一种形成螺旋气流的节气门装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机节气门领域,具体的说,是涉及一种适用于点火式发动机形成螺旋气流的节气门装置。
【背景技术】
[0002]目前,火花点火式发动机大多采用节气门装置来控制气缸中的进气量。在进气冲程中,气体进入进气管后流过节气门和燃料混合形成可燃混合气。燃料进入气缸的方式分为两种:一种是进气道喷射,空气和燃料在进气道中就开始混合,形成可燃混合气;另一种是采用缸内直喷技术把燃料直接喷进气缸。活塞上行压缩可燃混合气,在活塞到达上止点附近时,气缸内的可燃混合气经火花塞点火开始燃烧膨胀,推动活塞运动,经曲轴转动对外做功。
[0003]发动机的工况分为启动、怠速、小负荷、中负荷、全负荷、加减速等工况。火花点火式发动机是量调节式的,即通过改变进气量来适应工况对输出扭矩的需求。在城市里,汽车大部分时间是运行在小负荷和中等符合工况下。发动机小负荷工况的特点是发动机转速低、节气门开度小、进气流速低,所以燃料喷雾及油膜的雾化混合条件较差,并且发动机缸内湍流强度较小,导致可燃混合气燃烧较差,发动机热效率低且CO和HC排放较为严重。因此,若在小负荷时进入气缸的可燃混合气湍流强度大,混合的越充分,可燃混合气的燃烧则越充分,越有利于提高发动机的热效率。发动机多采用组织缸内气流运动来达到燃料和空气充分混合的目的。
[0004]目前,商用的普通发动机节气门是由节气门,节气门定位器,怠速开关,节气门体等组成。节气门为一完整的平面金属圆板,通过调节节气门开启的角度,来调节进入发动机空气的多少。但是对于整体的平面节气门,小负荷时,流过的气流流速低,气体进入气缸时湍流度较小,不利于提高小负荷时的发动机热效率。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服现有技术中的不足,提供一种可以改变进气流动状态的节气门装置,该装置可以提高发动机小负荷工况时的缸内湍流强度,以增加小负荷时发动机的热效率。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0007]—种形成螺旋气流的节气门装置,包括设置在节气门体上的节气门,所述节气门体为空心圆柱体结构,所述节气门体上环向等间距的排列设置有连接孔,所述连接孔内转动连接有连接件,所述连接件的上部一体形成有套接有小齿轮的六棱柱结构,所述节气门体上套接有与所述小齿轮相啮合的平面齿轮,所述节气门由八块圆心角为45°的扇形叶片构成,所述连接件的下部设置有与所述扇形叶片相卡接的凹槽。
[0008]所述凹槽与所述扇形叶片为过盈连接。
[0009]所述扇形叶片为金属材质。
[0010]与现有技术相比,本发明的技术方案所带来的有益效果是:
[0011]1.本发明中平面齿轮可由伺服电机来驱动,平面齿轮带动小齿轮转动,小齿轮通过连接件带动扇形叶片沿着连接孔的轴心转动,实现驱动每个单独的扇形金属片,如此便可实现节气门的精确控制,小齿轮转动的角度不同,因此通过的空气流量也不同,以此来控制通过节气门流量的大小。
[0012]2.本发明中节气门由八块圆心角为45°的扇形叶片构成,气流通过该节气门可以产生螺旋气流,增加了发动机小负荷时进入气缸气体的湍流度,改善了小负荷时燃料与空气混合不均的问题,另外湍流度的增加,增大燃烧反应面积,加强传质传热,提高了湍流火焰传播速度和放热速度,因此提高发动机在小负荷时的热效率。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的结构示意图。
[0014]图2是扇形叶片的结构不意图。
[0015]图3是平面齿轮的结构示意图。
[0016]图4是连接件的结构示意图.
[0017]图5是小齿轮的结构示意图。
[0018]图6是扇形叶片的局部装配结构示意图。
[0019]附图标记:1_节气门体2-扇形叶片3-平面齿轮4-连接件5-小齿轮
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明作进一步的描述:
[0021]如图1至图6所示,一种形成螺旋气流的节气门装置,包括设置在节气门体I上的节气门,节气门由八块独立的且圆心角为45°的扇形叶片2构成,扇形叶片2较薄,由金属材质制成,可由优质钢经冲压成型,加工比较便利;
[0022]每个独立的扇形叶片2连接一个圆柱形的连接件4,连接件4的圆柱部分与连接孔接触,形成转动副;连接件4的下部开有凹槽,可以采用过盈配合的方式和扇形叶片2进行装配;连接件4的上部与连接件4一体形成有六棱柱结构,六棱柱上套上一个小齿轮5,用来驱动每个单独的扇形叶片2,小齿轮5的转动,带动扇形叶片2沿着连接件4的轴心转动,小齿轮5转动的角度不同,通过的空气流量也不同,以此来控制通过节气门流量的大小。
[0023]为了使每个扇形叶片2具有相同的转动相位,用一个平面齿轮3来同时驱动各个扇形叶片2对应的小齿轮5,这样,各个扇形叶片2在任何时刻都有相同的开度;平面齿轮3套于节气门体I之上,平面齿轮3可由伺服电机来驱动,如此便可实现节气门的电动精确控制。由于扇形叶片2在打开时,扇形叶片2平面于气流方向具有一定的夹角,气流流过两个扇形叶片2之间的缝隙时,会改变方向;任意两个相邻的扇形叶片2均具有相同形状、大小的缝隙,但是使通过的气流在空间上改变的方向却不一样,在空间上形成旋转的螺旋气流,如此,气流进入气缸时,湍流度便能增加,利于燃料和空气的混合,湍流和燃烧相互作用更能增加发动机的热效率。
【主权项】
1.一种形成螺旋气流的节气门装置,包括设置在节气门体上的节气门,其特征在于,所述节气门体为空心圆柱体结构,所述节气门体上环向等间距的排列设置有连接孔,所述连接孔内转动连接有连接件,所述连接件的上部一体形成有套接有小齿轮的六棱柱结构,所述节气门体上套接有与所述小齿轮相啮合的平面齿轮,所述节气门由八块圆心角为45°的扇形叶片构成,所述连接件的下部设置有与所述扇形叶片相卡接的凹槽。2.根据权利要求1所述的一种形成螺旋气流的节气门装置,其特征在于,所述凹槽与所述扇形叶片为过盈连接。3.根据权利要求1所述的一种形成螺旋气流的节气门装置,其特征在于,所述扇形叶片为金属材质。
【专利摘要】本发明公开了一种形成螺旋气流的节气门装置,包括设置在节气门体上的节气门,所述节气门体为空心圆柱体结构,所述节气门体上环向等间距的排列设置有连接孔,所述连接孔内转动连接有连接件,所述连接件的上部一体形成有套接有小齿轮的六棱柱结构,所述节气门体上套接有与所述小齿轮相啮合的平面齿轮,所述节气门由八块圆心角为45°的扇形叶片构成,所述连接件的下部设置有与所述扇形叶片相卡接的凹槽;本发明装置可以提高发动机小负荷工况时的缸内湍流强度,以增加小负荷时发动机的热效率。
【IPC分类】F02B31/06, F02D9/10
【公开号】CN105508060
【申请号】CN201610056341
【发明人】卫海桥, 李楠, 潘明章, 潘家营, 裴自刚
【申请人】天津大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月26日