具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1至图11，图1为本发明具体实施例中两进气道与导流凸起结构的示意图；图2为本发明具体实施例中两进气道的滚流方向定义示意图；图3为本发明具体实施例中第一进气道的滚流方向及强度与第一导流凸起结构的安装角度的对应关系；图4为本发明具体实施例中第二进气道的滚流方向及强度与第二导流凸起结构的安装角度的对应关系；图5为图3和图4叠加后的对应关系；图6和图7分别为本发明具体实施例中的气道滚流调整装置的外部结构示意图以及纵向剖视图；图8为本发明具体实施例中的锁紧装置锁定气门座圈的安装角度的示意图；图9为本发明具体实施例中的封堵结构与进气门连接于缸盖的结构示意图；图10为本发明具体实施例中的气门座圈的纵向剖视图；图11为本发明具体实施例中的第一导流凸起结构在气门座圈上端面的投影示意图。

为了实现各进气道滚流强度和滚流方向的单独调节，降低缸盖开发设计难度。本发明提供了一种气道滚流调整装置，该装置包括缸盖6，缸盖6包括用于与气缸5对应连通的进气结构，进气结构包括至少两个进气道，缸盖6外侧还设有与各个进气道连通的缸盖进气口61（即进气道的进气入口），进气道在缸盖6底面的开口则为进气喉口，供进气气流进入气缸5内，需要说明的是，本方案中的缸盖6是在设计开发缸盖产品时所做的缸盖模型，具体可以采用气道芯盒结构，其进气道及内部的导流凸起结构确定后即作为缸盖产品的结构。该气道滚流调整装置还包括活动安装于各个进气道内的导向装置以及用于可拆卸地封堵进气道的封堵结构12，导向装置位于进气道靠近进气门7的一端，导向装置包括相对进气道的壁面凸起的导流凸起结构，导流凸起结构在进气道的周向位置可调。需要说明的是，该气道滚流调整装置还可以包括气门座圈8和进气门7，即，每个进气道均可安装有一个气门座圈8和进气门7，进气门7与气门座圈8配合使用，在进行吹风测试时，进气门7按照一定的气门升程打开，从而便于模拟真实的进气气流情况。在进行吹风测试时，进气气流从缸盖进气口61进入进气道，然后从进气道另一端的进气喉口进入到模拟的气缸5（即模拟缸套）中。

本发明提供的气道滚流调整装置的测试过程如下：

首先，设定进气结构中每个进气道的导流凸起结构的多个不同的安装角度，然后，将进气结构中的一个进气道导通，并利用封堵结构12将该进气结构中的其余进气道封堵，导通的进气道为待测进气道，测试时，将导通的进气道内的导流凸起结构逐次调整至不同的安装角度，每调整一次安装角度后进行一次吹风测试，并分别记录每个安装角度对应的滚流强度和滚流方向，至此，完成了待测进气道的多角度测试过程。接着，逐次单独导通进气结构中的其余进气道，并分别按照上述测试过程对导通的进气道进行吹风测试，对各个进气道完成吹风测试后，获得进气结构的各个进气道的单独测试结果，其中，每个单独测试结果均包括滚流强度与各个安装角度的对应关系以及滚流方向与各个安装角度的对应关系。最后，将各个进气道的单独测试结果进行叠加，各个单独测试结果的滚流方向的重合部分为目标滚流方向，目标滚流方向对应的安装角度即为各个导流凸起结构的目标安装角度。在设计开发缸盖时，将各个导流凸起结构按照各自的目标安装角度设置于对应的进气道内，即可确定缸盖的进气道布置结构，同时能够使各进气道生成的滚流方向一致，有利于在气缸内进一步提高滚流强度。

可见，本发明通过在进气道内设置导向装置可以实现进气道的滚流强度和滚流方向的单独调节，对于多进气门机型，可以通过分别调整导流凸起结构的安装角度来实现进气滚流强度的叠加和滚流方向的调节，通过吹风测试即可确定最佳滚流比和滚流方向，本方案无需对缸盖结构反复修模，大大提高了测试效率，从而降低缸盖的开发设计难度和设计成本。

需要说明的是，本发明中的导向装置可以设计为多种结构形式，例如在进气道末端设置可转动的安装环并在安装环内侧设置挡板，或者在进气喉口中的气门座圈8内壁设置导流凸起结构，等等。优选地，本方案中的导向装置包括与进气道的内壁活动配合的安装环，导流凸起结构为固连于安装环内侧的导流挡板。该导流挡板由进气道的内壁沿径向向进气道的中心方向延伸，在沿进气方向上，导流挡板使得进气道的流通截面变小，从而形成能够挤压或抛射进气气流的导流结构。在另一种优选方案中，将气门座圈8作为导向装置，导流凸起结构设计成为集成在气门座圈8内侧的滚流尖角结构，如图7至图10所示，滚流尖角结构相对气门座圈8的内壁向气门座圈中心方向凸出，从而对进气气流进行挤压导向，使进气气流在进气道的最末端，即，在经过进气门7与气门座圈8之间的缝隙时形成不对称的两部分气流，最大限度地对进气气流导向抛射，进而有利于形成滚流运动。

需要说明的是，本发明中的导流凸起结构可以与导向装置一体加工成型，例如通过一体铸造、锻造或机加工等方式形成，从而使导流凸起结构与导向装置成为一体式结构。

需要说明的是，上述导流挡板结构可以设计为多种结构形状，本方案中将上述导流挡板朝向进气道的中心一侧的边缘设计为弧线形边缘或直线形边缘或折线形边缘或其他曲线形边缘等。具体的，导流挡板在进气喉口上端面的投影为凸出投影21，本方案中定义凸出投影21朝向进气道中心的一侧边缘为凸出特征线22，如图11所示，在第一进气道1中，凸出投影21形成由进气喉口的内侧边缘沿径向向进气喉口中心（即第一进气道中心11）凸出的凸出区域，凸出投影21在沿进气喉口周向方向上的中部的宽度大于其两端的宽度。凸出特征线22可以设计为弧线形、直线形、折线形或其他曲线形结构。优选地，本方案将导流挡板设计为月牙形板，且月牙形板的内凹侧朝向进气道的中心布置，即，如图11所示，在第一进气道1中，凸出投影21为月牙形区域，月牙形区域的内凹侧朝向第一进气道中心11布置。

对于在气门座圈8内侧设置滚流尖角的方案，需要说明的是，滚流尖角具体包括上侧导流面和下侧加工面，上侧导流面和下侧加工面的交界处即为滚流尖角朝向气门座圈中心凸出的边缘，滚流尖角可以设计为不同结构，下侧加工面具体可以设计为回转加工面、或多个顺序相接的平面、或其他曲面结构等。优选地，本方案中滚流尖角的下侧加工面为环绕加工轴线的回转加工面，加工轴线可以设计为与气门座圈8的中心线重合、平行、或相对倾斜布置，回转加工面的母线为直线、折线或曲线。

需要说明的是，根据不同的母线形状，上述回转加工面具体可以设计为多种不同的锥形面结构，优选地，本方案中的回转加工面为圆锥形加工面，圆锥形加工面的加工轴线与气门座圈8的中心线重合，且圆锥形加工面的顶点位于气门座圈8的下端面的上方。滚流尖角的具体形状取决于圆锥形加工面的圆锥角的大小，圆锥角越大时，滚流尖角越尖。优选地，本方案中的圆锥形加工面的圆锥角的取值范围为60°~160°，在此范围内，可以保证滚流尖角具有足够尖锐的角度，从而进一步强化对进气气流产生的流速突变和挤压效果。

优选地，导向装置可以转动设置于进气道内，便于调节导流凸起结构相对于进气道的安装角度，能够大大提高测试效率。当然，导向装置也可以可拆卸地设置于进气道内，需要调节安装角度时只需将导向装置拆卸后换个角度再次安装即可。另外，通过可拆卸的连接方式，还可以允许更换不同内径或具有不同导流凸起结构的导向装置，从而可以在同一种缸盖6结构内设计不同的滚流生成结构，进一步提高了测试的便利性。

为了在测试过程中使导向装置保持位置稳定，提高测试准确性，优选地，缸盖6设有用于锁定导向装置在进气道内的位置的锁紧装置。

需要说明的是，上述锁紧装置可以设计为多种结构形式，例如，采用螺钉锁紧方式，或者采用凸轮锁紧方式，等等。在一种优选方案中，缸盖6的外侧开设有连通至进气道内壁的锁紧螺纹孔62，如图6所示，锁紧装置为与锁紧螺纹孔62配合的紧定螺钉9，如图8所示。当导向装置安装到位后，通过旋紧紧定螺钉9即可固定导向装置的安装角度。

优选地，进气道在缸盖6的底面的开口为进气喉口，进气喉口的外端面的周向设置有用于指示导向装置的安装角度的角度刻度标识10，如图1和图6所示。相应的，导向装置的下端设置有用于指示刻度的指示标识81，在图10所示的气门座圈8作为导向装置的方案中，气门座圈8的下端面设置有指示标识81。当导向装置相对进气道的周向安装角度发生改变时，指示标识81就会指示到不同的角度刻度，操作人员就可以按照其所指示的刻度方便地设定导向装置在进气道内的安装角度。具体的，角度刻度标识10可以设计为多个刻度线或多个刻度点等形式，导向装置下端的指示标识81也可以设计成刻度线或刻度点等形式。优选地，本方案中将指示标识81设计为直线凹槽结构，不仅便于加工，而且方便操作者观察安装角度。

优选地，进气道在缸盖6的底面的开口为进气喉口，封堵结构12为能够覆盖进气喉口的封口板。如图9所示，具体的，该封口板可以通过转动或滑动等方式连接于缸盖6的底面。当然，本发明还可以将进气门7作为封堵结构，在某一进气道进行吹风测试的过程中，利用进气门将其余进气道的进气喉口封闭，即可实现其余进气道的封堵。

优选地，缸盖6外侧设有用于与试验台可拆卸连接固定的安装结构。具体的，安装结构可以设计为螺栓连接结构，或者卡夹式快速拆装结构，等等。

下面，通过具体实例来介绍本发明提供的气道滚流调整装置的测试过程。

如图1所示，缸盖6对应于气缸5的进气结构包括两个进气道，分别为第一进气道1和第二进气道3，这两个进气道形成双切向气道结构，两个进气道内均设置有导向装置，导向装置可以沿各自进气道内壁周向进行360°旋转调整，从而调整进气气流的引导方向，第一进气道1内的导流凸起结构为第一导流凸起结构2，第二进气道3内的导流凸起结构为第二导流凸起结构4，图1中规定垂直于两进气门中心连线100的位置为起点0°。请参照图2，滚流方向的定义为，图2中以两进气门中心连线100为基准，分别沿两个进气门的中心点做其法线，其法线方向为0°方向，从0°方向沿逆时针旋转定义为正方形，从0°方向沿顺时针旋转定义为负方向，各方向旋转角度最大值为180°，图2中定义第一进气道1的滚流方向角度为θ1，定义第二进气道3的滚流方向角度为θ2。

从图1和图2可以看出，旋转图1中的第一导流凸起结构2和第二导流凸起结构4可以分别对两个进气道的滚流方向和滚流强度产生不同程度的影响。对图1中的进气道分别进行吹风试验，可以得到每个进气道的滚流方向和滚流强度与导流凸起结构安装角度的对应关系，如图3和图4所示，图3代表图1中封堵第二进气道3后的第一进气道1的吹风试验结果，图4代表图1中封堵第一进气道1后的第二进气道3的吹风试验结果，图3和图4中的横坐标为各自进气道内的导流凸起结构的安装角度，纵坐标为各自进气道内的滚流方向，图中每个数据点的大小代表滚流强度，即，数据点的面积越大代表滚流强度越大，数据点的面积越小代表滚流强度越小。

将图3和图4两个吹风试验结果叠加后，得到图5所示的进气结构的综合吹风试验结果，图5中的阴影部分表示第一进气道1和第二进气道3的吹风试验结果的重叠部分对应的滚流方向角度范围，即，两个进气道滚流方向一致的部分试验结果，表示可以通过导流凸起结构的位置调节将两个进气道的滚流方向统一。由图5可见，第一进气道1和第二进气道3生成的滚流方向在60°至80°范围内时可以叠加并进一步加强滚流强度，图5中菱形数据点代表第一进气道对应的滚流方向和滚流强度，圆形数据点代表第二进气道对应的滚流方向和滚流强度。可见，图5中两个进气道滚流方向一致的部分（60°~80°范围内）包含三个圆形数据点和一个菱形数据点，进一步观察结果分析可知，菱形数据点代表第一导流凸起结构2处于270°的安装角度时在缸内产生的滚流方向为76°，与菱形数据点最接近的圆形数据点代表第二导流凸起结构4处于240°的安装角度时在缸内产生的滚流方向为75°，因此，可以将第一导流凸起结构2的安装角度确定为270°，将第二导流凸起结构4的安装角度确定为240°，此时可以使两个进气道产生的滚流方向基本相同，从而能够进一步增强滚流强度。假设图1中第一进气道1生成的缸内滚流强度为α，第二进气道3生成的缸内滚流强度为β，此时缸内总滚流强度ε可通过以下算式（1）表征：

（1）

通过上述试验过程可见，本发明提供的气道滚流调整装置可以通过调节各个进气道内的导向装置的方式来分别调节各个进气道生成的滚流方向和滚流强度，并且可利用各进气道滚流方向及滚流强度的叠加效应来实现不同工况下滚流强度及方向可变的效果，从而得到缸内最佳滚流比和滚流方向，对改善发动机排放特性和燃油经济性具有较大帮助。

本发明还提供了一种测试装置，包括试验台、模拟缸套、动量矩仪，试验台的下方连接有模拟缸套，动量矩仪位于模拟缸套内部并用于检测模拟缸套内的滚流强度和滚流方向，该测试装置还包括如上所述的气道滚流调整装置。其中，试验台用于承托上述气道滚流调整装置，使待测的缸盖6与下方的模拟缸套连通。模拟缸套通过稳压筒和排气管路等装置连接于吸风装置，进行吹风试验时，吸风装置通过排气管路在模拟缸套内产生负压，从而可以使进气气流通过待测的缸盖6的进气道流入到模拟缸套内。

本发明提供的吹风试验装置产生的有益效果的推导过程与上述气道滚流比快速调整装置带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。

本发明还提供了一种测试方法，应用于如上所述的测试装置，该测试方法包括以下步骤：

1）设定进气结构中每个进气道内导流凸起结构的多个不同的安装角度，例如，将导流凸起结构每次转动调整的角度设为30°，所需检测的导流凸起结构的安装角度则包括12个，分别为0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°；

2）将进气结构中的一个进气道导通，并利用封堵结构将该进气结构中的其余进气道封堵，例如，当封堵结构采用进气门时，可以控制所需封堵的进气道的进气门处于关闭状态；

3）将导通的进气道内的导流凸起结构逐次调整至不同的安装角度，每调整一次安装角度后进行一次吹风测试，并分别记录每个安装角度对应的滚流强度和滚流方向；

4）逐次单独导通进气结构中的其余进气道，并分别返回上一步骤3）对导通的进气道进行吹风测试，对各个进气道完成吹风测试后，获得进气结构的各个进气道的单独测试结果，其中，每个单独测试结果均包括滚流强度与各个安装角度的对应关系以及滚流方向与各个安装角度的对应关系；

5）将各个进气道的单独测试结果进行叠加，各个单独测试结果的滚流方向的重合部分为目标滚流方向（该目标滚流方向可以为一个角度范围，例如图5中示出的60°~80°角度范围），目标滚流方向对应的安装角度为各个导流凸起结构的第一目标安装角度，此处，第一目标安装角度可能包括各个导流凸起结构的多个安装角度或一段安装角度范围，例如图5中第一导流凸起结构的第一目标安装角度为270°，第二导流凸起结构的第一目标安装角度为90°、210°和240°。

优选地，在目标滚流方向范围内，大于等于预设强度的滚流强度所对应的安装角度为各个导流凸起结构的第二目标安装角度。由于在目标滚流方向范围内，可能存在多个导流凸起结构的安装角度，在这些安装角度中，通过选取滚流强度高于预设值的数据点，就可以使两个进气道叠加后进一步保证整个进气结构生成的滚流强度进一步提升。例如，在图5中，第二导流凸起结构的第一目标安装角度为210°和240°时产生的滚流强度明显大于其处于90°时产生的滚流强度，因此，可以将210°和240°确定为第二导流凸起结构的优选的目标安装角度，即，第二目标安装角度。

通过上述测试方法，可以快速确定各个导流凸起结构在各个进气道内的安装角度，并且能够确定各个进气道的最佳滚流比和滚流方向，最终确定的缸盖结构即为所开发缸盖产品的结构。在开发多进气门机型的发动机缸盖时，无需对缸盖结构反复修模，大大提高了测试效率，降低了缸盖的开发设计难度和设计成本。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。