴油机带过渡引流腔的分层双重涡旋进气道。

背景技术

直接喷射式燃烧室柴油机(简称直喷室柴油机)，其用于燃烧的混合气，在燃烧室中直接形成。因此直喷室柴油机只能借助进气道所形成的进气涡流扰动，来改善混合气的品质。

传统的进气道，对于进气涡流的组织，主要依赖环气门导管护套周边所形成的“钩状”腔室，俗称“上室”，它迫使气流轴线绕气门中心涡流，形成涡旋进气。而对气门导管护套以下部分，俗称“下室”，由于进气门直径太小，且无气门导管护套的依托，无法组织与进气门孔圆相切的曲线流道，致使这部分气道无法螺旋化，其气流轴线只能沿气道直行，构成俗称的“直气道”。因此传统进气道实质上是：上层的螺旋进气道+下层的直气道两部分构成。

传统进气道的缺陷是：上室截面积较小，所组织的涡旋进气量不足，且由于结构因素，它只能在流道接近气门中心处才开始组织涡流，致使涡流效果不强。而下室截面积较上室大，但直置而无法利用，且上室已形成的涡流进气，需通过下室、经气门口受到扩散和衰减之后，才能进入气缸，致使涡流效果进一步减弱。这种缺陷在技术上使柴油机的高涡流扰动(技术上以无因次系数涡流比ω表征，即进入气缸气体绕气缸中心轴线旋转的转速与柴油机的转速之比)与高的进气充量(技术上以无因次的流量系数μ表征)两者峰值不可兼得，其中涡流比ω值不够会严重影响柴油机低速大扭矩时的性能，流量系数μ不足则会影响柴油机高速大负荷时的性能，显然ω值提高，对混合气的改善有利，对发动机的综合性能的改善有利，然而在传统进气道结构的状况下，它必然导致进气阻力增大，从而导致流量系数μ降低，使柴油机高速大功率时的性能受到损害。

传统进气道的ω值，一般为2.0-2.5，μ值为0.3-0.35，偶尔ω值也能达到3.5-4.0，但此时μ值却降低至0.3以下，这两组数据的峰值，不可能同时出现，这两者不可兼得的矛盾形成了戒律，使现有柴油机低速大扭矩时的高性能，与高速大功率时的高性能，不可能同时具备，这问题长期来，成为追求发动机优良性能的症结。

发明内容

本实用新型克服了现有技术中的缺陷，提供了一种能同时获得高涡流扰动ω值和高进气充量系数μ值的分层双重涡旋进气道，打破了长期以来ω值和μ值的峰值不可兼得的戒律。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种直喷室柴油机带过渡引流腔的分层双重涡旋进气道，它位于柴油机的气缸盖内，包括进气流道、过渡引流腔和进气门。进气流道在进气门上端，设置有偏心圆柱状过渡引流腔，所述流道分两层，环绕气门导管护套周边的部分称为上层，即上室，也就是传统组织成螺旋进气道的腔室。气门导管护套以下的部分称为下层，即下室，它与传统进气道不同，把传统的直气道也组织成螺旋进气道，即为分层双重涡旋进气道。所述的上、下层流道具有各自不同的涡旋流动走向、曲率半径和流道边界曲线，流道边界曲线具有局部为非圆滑过渡的环节。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：带过渡引流腔的分层双重涡旋进气道能获得的ω值将提升一倍，可达到5.0以上，在此基础上μ值可提升10-20％，达到0.36以上，且两组数据可同时出现峰值。这使柴油机最大扭矩时的油耗与最低油耗值重合，大幅度扩展了柴油机经济运行的区域，从而使配套车辆百公里油耗降低，0-100公里时速的加速时间减少，使柴油机的参数匹配完全引入了一个崭新的阶段。

带过渡引流腔的分层双重涡旋进气道在6110型车用柴油机上应用后，柴油机性能得到了大幅提升，与国产同类产品相比，最大扭矩从46kg-m提升到52.5kg-m，提高了14％，这时的油耗仅160g/psh，排温550℃，烟度Rb2.6，其平均有效压力Pe值为8.9kg/cm²(作为自然吸气的柴油机，已接近低增压柴油机水平)。

附图说明

图1是本实用新型一种直喷室柴油机带过渡引流腔的分层双重涡旋进气道的缸盖俯视图。

图2是本实用新型一种直喷室柴油机带过渡引流腔的分层双重涡旋进气道的布置示意图。

具体实施方案