專利名稱：內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，特別是涉及一種機構精簡，而又使用安裝便捷，并能直接經(jīng)濟、安全、有效的改善內(nèi)燃機燃料燃燒的進氣渦旋機構。
能源問題及環(huán)保問題已成當今國際共同面臨的重大課題。由于車輛工業(yè)的產(chǎn)品[汽車及機車]，是一重要交通工具，它使用能源及排出廢氣，因此一般業(yè)者均致力于能有效降低油耗及污染。據(jù)了解，目前內(nèi)燃機引擎為降低油耗及污染，乃采用所謂之稀油燃燒技術即欲使引擎操作在燃料較稀之環(huán)境下仍能維持燃燒之穩(wěn)定性，則必需導入較強的缸內(nèi)紊流，即為進氣渦旋(SWIRL)及進氣滾流(TUMBLE)。在現(xiàn)今常用的實踐作法主要有二；其一為使用多氣門系統(tǒng)，使其中之一閥門關閉或借由副氣道以產(chǎn)生進氣渦旋；其二為修改單進氣閥進氣氣道以產(chǎn)生進氣渦旋。此二種系統(tǒng)必須大幅修改汽缸頭的既有設計以安裝渦旋控制閥或者是增加進氣副氣道，以上二種常用方法本身皆使制造成本相對提高，其安裝必需配備相當職業(yè)化技術及設備，且安裝較困難，需要時間較長，形成操作安裝時間長和成本高的種種缺點。
本實用新型最主要目的在于提供一種內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，可在單閥門進氣系統(tǒng)中，不變動汽缸頭氣道原始設計的狀況下，立即安裝在進氣歧管處或進氣氣道中，達到增強進氣渦旋強度的效果且不影響進氣流量；亦可在多閥門系統(tǒng)中，安裝在汽缸頭氣道內(nèi)，不需要關閉其他進氣閥門或是使用副氣道之方法即可增強渦旋強度。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，即提供一種內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其特征在于，是由一導流軸心結合導流介面，形成就同一空間均分演化成數(shù)個進氣通道，而其中各導流介面在尾部均形成一旋形導流面，用以將各分流通道內(nèi)的氣流旋導而出，此氣流進入引擎缸內(nèi)混成一體的紊流渦旋。其中所述各導流介面，由頂緣起至各漩形導流面之旋起端止，各垂直邊緣能以公差嵌合于進氣管壁內(nèi)。
所說的內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其中所述各導流介面呈奇數(shù)。
所說的內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其中所述各導流介面呈偶數(shù)。
所說的內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其中所述各導流介面的整體外形似葉片形狀。
所說的內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其中所述各導流介面的整體外形似渦輪形狀。
所說的內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，可安置在任何引擎的進氣道中，而所謂的進氣道為進氣歧管或汽缸頭進氣道或各種型式的副氣道；亦或為二行程引擎的驅氣氣道；亦或為回轉式的副氣道；或其他含有進氣道的引擎的進氣通道。
所說內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，亦可使用鎖附方式固定在汽缸氣道中或進氣歧管中。
所說內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，本身導流介面是固定機構。
所說內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，本身導流介面是為可樞動機構。
所說內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，是由一組螺旋形導流片，以軸心為基準，旋切分割同一進氣空間，將之細分成數(shù)個連續(xù)氣旋介面，其本身略呈麻花形。
所說的內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，本身螺旋形導流片可為奇數(shù)布局。
所說的內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，本身螺旋形導流片可為偶數(shù)布局。
由于達到上述目的，本實用新型最主要優(yōu)點在于，能提供一機構精簡、安裝便捷、能直接簡單的增強進氣渦旋，增益內(nèi)燃機燃料燃燒，而達到經(jīng)濟有效地，降低油耗及污染的功效?？膳懦酝匦韪膹碗s的引擎控制系統(tǒng)及控制邏輯，更新引擎設計或大幅修改引擎才可適用的情形。
本實用新型再一主要優(yōu)點在于，可使內(nèi)燃機進氣渦旋比增加，而使點火延遲時間縮短，燃燒速度加快，燃燒穩(wěn)定性增加，進而提高引擎之稀油極限，因此不但可提高中低負荷之性能，更可因引擎的油氣比可操作在較稀的狀況下，而改善其污染及油耗。
本實用新型之再一優(yōu)點在于，是直接使用本實用新型于引擎進氣通道中，因其空間形態(tài)獨特的均割空間在尾端形成多數(shù)曲線呈旋進的導流介面，故能且接導引進氣氣流，使其旋進引擎汽缸中，并且在活塞壓縮行程中維持一與汽缸中心軸相同的缸內(nèi)渦旋，故能為缸內(nèi)提供穩(wěn)定的增強渦旋。
以下結合附圖，描述本實用新型的實施例。


圖1A為本實用新型較佳實施例一進氣渦旋增強結構示意圖；
圖1B為本實用新型較佳實施例一進氣渦旋增強結構俯視圖；圖2為本實用新型較佳實施例二麻花形渦旋增強結構示意圖；圖3為本實用新型較佳實施例一安裝位置示意圖；圖4為本實用新型較佳實施例一進行渦旋進氣的示意圖；圖5為加裝本實用新型的進氣渦旋強度結果圖表；圖6為不同渦旋強度的點火延遲結果圖表；圖7為不同渦旋強度之5-90％燃燒時間結果圖表；圖8為不同渦旋強度的燃燒穩(wěn)定性結果圖表；圖9為不同渦旋強度時稀油極限結果圖表。
請參閱
圖1A及
圖1B；其中
圖1A為本實用新型較佳實施例一進氣渦旋增強結構；
圖1B為本實用新型較佳實施例一進氣渦旋增強結構俯視圖。如圖所示，本實用新型進氣渦旋增強機構10，是由一導流軸心結構10A；結合導流介面11、12、13、14，形成就同一空間均勻分割數(shù)個進氣通道；其中各導流介面11、12、13、14，在尾部均形成一旋形導流面111、121、131、141，用以將各分流管道內(nèi)的氣流旋導而出，直奔引擎缸內(nèi)形成一體的紊流即渦旋；而自各導流介面11、12、13、14，頂緣起至各漩形導流面之旋起端111A、121A、131A、141A止，各垂直邊緣能借公差嵌合于進氣管壁20內(nèi)；而又所述各該垂直邊緣亦能形成向下略傾收斂斜邊，用以直接匹配傳統(tǒng)式呈倒錐狀進氣管道；而各該導流介面11、12、13、14之旋形導流面的導流末稍111B、121B、131B、141B，各外緣部分是形成一同心圓切弧形介面；由
圖1B俯視本實用新型可見區(qū)分成四個扇形進氣導流通道的進端，及四個在末稍形成旋弧狀的導流壓縮出端。
請參閱圖2，圖2為本實用新型較佳實施例二麻花形進氣渦旋增強結構示意圖。如圖所示本實用新型較佳實施例二是由一金屬片將其一端以順時針旋轉90°，另一端逆時針旋轉90°，因此將空間分割成二個通道，每個通道均具有導引氣流旋轉的功能。
請參閱圖3及圖4，其中圖3為本實用新型較佳實施例一安裝位置示意圖；圖4為本實用新型較佳實施例一進行渦旋進氣的示意圖。如圖所示本實用新型進氣渦旋增強機構10，是直接置入進氣氣道20A內(nèi)，借由各導流介面11、12、13、14，頂緣起至各漩形導流面的起端111A、121A、131A、141A止，各垂直邊緣以徑向公差或斜面的形狀嵌置于進氣管壁20之間，此時再將因先前安裝拆開的進氣管件裝好，即完成全部的安裝工作。具有使用操作快速便捷且經(jīng)濟，此時安裝嵌置于原始設計進氣氣道20A的進氣渦旋增強機構10，借由與進氣管壁20的作用，以導流介面11、12、13、14將該段通路空間區(qū)分演化成四個扇形通道進端，而從旋形導流面的旋起端111A、121A、131A、141A起，至旋形導流面的導流末稍111B、121B、131B、141B，區(qū)段形成數(shù)個弧狀的導流壓縮出端。由于在開啟汽車引擎時，進氣在通過本實用新型區(qū)段時，即受分流導流的作用，經(jīng)整形產(chǎn)出一合流的渦旋紊流供給汽缸，結果可使內(nèi)燃機進氣渦旋比增加，使點火延遲時間縮短，燃燒速度加快，燃燒穩(wěn)定性增加，進而有效提高引擎的稀油極限，因此不但可提高中低負荷的性能，更可因引擎的油氣比可操作在較稀的狀況下，而改善其油耗及污染。以上所述即為本實用新型的使用操作及工作原理，至于本實用新型較佳實施例二的操作及工作原理基本上也是相同，故不再重復說明。
表1為進行測試引擎的基本規(guī)格圖表；表2為加安裝本實用新型的進氣氣流狀況比較圖表。
表1 測試引擎基本規(guī)格
表2 測試引擎的進氣氣流狀況
其中Cf為流量系數(shù)；Swirl Ratio為旋轉渦旋比；Tumble Ratio為翻滾渦旋比；SGS為編號。
圖5則為加裝本實用新型的進氣渦旋強度結果圖表。如圖所示，經(jīng)由相同條件的科學檢測表列，可證明本實用新型確實有規(guī)劃整流的功能，而且在產(chǎn)出紊流上，的確能集中于增強渦旋項的顯著功效。請同時參閱圖6、7、8、9，其中圖6為不同渦旋強度的點火延遲結果圖表；圖7為全負荷時不同渦旋強度的5-90％燃燒時間結果圖表；圖8為不同渦旋強度的IMEP循環(huán)變異與空燃的關系，即其燃燒穩(wěn)定性結果圖表；圖9則為全負荷時不同渦旋強度時的IMEP循環(huán)變異結果，即不同渦旋強度時稀油極限結果圖表。如圖所示，雙閥引擎在改變進氣引發(fā)的缸內(nèi)渦旋后對引擎的性能及燃燒穩(wěn)定性的影響，測試及歸納結果顯示(1)渦旋的增強可縮短引擎點火延遲時間及燃燒時間，提高熱機效率；(2)渦旋增強使得引擎指示均效壓力(IMEP)增加及循環(huán)變異性減少，因此改善了部分負荷時的引擎性能；(3)渦旋增強將降低引擎性能對點火正時及空燃比設定的敏感性，提高批量生產(chǎn)引擎變異性容忍度，降低引擎制造成本；(4)渦旋增強將提高稀油極限，此可使引擎操作在較稀狀況下，而降低油耗及污染；(5)渦旋增強將有助于引擎中低轉速域時全負荷的性能。
由上述驗證結果顯示，安裝本實用新型的確能以最直接、簡單、經(jīng)濟的方式達到改善引擎燃燒之目的及功效。
圖示中元件名稱與符號對照表10進氣渦旋增強機構；10A導流軸心結構；11導流介面；12導流介面；13導流介面；14導流介面；111旋形導流面；111A旋形導流面之旋起端；111B旋形導流面之導流末稍；121旋形導流面；121A旋形導流面之旋起端；121B旋形導流面之導流末稍；131旋形導流面；131A旋形導流面之旋起端；131B旋形導流面之導流末稍；141旋形導流面；141A旋形導流面之旋起端；141B旋形導流面之導流末稍；20進氣管壁；20A進氣氣道；30排氣管壁；30A排氣氣道；40麻花形導流片。
權利要求1.一種內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其特征在于，是由一導流軸心結合導流介面，形成就同一空間均分演化成數(shù)個進氣通道，而其中各導流介面在尾部均形成一旋形導流面，用以將各分流通道內(nèi)的氣流旋導而出，此氣流進入引擎缸內(nèi)混成一體的紊流渦旋。
2.根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其特征在于，其中所述各導流介面，由頂緣起至各漩形導流面之旋起端止，各垂直邊緣能以公差嵌合于進氣管壁內(nèi)。
3.根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其特征在于，其中所述各導流介面，由頂緣起至各漩形導流面之旋起端止，各垂直邊緣略呈向下傾形狀的收斂斜邊，以利于嵌置于進氣管壁內(nèi)。
4.根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其特征在于，其中所述各導流介面之各漩形導流面的導流末稍，各外緣部分是形成一同心圓切弧形介面。
5.根據(jù)權利要求1所述之內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其特征在于，其中所述各導流介面之頂面截面呈斜面或弧面形狀。
6.根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其特征在于，其中所述各導流介面呈奇數(shù)。
7.根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其特征在于，其中所述各導流介面呈偶數(shù)。
8.根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)燃機進渦旋增強機構，其特征在于，其中所述各導流介面的整體外形似葉片形狀。
9.根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其特征在于，其中所述各導流介面的整體外形似渦輪形狀。
10.根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其特征在于，可安置在任何引擎的進氣道中，而所謂的進氣道為進氣歧管或汽缸頭進氣道或各種型式的副氣道；亦或為二行程引擎的驅氣氣道；亦或為回轉式的副氣道；或其他含有進氣道的引擎的進氣通道。
11.根據(jù)權利要求1所述內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其特征在于，亦可使用鎖附方式固定在汽缸氣道中或進氣歧管中。
12.根據(jù)權利要求1或9所述內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其特征在于，本身導流介面是固定機構。
13.根據(jù)權利要求1或9所述內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其特特征在于，本身導流介面是為可樞動機構。
14.一種內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其特征在于，是由一組螺旋形導流片，以軸心為基準，旋切分割同一進氣空間，將之細分成數(shù)個連續(xù)氣旋介面，其本身略呈麻花形。
15.一種內(nèi)燃內(nèi)進氣渦旋增強機構，其特征在于，是由一金屬片將其一端以順時針旋轉90°，另一端逆時針旋轉90°，即將空間分割成二個均具有導引氣流旋轉功能的通道。
16.根據(jù)權利要求15所述內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其特征在于，本身螺旋形導流片可為奇數(shù)布局。
17.根據(jù)權利要求15所述的內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構，其特征在于，本身螺旋形導流片可為偶數(shù)布局。
專利摘要一種內(nèi)燃機進氣渦旋增強機構是由一導流軸心結構,結合數(shù)個導流介面,形成就同一空間均分演化成數(shù)個進氣通道,而其中各導流介面在尾部均形成一旋形導流面,用以將各分流通道內(nèi)之氣流旋導而出,進入引擎汽缸內(nèi)形成一紊流渦旋,可立即嵌置在進氣歧管或進氣氣道中使用,以節(jié)省引擎開發(fā)成本,可使引擎的燃燒更快速且穩(wěn)定,并應用在稀油燃燒引擎中,進一步降低其油耗及污染。
文檔編號F02B41/00GK2345703SQ9821392
公開日1999年10月27日 申請日期1998年5月15日 優(yōu)先權日1998年5月15日
發(fā)明者林士賢, 楊志強 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院, 三陽工業(yè)股份有限公司, 中華汽車工業(yè)股份有限公司, 裕隆汽車制造股份有限公司