CN106703986B - 发动机组件 - Google Patents

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Abstract

发动机组件包括具有进气侧和与进气侧相对的排气侧的汽缸盖。汽缸盖具有进气端口、排气端口以及与进气端口和排气端口流体连通的燃烧室。发动机组件进一步包括耦接至汽缸盖的端口式燃料喷射器。端口式燃料喷射器设置为更靠近汽缸盖的排气侧而非汽缸盖的进气侧。另外，端口式燃料喷射器与进气端口流体连通以允许燃料直接喷射至进气端口中。发动机组件进一步包括耦接至汽缸盖的直接燃料喷射器。直接喷射器与燃烧室流体连通以允许燃料直接喷射至燃烧室中。

Description

发动机组件
技术领域
本公开涉及一种包括端口式燃料喷射器和直接燃料喷射器的发动机组件。
背景技术
某些车辆包括用于推进的内燃机。内燃机采用燃料来点燃空气-燃料混合物。此点燃导致活塞以往复式方式移动。曲柄轴接着将往复式运动转换为旋转运动以推进车辆。
发明内容
在顶阀(OHV)发动机组件中，阀门系的推杆设置在每个进气端口的相对侧上。因此，将直接燃料喷射器和端口式燃料喷射器二者放置在汽缸盖的进气侧上具有挑战性。然而，将直接燃料喷射器和端口式燃料喷射器结合至发动机组件中是理想的，因为它增强了发动机燃料经济性。除了增强燃料经济性之外，还希望包括直接燃料喷射器和端口式燃料喷射器，以能够将燃料喷射至进气阀上游的进气端口中以便：(a)在冷启动时降低燃料对油的稀释；(b)增强颗粒排放性能；(c)减少进气阀结焦；(d)减小活塞环中的张力；(e)归因于增强油质量减小油槽填充体积；以及(f)辅助延长油的寿命。因此，当前公开的发动机组件包括汽缸盖的进气侧上的直接燃料喷射器和汽缸盖的排气侧上的端口式燃料喷射器。通过将直接燃料喷射器放置在汽缸盖的进气侧上且将端口式燃料喷射器放置在汽缸盖的排气侧上，直接燃料喷射器和端口式燃料喷射器二者均可结合至发动机组件中。
在某些实施例中，发动机组件包括具有进气侧和与进气侧相对的排气侧的汽缸盖。汽缸盖具有至少一个进气端口、至少一个排气端口和至少一个燃烧室。每个燃烧室与一个进气端口和一个排气端口流体连通。发动机组件进一步包括耦接至汽缸盖的至少一个端口式燃料喷射器。端口式燃料喷射器设置为更靠近汽缸盖的排气侧而非汽缸盖的进气侧。另外，端口式燃料喷射器与进气端口流体连通以允许燃料直接喷射至进气端口中。发动机组件进一步包括耦接至汽缸盖的至少一个直接燃料喷射器。直接喷射器与燃烧室流体连通以允许燃料直接喷射至燃烧室中。本公开还描述了包括上述发动机组件的车辆。
从以下结合附图对实施本教导的最佳方式进行的详细描述中能够很容易了解到本教导的上述特征和优点以及其它特征和优点。。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的车辆的顶阀(OHV)发动机组件的示意透视图。
图2是图1的发动机组件的示意前视图。
图3是图1的发动机组件的示意仰视局部视图。
图4是图1的发动机组件的端口式燃料喷射系统和水套的示意透视图。
图5是图1的发动机组件的示意横截面局部视图，其示出了汽缸盖、进气端口、进气阀和端口式燃料喷射系统。
图6是图1的发动机组件的示意横截面局部视图，其示出了汽缸盖和阀门系。
图7是图1的发动机组件的示意横截面视图，其示出了进气歧管、汽缸盖、排气歧管、活塞、直接燃料喷射系统和发动机组。
具体实施方式
参考附图，其中所有几个附图中相同的参考编号对应相同的或相似的部件，并开始于图1-7，车辆10包括用于推进的发动机组件12。车辆10 可以是卡车、汽车、商用车、军用车辆、自主车辆、农用设备、施工设备或能够运输乘客和/或物体的任何其它种类的车辆。在所描绘的实施例中，发动机组件12包括顶阀(OHV)内燃机13。换句话说，发动机组件12 具有OHV架构。在发动机组件12的操作期间，内燃机13点燃空气-燃料混合物以推进车辆10。
在所描绘的实施例中，内燃机13包括汽缸盖14和耦接至汽缸盖14 的发动机组16(图7)。在所描绘的实施例中，发动机组16具有多个汽缸 29。发动机组件12包括耦接至汽缸盖14的进气歧管18和耦接至汽缸盖 14的排气歧管20。汽缸盖14具有至少一个进气端口22和至少一个排气端口24。在所描绘的实施例中，汽缸盖14包括多个进气端口22和排气端口24。进气歧管18与进气端口22流体连通。因而，进气I可从进气歧管 18流至进气端口22中。排气端口24与排气歧管20流体连通。因而，废气E可在发动机组件12内侧燃烧之后从排气端口24流至排气歧管20中。
汽缸盖14具有第一或进气侧15a和与进气侧15a相对的第二或排气侧 15b。汽缸盖14的进气侧15a更靠近进气歧管18而非排气歧管20。汽缸盖14的排气侧15b更靠近排气歧管20而非进气歧管18。汽缸盖14具有第一或进气侧壁17和与第一进气侧壁17相对的第二或排气侧壁19。第一侧壁17是在汽缸盖14的进气侧15a上且第二侧壁19是在汽缸盖14的排气侧15b上。因此，第一侧壁17更靠近进气歧管18而非排气歧管20，且第二侧壁19更靠近排气歧管20而非进气歧管18。在所描绘的实施例中，发动机组件12进一步包括用于冷却的水套21。水(或任何其它冷却剂) 流过水套21以将发动机组件12冷却。水套21可以耦接至汽缸盖14或与汽缸盖14形成为一体。
汽缸盖14限定多个燃烧室26。每个燃烧室26与一个进气端口22和一个排气端口24流体连通。因此，进气I可经由进气端口22从进气歧管 18流至燃烧室26，且废气E可经由排气端口24从燃烧室26流至排气歧管20中。发动机13进一步包括用于控制进入燃烧室26的进气I的流量的进气阀28a，并且包括用于控制进入排气歧管20的废气E的流量的排气阀 28b。每个进气阀28a至少部分设置在进气端口22内侧并且可相对于汽缸盖14在打开位置与封闭位置之间移动。当进气阀28a是在打开位置中时，进气I可从进气端口22流至燃烧室26中。在封闭位置中，进气阀28a防止进气I从进气端口22流至燃烧室26中。每个排气阀28b至少部分设置在排气端口24内侧并且可相对于汽缸盖14在打开位置与封闭位置之间移动。当排气阀28b是在打开位置中时，废气E可从燃烧室26流至排气端口24中。在封闭位置中，排气阀28b防止废气E从燃烧室26流至排气端口24中。
发动机组件12包括用于控制进气阀28a和排气阀28b的操作的阀门系 30。阀门系30包括设置在发动机组16内侧的凸轮轴32和耦接至凸轮轴 32的多个推杆34。推杆34位于每个进气端口22的相对侧上。每个推杆 34耦接至摇臂36，且每个摇臂36耦接至一个进气阀28a或一个排气阀28b。旋转凸轮轴32导致推杆34沿双箭头4指示的方向上下移动。因此，摇臂 36枢转以将进气阀28a或排气阀28b在打开位置与封闭位置之间移动。阀门系30进一步包括弹簧38，其耦接在汽缸盖14与进气阀28a或排气阀28b 之间以将进气阀28a或排气阀28b朝封闭位置偏置。
具体参考图7，内燃机13进一步包括发动机组16内侧的多个活塞23。每个活塞23机械地耦接至连杆25。连杆25将活塞23和曲柄轴互连，从而将活塞23的往复式运动转换为旋转运动。在内燃机13的操作期间，每个活塞23以往复式方式沿活塞轴P移动穿过汽缸29。
发动机组件12进一步包括用于点燃所述燃烧室26中的空气-燃料混合物的点火系统40。点火系统40包括多个火花塞42，其被配置为将电流输送至发动机组件12的燃烧室26。在发动机组件12的操作期间，由火花塞 42输送的电流点燃燃烧室26中的空气-燃料混合物。
发动机组件12进一步包括用于将燃料(诸如汽油)输送至燃烧室26 的燃料输送装置44。燃料输送装置44包括直接喷射(DI)系统46和端口式燃料喷射(PFI)系统48。DI系统46可将燃料(诸如汽油)直接输送至燃烧室26中并且包括DI燃料轨50和多个直接燃料喷射器52。每个直接燃料喷射器52与DI燃料轨50流体连通，由此允许燃料F从DI燃料轨 50流至每个直接燃料喷射器52。全部直接燃料喷射器52均耦接至汽缸盖 14。因而，每个直接燃料喷射器52可将燃料F直接输送至燃烧室26中。直接燃料喷射器52耦接在汽缸盖14的进气侧15a上。因此，直接燃料喷射器52分别更靠近进气歧管18和第一侧壁17而非排气歧管20和第二侧壁19。每个直接燃料喷射器52延伸穿过汽缸盖14并且归因于发动机组件 12的封装约束而相对于活塞轴P倾斜地成角度。在所描绘的实施例中，每个直接燃料喷射器52具有第一直接喷射器端部54和与第一直接喷射器端部54相对的第二直接喷射器端部56。第一直接喷射器端部54直接耦接至 DI燃料轨50，而第二直接喷射器端部56设置在燃烧室26内(或邻近于燃烧室26)以允许直接燃料喷射器52将燃料F直接喷射至燃烧室26中。归因于发动机组件12中的封装约束，DI燃料轨50更靠近汽缸盖14的进气侧15a而非汽缸盖14的排气侧15b。
PFI系统48可将燃料F(诸如汽油)直接输送至进气阀28a上游的进气端口22中并且包括PFI燃料轨58和多个端口式燃料喷射器60。每个端口式燃料喷射器60与PFI燃料轨58流体连通，由此允许燃料F从PFI燃料轨58流至每个端口式燃料喷射器60。全部端口式燃料喷射器60均耦接至汽缸盖14。因而，每个端口式燃料喷射器60可将燃料F直接输送至进气端口22中。归因于发动机组件12中的封装约束，端口式燃料喷射器60 耦接在汽缸盖14的排气侧15b上。具体地，因为推杆34设置在每个进气端口22的相对侧上，所以推杆34阻止将直接燃料喷射器52和端口式燃料喷射器60二者放置在汽缸盖14的进气侧15a上。然而，将直接燃料喷射器52和端口式燃料喷射器60结合至发动机组件12中是理想的，因为它增强了发动机燃料经济性。除了增强燃料经济性之外，还希望包括直接燃料喷射器52和端口式燃料喷射器60，以能够将燃料喷射至进气阀28a 上游的进气端口22中以便：(a)在冷启动时降低燃料对油的稀释；(b)增强颗粒排放性能；(c)减少进气阀结焦；(d)减小活塞环中的张力；(e) 归因于增强油质量减小油槽填充体积；以及(f)辅助延长油的寿命。因此，当前公开的发动机组件12包括汽缸盖14的进气侧15a上的直接燃料喷射器52和汽缸盖14的排气侧上的端口式燃料喷射器60。通过将直接燃料喷射器52放置在汽缸盖14的进气侧上15a且将端口式燃料喷射器60放置在汽缸盖14的排气侧15b上，直接燃料喷射器52和端口式燃料喷射器60 二者均可结合至发动机组件12中。
具体地，端口式燃料喷射器60分别更靠近排气歧管20和第二侧壁19 而非进气歧管18和第一侧壁17。每个端口式燃料喷射器60延伸穿过汽缸盖14并且归因于发动机组件12的封装约束而相对于活塞轴P倾斜地成角度。在所描绘的实施例中，每个端口式燃料喷射器60具有第一端口式燃料喷射器端部62和与第一端口式燃料喷射器62相对的第二端口式燃料喷射器64。第一端口式燃料喷射器端部62直接耦接至PFI燃料轨58，而第二端口式燃料喷射器64设置在进气端口22内(或邻近于进气端口22)以允许端口式燃料喷射器60将燃料F直接喷射至进气阀28a上游的进气端口22中。归因于发动机组件12中的封装约束，PFI燃料轨58更靠近汽缸盖14的排气侧15b而非汽缸盖14的进气侧15a。如图4和5中所示，水套21限定多个喷射器容纳开口66。每个喷射器容纳开口66被配置、塑形和调整大小以容纳一个端口式燃料喷射器60以便将端口式燃料喷射器60 冷却。
虽然已经详细地描述了本教导的最佳模式，但是熟悉本公开所涉及的领域的技术人员将会认识到用于实施本教导的各种替代设计和实施例是在随附权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种发动机组件，其包括：
具有进气侧和与所述进气侧相对的排气侧的汽缸盖，其中所述汽缸盖限定进气端口、排气端口以及与所述进气端口和所述排气端口流体连通的燃烧室；
耦接至所述汽缸盖的端口式燃料喷射器，其中所述端口式燃料喷射器设置为更靠近所述汽缸盖的所述排气侧而非所述汽缸盖的所述进气侧，并且所述端口式燃料喷射器与所述进气端口流体连通以允许燃料直接喷射至所述进气端口中；以及
耦接至所述汽缸盖的直接燃料喷射器，其中所述直接燃料喷射器与所述燃烧室流体连通以允许燃料直接喷射至所述燃烧室中。
2.根据权利要求1所述的发动机组件，其中所述汽缸盖包括水套，所述水套限定喷射器容纳开口，且所述端口式燃料喷射器延伸穿过所述喷射器容纳开口。
3.根据权利要求1所述的发动机组件，其中所述直接燃料喷射器更靠近所述汽缸盖的所述进气侧而非所述汽缸盖的所述排气侧。
4.根据权利要求1所述的发动机组件，其中所述发动机组件具有顶阀架构。
5.根据权利要求1所述的发动机组件，其进一步包括可移动地设置在所述进气端口中的进气阀，其中所述端口式燃料喷射器具有第一端口式燃料喷射器端部和与所述第一端口式燃料喷射器端部相对的第二端口式燃料喷射器端部，且所述第二端口式燃料喷射器端部邻近于所述进气端口使得所述端口式燃料喷射器被配置为将燃料直接喷射至所述进气阀上游的所述进气端口中。
6.根据权利要求1所述的发动机组件，其进一步包括与所述端口式燃料喷射器流体连通的端口式燃料喷射(PFI)燃料轨，其中端口式燃料喷射燃料轨更靠近所述汽缸盖的所述排气侧而非所述汽缸盖的所述进气侧。
7.根据权利要求1所述的发动机组件，其进一步包括与所述直接燃料喷射器流体连通的直接喷射(DI)燃料轨，其中直接喷射燃料轨更靠近所述汽缸盖的所述进气侧而非所述汽缸盖的所述排气侧。
8.根据权利要求1所述的发动机组件，其进一步包括与所述进气端口流体连通的进气歧管和与所述排气端口流体连通的排气歧管，其中所述直接燃料喷射器更靠近所述进气歧管而非所述排气歧管。
9.根据权利要求8所述的发动机组件，其中所述端口式燃料喷射器更靠近所述排气歧管而非所述进气歧管。
10.一种车辆，其包括：
具有进气侧和与所述进气侧相对的排气侧的汽缸盖，其中所述汽缸盖限定多个进气端口、多个排气端口以及与一个所述进气端口和一个所述排气端口流体连通的多个燃烧室；
耦接至所述汽缸盖的发动机组；
各自耦接至所述汽缸盖的多个端口式燃料喷射器，其中每个所述端口式燃料喷射器设置为更靠近所述汽缸盖的所述排气侧而非所述汽缸盖的所述进气侧，且每个所述端口式燃料喷射器与一个所述进气端口流体连通以允许燃料直接喷射至所述一个进气端口中；以及
各自耦接至所述汽缸盖的多个直接燃料喷射器，其中每个所述直接燃料喷射器与一个所述燃烧室流体连通以允许燃料直接喷射至所述一个燃烧室中。
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