CN102374006A - 具有集成排气岐管的发动机组件 - Google Patents

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CN102374006A CN201110193909XA CN201110193909A CN102374006A CN 102374006 A CN102374006 A CN 102374006A CN 201110193909X A CN201110193909X A CN 201110193909XA CN 201110193909 A CN201110193909 A CN 201110193909A CN 102374006 A CN102374006 A CN 102374006A
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Abstract

本发明涉及具有集成排气岐管的发动机组件。发动机组件可包括发动机结构、由发动机结构支承的排气门以及由发动机结构支承并且接合排气门的凸轮轴。发动机结构可限定顺序设置的第一、第二、第三和第四燃烧室以及多个排气端口，每个排气端口与对应燃烧室连通。发动机结构还限定凸缘区域，所述凸缘区域限定与第二燃烧室轴向对齐的第一排气出口以及与第三燃烧室轴向对齐的第二排气出口。发动机结构可限定分别从第一和第二排气端口延伸至第一排气出口的第一和第二排通道以及分别从第三和第四排气端口延伸至第二排气出口的第三和第四排气通道。

Description

具有集成排气岐管的发动机组件
技术领域
本发明涉及发动机组件，且更具体地涉及具有集成排气歧管的发动机组件。
背景技术
本部分内容提供与本发明有关的背景信息且不必要构成现有技术。
发动机组件可包括发动机缸体，其限定多个气缸。每个气缸可与燃料系统、通过至少一个进气门与进气歧管、以及通过至少一个排气门与排气岐管连通。在其它因素中，进气门和排气门的尺寸影响发动机操作。然而，当气缸孔的尺寸变得更小时，每个气门的尺寸也可变得相应地更小。当气门尺寸减少时，提供合适进气空气和排气流可变得更为困难。
发明内容
该部分内容提供本发明的一般概述，且不是本发明全部范围或其所有特征的彻底公开。
发动机组件可包括发动机结构、由发动机结构支承的排气门以及由发动机结构支承并且接合排气门的凸轮轴。发动机结构可限定顺序设置的第一、第二、第三和第四燃烧室。发动机结构还可限定与第一燃烧室连通的第一排气端口、与第二燃烧室连通的第二排气端口、与第三燃烧室连通的第三排气端口、以及与第四燃烧室连通的第四排气端口。发动机结构还限定凸缘区域，所述凸缘区域限定与第二燃烧室轴向对齐的第一排气出口以及与第三燃烧室轴向对齐的第二排气出口；以及从第一排气端口延伸至第一排气出口的第一排气通道、从第二排气端口延伸至第一排气出口的第二排气通道、从第三排气端口延伸至第二排气出口的第三排气通道、以及从第四排气端口延伸至第二排气出口的第四排气通道。
气缸盖可包括顺序设置的第一、第二、第三和第四燃烧室表面、凸缘部分以及本体部分。第一燃烧室表面可限定第一排气端口，第二燃烧室表面可限定第二排气端口，第三燃烧室表面可限定第三排气端口，以及第四燃烧室表面可限定第四排气端口。凸缘部分可限定与第二燃烧室表面轴向对齐的第一排气出口以及与第三燃烧室表面轴向对齐的第二排气出口。本体部分可限定从第一排气端口延伸至第一排气出口的第一排气通道、从第二排气端口延伸至第一排气出口的第二排气通道、从第三排气端口延伸至第二排气出口的第三排气通道、以及从第四排气端口延伸至第二排气出口的第四排气通道。
本发明涉及下述技术方案。
1. 一种发动机组件，包括：
发动机结构，所述发动机结构限定：
顺序设置的第一、第二、第三和第四燃烧室；
与第一燃烧室连通的第一排气端口、与第二燃烧室连通的第二排气端口、与第三燃烧室连通的第三排气端口、以及与第四燃烧室连通的第四排气端口；
凸缘区域，所述凸缘区域限定与第二燃烧室轴向对齐的第一排气出口以及与第三燃烧室轴向对齐的第二排气出口；
从第一排气端口延伸至第一排气出口的第一排气通道、从第二排气端口延伸至第一排气出口的第二排气通道、从第三排气端口延伸至第二排气出口的第三排气通道、以及从第四排气端口延伸至第二排气出口的第四排气通道；
排气门，所述排气门由发动机结构支承并且位于第一、第二、第三和第四排气端口中；和
凸轮轴，所述凸轮轴由发动机结构支承并且与排气门接合。
2. 根据技术方案1所述的发动机组件，其中，发动机结构包括发动机缸体和固定到发动机缸体的气缸盖，发动机缸体限定顺序设置的第一、第二、第三和第四气缸孔，且气缸盖限定第一、第二、第三和第四排气端口以及第一、第二、第三和第四排气通道。
3. 根据技术方案2所述的发动机组件，其中，气缸盖限定冷却剂护套，所述冷却剂护套限定在第一和第二排气出口之间延伸的冷却剂通道。
4. 根据技术方案2所述的发动机组件，其中，凸轮轴由气缸盖支承。
5. 根据技术方案1所述的发动机组件，其中，发动机结构还限定：
与第一燃烧室连通的第五排气端口、与第二燃烧室连通的第六排气端口、与第三燃烧室连通的第七排气端口、以及与第四燃烧室连通的第八排气端口；和
从第五排气端口延伸至第一排气出口的第五排气通道、从第六排气端口延伸至第一排气出口的第六排气通道、从第七排气端口延伸至第二排气出口的第七排气通道、以及从第八排气端口延伸至第二排气出口的第八排气通道。
6. 根据技术方案1所述的发动机组件，其中，整个第一排气出口从第一燃烧室轴向偏移。
7. 根据技术方案6所述的发动机组件，其中，整个第二排气出口从第四燃烧室轴向偏移。
8. 根据技术方案1所述的发动机组件，其中，第一排气出口从第一和第二燃烧室之间的第一中点轴向偏移。
9. 根据技术方案8所述的发动机组件，其中，第二排气出口从第三和第四燃烧室之间的第二中点轴向偏移。
10. 根据技术方案1所述的发动机组件，还包括整体式排气凸缘垫圈，所述整体式排气凸缘垫圈围绕第一和第二排气出口。
11. 一种气缸盖，包括：
顺序设置的第一、第二、第三和第四燃烧室表面，第一燃烧室表面限定第一排气端口、第二燃烧室表面限定第二排气端口、第三燃烧室表面限定第三排气端口、以及第四燃烧室表面限定第四排气端口；
凸缘部分，所述凸缘部分限定与第二燃烧室表面轴向对齐的第一排气出口以及与第三燃烧室表面轴向对齐的第二排气出口；和
本体部分，所述本体部分限定从第一排气端口延伸至第一排气出口的第一排气通道、从第二排气端口延伸至第一排气出口的第二排气通道、从第三排气端口延伸至第二排气出口的第三排气通道、以及从第四排气端口延伸至第二排气出口的第四排气通道。
12. 根据技术方案11所述的气缸盖，其中：
第一燃烧室表面还限定第五排气端口，第二燃烧室表面还限定第六排气端口，第三燃烧室表面还限定第七排气端口，第四燃烧室表面还限定第八排气端口；以及
本体部分还限定从第五排气端口延伸至第一排气出口的第五排气通道、从第六排气端口延伸至第一排气出口的第六排气通道、从第七排气端口延伸至第二排气出口的第七排气通道、以及从第八排气端口延伸至第二排气出口的第八排气通道。
13. 根据技术方案12所述的气缸盖，其中，整个第一排气出口从第一燃烧室表面轴向偏移。
14. 根据技术方案13所述的气缸盖，其中，整个第二排气出口从第四燃烧室表面轴向偏移。
15. 根据技术方案11所述的气缸盖，其中，整个第一排气出口从第一燃烧室表面轴向偏移。
16. 根据技术方案15所述的气缸盖，其中，整个第二排气出口从第四燃烧室表面轴向偏移。
17. 根据技术方案16所述的气缸盖，其中，本体部分还限定冷却剂护套，所述冷却剂护套限定在第一和第二排气出口之间延伸的冷却剂通道。
18. 根据技术方案11所述的气缸盖，其中，第一排气出口从第一和第二燃烧室表面之间的第一中点轴向偏移。
19. 根据技术方案18所述的气缸盖，其中，第二排气出口从第三和第四燃烧室表面之间的第二中点轴向偏移。
20. 根据技术方案11所述的气缸盖，其中，本体部分还限定冷却剂护套，所述冷却剂护套包括在第一和第二排气出口之间延伸的冷却剂通道。
进一步的应用领域从本文所提供的说明将显而易见。在该发明内容中的说明和具体示例仅旨在用于描述目的且不旨在限制本发明的范围。
附图说明
本文所述的附图仅用于描述目的且决不旨在限制本发明的范围。
图1是根据本发明的发动机组件的示意图；
图2是图1中的发动机组件的示意图，示出了排气通道；
图3是图1中的发动机组件的燃烧室和排气通道的示意图；以及
图4是图1中的发动机组件的示意图，示出了排气通道和冷却剂通道。
贯穿附图的数个视图，对应的附图标记指代对应的部件。
具体实施方式
现将参考附图来更完整地描述本发明的示例。下述说明本质上仅是示例性的且不旨在限制本发明、应用或使用。
提供示例性实施例，使得本发明将是详尽的，并且将向本领域技术人员传达范围。许多具体细节被阐述，例如具体部件、装置和方法的示例，以提供对于本发明实施例的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，不必采用具体细节、示例性实施例可以许多不同的形式实施并且具体细节和示例性实施例都应被认为不限制本发明的范围。在一些示例性实施例中，已知的过程、已知的装置结构和已知的技术未被详细描述。
当一个元件或层被称为“位于……上”、“接合到”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时，其可直接位于其它元件或层上、接合到、连接到或联接到其它元件或层，或者可存在中间元件或层。对比而言，当一个元件被称为“直接位于……上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，可不存在中间元件或层。用于描述元件之间关系的其它词语应当以类似的方式被解释（例如，“在……之间”对比“直接在……之间”、“邻近”对比“直接邻近”等）。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关列出条目的一个或多个的任何组合以及所有组合。
虽然术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文用于描述各种元件、部件、区域、层和/或区段，但是这些元件、部件、区域、层和/或区段应当不受这些术语限制。这些术语可仅用于将一个元件、部件、区域、层或区段与另一区域、层或区段进行区分。在本文使用时例如“第一”、“第二”和其它数字术语不暗含顺序或次序，除非在文中清楚地指明。因此，下文讨论的第一元件、部件、区域、层或区段可称为第二元件、部件、区域、层或区段而不偏离示例性实施例的教导。
参考图1，发动机组件10可包括发动机结构12、由发动机结构12可旋转地支承的曲轴40、联接到曲轴40的活塞42、可旋转地支承在发动机结构12上的进气和排气凸轮轴组件44、46、气门升程组件48、至少一个进气门50以及至少一个排气门52。在本非限制性示例中，发动机组件10示出为双顶置凸轮轴发动机，其中发动机结构12包括可旋转地支承进气和排气凸轮轴组件44、46的气缸盖54和限定气缸孔58的气缸体56。然而，应当理解的是，本发明不局限于顶置凸轮轴配置。
活塞42可设置在气缸孔58内。气缸盖54（例如，燃烧室表面55）、气缸体56（例如，气缸孔58）和活塞42可限定多个燃烧室60。气缸盖54（例如，燃烧室表面55）可限定用于每个燃烧室60的至少一个进气端口62和至少一个排气端口64。进气门50可开启和关闭进气端口62，排气门52可开启和关闭排气端口64。气门升程组件48可接合进气凸轮轴组件44和进气门50以开启进气端口62。此外，气门升程组件44可接合排气凸轮轴组件46和排气门52以开启排气端口64。
参考图2-4，描述了根据本发明的示例性发动机组件10。发动机组件10可包括发动机结构12，其限定多个燃烧室60A-D以形成四缸发动机。多个燃烧室60A-D可组合成第一组燃烧室20和第二组燃烧室22。第一组燃烧室20可包括第一燃烧室60A和第二燃烧室60B，第二组燃烧室22可包括第三燃烧室60C和第四燃烧室60D。每个燃烧室60A-D可包括至少一个进气门50和至少一个排气门52。进气门50可与用于空气进气的结构（例如，进气歧管，未示出）连通。排气门52可例如通过排气通道66A-H与排气系统（未示出）连通。
每个燃烧室60A-D可通过排气门52连接到排气通道66A-H中的至少一个。例如，第一燃烧室60A可通过第一排气端口64A与第一排气通道66A以及通过第二排气端口64B与第二排气通道66B连通，第二燃烧室60B可通过第三排气端口64C与第三排气通道66C以及通过第四排气端口64D与第四排气通道66D连通，第三燃烧室60C可通过第五排气端口64E与第五排气通道66E以及通过第六排气端口64F与第六排气通道66F连通，以及燃烧室60D可通过第七排气端口64G与第七排气通道66G以及通过第八排气端口64H与第八排气通道66H连通。排气通道66A-H可形成在气缸盖54的本体部分57内。为了简化描述，排气通道66A-H在图2-3被描述为反面形式，即，排气通道66A-H以结构示出，且限定排气通道66A-H的发动机结构12（例如，气缸盖54）被省除（图3）或被示意性示出用于参考（图2）。
在非限制性示例中，第一、第二、第三和第四排气通道66A-D可分别从第一、第二、第三和第四排气端口64A-D延伸到第一排气出口15A，且第五、第六、第七和第八排气通道66E-H可从第五、第六、第七和第八排气端口64E-H延伸到第二排气出口15B。第一和第二排气出口15A-B可由发动机结构12（例如，气缸盖54）的凸缘区域59限定。排气凸缘垫圈70可围绕第一和第二排气出口15A-B。在非限制性示例中，排气凸缘垫圈70可具有整体式结构，其限定分别围绕第一排气出口15A和第二排气出口15B的第一垫圈开口72A和第二垫圈开口72B。
第一、第二、第三和第四燃烧室60A-D可例如沿着线L顺序设置。此外，气缸盖54可包括顺序设置的第一、第二、第三和第四燃烧室表面55A-D，且发动机缸体可限定顺序设置的第一、第二、第三和第四气缸孔58A-D。在非限制性示例中，第一排气出口15A可与第二燃烧室60B（或，第二燃烧室表面55B）轴向对齐。类似地，第二排气出口15B可与第三燃烧室60C（或，第三燃烧室表面55C）轴向对齐。在另一非限制性示例中，整个第一排气端口15A可从第一燃烧室60A（或，第一燃烧室表面55A）轴向偏移。类似地，整个第二排气出口15B可从第四燃烧室60D（或，第四燃烧室表面55D）轴向偏移。
在又另一非限制性示例中，第一组燃烧室20可限定设置在第一和第二燃烧室60A-B（或，第一和第二燃烧室表面55A-B）中间的第一中点21。类似地，第二组燃烧室22可限定设置在第三和第四燃烧室60C-D（或，第三和第四燃烧室表面55C-D）中间的第二中点23。第一排气出口15A可从第一中点21轴向偏移偏移量O1。类似地，第二排气出口15B可从第二中点23轴向偏移偏移量O2。
发动机组件10还可包括排气冷却剂护套30，其至少部分地围绕燃烧室60A-D和排气通道66A-H。排气冷却剂护套30可限定位于发动机结构12的第一侧上的冷却剂通道36的第一部分32以及位于发动机结构12与第一侧相对的第二侧上的冷却剂通道36的第二部分34。为了简化描述，冷却剂护套30和冷却剂通道36在图3中被描述为反面形式，即，冷却剂护套30和冷却剂通道36被示出为结构，且限定冷却剂护套30和冷却剂通道36的发动机结构12（例如，气缸盖54）被省除或示意性地示出。
冷却剂可通过排气冷却剂护套30循环，以冷却燃烧室60A-D、排气通道66A-H和/或冷却发动机组件10的其它部分。气冷却剂护套30可通过一个或多个冷却剂端口38连接到冷却剂源（未示出）。第一部分32和第二部分34可通过一个或多个冷却剂通道36连接，所述冷却剂通道36允许冷却剂从第一部分32传送到第二部分34、从第二部分34传送到第一部分32、或者第一部分32传送到第二部分34以及从第二部分34传送到第一部分32。在非限制性示例中，冷却剂通道36可位于第一排气出口15A和第二排气出口15B之间。由此，第一和第二排气出口15A-B中的每个可被更有效地冷却，从而改善排气凸缘垫圈70的耐用性。

Claims (10)

1.一种发动机组件，包括：
发动机结构，所述发动机结构限定：
顺序设置的第一、第二、第三和第四燃烧室；
与第一燃烧室连通的第一排气端口、与第二燃烧室连通的第二排气端口、与第三燃烧室连通的第三排气端口、以及与第四燃烧室连通的第四排气端口；
凸缘区域，所述凸缘区域限定与第二燃烧室轴向对齐的第一排气出口以及与第三燃烧室轴向对齐的第二排气出口；
从第一排气端口延伸至第一排气出口的第一排气通道、从第二排气端口延伸至第一排气出口的第二排气通道、从第三排气端口延伸至第二排气出口的第三排气通道、以及从第四排气端口延伸至第二排气出口的第四排气通道；
排气门，所述排气门由发动机结构支承并且位于第一、第二、第三和第四排气端口中；和
凸轮轴，所述凸轮轴由发动机结构支承并且与排气门接合。
2.根据权利要求1所述的发动机组件，其中，发动机结构包括发动机缸体和固定到发动机缸体的气缸盖，发动机缸体限定顺序设置的第一、第二、第三和第四气缸孔，且气缸盖限定第一、第二、第三和第四排气端口以及第一、第二、第三和第四排气通道。
3.根据权利要求2所述的发动机组件，其中，气缸盖限定冷却剂护套，所述冷却剂护套限定在第一和第二排气出口之间延伸的冷却剂通道。
4.根据权利要求2所述的发动机组件，其中，凸轮轴由气缸盖支承。
5.根据权利要求1所述的发动机组件，其中，发动机结构还限定：
与第一燃烧室连通的第五排气端口、与第二燃烧室连通的第六排气端口、与第三燃烧室连通的第七排气端口、以及与第四燃烧室连通的第八排气端口；和
从第五排气端口延伸至第一排气出口的第五排气通道、从第六排气端口延伸至第一排气出口的第六排气通道、从第七排气端口延伸至第二排气出口的第七排气通道、以及从第八排气端口延伸至第二排气出口的第八排气通道。
6.根据权利要求1所述的发动机组件，其中，整个第一排气出口从第一燃烧室轴向偏移。
7.根据权利要求6所述的发动机组件，其中，整个第二排气出口从第四燃烧室轴向偏移。
8.根据权利要求1所述的发动机组件，其中，第一排气出口从第一和第二燃烧室之间的第一中点轴向偏移。
9.根据权利要求8所述的发动机组件，其中，第二排气出口从第三和第四燃烧室之间的第二中点轴向偏移。
10.一种气缸盖，包括：
顺序设置的第一、第二、第三和第四燃烧室表面，第一燃烧室表面限定第一排气端口、第二燃烧室表面限定第二排气端口、第三燃烧室表面限定第三排气端口、以及第四燃烧室表面限定第四排气端口；
凸缘部分，所述凸缘部分限定与第二燃烧室表面轴向对齐的第一排气出口以及与第三燃烧室表面轴向对齐的第二排气出口；和
本体部分，所述本体部分限定从第一排气端口延伸至第一排气出口的第一排气通道、从第二排气端口延伸至第一排气出口的第二排气通道、从第三排气端口延伸至第二排气出口的第三排气通道、以及从第四排气端口延伸至第二排气出口的第四排气通道。
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