CN102102555A - 用于具有差异气门升程的凸轮轴的发动机燃烧室特征 - Google Patents

用于具有差异气门升程的凸轮轴的发动机燃烧室特征 Download PDF

Info

Publication number
CN102102555A
CN102102555A CN201010275377XA CN201010275377A CN102102555A CN 102102555 A CN102102555 A CN 102102555A CN 201010275377X A CN201010275377X A CN 201010275377XA CN 201010275377 A CN201010275377 A CN 201010275377A CN 102102555 A CN102102555 A CN 102102555A
Authority
CN
China
Prior art keywords
projection
suction port
engine
end surfaces
air inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201010275377XA
Other languages
English (en)
Inventor
R.S.戴维斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN102102555A publication Critical patent/CN102102555A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/022—Chain drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0215—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
    • F02D13/0219—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only by shifting the phase, i.e. the opening periods of the valves are constant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0223—Variable control of the intake valves only
    • F02D13/0234—Variable control of the intake valves only changing the valve timing only
    • F02D13/0238—Variable control of the intake valves only changing the valve timing only by shifting the phase, i.e. the opening periods of the valves are constant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0257—Independent control of two or more intake or exhaust valves respectively, i.e. one of two intake valves remains closed or is opened partially while the other is fully opened
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0471—Assembled camshafts
    • F01L2001/0473—Composite camshafts, e.g. with cams or cam sleeve being able to move relative to the inner camshaft or a cam adjusting rod
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • F01L2001/0537—Double overhead camshafts [DOHC]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445—Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34453—Locking means between driving and driven members
    • F01L2001/34469—Lock movement parallel to camshaft axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L2001/34486—Location and number of the means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34496—Two phasers on different camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F2001/241—Cylinder heads specially adapted to pent roof shape of the combustion chamber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

本发明涉及用于具有差异气门升程的凸轮轴的发动机燃烧室特征。一种发动机组件包括：发动机结构，发动机结构包括限定气缸孔的发动机本体和气缸盖；位于气缸孔中的活塞；以及凸轮轴组件。活塞、气缸盖和气缸孔协作限定燃烧室，燃烧室包括由气缸盖和活塞限定的第一和第二纵向端表面。第一突起可从所述第一和第二纵向端表面中的一个纵向地延伸，且从燃烧室的周边径向向内延伸至与燃烧室连通的第一进气口和第一排气口之间的位置。凸轮轴组件可包括开启第一进气门的第一进气凸角和开启第二进气门的第二进气凸角。第一进气凸角可在凸轮轴组件的旋转方向上从第二进气凸角旋转地偏移。

Description

用于具有差异气门升程的凸轮轴的发动机燃烧室特征
技术领域
本发明涉及发动机气门机构，且更具体地涉及用于具有差异气门升程的同心凸轮轴组件的发动机燃烧室特征。
背景技术
该部分的内容仅提供与本发明有关的背景信息，且不必构成现有技术。
内燃机可燃烧气缸中的空气和燃料混合物，从而产生驱动扭矩。流入和流出气缸的空气和燃料流可以由气门机构控制。气门机构可包括凸轮轴，凸轮轴致动进气门和排气门，从而控制进入气缸的空气和燃料以及离开气缸的排气的定时和量。
发明内容
一种发动机组件可包括发动机结构、活塞、第一和第二进气门、第一和第二气门升程组件、以及凸轮轴组件。所述发动机结构可包括限定气缸孔的发动机本体和被联接到所述发动机本体的气缸盖。所述气缸盖可限定：第一进气口；邻近所述第一进气口的第二进气口；以及邻近所述第一进气口的第一排气口。活塞可位于气缸孔中，活塞、气缸盖和气缸孔可协作限定燃烧室。燃烧室可包括由气缸盖限定的第一纵向端表面、由活塞限定的第二纵向端表面、以及第一突起。所述第一纵向端表面可包括第一和第二进气口以及第一排气口。所述第一突起可从所述第一和第二纵向端表面中的一个朝所述第一和第二纵向端表面中的另一个纵向地延伸。所述第一突起还可从燃烧室的周边径向向内延伸至第一进气口和第一排气口之间的位置。第一进气门可由发动机结构支撑且可选择性地开启和关闭第一进气口。第二进气门可由发动机结构支撑且可选择性地开启和关闭第二进气口。第一气门升程组件可与第一进气门接合，第二气门升程组件可与第二进气门接合。凸轮轴组件可由发动机结构旋转地支撑，且可包括与第一气门升程机构接合的第一进气凸角和与第二气门升程机构接合的第二进气凸角。第一进气凸角可在凸轮轴组件的旋转方向上从第二进气凸角旋转地偏移。
在另一设置中，活塞可包括适合于定位在发动机燃烧室中的圆柱形本体。所述圆柱形本体可包括与燃烧室中的第一和第二进气口以及第一排气口相对的端表面。第一突起可从所述端表面纵向地延伸且从活塞的周边径向向内延伸至第一进气口和第一排气口之间的位置。第一突起可限定第一侧面和第二侧面，所述第一侧面包括面对第一进气口的第一平坦表面，所述第二侧面面对第一排气口。
方案1.一种发动机组件，包括：
发动机结构，所述发动机结构包括：
限定气缸孔的发动机本体；和
被联接到所述发动机本体的气缸盖，所述气缸盖限定：第一进气口、邻近所述第一进气口的第二进气口、以及邻近所述第一进气口的第一排气口；
活塞，所述活塞位于气缸孔中，所述活塞、气缸盖和气缸孔协作限定燃烧室，燃烧室包括：
第一纵向端表面，所述第一纵向端表面由气缸盖限定且包括第一和第二进气口以及第一排气口；
由活塞限定的第二纵向端表面；以及
第一突起，所述第一突起从所述第一和第二纵向端表面中的一个朝所述第一和第二纵向端表面中的另一个纵向地延伸，且从燃烧室的周边径向向内延伸至第一进气口和第一排气口之间的位置；
第一进气门，所述第一进气门由发动机结构支撑且选择性地开启和关闭第一进气口；
第二进气门，所述第二进气门由发动机结构支撑且选择性地开启和关闭第二进气口；
第一气门升程组件，所述第一气门升程组件与第一进气门接合；
第二气门升程组件，所述第二气门升程组件与第二进气门接合；以及
凸轮轴组件，所述凸轮轴组件由发动机结构旋转地支撑，且包括与第一气门升程机构接合的第一进气凸角和与第二气门升程机构接合的第二进气凸角，所述第一进气凸角在凸轮轴组件的旋转方向上从第二进气凸角旋转地偏移。
方案2.根据方案1所述的发动机组件，其中，所述第一突起包括第一侧面，所述第一侧面限定面对第一进气口的平坦表面。
方案3.根据方案2所述的发动机组件，其中，第一侧面的纵向范围是至少1.0mm。
方案4.根据方案2所述的发动机组件，其中，所述平坦表面相对于燃烧室的中心线以小于45度的角度延伸，所述中心线在第一进气口和第一排气口之间延伸经过燃烧室的周边。
方案5.根据方案4所述的发动机组件，其中，所述平坦表面相对于所述中心线以小于15度的角度延伸。
方案6.根据方案1所述的发动机组件，其中，所述第一突起从燃烧室的周边径向向内延伸的距离为所述燃烧室的直径的至少15％。
方案7.根据方案6所述的发动机组件，其中，所述第一突起从燃烧室的周边径向向内延伸的距离在所述燃烧室的直径的20％和50％之间。
方案8.根据方案1所述的发动机组件，其中，所述第一突起的纵向范围从径向最外部分向内增加。
方案9.根据方案1所述的发动机组件，还包括第二突起，所述第二突起从所述燃烧室的第一和第二纵向端表面中限定第一突起的所述一个朝第一和第二纵向端表面中的另一个纵向延伸，气缸盖限定邻近第二进气口和第一进气口的第二排气口，第二突起从燃烧室的外部周边径向向内延伸至第二进气口和第二排气口之间的位置。
方案10.根据方案9所述的发动机组件，其中，所述第一突起包括第一侧面，所述第一突起的第一侧面限定面对第一进气口的第一平坦表面，所述第二突起包括第一侧面，所述第二突起的第一侧面限定面对第二排气口的第二平坦表面。
方案11.根据方案1所述的发动机组件，其中，所述第一突起在气缸盖的第一纵向端表面上限定。
方案12.根据方案1所述的发动机组件，其中，所述第一突起在活塞的第二纵向端表面上限定。
方案13.根据方案1所述的发动机组件，其中，所述凸轮轴组件包括第一轴和第二轴，所述第二轴与所述第一轴同轴且能相对于所述第一轴旋转，所述第一进气凸角与第一轴固定以便一起旋转，第二进气凸角与第二轴固定以便一起旋转。
方案14.根据方案13所述的发动机组件，还包括凸轮移相器，所述凸轮移相器被联接到第一轴和第二轴，且适合于将第二轴相对于第一轴从第一旋转位置旋转至第二旋转位置，当第二轴处于第一旋转位置时，第一进气凸角在凸轮轴组件的旋转方向上从第二进气凸角旋转地偏移。
方案15.根据方案14所述的发动机组件，其中，所述凸轮移相器包括由曲轴旋转地驱动的第一构件和能相对于第一构件旋转的第二构件，第一轴与第一构件固定以便一起旋转，第二轴与第二构件固定以便一起旋转。
方案16.根据方案1所述的发动机组件，其中，所述第一进气凸角在活塞的进气冲程的膨胀部分期间提供第一进气门的第一开启持续时间，所述第一开启持续时间大于在进气冲程的膨胀部分期间第二进气门的第二开启持续时间。
方案17.一种活塞，包括：
适合于定位在发动机燃烧室中的圆柱形本体，所述圆柱形本体包括与燃烧室中的第一和第二进气口以及第一排气口相对的端表面；以及
第一突起，所述第一突起从所述端表面纵向地延伸且从活塞的周边径向向内延伸至第一进气口和第一排气口之间的位置，所述第一突起限定第一侧面，所述第一侧面包括适合于面对第一进气口的第一平坦表面。
方案18.根据方案18所述的活塞，还包括第二突起，所述第二突起从所述端表面纵向地延伸且从活塞的与第一突起相对的周边径向向内延伸至第二进气口和第二排气口之间的位置，所述第二突起限定第一侧面，所述第一侧面包括适合于面对第二排气口的第二平坦表面。
方案19.根据方案18所述的活塞，其中，所述第一突起从活塞的周边径向向内延伸的距离为所述活塞的直径的至少15％。
方案20.根据方案19所述的活塞，其中，所述第一突起从活塞的周边径向向内延伸的距离在所述活塞的直径的20％和50％之间。
进一步的应用领域从下文提供的说明显而易见。应当理解的是，该发明内容中的说明和具体示例仅旨在用于说明的目的且并不旨在限制本发明的范围。
附图说明
本文所述的附图仅仅用于图示目的，且不旨在以任何方式限制本发明的范围。
图1是根据本发明的发动机组件的平面图；
图2是图1的发动机组件的示意性截面图；
图3是图1的发动机组件的进气口和排气口以及燃烧室特征的示意性俯视图；
图4是图1所示的进气凸轮移相器和进气凸轮轴组件的透视图；
图5是图1所示的进气凸轮轴组件的分解透视图；
图6是图1的进气凸轮移相器处于提前位置的示意图；
图7是图1的进气凸轮移相器处于延迟位置的示意图；
图8是根据本发明的进气凸轮凸角处于提前位置的示意图；
图9是根据本发明的图8的进气凸轮凸角处于延迟位置的示意图；
图10是根据本发明的进气口和排气口以及替代性燃烧室特征的示意性俯视图；
图11是包括图3的燃烧室特征的气缸盖的底部部分透视图；
图12是包括图10的燃烧室特征的替代性气缸盖的底部部分透视图；
图13是包括图3的燃烧室特征的活塞的部分透视图；
图14是包括图10的燃烧室特征的替代性活塞的部分透视图；和
图15是根据本发明的气门开启曲线的曲线图。
在附图的几个视图中，相应的附图标记表示相应的部件。
具体实施方式
现在将参考附图更充分地描述本发明的示例。以下描述本质上仅仅是示例性的，且不旨在限制本发明、应用或使用。
参考图1-3，示出了发动机组件10。发动机组件10可包括：发动机结构12；旋转地支撑在发动机结构12上的进气和排气凸轮轴组件14、16；进气和排气凸轮移相器18、20；气门升程组件22；第一和第二进气门24、26；排气门28；活塞30和火花塞31。在该非限制性示例中，发动机组件10显示为具有发动机结构12的双顶置式凸轮轴发动机，发动机结构12包括旋转地支撑进气和排气凸轮轴组件14、16的气缸盖32。发动机结构12还可包括发动机本体34，发动机本体34限定接收活塞30的气缸孔35且与气缸盖32和活塞30协作以限定燃烧室36(图2)。
如图2和3所示，气缸盖32可限定用于每个燃烧室36的第一和第二进气口38、40以及第一和第二排气口42、44。气门升程组件22可与第一进气门24、第二进气门26和排气门28接合，以开启第一和第二进气口38、40以及第一和第二排气口42、44。具体地，第一进气门24可开启和关闭第一进气口38，第二进气门26可开启和关闭第二进气口40。
如图4和5所示，进气凸轮轴组件14可包括：第一和第二进气凸角46、48；第一和第二轴50、52；以及燃料泵驱动凸角54。然而，应当理解的是，本发明同样适用于不包括燃料泵驱动凸角的凸轮轴组件。第一轴50可由发动机结构12旋转地支撑，第二轴52可旋转地支撑在第一轴50内。第一进气凸角46可定位在第一轴50上且与第一轴50固定以便一起旋转。第二进气凸角48可被旋转地支撑在第一轴50上且与第二轴52固定以便一起旋转。通过非限制性示例，第二进气凸角48可由销56联接至第二轴52，所述销56延伸通过第二进气凸角48中的孔58和第二轴52中的孔60。虽然示出为同心凸轮轴组件，但是应当理解的是，本发明并不限于这种设置且同样适用于固定凸角凸轮轴。
如图6和7所示，进气凸轮移相器18可包括转子62、定子64和锁定机构66。定子64可由发动机曲轴(未示出)旋转地驱动，且转子62可被旋转地支撑在定子64内。转子62可包括径向延伸叶片68，其与定子64协作以限定与加压流体(例如，油)连通的液压提前腔室70和液压延迟腔室72。
第一轴50(从而第一进气凸角46)可与定子64固定以便一起旋转，第二轴52(从而第二进气凸角48)可与转子62固定以便一起旋转。转子62可从提前位置(图6)移动至延迟位置(图7)，以改变第二进气门26的开启定时。提前位置可对应于完全提前位置，延迟位置可对应于完全延迟位置。虽然显示为液压致动叶片移相器，但是应当理解的是，本发明并不限于这种设置。此外，虽然图6和7示出了进气凸轮移相器18处于完全提前位置和完全延迟位置，但是进气凸轮移相器18还可提供中间停放位置。通过非限制性示例，中间停放位置可包括锁定机构66在提前和延迟位置之间紧固转子62。
图8和9中示出了第一和第二进气凸角46、48。第一进气凸角46可限定第一气门开启区域74，第一气门开启区域74在第一开始(开启)点(O1)和第一结束(关闭)点(C1)之间具有第一角范围(θ1)。第二进气凸角48可限定第二气门开启区域76，第二气门开启区域76在第二开始(开启)点(O2)和第二结束(关闭)点(C2)之间具有第二角范围(θ2)。第二角范围(θ2)可大于第一角范围(θ1)。
通过非限制性示例，第二角范围(θ2)可比第一角范围(θ1)大至少5％，更具体地比第一角范围(θ1)大10％和25％之间。因而，第二角范围(θ2)可比第一角范围(θ1)大至少5度，更具体地比第一角范围(θ1)大10度和25度之间。然而，应当理解的是，本发明同样适用于第一角范围(θ1)等于第二角范围(θ2)或第一角范围(θ1)大于第二角范围(θ2)的设置。
进气凸轮移相器18可将第二进气凸角48从第一(提前)位置(图8)移动至第二(延迟)位置(图9)。在提前位置中，第一和第二开始点(O1、O2)可彼此旋转地偏移，第一和第二结束点(C1、C2)可彼此在5度内。更具体地，第一和第二结束点(C1、C2)可与彼此旋转地对齐。通过非限制性示例，第二开始点(O2)可在第一和第二进气凸角46、48的旋转方向(R)上位于第一开始点(O1)前面一定角度(θ3)。偏移角度(θ3)可以是至少5度，且更具体地在10度和25度之间。
在延迟位置中，第一和第二开始点(O1、O2)可彼此旋转地偏移，第一和第二结束点(C1、C2)也可彼此旋转地偏移。更具体地，第二开始点(O2)在旋转方向(R)上可位于第一开始点(O1)的后面。第二结束点(C2)在旋转方向(R)上也可位于第一结束点(C1)的后面。在进气凸轮移相器18提供中间停放位置的设置中，锁定机构66可将转子62紧固在第一和第二开始点(O1、O2)彼此旋转地对齐的位置。
现在参考图2、3、11和13，燃烧室36可限定在气缸盖32和活塞30之间。更具体地，气缸盖32可限定第一纵向端表面75，活塞30可限定燃烧室36的第二纵向端表面77。如图3所示，突起78可限定在第一和第二纵向端表面75、77中的一个上。在图11所示的第一非限制性示例中，突起78可以是气缸盖32的一部分，从第一纵向端表面75朝活塞30的第二纵向端表面77纵向延伸。由于图3表示俯视图且图11表示仰视图，因而图11的取向与图3的取向相反。在图13所示的替代性设置中，突起78可以是活塞30的一部分，从第二纵向端表面77朝气缸盖32的第一纵向端表面75纵向延伸。
在任一设置中，突起78可以从燃烧室36的周边80径向向内延伸至第一进气口38和第一排气口42之间的位置。通过非限制性示例，突起78可从周边80径向向内延伸距离(D1)，距离(D1)是燃烧室36的直径(D2)的至少15％，更具体地在20％和50％之间。直径(D2)可大体上对应于活塞30的直径。突起78可包括第一侧面82和第二侧面84。替代地，不是具有独立的第二侧面84，突起78的与第一侧面82相对的部分可弯曲到由气缸盖32限定的第一纵向端表面75中。第一侧面82可面对第一进气口38，第二侧面84可面对第一排气口42。
通过非限制性示例，第一侧面82可具有纵向范围(L1)，纵向范围(L1)至少为1.0毫米(mm)，更具体地在1.0mm和10.0mm之间。第一侧面82可限定从燃烧室36的周边80大体上线性地延伸的平坦表面86，从而形成尖锐边缘。燃烧室36的中心线(C1)可在第一进气口38和第一排气口42之间限定。平坦表面86可相对于中心线(C1)以小于45度且更具体地小于15度的角度延伸。通过非限制性示例，平坦表面86可大体上平行于中心线(C1)延伸。
第二侧面84可限定环绕第一排气口42的一部分的弯曲表面88。第二侧面84的纵向范围可从径向最外部分向内增加。类似地，第一侧面82的纵向范围可从径向最外部分向内增加。在图11的设置中，第一侧面82和第二侧面84的径向最外部分可位于第一纵向端表面75上。类似地，在图13的设置中，第一侧面82和第二侧面84的径向最外部分可位于第二纵向端表面77上。如上文参考图11所述，不是具有独立的第二侧面84，突起78的与第一侧面82相对的部分可弯曲到由活塞30限定的第二纵向端表面77中。
在图3、11和13所示的设置中，突起78形成非对称设置，其中，燃烧室36的相对侧面不包括类似结构。具体地，燃烧室36的周边80的与突起78相对的部分可具有从第二进气口40至第二排气口44的连续凹弧形(actuate)。
在图10、12和14所示的替代性设置中，可包括第一突起178和第二突起179，而不是单个突起。在图12所示的第一非限制性示例中，第一突起178和第二突起179可以是气缸盖132的一部分，从第一纵向端表面175纵向延伸。在图14所示的另一个非限制性示例中，第一突起178和第二突起179可以是活塞130的一部分，从第二纵向端表面177纵向延伸。替代地，第一突起178和第二突起179中的一个可定位在活塞130上，第一突起178和第二突起179中的另一个可定位在气缸盖132上。
第一突起178可大体上类似于上述突起78，因而将不详细讨论，应当理解，上述说明同样适用。第二突起179在结构上可类似于第一突起178，但是在燃烧室136中定位成与第一突起178相对。具体地，在图12的设置或图14的设置中，第二突起179可从燃烧室136的周边180径向向内朝第一突起178延伸至第二进气口40和第二排气口144之间的位置。
通过非限制性示例，第二突起179可从周边180径向向内延伸距离(D3)，距离(D3)是燃烧室136的直径(D4)的至少15％，更具体地在20％和50％之间。直径(D4)可大体上对应于活塞130的直径。第二突起1798可包括第一侧面183和第二侧面185。替代地，不是具有独立的第二侧面186，第二突起179的与第一侧面183相对的部分可弯曲到由气缸盖132限定的第一纵向端表面175中。第一侧面183可面对第二排气口144，第二侧面185可面对第二进气口140。
通过非限制性示例，第一侧面183可具有纵向范围(L2)，纵向范围(L2)至少为1.0毫米(mm)，更具体地在1.0mm和10.0mm之间。第一侧面183可限定从燃烧室136的周边180大体上线性地延伸的平坦表面187，从而形成尖锐边缘。燃烧室136的中心线(C2)可在第二进气口140和第二排气口144之间限定。平坦表面187可相对于中心线(C1)以小于45度且更具体地小于15度的角度延伸。通过非限制性示例，平坦表面187可大体上平行于中心线(C1)延伸。
第二侧面185可限定环绕第二进气口140的一部分的弯曲表面189。第二侧面185的纵向范围可从径向最外部分向内增加。类似地，第一侧面183的纵向范围可从径向最外部分向内增加。在图12的设置中，第一侧面183和第二侧面185的径向最外部分可位于第一纵向端表面175上。类似地，在图14的设置中，第一侧面183和第二侧面185的径向最外部分可位于第二纵向端表面177上。如上文参考图12所述，不是具有独立的第二侧面185，第二突起179的与第一侧面183相对的部分可弯曲到由活塞130限定的第二纵向端表面177中。
图15示出了在操作期间第二进气门26相对于第一进气门24且相对于排气门28的移动。在图15所示的曲线图中，x轴表示进气和排气凸轮轴组件14、16的旋转角度，y轴表示气门升程。曲线(EA)表示排气凸轮轴组件16提前，曲线(ER)表示排气凸轮轴组件16延迟。曲线(I1)表示第一(固定)进气凸角46，曲线(I2A)表示第二(移相)进气凸角48提前，曲线(I2R)表示第二(移相)进气凸角48延迟。排气凸轮轴组件16和第二(移相)进气凸角48的提前和延迟位置可分别对应于完全提前和完全延迟位置。
如图15所示，在第二进气凸角48处于提前位置时，第二进气门26的开启在第一进气门24的开启之前发生，且第二进气门26的关闭与第一进气门24的关闭对齐。然而，如上所述，本发明并不限于这种设置。当第二进气凸角48处于延迟位置时，第二进气门26的开启在第一进气门24的开启之后发生，且第二进气门26的关闭在第一进气门24的关闭之后发生。同样，如图14所示，改变第二进气门26和排气门28的开启和关闭定时可用于改变气门重叠状况。本发明提供气门定时的更大可变性，以在不同发动机操作条件下实现有益效果。
通过非限制性示例，在低发动机速度宽开启节气门(WOT)条件期间，第二进气凸角48可处于第一(提前)位置，以优化容积效率和扭矩。在环境冷启动条件期间，第二进气凸角48也可处于第一(提前)位置，以增加第二进气门26和排气门28的开启之间的重叠水平。增加的重叠通常可提供用于减少来自于发动机组件10的烃(HC)排放物。在部分负载发动机条件期间，第二进气凸角48可处于第二(延迟)位置，以提供第二进气门26的延迟关闭，用于减少发动机泵送损失并改进燃料经济性。
在中等速度和高速WOT操作条件期间，第二进气凸角48可处于中间位置(在提前和延迟之间)，以优化第二进气门26的关闭定时，用于改进容积效率并增加扭矩和功率。在轻负载条件(例如，怠速)期间，第二进气凸角48还可处于中间位置，以提供第二进气门26和排气门28之间的减少重叠，并减少有效压缩比以优化轻负载燃烧稳定性。
当第二进气凸角48处于延迟位置时，第一进气门24在活塞30的进气冲程的膨胀部分期间可具有第一开启持续时间，第一开启持续时间大于第二进气门26的第二开启持续时间。在活塞30的进气冲程的膨胀部分期间，由于来自于第一和第二进气口38、40的进气空气流的不平衡，第一进气门24的较大开启持续时间通常可在燃烧室36产生涡流。上述示例中的每个可减少燃烧室36、136中的涡流。具体地，上述示例可将涡流转换为小规模紊流，以增强燃烧。

Claims (10)

1.一种发动机组件，包括：
发动机结构，所述发动机结构包括：
限定气缸孔的发动机本体；和
被联接到所述发动机本体的气缸盖，所述气缸盖限定：第一进气口、邻近所述第一进气口的第二进气口、以及邻近所述第一进气口的第一排气口；
活塞，所述活塞位于气缸孔中，所述活塞、气缸盖和气缸孔协作限定燃烧室，燃烧室包括：
第一纵向端表面，所述第一纵向端表面由气缸盖限定且包括第一和第二进气口以及第一排气口；
由活塞限定的第二纵向端表面；以及
第一突起，所述第一突起从所述第一和第二纵向端表面中的一个朝所述第一和第二纵向端表面中的另一个纵向地延伸，且从燃烧室的周边径向向内延伸至第一进气口和第一排气口之间的位置；
第一进气门，所述第一进气门由发动机结构支撑且选择性地开启和关闭第一进气口；
第二进气门，所述第二进气门由发动机结构支撑且选择性地开启和关闭第二进气口；
第一气门升程组件，所述第一气门升程组件与第一进气门接合；
第二气门升程组件，所述第二气门升程组件与第二进气门接合；以及
凸轮轴组件，所述凸轮轴组件由发动机结构旋转地支撑，且包括与第一气门升程机构接合的第一进气凸角和与第二气门升程机构接合的第二进气凸角，所述第一进气凸角在凸轮轴组件的旋转方向上从第二进气凸角旋转地偏移。
2.根据权利要求1所述的发动机组件，其中，所述第一突起包括第一侧面，所述第一侧面限定面对第一进气口的平坦表面。
3.根据权利要求1所述的发动机组件，其中，所述第一突起的纵向范围从径向最外部分向内增加。
4.根据权利要求1所述的发动机组件，还包括第二突起，所述第二突起从所述燃烧室的第一和第二纵向端表面中限定第一突起的所述一个朝第一和第二纵向端表面中的另一个纵向延伸，气缸盖限定邻近第二进气口和第一进气口的第二排气口，第二突起从燃烧室的外部周边径向向内延伸至第二进气口和第二排气口之间的位置。
5.根据权利要求4所述的发动机组件，其中，所述第一突起包括第一侧面，所述第一突起的第一侧面限定面对第一进气口的第一平坦表面，所述第二突起包括第一侧面，所述第二突起的第一侧面限定面对第二排气口的第二平坦表面。
6.根据权利要求1所述的发动机组件，其中，所述第一突起在气缸盖的第一纵向端表面上限定。
7.根据权利要求1所述的发动机组件，其中，所述第一突起在活塞的第二纵向端表面上限定。
8.根据权利要求1所述的发动机组件，其中，所述凸轮轴组件包括第一轴和第二轴，所述第二轴与所述第一轴同轴且能相对于所述第一轴旋转，所述第一进气凸角与第一轴固定以便一起旋转，第二进气凸角与第二轴固定以便一起旋转。
9.根据权利要求8所述的发动机组件，还包括凸轮移相器，所述凸轮移相器被联接到第一轴和第二轴，且适合于将第二轴相对于第一轴从第一旋转位置旋转至第二旋转位置，当第二轴处于第一旋转位置时，第一进气凸角在凸轮轴组件的旋转方向上从第二进气凸角旋转地偏移。
10.根据权利要求1所述的发动机组件，其中，所述第一进气凸角在活塞的进气冲程的膨胀部分期间提供第一进气门的第一开启持续时间，所述第一开启持续时间大于在进气冲程的膨胀部分期间第二进气门的第二开启持续时间。
CN201010275377XA 2009-12-16 2010-09-06 用于具有差异气门升程的凸轮轴的发动机燃烧室特征 Pending CN102102555A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/639276 2009-12-16
US12/639,276 US8550051B2 (en) 2009-12-16 2009-12-16 Engine combustion chamber features for camshaft with differential valve lift

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102102555A true CN102102555A (zh) 2011-06-22

Family

ID=44141492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010275377XA Pending CN102102555A (zh) 2009-12-16 2010-09-06 用于具有差异气门升程的凸轮轴的发动机燃烧室特征

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8550051B2 (zh)
CN (1) CN102102555A (zh)
DE (1) DE102010034956B4 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103016134A (zh) * 2011-09-27 2013-04-03 铃木株式会社 内燃机
CN105275622A (zh) * 2014-05-28 2016-01-27 福特环球技术公司 具有排气涡轮增压的机械增压的应用点火式内燃发动机及运转所述类型的内燃发动机的方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014210220B4 (de) * 2014-05-28 2016-08-04 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung
CN106593641A (zh) * 2015-10-19 2017-04-26 熵零控股股份有限公司 一种发动机

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1856328A (en) * 1926-11-24 1932-05-03 Louis O French Internal combustion engine
JPS58206821A (ja) * 1982-05-28 1983-12-02 Kawasaki Heavy Ind Ltd 往復動内燃機関
US20090159045A1 (en) * 2006-03-31 2009-06-25 Mazda Motor Corporation Spark-ignition gasoline engine

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2231392A (en) * 1939-01-26 1941-02-11 John J Mccarthy Internal combustion engine
US2269084A (en) * 1941-05-03 1942-01-06 John J Mccarthy Internal combustion engine
US3516394A (en) * 1968-07-16 1970-06-23 Roy G Nichols Device for simultaneously advancing intake cam lobes and retarding exhaust cam lobes of an internal combustion engine while the engine is running
JPS51136008A (en) * 1975-05-02 1976-11-25 Fuji Heavy Ind Ltd Combustion device of internal combustion engine
JPS5851131B2 (ja) * 1978-07-20 1983-11-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃焼室構造
US4359027A (en) * 1980-09-22 1982-11-16 Outboard Marine Corporation Two-cycle internal combustion engine having high swirl combustion chamber
EP0582846B1 (de) 1992-08-13 1996-04-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hubkolben-Brennkraftmaschine mit zwei Gaswechselventilen je Zylinder
US6009849A (en) 1996-08-12 2000-01-04 Mazda Motor Corporation Direct fuel injection engine
DE19855932A1 (de) 1998-12-04 2000-06-08 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Steuerung von Gaswechselventilen an einer Brennkraftmaschine
US6708666B2 (en) * 2001-10-10 2004-03-23 Southwest Research Institute Multi-zone combustion chamber for combustion rate shaping and emissions control in premixed-charge combustion engines
DE102004039302A1 (de) * 2004-08-13 2006-02-23 Mahle Ventiltrieb Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle
US7581526B2 (en) * 2005-09-01 2009-09-01 Harry V. Lehmann Device and method to increase fuel burn efficiency in internal combustion engines
US7363897B2 (en) * 2006-06-06 2008-04-29 Delphi Technologies, Inc. Vane-type cam phaser having bias spring system to assist intermediate position pin locking
US20080078345A1 (en) * 2006-09-28 2008-04-03 Knauf Michael B Phaser-actuated continuously variable valve actuation system with lost motion capability
WO2009049402A1 (en) * 2007-10-16 2009-04-23 Magna Powertrain Inc. Concentric phaser camshaft and a method of manufacture thereof
US8028666B2 (en) * 2008-03-12 2011-10-04 GM Global Technology Operations LLC Concentric camshaft with bearing sleeve and method of debris removal
US8584634B2 (en) * 2008-09-19 2013-11-19 Borgwarner Inc. Phaser built into a camshaft or concentric camshafts
US8042504B2 (en) * 2009-01-09 2011-10-25 Ford Global Tecnologies, Llc Adjusting valve timing to deactivate engine cylinders for variable displacement operation
US8025035B2 (en) * 2009-01-09 2011-09-27 Ford Global Technologies, Llc Mechanical variable camshaft timing device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1856328A (en) * 1926-11-24 1932-05-03 Louis O French Internal combustion engine
JPS58206821A (ja) * 1982-05-28 1983-12-02 Kawasaki Heavy Ind Ltd 往復動内燃機関
US20090159045A1 (en) * 2006-03-31 2009-06-25 Mazda Motor Corporation Spark-ignition gasoline engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103016134A (zh) * 2011-09-27 2013-04-03 铃木株式会社 内燃机
CN105275622A (zh) * 2014-05-28 2016-01-27 福特环球技术公司 具有排气涡轮增压的机械增压的应用点火式内燃发动机及运转所述类型的内燃发动机的方法
CN105275622B (zh) * 2014-05-28 2020-03-27 福特环球技术公司 具有排气涡轮增压的机械增压的应用点火式内燃发动机及运转所述类型的内燃发动机的方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010034956A1 (de) 2011-06-22
DE102010034956B4 (de) 2019-07-18
US8550051B2 (en) 2013-10-08
US20110139112A1 (en) 2011-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8813704B2 (en) Continuous variable valve duration apparatus
US6425357B2 (en) Variable valve drive mechanism and intake air amount control apparatus of internal combustion engine
CN101813012B (zh) 具有可变气门装置的内燃机
CN101813014B (zh) 具有可变气门装置的内燃机
EP1447529B1 (en) Phaser with a single recirculation check valve and inlet valve
US7568458B2 (en) Valve event reduction through operation of a fast-acting camshaft phaser
US7975663B2 (en) Dual-equal cam phasing with variable overlap
EP2505795A1 (en) Variable valve device of an internal combustion engine
CN102052117B (zh) 用于内燃机的可变阀装置
CN102102555A (zh) 用于具有差异气门升程的凸轮轴的发动机燃烧室特征
KR101204604B1 (ko) 내연 기관용 가변 밸브 장치
US6932037B2 (en) Variable CAM timing (VCT) system having modifications to increase CAM torsionals for engines having limited inherent torsionals
CN103256088A (zh) 内燃机的可变气门装置
CN102102556B (zh) 用于具有差异气门升程的凸轮轴的发动机进气口设置
WO2008042622A1 (en) Variable event duration reduction (vedr) cam phaser
JPH11229913A (ja) 内燃機関の動弁装置
CN102061951A (zh) 具有带有差异气门升程的同心凸轮轴的发动机
US20120199085A1 (en) Camshaft arrangement
JPH07332105A (ja) エンジン構造
JP2003120346A (ja) 四サイクル内燃機関における吸気装置
JP2001295617A (ja) Ｄｏｈｃエンジンの可変バルブタイミング装置
JP2010223100A (ja) カム位相可変装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20110622