CN101182823B - 内燃机轻负载空气传输系统 - Google Patents

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Abstract

内燃机轻负载空气传输系统，具有形成至少一个进气口的气缸盖，所述进气口通过提升阀选择性地开启，提升阀由气缸盖的阀座区域偏压。轻负载空气传输系统包含进气管路和控制阀。轻负载空气进气通道运行以将进入空气从进气导管传送到控制阀。另外，轻负载空气进气歧管被被设定来选择性的接收从控制阀来的进气空气。供给通道从轻负载空气进气歧管接收进入的空气，并且将进入的空气分别连通到在非常接近阀座区域的点上的至少一个进气部分的各个上。在优选的实施例里，轻负载空气进气歧管与进气歧管成整体。

Description

内燃机轻负载空气传输系统
技术领域
本发明涉及到内燃机轻负载空气传输系统。
背景技术
在空转的时候，典型的汽车内燃机利用空转空气控制系统来控制或者稳定发动机速度。这样一个系统可具有电动阀装置，用来调节通过导管的空气，该导管将吸入空气的包含在节流体内的节流板连接到发动机上。内燃机空转空气控制系统通常响应于当前的发动机速度和相对较低的目标发动机速度之间的差异来计量进入发动机进气歧管的空气。发动机转矩载荷的改变，例如由发动机从动附件载荷的改变引起的转矩改变，可能使发动机速度偏离目标速度。
确定的发动机转矩载荷的改变可以迅速地发生。例如，在一定的瞬间操作过程当中，转矩载荷的越级改变可以发生。为了应对如此快速的转矩载荷改变，空转空气控制系统必须反应非常迅速。为了补偿发动机扭矩载荷改变，通过改变输入发动机气缸的燃料和空气的量，发动机扭矩的一个相应的改变被执行。空转空气控制系统为进入的空气量提供一个预定的时间变化率。燃料控制系统响应于进入空气的时间变化率从而为喷入的燃料提供相应的时间变化率。
发明内容
内燃机轻负载空气传输系统有一个气缸盖，至少一个进气部件选择性的通过提升阀开启，提升阀由气缸盖的阀座区域偏压。轻负载空气传输系统包含进气管路和控制阀。轻负载空气传输系统进气通道运转连通从进气管路到控制阀进入空气。另外，轻负载空气进气歧管被被设定来选择性的接收从控制阀来的进气空气。供给通道从轻负载空气进气歧管接收进入的空气，并且将进入的空气分别连通到在非常接近阀座区域的点上的至少一个进气部分的各个上。供给通道可具有普通的台肩状圆柱形孔结构，其中，圆柱形孔有第一直径与轻负载空气进气歧管连通，第二直径与进气部分连通。优选地，第二直径比第一直径小。在优选的实施例里，轻负载空气进气歧管与进气歧管成整体。另外，公开一种合并轻负载空气传输系统的内燃机。
从结合附图的为了实现发明的最好的方式的细节描述当中，上述本发明的特征和优势与其他特征和优势是显而易见的。
附图说明
图1示意性的描述了应用了本发明的合并了轻负载空气传输系统的内燃机；
图2是关于在图1中显示的内燃机气缸盖和进气歧管的示意性断面图，更进一步图解轻负载空气传输系统；以及
图3是关于配置了一个V型装置的内燃机轻负载空气进气歧管的局部示意性图解。
具体实施方式
参考附图，在所有的图中，其中相同的附图标记对应于相同或相似的部件，图1a中显示车辆的动力系，整体以10指代。动力系10包括变速器12和内燃机14。内燃机14包括形成多个气缸孔18的气缸体或气缸块16。每一个气缸孔18里面包含一个往复运动的活塞20。活塞20通过连杆与曲轴22连接，用来在气缸孔里使活塞20的往复运动转化为转矩，图中没有表示，随后提供给变速器12。
气缸盖24与气缸体16固定并操作以密封气缸孔18。活塞20，气缸孔18，气缸盖24协作组成可变容积燃烧室25。气缸盖24确定进气口26和排气口28。每一个进气口26通过提升阀30选择性的对各自的燃烧室25开启。类似的，燃烧室25通过提升阀32选择性的对各自的排气口28开启。
空气传输系统34相对于内燃机14固定，并且操作以向发动机传输经过计量一定量的由箭头36所指的进入空气以在燃烧室25内与经过计量的一定量燃料燃烧。排气系统37使内燃机14的燃烧产物与大气连通。空气传输系统34包括进气歧管38，节流体40，进气导管42，包括空气过滤器45的气箱44和轻负载空气传输系统46。另外，空气传输系统34可能包括空气计量器48，用来测量通过进气导管的进气空气36的质量流动率，并且连通这个阀门到一个电动控制单元，或者ECU50，以保证通过燃料喷射系统52传输精确的燃料。ECU 50包括预设程序的数字计算机，接收从内燃机14，变速器12和没有提及的其它部分来的不同输入值。另外，ECU 50依据这些输入值控制内燃机运行的不同方面。
进气歧管38包括增压室54和多个进气通道56，用来使来自增压室54的进气与各自的进气口26连通。节流体40包括在关闭的活塞位置和开启的活塞位置之间活动的节流阀片58，见图1，以选择性和可变的从进气道管42到增压室54传输进气36。图1所示的节流体40是电致动的节流体。ECU50从节流板或加速板60接收节流板的位置输入。接着ECU 50发送控制信号到节流体40，实现节流阀片58动作。响应进气口36测出的质量流动率，燃料喷射系统52从加压燃料源62接收加压燃料，并且ECU 50选择性的控制燃料喷射器64以提供经过测量的一定量的并且是时间脉冲的燃料进入进气歧管38的进气通道56。
在低引擎速度和负载的情况下，例如空载，作为不同的引擎驱动附带设备的作用下的结果，例如动力转向泵、空调压缩机、同步发电机等，内燃机负载突然的改变可能引起引擎速度下降，最坏的情况，引擎会停转。为了补偿这些现象，引入内燃机14的进入空气36必须多样化。节流体40典型地包括一个非常大的内腔区域，因此可能缺乏补偿提高在空载或者低载荷情况下引擎负载所需的精致结构(refinement)。
本发明轻负载空气传输系统46可以提供在低速或低负载情况下，控制引入引擎14的进气36所需的精致结构。轻负载空气传输系统46包括轻负载空气进气通道66，传送进气36到控制阀68。控制阀68可操作以选择性地和/或可变地将进气36传动到轻负载空气进气歧管70。在优选的实施例中，阀门68受ECU50控制。轻负载空气进气歧管70操作以传动进气36到至少部分地由气缸盖24形成的供给管道72。供给管道72延伸通过气缸盖24进入各自的一个进气口26。供给管道72的几何形状和定位将会在下文结合附图2详细讨论。通过在节流体40的上游设置轻负载空气进气管，轻负载空气传输系统46的进气36处于接近大气压的压力。另外，如图1所示，在轻载荷引擎操作情况下，曲轴强制通风(PCV)通道74被提供以连通“浊侧(foul side)”PCV气体75和轻负载空气进气通道66。
参考图2，显示了内燃机14的局部断面图，进一步图解轻负载空气传输系统46。在优选的实施例里，如图2所示，轻负载空气进气歧管70和进气歧管38一体形成。更进一步地，在进气歧管38和气缸盖之间安装垫圈构件76。进气口26包括短转弯半径部分78和长转弯半径部分80。另外，进气口26提供阀座区82以为阀头84和提升阀30提供密封面。阀座区82可配置包括阀座衬垫86。不管怎样，本领域技术人员将会认可阀座区82可由气缸盖24的基材金属形成。
优选实施例中的流入通道72有一个大体的台肩形孔结构，包括第一孔部分88和第二孔部分90。第二孔部分90的特点是直径比第一孔部分88小。另外，第二孔部分90的直径和长度基于单独的引擎操作特点来确定，而且对这些尺寸必须仔细地考虑，避免在第二孔部分里的转动效应。在优选实施例里，第二孔部分90将会在充分接近阀座区82的短回转半径处和进气口26交叉。根据这个定位，基于阀门30的开度，供给通道72的第二孔部分90将会提高在气缸孔18里的混合动作。供给通道72的台肩特性特别适合高产量的自动化制造工艺。本领域技术人员将会认同，由于工具破损的可能性，将会给打孔或者在供给通道72的整个长度上形成第二孔部分90的其他形成带来困难。因此，通过在供给通道72里形成台肩孔结构，第二孔部分90的长度可被减少。另外，第二孔部分90可形成稍微超尺寸，以允许形成标准孔尺寸的校准孔的插入件(未示出)可以压力装配进第二孔部分90，进一步帮助制造轻负载空气传输系统46。当想得到改变的孔尺寸时，这是非常有利的，因为所述插入件可以很容易的改变。
图3显示了一个为V型、六气缸发动机结构配置的轻负载空气进气歧管70A。在这个结构里，轻负载空气进气歧管70A包括第一分支92和第二分支94。控制阀68选择性地和可变地从轻负载空气进气通道66向轻负载空气进气歧管70A的每一个分支92和94传输进气36。可替代地，第一和第二分支92和94可以在与控制阀68连接之前预先相互地连接。
尽管实现发明的最好形式已经被详细的描述，然而本领域技术人员将会意识到用于实施本发明的多种可替代设计和实施方式都在附加的权利要求范围之内。

Claims (19)

1. 一种内燃机轻负载空气传输系统，包括进气导管和气缸盖，所述气缸盖形成至少一个通过提升阀偏压气缸盖阀座区从而选择性开启的进气口，所述轻负载空气传输系统包括：
控制阀；
轻负载进气通道，可操作以将空气从进气导管传送到控制阀；
轻负载空气进气歧管，配置成选择性地从所述控制阀接收进入空气；
至少一个供给通道，其至少部分地由气缸盖形成，并且延伸穿过气缸盖进入与阀座区大致接近的所述至少一个进气口；并且
其中，所述至少一个供给通道可操作以接收来自所述轻负载空气进气歧管的进入空气，并且将所述接收到的进入空气传输给所述至少一个进气口。
2. 如权利要求1所述的轻负载空气传输系统，进一步包括：可操作以控制所述控制阀的电动控制单元。
3. 如权利要求1所述的轻负载空气传输系统，进一步包括：
带增压室和至少一个进气通道的进气歧管，所述进气通道将进入空气从所述增压室传输到所述至少一个进气口；并且
其中，所述轻负载空气进气歧管与所述进气歧管是一体的。
4. 如权利要求1所述的轻负载空气传输系统，其中，所述至少一个供给通道是大体台肩状的圆柱形孔，具有与轻负载空气进气歧管连通的第一直径，和与至少一个的进气口连通的第二直径，并且其中，所述第二直径比所述第一直径小。
5. 如权利要求1所述的轻负载空气传输系统，进一步包括：被提供以与所述轻负载空气进气通道连通的曲轴箱强制通风通道。
6. 如权利要求1所述的轻负载空气传输系统，其中，至少一个进气口包括短回转半径，并且其中，所述至少一个供给通道连通所述短回转半径上的至少一个进气口。
7. 如权利要求1所述的轻负载空气传输系统，进一步包括：
带增压室和至少一个进气通道的进气歧管，所述进气通道将进入空气从所述增压室传输到所述至少一个进气口；
节流体，其可操作以选择性地将进入空气从进气导管传输到所述进气歧管的所述增压室；并且
其中，所述节流体处于所述轻负载空气进气通道的进气流下游。
8. 一种被配置以选择性地从进气导管接收进入空气的内燃机，该内燃机包括：
定义了至少一个进气口的气缸盖，所述进气口可通过至少一个提升阀选择性地开启，其中所述提升阀偏压在气缸盖的阀座区上；
控制阀；
轻负载空气进气通道，其可操作以将进入空气从进气导管传送到控制阀；
轻负载空气进气歧管，其被配置以选择性地从所述控制阀接收进入空气；
至少一个供给通道，其至少部分地由气缸盖形成，并且延伸穿过气缸盖进入与阀座区基本上接近的所述至少一个进气口；并且
其中，所述至少一个供给通道可操作以接收来自所述轻负载空气进气歧管的进入空气，并且将所述进入空气传输给所述至少一个进气口。
9. 如权利要求8所述的内燃机，进一步包括：可操作以控制所述控制阀的电动控制单元。
10. 如权利要求8所述的内燃机，进一步包括：
带增压室和至少一个进气通道的进气歧管，所述进气通道将进入空气从所述增压室传输到所述至少一个进气口；并且
其中，所述轻负载空气进气歧管与所述进气歧管是一体的。
11. 如权利要求8所述的内燃机，其中，所述至少一个供给通道是大体台肩状的圆柱形孔，具有与轻负载空气进气歧管连通的第一直径，和与至少一个的进气口连通的第二直径，并且其中，所述第二直径比所述第一直径小。
12. 如权利要求8所述的内燃机，进一步包括：被提供以与所述轻负载空气进气通道连通的曲轴箱强制通风通道。
13. 如权利要求8所述的内燃机，其中，所述至少一个进气口包括短回转半径，并且其中，所述至少一个供给通道连通所述短回转半径上的至少一个进气口。
14. 如权利要求8所述的内燃机，进一步包括：
带增压室和至少一个进气通道的进气歧管，所述进气通道可操作地将进入空气从所述增压室传输到所述至少一个进气口；
节流体，其可操作以选择性地将进入空气从进气导管传输到所述进气歧管的所述增压室；并且
其中，所述节流体处于所述轻负载空气进气通道的进气流下游。
15. 一种内燃机，包括：
进气导管，其可操作以将进入空气传送到内燃机；
定义了至少一个进气口的气缸盖，所述进气口可通过至少一个提升阀选择性地开启，其中所述提升阀偏压在气缸盖的阀座区上；
控制阀；
轻负载空气进气通道，其可操作以将进入空气从进气导管传送到控制阀；
轻负载空气进气歧管，其被配置以选择性地从所述控制阀接收进入空气；
带增压室和至少一个进气通道的进气歧管，所述进气通道可操作地将进入空气从所述增压室传输到所述至少一个进气口；
节流体，其可操作以选择性地将进入空气从进气导管传输到所述进气歧管的所述增压室；
其中，所述节流体处于所述轻负载空气进气通道的进气流下游；
至少一个供给通道，其至少部分地由气缸盖形成，并且延伸穿过气缸盖进入与阀座区基本上接近的所述至少一个进气口；并且
其中，所述至少一个供给通道可操作以接收来自所述轻负载空气进气歧管的进入空气，并且将所述进入空气传输给所述至少一个进气口。
16. 如权利要求15所述的内燃机，其中，所述轻负载空气进气歧管与所述进气歧管是一体的。
17. 如权利要求15所述的内燃机，其中，所述至少一个供给通道是大体台肩状的圆柱形孔，具有与轻负载空气进气歧管连通的第一直径，和与至少一个的进气口连通的第二直径，并且其中，所述第二直径比所述第一直径小。
18. 如权利要求15所述的内燃机，进一步包括：被提供以与所述轻负载空气进气通道连通的曲轴箱强制通风通道。
19. 如权利要求15所述的内燃机，其中，所述至少一个进气口包括短回转半径，并且其中，所述至少一个供给通道连通所述短回转半径上的至少一个进气口。
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