具有氣室擋板的發(fā)動(dòng)的制造方法
【專利摘要】公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)。所述發(fā)動(dòng)機(jī)可具有氣室。所述發(fā)動(dòng)機(jī)還可具有通向所述氣室中的開口。所述發(fā)動(dòng)機(jī)還可具有鄰近所述開口定位的擋板。所述發(fā)動(dòng)機(jī)還可具有限定出進(jìn)氣口的氣缸，其中所述進(jìn)氣口定位在所述氣室中。所述擋板可構(gòu)造成使經(jīng)過所述開口的空氣轉(zhuǎn)向，以引導(dǎo)所述空氣遠(yuǎn)離所述氣缸的進(jìn)氣口。
【專利說明】具有氣室擋板的發(fā)動(dòng)機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)，并且更具體地涉及具有氣室(air box)擋板的發(fā)動(dòng)機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]由于液體燃料(例如，柴油)的成本不斷上升，發(fā)動(dòng)機(jī)制造商已開發(fā)采用低成本氣態(tài)燃料(例如，天然氣)的氣態(tài)燃料和雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。在這些類型的發(fā)動(dòng)機(jī)中，氣態(tài)燃料被導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸以隨后燃燒并產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)力。在某些發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，某些雙燃料機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī))中，氣態(tài)燃料在各發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的進(jìn)氣部分期間經(jīng)進(jìn)氣口噴射到各氣缸中。氣態(tài)燃料與進(jìn)氣混合而形成在例如經(jīng)由少量柴油的壓縮或點(diǎn)燃而點(diǎn)燃時(shí)可燃的混合物。這些發(fā)動(dòng)機(jī)通常包括渦輪增壓器，所述渦輪增壓器通過壓縮和增加輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量和因而在各發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間能燃燒的燃料量來增加發(fā)動(dòng)機(jī)的功率密度。壓縮空氣可轉(zhuǎn)移到與氣缸列相關(guān)的氣室中并經(jīng)進(jìn)氣口供給到各氣缸側(cè)。
[0003]1985年7月9日授予Foster的美國專利N0.4，527，516( “’ 516專利”)中描述了雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的示例?！?16專利公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括將進(jìn)氣導(dǎo)入增壓器，所述增壓器圍繞各氣缸列的空氣腔室。進(jìn)氣可從空氣腔室經(jīng)進(jìn)氣口轉(zhuǎn)移到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸?！?16專利的發(fā)動(dòng)機(jī)還包括氣體輸入管道，其將氣態(tài)燃料經(jīng)進(jìn)氣口之一導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸。氣態(tài)燃料與進(jìn)氣混合而隨后燃燒，用以為發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。
[0004]’516專利的發(fā)動(dòng)機(jī)可能存在與經(jīng)增壓的進(jìn)氣導(dǎo)入空氣腔室有關(guān)的問題。例如，根據(jù)增壓器的布置，流經(jīng)’516專利的空氣腔室的進(jìn)氣可能迫使由氣體輸入管道噴射的氣態(tài)燃料經(jīng)進(jìn)氣端口遠(yuǎn)離氣缸并進(jìn)入空氣腔室。逸出的氣體隨后可進(jìn)入不同氣缸，從而導(dǎo)致氣態(tài)燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的不均勻分布。
[0005]此問題在包括僅將壓縮空氣導(dǎo)入氣缸列的一端的渦輪增壓器(或增壓器)的發(fā)動(dòng)機(jī)中尤為嚴(yán)重。由于它的近距離，最靠近渦輪增壓器的氣缸可能經(jīng)歷與其余氣缸高的通過其進(jìn)氣口的空氣流量的變化(例如，在朝向渦輪增壓器的進(jìn)氣口處較高的流量)。空氣流量的較高變化可能引起所噴射的氣態(tài)燃料逸出并進(jìn)入圍繞氣缸的氣室。因此，在這些應(yīng)用中，最靠近渦輪增壓器的氣缸與氣缸列中的其余氣缸相比可能尤其容易發(fā)生氣態(tài)燃料濃度的降低。
[0006]本發(fā)明針對(duì)于克服上述問題中的一個(gè)或多個(gè)和/或現(xiàn)有技術(shù)的其它問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一方面，本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)。所述發(fā)動(dòng)機(jī)可包括氣室。所述發(fā)動(dòng)機(jī)還可包括通向所述氣室中的開口。所述發(fā)動(dòng)機(jī)還可包括鄰近所述開口定位的擋板。所述發(fā)動(dòng)機(jī)還可包括限定出進(jìn)氣口的氣缸，其中所述進(jìn)氣口定位在所述氣室中。所述擋板可構(gòu)造成使經(jīng)過所述開口的空氣轉(zhuǎn)向以引導(dǎo)空氣遠(yuǎn)離所述氣缸的進(jìn)氣口。
[0008]在另一方面，本發(fā)明涉及一種操作發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。所述方法可包括經(jīng)一開口將空氣供給到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的氣室中。所述方法還可包括利用鄰近所述開口定位的擋板使至少一部分進(jìn)入所述開口的空氣轉(zhuǎn)向而遠(yuǎn)離第一進(jìn)氣口。所述方法還可包括將轉(zhuǎn)向的空氣輸送到第二進(jìn)氣口中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是示例性公開的發(fā)動(dòng)機(jī)的圖示；
[0010]圖2是可結(jié)合圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)使用的示例性公開的氣室的截面圖；
[0011]圖3是圖2的氣室的正視圖圖示；以及
[0012]圖4A-4B示出可結(jié)合圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)使用的示例性公開的氣室擋板。

【具體實(shí)施方式】
[0013]圖1圖解了示例性內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10。發(fā)動(dòng)機(jī)10被描繪和描述為二沖程式雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，不過應(yīng)該理解的是，其它類型的發(fā)動(dòng)機(jī)是可能的。發(fā)動(dòng)機(jī)10可包括至少部分地限定出多個(gè)氣缸14的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體12。在示例性實(shí)施例中，多個(gè)氣缸14可呈V形構(gòu)型排列，包括一對(duì)氣缸列16和18。各氣缸列16和18可包括呈直線構(gòu)型排列的8個(gè)氣缸14。雖然描述了 V形、16缸發(fā)動(dòng)機(jī)，但應(yīng)該理解的是，發(fā)動(dòng)機(jī)10可包括呈本領(lǐng)域中公知的任意構(gòu)型排列的任意數(shù)目的氣缸14。
[0014]各氣缸14可具有相關(guān)的氣缸蓋20和可滑動(dòng)地設(shè)置在各氣缸14內(nèi)的活塞21。出于本發(fā)明的目的，應(yīng)該理解的是，各氣缸14可稱為發(fā)動(dòng)機(jī)缸體12內(nèi)部的氣缸套。各氣缸14、氣缸蓋20和活塞21可共同限定出燃燒室22，所述燃燒室22接收來自液態(tài)燃料噴射器24的液態(tài)燃料(例如，柴油)和來自氣態(tài)燃料噴射器26 (僅在圖2中示出)的氣態(tài)燃料。各氣缸14也可具有相關(guān)的排氣口 27，所述排氣口 27構(gòu)造成開啟和關(guān)閉以選擇性地允許排氣遠(yuǎn)離燃燒室22。各氣缸列16、18可與氣室32相關(guān)，所述氣室圍繞相應(yīng)氣缸列16、18中的每個(gè)氣缸14的至少一部分(即，各氣缸14的至少一部分定位在氣室32中)。雖然文中描述了氣室32，但應(yīng)該理解的是，在其它實(shí)施例中，氣室32可以是進(jìn)氣歧管或構(gòu)造成向發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸供給空氣或其它氣體的其它空氣供給通路。
[0015]在各氣缸14內(nèi)，相關(guān)的活塞21可構(gòu)造成在下死點(diǎn)(BDC)或最下部的位置與上死點(diǎn)(TDC)或最上部的位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。各活塞21可以以本領(lǐng)域中公知的方式可操作地連接到曲軸30。隨著曲軸30旋轉(zhuǎn)約180度，各活塞21可在BDC與TDC之間移動(dòng)通過一個(gè)完整的行程。為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)10可具有包括做功/排氣/進(jìn)氣沖程(TDC至BDC)和進(jìn)氣/壓縮沖程(BDC至TDC)的完整循環(huán)。
[0016]在做功/排氣/進(jìn)氣沖程的最終階段，空氣可經(jīng)由由各氣缸14的側(cè)壁限定出的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣端口 28吸入各燃燒室22。特別地，隨著活塞21在氣缸14內(nèi)向下移動(dòng)，最終將到達(dá)進(jìn)氣口 28不再被活塞21的冠部阻擋而且代之以與燃燒室22流體連通的位置。當(dāng)進(jìn)氣口 28與燃燒室22流體連通并且進(jìn)氣口 28處的空氣壓力大于燃燒室22內(nèi)的壓力時(shí)，空氣可從氣室32經(jīng)進(jìn)氣口 28進(jìn)入燃燒室22。
[0017]此外，在進(jìn)氣口 28開啟時(shí)，氣態(tài)燃料(例如，包含90-95%甲烷的天然氣)可由氣態(tài)燃料噴射器26導(dǎo)入燃燒室22。氣態(tài)燃料可經(jīng)由任意數(shù)目的氣態(tài)燃料噴射器26經(jīng)一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣口 28噴射。此后，氣態(tài)燃料可與空氣混合而在燃燒室22內(nèi)形成空氣和氣態(tài)燃料的混合物?？諝夂蜌鈶B(tài)燃料的混合物可在進(jìn)氣/壓縮沖程期間被壓縮并通過液態(tài)燃料的噴射點(diǎn)燃，以產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)力并重新開始做功/排氣/進(jìn)氣沖程。
[0018]各液態(tài)燃料噴射器24可定位在相應(yīng)的氣缸蓋20的內(nèi)部并且構(gòu)造成通過呈大致圓錐形的圖案朝氣缸14的內(nèi)部軸向地釋放燃料來將液態(tài)燃料噴射到燃燒室22的頂部中。液態(tài)燃料噴射器24可構(gòu)造成例如根據(jù)當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和/或負(fù)荷循環(huán)地噴射固定量的液態(tài)燃料。在示例性實(shí)施例中，液態(tài)燃料可用作用于氣態(tài)燃料的點(diǎn)火源，使得可需要比在發(fā)動(dòng)機(jī)10僅依靠液態(tài)燃料運(yùn)行的情況下發(fā)動(dòng)機(jī)10所需的量小的量。雖然文中將發(fā)動(dòng)機(jī)10描述為雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，但應(yīng)該理解的是，在其它實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10可僅依靠氣態(tài)燃料運(yùn)行，所述氣態(tài)燃料例如可以是壓燃的或火花點(diǎn)燃的。
[0019]在示例性實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10可包括或連接到渦輪增壓器46 (僅在圖2中示出)，所述渦輪增壓器構(gòu)造成經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體12中的開口 48、50將壓縮空氣導(dǎo)入氣室32。渦輪增壓器46可以以本領(lǐng)域中公知的方式操作，以增加對(duì)各氣缸的空氣供給并由此增加發(fā)動(dòng)機(jī)10的功率輸出。例如，來自發(fā)動(dòng)機(jī)10的排氣可引起渦輪旋轉(zhuǎn)，以給壓縮機(jī)提供動(dòng)力,所述壓縮機(jī)對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行加壓以將空氣導(dǎo)入氣室32并最終導(dǎo)入氣缸14。此外，應(yīng)該理解的是，渦輪增壓器46僅僅是示例性的，并且其它空氣輸送裝置(例如，增壓器、與大氣相通的入口等)是可能的。
[0020]擋板60可與各氣缸列16、18的氣室32相關(guān)。各擋板60可鄰近相應(yīng)的開口 50定位。例如，擋板60可在氣室32外的位置通過附接區(qū)段68附接到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體12上，并經(jīng)開口 50伸入氣室32。在其它實(shí)施例中，擋板60可附接在氣室32的內(nèi)部。擋板60可構(gòu)造成在空氣進(jìn)入氣室32時(shí)引導(dǎo)來自渦輪增壓器46的空氣通過開口 50。
[0021]圖2圖解了氣室32的截面圖，描繪了氣缸列16的一些氣缸14。氣缸列16的氣缸14可包括呈直線排列的近側(cè)氣缸34至遠(yuǎn)側(cè)氣缸36。例如，近側(cè)氣缸34可以是8個(gè)氣缸之中的第8個(gè)(以遠(yuǎn)側(cè)氣缸36為第I個(gè))。各氣缸14的至少一部分可布置在氣室32中。如上所述，各氣缸14可包括進(jìn)氣口 28。進(jìn)氣口 28可在氣室32的內(nèi)部定位成使得空氣可從氣室32轉(zhuǎn)移到燃燒室22。雖然未示出，但應(yīng)該理解的是，氣缸列18可以以與氣缸列16相似的方式布置(例如，氣室32內(nèi)的鏡像布置)。
[0022]氣室32可包括與氣缸列16相關(guān)的部分和與氣缸列18相關(guān)的部分。每個(gè)部分都可包括將氣室32分離成多個(gè)區(qū)段52、54和56的第一壁38和第二壁40。在不例性實(shí)施例中，區(qū)段56可以是將氣室32的各氣缸列16、18彼此連接的單數(shù)區(qū)段。氣室32的區(qū)段56可在兩側(cè)連接到相應(yīng)的區(qū)段54 (僅示出一個(gè))，所述區(qū)段54均可進(jìn)一步連接到相應(yīng)的區(qū)段56。雖然下文描述了氣室32的與氣缸列16相關(guān)的部分內(nèi)的空氣流，但應(yīng)該理解的是，氣室32的與氣缸列18相關(guān)的部分內(nèi)的空氣流可以以相似的方式發(fā)生。此外，通過氣室32的各部分的空氣流可在區(qū)段56內(nèi)相互作用。
[0023]第一壁38和第二壁40可沿大致垂直于開口 48、50的方向延伸。第一壁38和第二壁40可分別包括與多個(gè)區(qū)段52、54和56中的每個(gè)區(qū)段流體連通的多個(gè)開口 42、44。在示例性實(shí)施例中，開口 42、44可呈圓形(如圖3所示)。一部分來自渦輪增壓器46的空氣可經(jīng)開口 48進(jìn)入氣室32的側(cè)區(qū)段52。該空氣可經(jīng)開口 42進(jìn)入氣室32的中心區(qū)段54，以供給至少一些氣缸14。此外，一部分來自渦輪增壓器46的空氣可經(jīng)開口 50直接進(jìn)入中心區(qū)段54。此外，一部分進(jìn)入中心區(qū)段54的空氣可經(jīng)開口 44到達(dá)側(cè)區(qū)段56，以用于進(jìn)一步的分配和流過氣室32。
[0024]如圖2所示，經(jīng)開口 48進(jìn)入氣室32的空氣可沿平行于第一壁38的方向57流動(dòng)。該空氣可充填側(cè)區(qū)段52并經(jīng)開口 42向氣缸14分配空氣。例如，經(jīng)開口 48進(jìn)入氣室32的空氣可到達(dá)側(cè)區(qū)段52的遠(yuǎn)端并通過氣室32內(nèi)的壓力差被重新引導(dǎo)到中心區(qū)段54中。
[0025]與進(jìn)入開口 48的空氣不一樣，可防止至少一部分經(jīng)開口 50進(jìn)入氣室32的空氣沿平行于第一壁38的方向58流動(dòng)。特別地，擋板60可布置成使經(jīng)開口 50進(jìn)入的空氣轉(zhuǎn)向，使得空氣沿相對(duì)于第一壁38成角度的方向62流動(dòng)。這樣，可防止空氣沿方向58流動(dòng)而直接進(jìn)入近側(cè)氣缸34的進(jìn)氣口 28。
[0026]擋板60可大致布置成使得至少遠(yuǎn)側(cè)部分相對(duì)于第一壁38成角度Θ從第一壁38延伸到中心區(qū)段54中并朝近側(cè)氣缸34延伸。這樣，至少一部分由擋板60重新定向的空氣可沿平行于角度Θ的方向流動(dòng)。在一些實(shí)施例中，擋板60可通過附接區(qū)段68固定地附接到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體12上，并成角度Θ延伸遠(yuǎn)離第一壁38。在示例性實(shí)施例中，角度Θ可成約70° -90°角固定，并且特別地，角度Θ可為約81°。
[0027]在其它實(shí)施例中，擋板60可以是可調(diào)節(jié)的。例如，擋板60的伸出部分可通過可動(dòng)鉸接裝置連接到附接區(qū)段68，所述可動(dòng)鉸接裝置允許擋板60在角度Θ的范圍內(nèi)移動(dòng)?？烧{(diào)節(jié)的擋板60可被手動(dòng)或電子地控制，以根據(jù)特定標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定角度Θ。例如，在一些實(shí)施例中，傳感器70可測量參數(shù)，并且控制器72可向可動(dòng)鉸接裝置發(fā)送信號(hào)，以根據(jù)特定算法、表格、脈譜圖等設(shè)定角度Θ。測量參數(shù)可以是指示氣室32內(nèi)的空氣和/或氣態(tài)燃料的流量和/或有無的任意條件。例如，測量參數(shù)可以是空氣流量、氣態(tài)燃料流量、空氣與氣態(tài)燃料的比率、兩個(gè)或更多個(gè)氣缸之間的空氣和/或氣態(tài)燃料的流量差、氣室中的氣態(tài)燃料的量或有無等。
[0028]圖3從氣缸列16附近的渦輪增壓器46的視角進(jìn)一步圖解了氣室32的內(nèi)部。擋板60可延伸到開口 50中，延伸遠(yuǎn)離第一壁38，并朝近側(cè)氣缸34延伸。擋板60可包括多個(gè)區(qū)段，包括中間區(qū)段64、65和遠(yuǎn)側(cè)區(qū)段66。如上所述，遠(yuǎn)側(cè)區(qū)段66可成角度Θ從第一壁38延伸。
[0029]擋板60可大致確定尺寸和定位成使空氣轉(zhuǎn)向，所述空氣否則可能直接進(jìn)入近側(cè)氣缸34的進(jìn)氣口 28。換言之，擋板60可定位成使得遠(yuǎn)側(cè)區(qū)段66的高度Ii1與進(jìn)氣口 28的高度h2具有重疊的部分。在示例性實(shí)施例中，高度h2可為高度Ii1的約15-25%。因此，擋板50可使在與進(jìn)氣口 28相同的高度進(jìn)入開口 50的空氣轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)離近側(cè)氣缸34的至少一個(gè)進(jìn)氣口 28。為了適應(yīng)開口 50的形狀，中間區(qū)段64的高度h3可小于高度4。這樣，中間區(qū)段64可從氣室32的外側(cè)跨越到開口 50中，并且遠(yuǎn)側(cè)區(qū)段66可在氣室32的內(nèi)部超出開口50的下緣延伸以覆蓋進(jìn)氣口 28。例如，h3可以是Ii1的約80-85%。中間區(qū)段65可具有與遠(yuǎn)側(cè)區(qū)段66相同的高度4。
[0030]圖4A-4B進(jìn)一步描繪了擋板60的示例性實(shí)施例，所述擋板60可對(duì)應(yīng)于如圖1所示的位于發(fā)動(dòng)機(jī)10左側(cè)的擋板60。如圖4A所示，附接區(qū)段68可包括多個(gè)孔74，所述孔可用于例如通過螺栓將擋板60附接到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體12上。附接區(qū)段68可經(jīng)由過渡區(qū)段76連接到中間區(qū)段64。在一些實(shí)施例中，過渡區(qū)段76可以是將中間區(qū)段64固定地連接到附接區(qū)段68的圓形部分。在擋板60可調(diào)的實(shí)施例中，過渡區(qū)段76可以是可動(dòng)鉸接裝置，其可由控制器72(僅在圖2中示出)電子地調(diào)節(jié)。中間區(qū)段65和遠(yuǎn)側(cè)區(qū)段66可連接到中間區(qū)段64，以使得遠(yuǎn)側(cè)區(qū)段66成角度Θ延伸。
[0031]如在圖4B中描繪的俯視圖所示，角度Θ的形成可以是逐漸的，其中各中間區(qū)段64,65和遠(yuǎn)側(cè)區(qū)段66相對(duì)于第一壁38和相對(duì)于彼此以不同角度延伸。如圖4B所示，中間區(qū)段64、65可分別成角度01和02延伸遠(yuǎn)離第一壁38 (在圖4B中未示出，但它垂直于附接區(qū)段68)。在示例性實(shí)施例中，由中間區(qū)段64、65形成的總角度(例如，θ2)可為角度Θ的約60-65%。例如，在角度Θ為約81°的實(shí)施例中，中間區(qū)段64可成30°的角度(Θ i= 30° )從第一壁38延伸，中間區(qū)段65可成20°的角度(Θ 2 = 50° )從中間區(qū)段64延伸，并且遠(yuǎn)側(cè)區(qū)段66可成31°的角度(Θ =81° )從中間區(qū)段65延伸。然而，應(yīng)該理解的是，這些角度值是示例性的并且其它角度是可能的?；蛘?，中間區(qū)段64、65中的一個(gè)或更多個(gè)可以是圓形區(qū)段。引起遠(yuǎn)側(cè)區(qū)段66成角度Θ從第一壁38延伸的區(qū)段的任意組合在擋板60的范圍內(nèi)。
[0032]示例性公開的擋板60可結(jié)合渦輪增壓器46使用，以控制壓縮空氣傳遞到氣室32中。下文更詳細(xì)地描述用以操作發(fā)動(dòng)機(jī)10并使擋板60用于幫助控制空氣流到氣缸14的示例性方法。
[0033]工業(yè)話用件
[0034]示例性公開的擋板可適用于包括向一個(gè)或多個(gè)氣缸供給氣體(例如，空氣)的氣室或其它空氣通路的任意發(fā)動(dòng)機(jī)。示例性公開的擋板可尤其適用于包括渦輪增壓器或增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)，所述渦輪增壓器或增壓器可在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的進(jìn)氣口產(chǎn)生不成比例的空氣流量。如果發(fā)動(dòng)機(jī)為氣態(tài)燃料或雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，則示例性公開的擋板可用于幫助防止進(jìn)入的進(jìn)氣將氣態(tài)燃料從一些氣缸(例如，最靠近空氣入口的氣缸)壓出并進(jìn)入其它氣缸。這可幫助防止通過進(jìn)氣口的空氣流量的大幅變化，由此幫助確保氣態(tài)燃料保持在適合的氣缸中。減少空氣流量的變化并將氣態(tài)燃料保持在適合的氣缸中可幫助維持通過氣缸和發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的空氣與氣態(tài)燃料的恒定比率，這樣可促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。下文更詳細(xì)地描述示例性公開的發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)和擋板60的效果。
[0035]在發(fā)動(dòng)機(jī)10的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間，與各氣缸14相關(guān)的各活塞21可移動(dòng)通過做功/排氣/進(jìn)氣沖程，其中各活塞21從TDC位置移動(dòng)到BDC位置。在該沖程期間的特定點(diǎn)，活塞21可露出進(jìn)氣口 28，所述進(jìn)氣口 28變成開啟而與氣室32流體連通。在進(jìn)氣口 28開啟時(shí)，壓力差可使空氣從氣室32經(jīng)進(jìn)氣口 28進(jìn)入燃燒室22。
[0036]一旦活塞21到達(dá)BDC位置，它就可逆轉(zhuǎn)方向并開始進(jìn)氣/壓縮沖程。在該沖程期間，進(jìn)氣口 28可保持至少部分地開啟，直至活塞21的冠部到達(dá)進(jìn)氣口 28被覆蓋并因此與氣室32隔離的點(diǎn)。進(jìn)氣可繼續(xù)進(jìn)入燃燒室22，直至進(jìn)氣口 28關(guān)閉。除接收進(jìn)氣外，燃燒室22可從氣態(tài)燃料噴射器26接收氣態(tài)燃料。氣態(tài)燃料噴射器26可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)10的特定噴射正時(shí)在進(jìn)氣口 28開啟的任意時(shí)間將氣態(tài)燃料噴射到燃燒室22中。
[0037]在進(jìn)氣口 28關(guān)閉之后，活塞21可繼續(xù)朝向TDC位置，包括空氣和氣態(tài)燃料的混合物。隨著各燃燒室22內(nèi)的空氣和氣態(tài)燃料的混合物被壓縮，混合物的溫度可上升。在活塞21接近TDC的點(diǎn)，液態(tài)燃料(例如，柴油或其它基于石油的液態(tài)燃料)可經(jīng)由液態(tài)燃料噴射器24噴射到燃燒室22中。液態(tài)燃料可通過熱的空氣/燃料混合物點(diǎn)燃，從而使兩種燃料燃燒并引起化學(xué)能量在燃燒室22內(nèi)呈溫度和壓力尖峰的形式釋放。在新的做功/排氣/進(jìn)氣沖程的第一階段，燃燒室22內(nèi)的壓力尖峰可迫使活塞21向下，由此向曲軸30分配機(jī)械動(dòng)力。在該向下行程期間的特定點(diǎn)，位于氣缸蓋20內(nèi)的排氣口 27可開啟，以允許燃燒室22內(nèi)的加壓排氣遠(yuǎn)離并且所述循環(huán)將重新開始。
[0038]在示例性公開的實(shí)施例中，經(jīng)排氣口 27釋放的排氣可用于為渦輪增壓器46提供動(dòng)力。渦輪增壓器46可操作成壓縮進(jìn)氣并經(jīng)開口 48、50將空氣供給到氣室32中。例如，當(dāng)經(jīng)由燃燒室22從氣室32去除空氣時(shí)，所述空氣可被來自渦輪增壓器46的空氣替換。經(jīng)開口 48進(jìn)入的空氣可行經(jīng)氣室32的側(cè)區(qū)段52，直至它最終經(jīng)由開口 42之一到達(dá)氣缸14之一。另外的空氣可經(jīng)開口 50進(jìn)入氣室32。
[0039]可通過擋板60使進(jìn)入開口 50的至少一部分空氣轉(zhuǎn)向。特別地，擋板60可使在與進(jìn)氣口 28的一部分相同的高度進(jìn)入開口 50的空氣轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)離近側(cè)氣缸34。被重新定向的空氣可朝第二壁40并在近側(cè)氣缸34的至少一個(gè)進(jìn)氣口 28周圍行進(jìn)。空氣隨后可進(jìn)入近側(cè)氣缸34的另一進(jìn)氣口 28或在進(jìn)入另一氣缸14的進(jìn)氣口 28之前行經(jīng)中心區(qū)段54和側(cè)區(qū)段52、56中的至少一者。經(jīng)開口 48進(jìn)入的空氣可被輸送到由于由擋板50產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向而接收較少空氣的特定進(jìn)氣口 28。
[0040]在擋板60可調(diào)的實(shí)施例中，可采用控制方法來設(shè)定擋板60的角度Θ。在發(fā)動(dòng)機(jī)10運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，傳感器70可監(jiān)視諸如氣態(tài)燃料從近側(cè)氣缸36流出的流量之類的狀態(tài)。傳感器70可向控制器72發(fā)送具有測定狀態(tài)的信號(hào)，所述控制器72可判斷是否需要對(duì)擋板60進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果控制器72判定為需要調(diào)節(jié)(例如，氣態(tài)燃料的測定流量高于閾值)，則控制器72可向擋板60的一部分(例如，電子地控制的可動(dòng)鉸接裝置)發(fā)送信號(hào)，以相應(yīng)地調(diào)節(jié)擋板60的角度Θ，例如為了減小氣態(tài)燃料從近側(cè)氣缸36流出的氣態(tài)燃料的流量。
[0041]擋板60可特別地為發(fā)動(dòng)機(jī)10構(gòu)造成幫助防止空氣直接流入近側(cè)氣缸34的一些進(jìn)氣口 28 (例如，面向渦輪增壓器46的進(jìn)氣口 28)并由此使通過近側(cè)氣缸34的進(jìn)氣口 28的空氣流量發(fā)生大幅變化。特別地，擋板60的角度Θ、高度h和位置可被選擇成使得空氣流量在近側(cè)氣缸34的各進(jìn)氣口 28的標(biāo)準(zhǔn)偏差與其它氣缸14相稱。此外，擋板60可以是可調(diào)節(jié)的，以使得角度Θ可被動(dòng)態(tài)地改變。這樣，擋板60可減小氣態(tài)燃料在它已由氣態(tài)燃料噴射器26噴射之后從近側(cè)氣缸34流出的流量，并且可更一致地維持空氣和氣態(tài)燃料在各氣缸14之間更均勻的分布?？諝夂蜌鈶B(tài)燃料的均勻分布可以是有利的，因?yàn)樗梢鸶蟪潭壬系膶?duì)各發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間各氣缸14中存在的空氣與氣態(tài)燃料的比率的控制,這在維持發(fā)動(dòng)機(jī)10的有效使用中是一個(gè)重要因素。因此，擋板60可用于幫助實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)10的更有效的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0042]對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將顯而易見的是，可以對(duì)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)做出各種改型和變型而不脫離本發(fā)明的范圍。根據(jù)說明書和對(duì)本文中公開的實(shí)施例的實(shí)踐，其它實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將顯而易見。應(yīng)該認(rèn)為說明書和示例僅為示范性的，本發(fā)明的真實(shí)范圍由以下權(quán)利要求指出。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括: 氣室； 通向所述氣室中的開口； 鄰近所述開口定位的擋板，和 限定出進(jìn)氣口的氣缸，所述進(jìn)氣口定位在所述氣室中； 其中，所述擋板構(gòu)造成使經(jīng)過所述開口的空氣轉(zhuǎn)向，以引導(dǎo)所述空氣遠(yuǎn)離所述氣缸的進(jìn)氣口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述氣室包括大致垂直于所述開口的壁，并且所述擋板成角度地延伸遠(yuǎn)離所述壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述擋板成約70°至90°的角度延伸遠(yuǎn)離所述壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述擋板包括至少一個(gè)中間區(qū)段和遠(yuǎn)側(cè)區(qū)段，所述至少一個(gè)中間區(qū)段和所述遠(yuǎn)側(cè)區(qū)段成不同角度延伸遠(yuǎn)離所述壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述擋板定位成使得所述擋板的高度與所述進(jìn)氣口的高度具有重疊的部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述擋板的高度大于所述進(jìn)氣口的高度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，還包括構(gòu)造成將所述擋板固定至所述氣室的可動(dòng)鉸接裝置，其中所述可動(dòng)鉸接裝置是可動(dòng)的以調(diào)節(jié)所述擋板相對(duì)于所述開口的位置。
8.一種操作發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包括: 經(jīng)開口將空氣供給到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的氣室中； 利用鄰近所述開口定位的擋板使至少一部分進(jìn)入所述開口的空氣轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)離第一進(jìn)氣口 ；以及 將轉(zhuǎn)向的空氣輸送到第二進(jìn)氣口中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括調(diào)節(jié)所述擋板的位置以改變所述擋板相對(duì)于所述開口的角度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，調(diào)節(jié)所述擋板的位置包括借助于來自控制器的信號(hào)電子地控制可動(dòng)鉸接裝置。
【文檔編號(hào)】F02B29/00GK104420977SQ201410448844
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】D·班德亞帕德耶, F·德瓦尼 申請(qǐng)人:易安迪機(jī)車公司