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7，图1为本发明具体实施例中的气道滚流比快速调整装置的外部结构示意图；图2为本发明具体实施例中的气道滚流比快速调整装置的内部结构示意图；图3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结构示意图；图4为本发明具体实施例中的气门座圈的结构示意图；图5为本发明具体实施例中的气门座圈的纵向剖视图；图6为本发明具体实施例中的滚流尖角在气门座圈上端面的投影示意图；图7为本发明具体实施例中的气道芯盒的底面示意图。

在对气缸盖进行吹风试验时，为了实现气道滚流比的快速调节和确定，本发明提供了一种气道滚流比快速调整装置，该气道滚流比快速调整装置包括气道芯盒1，气道芯盒1内设有进气道14，进气道14的进气喉口12（即进气道14的出口）内侧设置有沿周向位置可调的气门座圈3，气门座圈3的内壁设有滚流尖角31，滚流尖角31在气门座圈3的上端面的轴向投影为尖角投影33，尖角投影33形成由气门座圈3的内侧边缘沿径向向气门座圈3的中心（即图6中的气门座圈中心30）凸出的凸出区域，尖角投影33在沿气门座圈3周向方向上的中部的宽度大于其两端的宽度。需要说明的是，该气道滚流比快速调整装置还可以包括气门2，即，每个进气道14均可安装有一个气门2，气门2与气门座圈3配合使用，在进行吹风试验时，气门2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。气道芯盒1还设有气道进气口11，即，进气道14的入口。在进行吹风测试时，进气气流从气道进气口11进入进气道14，然后从进气道14另一端的进气喉口12进入到模拟缸套中。

本发明的工作原理如下：

吹风试验前，将气门座圈3相对于气道芯盒1的进气喉口12调整至某一安装角度，然后将气道芯盒1安装到吹风试验装置的试验台上，并连接好各个管路。试验时，先调整气门2的气门升程为初始值，然后开启吸风装置，待试验装置压力稳定后，记录滚流比、流量系数和压力等数据。然后，继续调整气门升程后，再进行一次测试并记录数据，如此反复，直至测试完各个气门升程对应的数据，此时，气门座圈3对于气道芯盒1的单个特定角度的测试过程结束。然后，将气门座圈3调整至另一个安装角度，再进行各个气门升程下的测试，完成气门座圈3相对于气道芯盒1的另一个特定角度的测试过程。如此反复，可以获取气门座圈3相对于气道芯盒1的各个角度下对应的气道流量系数以及滚流比等统计数据。通过分析数据表，可以选取合适的流量系数以及滚流比组合，在进行固定滚流比开发缸盖气道的过程中，可以通过查表方式快速确定气门座圈3相对于气道芯盒1的最佳安装角度，从而确定缸盖最终的气道布置结构。

在上述测试过程中，气体流经进气道14和气门座圈3后进入试验装置，由于气门座圈3的内侧设置有滚流尖角31结构，该滚流尖角31可以将气体向滚流尖角31的对侧挤压抛射，从而使大部分进气气流从滚流尖角31对侧的缝隙中进入试验装置的模拟缸套中，而位于滚流尖角31一侧的进气气流则被减小，这两侧的气流在进入模拟缸套后更容易形成大尺度的滚流运动。当气门座圈3调整至不同安装角度后，由于滚流尖角31和进气道14内部结构的共同作用，使得模拟缸套内的滚流比会相应发生改变。

本发明将影响滚流形成的关键特征由气道转移到气门座圈3处，可以改善产品一致性，避免铸造偏差导致气道性能发生改变，在进行固定滚流比开发缸盖气道的过程中，对于连体缸盖，可以通过查表方式快速确定各个气道的气门座圈3的最佳安装角度，无需采用不同的气道砂芯，即可改善各缸滚流比的一致性，降低了缸盖铸造的难度。本发明提供的气道滚流比快速调整装置在进行吹风试验时，无需对气道芯盒反复修模，只需调整气门座圈的安装角度，即可实现气道滚流比的快速调节，大大提高了测试效率。

需要说明的是，本方案中的滚流尖角31可以与气门座圈3一体加工成型，例如一体铸造、锻造或机加工形成等，从而使滚流尖角31与气门座圈3为一体式结构。通过在气门座圈3的内壁上加工滚流尖角31，可以使得进气气流在进气路径的最末端实现导流抛射作用，从而最大限度地对进气气流导向抛射，有利于在气缸内形成滚流运动。

需要说明的是，本方案中的滚流尖角31的作用是将进气气流在射入模拟缸套之前，将大部分气流向一侧挤压，能够实现上述功能的滚流尖角31可以设计为多种结构形状，本方案中定义尖角投影33朝向气门座圈中心30的一侧边缘为尖角特征线34，尖角特征线34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，本方案中的尖角投影33为月牙形区域，且月牙形区域的内凹侧朝向气门座圈中心30布置，即，滚流尖角31朝向气门座圈中心30的一侧边缘设计为内凹的弧形，如图6所示。

需要说明的是，滚流尖角31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31朝向气门座圈中心30凸出的边缘，滚流尖角31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31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3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3的中心线重合，且圆锥形加工面的顶点位于气门座圈3的上方。滚流尖角31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31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31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，进气喉口12的外端面的周向设置有角度刻度标识15，气门座圈3的下端面设有用于指示刻度的指示标识32。当气门座圈3相对进气喉口12的周向安装角度发生改变时，指示标识32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气门座圈3在进气喉口12内的安装角度。具体的，角度刻度标识15可以设计为多个刻度线或多个圆点等，气门座圈3下端的指示标识32也可以设计成刻度线或圆点等，优选地，本方案将指示标识32设计为直线凹槽结构，不仅便于加工，而且方便观察安装角度。

气门座圈3在进气喉口12内侧的周向位置可调，即，安装角度可调。需要说明的是，本发明可以通过多种结构形式实现气门座圈3的安装角度可调，例如将气门座圈3与进气喉口12采用旋转配合或可拆卸连接的安装方式等。在一种优选方案中，气门座圈3转动设置于进气喉口12的内侧，采用这种旋转配合的安装方式可以方便地调节气门座圈3的安装角度，大大提高试验效率。

在另一种优选方案中，气门座圈3可拆卸地设置于进气喉口12内。如此设置，本方案还可以允许更换不同内径或具有不同滚流尖角31结构的气门座圈3，从而可以在同一种气道芯盒1内设计不同的滚流生成结构，进一步提高了测试的便利性。

优选地，气道芯盒1设置有用于锁定气门座圈3位置的锁紧装置。在进行吹风试验过程中，利用锁紧装置将气门座圈3固定在特定的安装位置，提高测试准确性。

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，气道芯盒1的外侧开设有连通至进气喉口12侧壁的锁紧螺纹孔13，如图1所示，锁紧装置为与锁紧螺纹孔13配合的紧定螺钉4，如图3所示。当气门座圈3安装到位后，通过旋紧紧定螺钉4即可固定气门座圈3的安装角度。

优选地，气道芯盒1包括一个或至少两个进气道14，每个进气道14的进气喉口12都安装有一个气门座圈3。连体缸盖一般对应于多个气缸，在设计开发连体缸盖时，气道芯盒1需要设计成与连体缸盖的气道数量一致，即，气道芯盒1具有与多个模拟缸套对应的一个或多个进气道14。在测试过程中，各个气门座圈3在进气喉口12内的安装角度可以同时调整或不同时调整。

优选地，气道芯盒1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。

请参照图8和图9，本发明还提供了一种吹风试验装置，包括试验台16、模拟缸套5、动量矩仪17、稳压筒6、吸风装置、压力传感器18、流量计7，试验台16的下方依次连接有模拟缸套5和稳压筒6，稳压筒6通过排气管路19连接于吸风装置，动量矩仪17位于模拟缸套5内部并用于检测模拟缸套5内的滚流比，压力传感器18用于检测稳压筒6和模拟缸套5内的压力（稳压筒6和模拟缸套5内的压力相等），流量计7用于检测排气管路19的气体流量，该吹风试验装置还包括如上所述的气道滚流比快速调整装置，气道芯盒1的每个进气道14均安装有气门2。试验时，气道芯盒1放置于试验台16的上方，吸风装置通过排气管路19在模拟缸套5内产生负压，从而可以使进气气流通过气道芯盒1的进气道14流入模拟缸套5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。

优选地，流量计7和吸风装置之间的排气管路19布置有稳压箱8，起到稳定气流的作用。

优选地，上述吹风试验装置还包括数据传输装置21和计算机22，数据传输装置21和计算机22通信相连，数据传输装置21与动量矩仪17、压力传感器18和流量计7通信连接，数据传输装置21负责信号的输入和输出，能够将滚流比、压力和流量系数等测试结果数据传输到计算机22中。

优选地，本方案中的吸风装置的输出功率可调，即，可以通过改变吸风装置的输出功率来调节模拟缸套5内的压力。优选地，本方案中的吸风装置为变频风机，具体的，变频风机包括风机9和用于驱动风机9运转的电机10，电机10设有变频器20，电机10的转速通过变频器20控制，从而调节风机9的转速。变频器20也与上述数据传输装置21通信连接，计算机22能够监测排气管路19的气体流量以及稳压筒6内的压力值，并能够通过控制变频器20频率的方式控制风机9的转速，从而控制排气管路19的气体流量。

本发明还提供了一种吹风试验方法，该吹风试验方法应用于如上所述的吹风试验装置，包括以下步骤：

1）设定多个不同的气门升程以及气门座圈3在进气喉口12中多个不同的安装角度；

2）逐次调整气门座圈3处于不同的安装角度，每调节一次安装角度后，将气门座圈3的安装角度锁定，然后逐次调整不同的气门升程并分别进行吹风测试，并且分别记录每个气门升程对应的测试结果数据。

优选地，上述测试结果数据包括滚流比、流量系数和压力等数据。

下面通过具体试验过程来说明本发明提供的吹风试验方法的具体实施过程。

在测试开始前，将待测的气道芯盒1安装到试验台16上，气道芯盒1通过直口定位方式与模拟缸套5对中，可以通过螺栓连接方式将气道芯盒1压紧在试验台16上，然后连接好进气管路和排气管路19等前后管路。假设气门2的最大气门升程为10mm，每次调整气门升程的改变量为2mm，那么，需要测试的气门升程一共有五个，分别为2mm、4mm、6mm、8mm、10mm。假设气门座圈3相对进气喉口12可转动的角度范围为0°~360°，每次调整的安装角度的变化值为30°，那么，需要测试的安装角度一共有12个，分别为0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°。在测试前还需要稳定稳压筒6和模拟缸套5内的压力，压力调节过程可借助计算机22和变频器20来实现，首先在计算机22内输入目标压力值（稳压筒6内压力与大气压力的差值），通过稳压筒6处的压力传感器18反馈压力值至计算机22，计算得到实际压力值，并使实际压力值与目标压力值进行对比。如果实际压力值小于目标压力值，说明风机9功率偏小，此时，计算机22可以控制变频器20以预先设定的步长增加，直至实际压力值达到目标压力值，此时，变频器20的频率固定。反之，当实际压力值大于目标压力值，计算机22控制变频器20以预先设定的步长降低，直至实际压力值降低至目标压力值，此时变频器20频率固定。待压力传感器18所测压力值稳定之后，再开始吹风试验，在气门座圈3安装角度为0°且气门升程为2mm时进行吹风试验，并记录滚流比、压力和流量等数据。然后，调整气门升程为4mm，再次进行吹风试验并记录测试结果数据，如此反复，直至气门升程调整至10mm，即完成了气门座圈3在安装角度为0°时的测试过程。然后，转动气门座圈3使之调整至安装角度为30°，再进行各个气门升程下的测试，如此便完成气门座圈3相对气道芯盒1另一特定角度的测试过程。如此反复，可以获取气门座圈3相对于气道芯盒1各个安装角度下对应的气道流量系数以及滚流比的统计数据。

通过分析数据表，可以选取合适的流量系数及涡流比的组合，在进行固定滚流比开发缸盖气道时，可以通过查表的方式快速确定气门座圈3相对于气道芯盒1的最佳安装角度，最终确定的气道芯盒1和气门座圈3的结构即为所开发缸盖的气道和气门座圈结构。

通过上述吹风试验方法，可以实现气道滚流比的快速调节和确定，大大提高了测试效率。在进行固定滚流比开发缸盖气道的过程中，对于连体缸盖，可以通过查表方式快速确定各个气道的气门座圈3的最佳安装角度，无需采用不同的气道砂芯，即可改善各缸滚流比的一致性，降低了缸盖铸造的难度。

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。