CN107524540B - 具有多级气缸盖的多级燃烧室 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有多级气缸盖的多级燃烧室。提供用于包括气缸盖和活塞的内燃发动机的燃烧系统。在一个示例中，燃烧系统可包括具有相对于第一气缸表面成角度的第二气缸表面的气缸盖，耦接到第一气缸表面的进气端口，耦接到第二气缸表面的排气端口，以及具有平行于第一气缸表面的第一活塞表面和平行于第二气缸表面的第二活塞表面的活塞。

Description

具有多级气缸盖的多级燃烧室

技术领域

本说明书整体涉及包括气缸盖和活塞的燃烧系统。

背景技术

内燃发动机可包括多个气缸，多个气缸中的每个气缸可包括设置在那里的活塞。多个气缸中的每个气缸可被气缸盖盖住以形成多个燃烧室。在一个实施例中，内燃发动机可被配置成通过直接喷射接收燃料。换句话说，多个燃烧室可经由多个燃料喷射器接收燃料(例如汽油)，其中多个燃料喷射器中的每个燃料喷射器被设置在单独的燃烧室内。具有设置在每个进气端口内的单独的进气门的一个或多个进气端口可耦接到每个燃烧室，以便向每个燃烧室供应可燃气体(例如空气)。喷射的燃料和空气可在每个燃烧室内混合并燃烧。然后，由燃烧产生的气体可经由耦接到每个燃烧室的一个或多个排气端口离开每个燃烧室，其中单独的排气门设置在每个排气端口内。

包括如上所述被配置成用于直接喷射的内燃发动机的车辆经常经受由于经由排气端口离开燃烧室的未燃烧燃料引起的碳氢化合物排放。未燃烧燃料可包括由于燃料喷射器布置、火花塞布置、不适当的空气/燃料比等积聚在每个燃烧室和/或活塞的表面上的燃料。

解决减少来自发动机的碳氢化合物排放的尝试包括配置每个活塞和燃烧室，以减少在燃烧室和/或活塞的表面上的燃料积聚的量。Kanda等人在美国专利No.6,257,199中示出一个示例方法。其中，公开了一种直接燃料喷射型火花点火内燃发动机，其包括在活塞的顶表面中形成的腔体。燃料通过燃料喷射器喷射到腔体中，然后通过由腔体形成的多个壁将燃料引向火花塞。Akimoto等人在美国专利No.5,960,767中示出了另一个示例方法。其中，公开了一种缸内直接燃料喷射火花点火发动机的燃烧室，其中燃烧室的顶表面包括进气侧表面和排气侧表面。燃烧室附加包括具有在活塞的顶表面内形成的腔体的活塞，以便反射经由燃料喷射器喷射到燃烧室中的燃料喷雾。

但是，本文的发明人已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，朝向活塞的腔体喷射的燃料可增加与活塞的表面接触的燃料的量。这可导致活塞表面上的燃料积聚增加，这可增加由于燃料的不完全燃烧引起的来自发动机的碳氢化合物排放的量。作为另一个示例，由于在压缩冲程期间燃烧室的容积减小，在发动机的压缩冲程结束期间(例如，当活塞朝向燃烧室的顶表面平移时)喷射到燃烧室中的燃料可具有在燃烧室和/活塞的表面上积聚的增加的可能性。换句话说，当活塞接近其最高位置(例如，最接近发动机的气缸盖的位置)时，燃烧室的容积减小，并且燃料喷射距离可减小。这可由于燃料和进气的减少的混合而导致不完全燃烧。

发明内容

在一个示例中，上述问题可由一种系统来解决，该系统包括：气缸盖，其包括耦接到进气端口的第一气缸表面和耦接到排气端口的第二气缸表面，第二表面相对于第一表面成角度；以及活塞，其包括与第一气缸表面平行并竖直地成一直线布置的第一活塞表面，以及与第二气缸表面平行并竖直地成一直线布置的第二活塞表面。作为一个示例，气缸盖可包括平行于第一气缸表面并且在第一气缸表面上方的第三气缸表面，并且第三气缸表面可与燃料喷射器耦接。燃料喷射器可被布置成以相对于第三气缸表面的角度并且朝向燃烧室的第一侧面喷射燃料。燃料喷射器可另外被配置成在发动机的压缩冲程开始或进气冲程结束期间喷射燃料。通过以这种方式配置气缸盖和活塞，可增加喷射到燃烧室中的燃料的路径。较长的燃料路径可增加燃料与进气的混合的量，这可减少沉积在燃烧室的表面上的燃料的量，并且可增加燃烧室内的燃料燃烧的量。以这种方式，可减少碳氢化合物排放并且可增加发动机的燃料效率。

应当理解，上面的发明内容被提供是为了以简化的形式引入在详细描述中进一步描述的一些概念。并不旨在识别所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由随附权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上面或在本公开的任何部分提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了包括具有气缸盖和多个燃烧室的发动机的系统的示意图。

图2示出了包括气缸盖、燃烧室和活塞的系统的截面图。

图3示出了包括在图2的系统内的燃烧室的顶表面。

图4示出了包括在图2的系统内的活塞的顶表面。

图5示出了包括在图2的系统内的活塞和燃烧室的透视图。

图2-图5按比例示出，但是可使用其他相对尺寸。

具体实施方式

以下描述涉及一种用于气缸盖和活塞的多级(multi-step)装置。包括气缸盖和活塞的燃烧系统可被包括在诸如图1所示的发动机的内燃发动机内。发动机可包括被气缸盖盖住的多个气缸(例如，燃烧室)。针对每个气缸，诸如图2所示的气缸，气缸盖可包括耦接到进气端口的第一表面和耦接到排气端口的第二表面。另外，第二表面可相对于第一表面成角度，其中第一表面被耦接到每个气缸的第一侧面。气缸盖可包括耦接到每个气缸的第二侧面的第三表面，其中每个气缸的第二侧面与每个气缸的第一侧面相对。在这种布置中，第一表面被定位在第三表面下方，并且通过成角度的第二表面耦接到第三表面，如图2和图5所示。被包括在每个气缸内的每个活塞包括第一活塞表面和第二活塞表面，其中第二活塞表面相对于第一活塞表面成角度，如图2-图3所示。第一活塞表面可在第三活塞表面下方，并且可通过第二活塞表面被耦接到第三活塞表面。进气门可设置在进气端口内，并且排气门可设置在排气端口内，如图2所示。进气门、排气门、燃料喷射器和火花塞可沿着共用的轴线布置，如图2-图3和图5所示。在该配置中，活塞的表面处于与气缸盖的表面类似的布置中，如图2和图5所示。换句话说，活塞的表面形成为与气缸盖的表面相匹配。

图1示意性地示出了被包括在示例发动机系统166内的燃烧系统100。燃烧系统100包括气缸盖182和多个活塞(诸如活塞110)。每个活塞被包括在多个燃烧室(诸如燃烧室180)的单独的燃烧室内。气缸盖182可形成多个燃烧室中每个燃烧室的顶表面，如下面参考图2-图3和图5所描述的。在本文将参考图1描述发动机系统166(其包括燃烧系统100)，而被包括在燃烧系统100中的部件(诸如气缸盖表面、活塞表面等)在下面图1的描述之后并且参考图2-图5进一步详细地描述。

图1所示的示意图示出了发动机系统166，其中发动机系统166包括发动机168、进气系统170、排气系统172和燃烧系统100。发动机168还包括涡轮增压器174，其具有布置在进气系统170内的压缩机184和布置在排气系统172内的涡轮机186。压缩机184通过轴171耦接到涡轮机186，并且通过涡轮机186的旋转运动来驱动。具体地，新鲜空气通过空气净化器183沿着进气通道181被引入发动机168，并且流到压缩机184。压缩机可以是任何合适的进气压缩机，诸如马达驱动的或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。然而，在发动机系统166中，压缩机是通过轴171机械耦接到涡轮机186的涡轮增压器压缩机，并且通过使发动机排气膨胀来驱动涡轮机186旋转。在一个实施例中，压缩机和涡轮机可耦接在双涡流式涡轮增压器内。在另一个实施例中，涡轮增压器可是可变几何形状涡轮增压器(VGT)，其中涡轮机的几何形状根据发动机转速主动变化。

如图1所示，压缩机184通过增压空气冷却器185耦接到节气门187。节气门187耦接到发动机进气歧管176。压缩的空气充气从压缩机流过增压空气冷却器185和节气门187到达进气歧管176。增压空气冷却器185可以是例如空气-空气或空气-水热交换器。在图1所示的实施例中，进气歧管176内的空气充气的压力由歧管空气压力(MAP)传感器175感测。压缩机旁通阀(未示出)可在压缩机184的进口和出口之间串联耦接。压缩机旁通阀可以是常闭阀，其被配置成在选择的工况下打开以释放过量的升压压力。例如，在减小的发动机转速条件期间可打开压缩机旁通阀，以避免压缩机喘振。

进气歧管176通过多个进气端口(诸如进气端口106)耦接到多个燃烧室(诸如燃烧室180)。每个进气端口包括至少一个进气门(诸如进气门102)。燃烧室(其在本文中可称为气缸)还经由多个排气端口(诸如排气端口108)耦接到排气歧管178。每个排气端口包括至少一个排气门(诸如排气门104)。燃烧室180被气缸盖182盖住并耦接到燃料喷射器(诸如燃料喷射器179)。每个燃烧室包括活塞(诸如活塞110)。在所示实施例中，示出单个排气歧管178。但是，在其它实施例中，排气歧管可包括多个排气歧管节段。在图1所示的实施例中，排气歧管178内的排气的压力由歧管空气压力(MAP)传感器177感测。

在操作期间，发动机168内的每个燃烧室(诸如燃烧室180)通常经历四冲程循环：循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。作为燃烧室180的操作的示例，在进气冲程期间，排气门104可关闭，并且进气门102可打开。空气经由进气歧管176被引入燃烧室，并且活塞110移动到燃烧室的底部，以便增加燃烧室内的容积。活塞在燃烧室的底部附近并且在其冲程结束时的位置(例如，当燃烧室在其最大容积时)通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门和排气门通常是关闭的。活塞朝向气缸盖182移动，以便压缩燃烧室内的空气。活塞在其冲程结束时且最靠近气缸盖的点(例如，当燃烧室在其最小容积时)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。

在下文被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在下文中称为点火的过程中，喷射的燃料通过已知的点火装置，诸如火花塞(图2-图3和图5中示出)点燃，导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀气体推动活塞回到BDC。曲轴(诸如图2所示的曲轴)将活塞运动转换为曲轴的旋转扭矩。最终，在排气冲程期间，排气门打开以将燃烧的空气燃料混合物释放到排气歧管178，并且活塞返回到TDC。需注意，上面仅仅作为示例被示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可改变，以便提供正的或负气门重叠、迟进气门关闭或各种其它示例。

在一个实施例中，排气门和进气门中的每一个可被电子致动或控制。在另一个实施例中，排气门和进气门中的每一个可以被凸轮致动或控制。无论是电子致动的还是凸轮致动，排气门和进气门打开和关闭的正时可根据燃烧和排放控制性能的需要进行调整。

通过包括控制器169的控制系统167和来自车辆操作者经由输入装置(未示出)的输入，可至少部分地控制发动机168。控制系统167被配置为从多个传感器165(其各种示例在本文描述)接收信息，并将控制信号发送到多个致动器163。作为一个示例，传感器165可包括耦接到排气管道193的温度传感器191，耦接到排放控制装置190的温度传感器195，耦接到进气歧管176的歧管空气压力传感器175，以及耦接到排气歧管178的歧管空气压力传感器177。在排气歧管178内和/或下游的排气系统172中还可包括各种排气传感器，诸如微粒物质(PM)传感器、温度传感器、压力传感器、NOx传感器、氧传感器、氨传感器、碳氢化合物传感器等。诸如附加的压力、温度、空气/燃料比和组分传感器的其它传感器可耦接到发动机系统166中的各种位置。作为另一个示例，致动器163可包括燃料喷射器179、耦接到低压排气再循环(EGR)通道148的气门146、进气门102、排气门104和节气门187。诸如各种附加气门和节气门的其它致动器可耦接到发动机系统166中的各种位置。控制器169可基于对应于一个或多个程序的在其中编程的指令或代码而接收来自各种传感器的输入数据，处理输入数据，并且响应于处理的输入数据，触发致动器。

控制器169可以是微型计算机，并且可包括微处理器单元、输入/输出端口、诸如只读存储器芯片的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器、保活存储器和/或数据总线。除了先前讨论的那些信号之外，控制器169还可从耦接到发动机168的传感器接收各种信号，包括来自质量空气流量传感器的进气质量空气流量(MAF)的测量值；来自耦接到冷却套筒的温度传感器的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦接到曲轴的霍尔效应传感器(或其它类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；来自一个或多个进气歧管传感器和排气歧管传感器的绝对歧管压力信号(MAP)，来自排气氧传感器的气缸空气/燃料比，以及来自爆震传感器和曲轴加速度传感器的异常燃烧。通过控制器169可从信号PIP产生发动机转速信号RPM。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可用来提供进气歧管中的真空或压力的指示。

存储介质只读存储器能够用表示可由处理器执行的指令的计算机可读数据进行编程，所述指令用于执行下面描述的方法以及预期但未具体列出的其它变型。示例程序可包括在发动机进气冲程结束或发动机压缩冲程开始期间将燃料喷射到气缸中，如参考图2和图5进一步详细描述的。

图1示出了电子控制系统167，其可以是其中安装有发动机系统166的车辆的任何电子控制系统。在其中至少一个进气门或排气门被配置为根据可调整正时打开和关闭的实施例中，可经由电子控制系统来控制可调整正时，以调节在点火期间存在于燃烧室中的排气量。电子控制系统还可被配置为命令在发动机系统中的各种其他电子致动阀(例如，节气门、压缩机旁通阀、废气门、EGR阀和截流阀，次级空气阀、各种贮存器进气门和排气门)的打开、关闭和/或调整，以实现本文所述的任何控制功能。此外，为了评估与发动机系统的控制功能相关的工况，电子控制系统可操作地耦接到布置在整个发动机系统中的多个传感器(流量传感器、温度传感器、踏板位置传感器、压力传感器等等)。

燃烧室180可被供应一种或多种燃料，诸如汽油、醇燃料混合物、柴油、生物柴油、压缩天然气等。燃料可通过直接喷射、进气道喷射、节气门体喷射或其任何组合被供应到燃烧室。在燃烧室中，燃烧可通过火花点火(通过图2-图3和图5中所示的火花塞)和/或压缩点火来启动。

如图1所示，来自一个或多个排气歧管节段的排气被引导到涡轮机186以驱动涡轮机186，其中，然后其流过排放控制装置190。在替代实施例(未示出)中，发动机系统可具有不同数量、布置和/或相对处理能力的排放控制装置。排放控制装置190可包括被配置成催化处理排气流的一种或多种排气后处理催化剂，从而减少排气流中的一种或多种物质的量。例如，一个排气后处理催化剂可被配置成当排气流为稀时从排气流捕获NOx，并且当排气流为富时减少捕集的NOx。在其它示例中，排气后处理催化剂可被配置成歧化(disproportionate)NOx，或者借助于还原剂选择性地还原NOx。在其它示例中，排气后处理催化剂可被配置成氧化排气流中的残余碳氢化合物和/或一氧化碳。具有任何这种功能的不同排气后处理催化剂可在排气后处理阶段中单独或一起布置在清洗涂层中或其它地方。在一些实施例中，排气后处理阶段可包括被配置成捕集和氧化排气流中的碳烟微粒的可再生碳烟过滤器。

来自排放控制装置190的经处理的排气的全部或一部分可经由排气导管193被释放到大气中。温度传感器191和流量传感器192耦接到排气管道193以监测工况。可包括附加的传感器(未示出)以检测排气压力、组分等。根据工况，一些排气可经由气门146替代地转向到低压(LP)EGR通道148。EGR冷却器150的入口端口与LP EGR通道148流体耦接，以允许排气朝向进气系统170流过EGR冷却器150。以这种方式，发动机系统166被配置成允许从排放控制装置190的上游和排气歧管178的下游捕集排气。气门146可打开以允许受控量的排气到进气系统170以获得所需的气体组分。止回阀149被包括在气门146下游的LP EGR通道148内，以减少使内容物从进气系统170通过LP EGR通道148朝向排气系统172流动的可能性。以这种方式，发动机系统166适于可调整地使排气从排气系统172流到进气系统170。

燃烧系统100的实施例的部件将在下面参考图2-图5进一步详细地描述。上述发动机系统166的示例配置是非限制性示例，并且发动机系统的替代实施例可包括未示出的附加部件(例如，一个或多个EGR冷却器、热交换器等)。替代实施例还可包括不同数量的燃烧室、进气门和/或排气门等。

贯穿图2-图5，包括坐标轴209，以便提供每个视图之间的相对参考。图2-图5各自示出来自不同视图的燃烧系统(例如，与上面参考图1所示和描述的燃烧系统100类似的燃烧系统)的实施例。换句话说，图2、图3、图4和图5示出了燃烧系统的相同实施例，但是图2-图5中的每一个示出了来自不同视角的燃烧系统。例如，图2示出了燃烧系统的横截面轮廓，图3示出了由燃烧系统形成的燃烧室的顶表面的视图，图4示出了燃烧系统的活塞的顶表面的视图，并且图5示出了由燃烧系统形成的燃烧室的近似等距视图。由于如上所述贯穿图2-图5的实施例的描述，附图之间的类似部分可类似地标记并且不被重新介绍。

图2示出了包括气缸盖206和活塞202的燃烧系统201(类似于图1所示的燃烧系统100)的横截面图。燃烧室200由气缸体(engine block)208内部内的气缸205(例如，中空的腔体)形成，并被气缸盖206盖住，使得气缸盖206(下面进一步详细描述)的表面形成燃烧室200的顶表面270。图2所示的燃烧室200可以是被包括在发动机系统(诸如图1所示的发动机系统166)内的多个燃烧室中的一个。发动机系统的每个燃烧室可被气缸盖206盖住，其类似于图2所示的气缸盖206和燃烧室200的布置。

气缸盖206包括第一气缸表面212和第二气缸表面214，其中第二气缸表面214相对于第一气缸表面212成角度。例如，布置成平行于第二气缸表面214的第二气缸表面轴线248可相对于分型(parting)轴线210被旋转一气缸表面角度250，分型轴线210被布置成平行于第一气缸表面212。分型轴线210沿气缸盖206的分型表面211被布置。气缸盖206的分型表面211被耦接到气缸体208，并且形成气缸盖206和气缸体208之间的界面(例如，其中气缸盖206耦接到气缸体208并与气缸体208共面接触的位置)。因此，气缸盖206竖直地布置在分型轴线210的上方(例如，在第一箭头215所指示的方向上)，而气缸体竖直地布置在分型轴线210的下方(例如，在由与第一箭头215相反的第二箭头213指示的方向上)。第一气缸表面212(和分型轴线210)都被布置成垂直于燃烧室200的气缸中心轴线204(其在本文可称为竖直中心线)。

气缸盖206附加包括第三气缸表面216，其中第三气缸表面216平行于第一气缸表面212和分型轴线210。第三气缸表面212竖直地定位在第一气缸表面212的上方(例如，在平行于燃烧室200的气缸中心轴线204的方向上竖直地)，如分型轴线210(布置成平行于第一气缸表面212)和第三气缸表面轴线266(布置成平行于第三气缸表面216)之间的第一竖直距离244所示。第二气缸表面214在第一气缸表面212和第三气缸表面216之间成角度，并且将第一气缸表面212耦接到第三气缸表面216。第一气缸表面212、第二气缸表面214和第三气缸表面216共同形成燃烧室200的气缸顶表面270。

包括在燃烧室200内的是活塞202。活塞202通过耦接到活塞底表面237的连接杆262耦接到发动机(诸如图1所示的发动机168)的曲轴239。响应于发动机的操作(如上面参考图1所述)，活塞202可在燃烧室200内竖直地(例如，在沿着气缸中心轴线204的方向上并且由坐标轴209的z轴线指示)行进。例如，在发动机的操作期间(例如，在如上面参考图1所述的发动机的压缩冲程或排气冲程期间)，活塞202可从由下止点轴线257指示的第一位置(例如，下止点)到由燃烧室200的内部内的上止点轴线260指示的第二位置(例如，上止点)行进气缸距离268。作为第二示例，在如上所述的发动机的进气冲程或膨胀冲程期间，活塞202可从由上止点轴线260指示的第二位置到由燃烧室200内的下止点轴线257指示的第一位置行进气缸距离268。

活塞202包括第一活塞表面218和第二活塞表面220，其中第一活塞表面218平行于第一气缸表面212，并且第二活塞表面220平行于第二气缸表面214。第二活塞表面220相对于第一活塞表面218成角度，使得布置成平行于第二活塞表面220的第二活塞表面轴线278相对于平行于第一活塞表面218的第一活塞表面轴线258被旋转活塞表面角度276，其中活塞表面角度276近似等于气缸表面角度250。换句话说，相比于第二气缸表面214相对于第一气缸表面212的旋转，第二活塞表面220相对于第一活塞表面218旋转大约相同的量。

活塞202还可包括第三活塞表面222，其中第三活塞表面222平行于第三气缸表面216。换句话说，布置成平行于第三活塞表面222的第三活塞表面轴线281也平行于与第三气缸表面216平行的第三气缸表面轴线266。第二活塞表面220布置在第一活塞表面218和第三活塞表面222之间，并且将第一活塞表面218耦接到第三活塞表面222。第三活塞表面222可定位在第一活塞表面218上方竖直距离，该竖直距离等于第三气缸表面216在第一气缸表面212上方位移的竖直距离。换句话说，第三活塞表面222可竖直地定位在第一活塞表面218上方(例如，在沿着气缸中心轴线204的方向上并且由坐标轴209的z轴线指示)第二竖直距离283，其中第二竖直距离283与第一竖直距离244相同。第一活塞表面218、第二活塞表面220和第三活塞表面222共同形成活塞202的活塞顶表面282。

第一活塞表面218沿着第一竖直轴线224在竖直方向上成直线地并且竖直地定位在第一气缸表面212下方，其中第一竖直轴线224平行于燃烧室200的气缸中心轴线204。第二活塞表面220沿着第二竖直轴线226在竖直方向上成直线地并且竖直地定位在第二气缸表面214的下方，其中第二竖直轴线226平行于燃烧室200的气缸中心轴线204。第三活塞表面222沿着第三竖直轴线228在竖直方向上成直线地并且竖直地定位在第三气缸表面216的下方，其中第三竖直轴线228平行于燃烧室200的气缸中心轴线204。下面参考图5进一步描述第一活塞表面218相对于第一气缸表面212、第二活塞表面220相对于第二气缸表面214和第三活塞表面222相对于第三气缸表面216的布置。活塞顶表面282、气缸顶表面270、第一侧面230和第二侧面232共同形成燃烧室200的边界(例如壁)，该边界限定燃烧室200。

进气端口234(类似于图1所示的进气端口106)，可经由进气孔231耦接到第一气缸表面212，并且进气门238(类似于图1所示的进气门102)可部分地设置在进气端口234内，并且适于覆盖进气孔231。进气门238可被致动(例如，如上参考图1所述的凸轮致动或控制器致动)，从而当进气门238打开时，增加从进气端口234进入燃烧室200的可燃气体(例如，空气)流，并且当进气门238关闭时，减少从进气端口234进入燃烧室200的可燃气体流。进气门238的进气门轴线274(例如，中心轴线)可与第一竖直轴线224同轴，并且平行于气缸中心轴线204。因此，进气门238可布置在第一气缸表面212的中心内，并且竖直地在第一活塞表面的中心上方，如下面参考图3和图5进一步详细描述的。

排气端口236(类似于图1所示的排气端口108)可经由排气孔233耦接到第二气缸表面214，并且排气门240(类似于图1所示的排气门104)可设置在排气端口236内，并且适于覆盖排气孔233。排气门240可成角度，使得排气门240朝向燃烧室200的第二侧面232进行取向。换句话说，排气门240的排气门轴线272(例如，中心轴线)可在垂直于第二气缸表面214的方向上(例如，垂直于第二气缸表面轴线248，其中第二气缸表面轴线248布置成平行于第二气缸表面214)布置，并且排气门轴线272可与燃烧室200的第二侧面232相交。排气门240可被致动(例如，如上参考图1所述的凸轮致动或控制器致动)，从而当排气门打开时，增加从燃烧室200到排气端口236的燃烧气体(例如，燃料和空气点火的产物)流，并且当排气门240关闭时，减少从燃烧室200到排气端口236的燃烧气体流。

由于第一气缸表面212和第二气缸表面214之间的气缸表面角度250，进气门轴线274(例如，通过进气门238的轴线)不平行于排气门轴线272(例如，通过排气门240的轴线)。换句话说，排气门240相对于进气门238以气门角度242成角度。进气门轴线274平行于气缸中心轴线204，因此排气门轴线272和排气门240也相对于气缸中心轴线204以气门角度242成角度。

如图2所示，燃料喷射器246经由第三气缸表面216内的喷射孔241耦接到第三气缸表面216，并且燃料喷射器246可适于覆盖喷射器孔241。燃料喷射器246可被致动(例如，通过控制器，诸如图1所示的控制器)以将燃料(例如，汽油)喷射到燃烧室200中。燃料喷射器246相对于第三气缸表面216成角度，使得燃料喷射器246可在燃烧室200的第一侧面230的方向上喷射燃料(诸如燃料流254)。换句话说，燃料喷射器246的喷射器轴线256(例如，中心轴线)相对于平行于第三气缸表面216的第三气缸表面轴线266旋转喷射器角度280，并且可在沿着流轴线255的方向上喷射燃料，其中流轴线255与燃料喷射器246的喷射器轴线256同轴(例如，平行和对准)，并且布置成与燃烧室200的第一侧面230相交。燃料喷射器的喷射器轴线256可在第一轴线交叉点235处与排气门240的排气门轴线272相交。流轴线255(和燃料喷射器246的喷射器轴线256)可在第二轴线交叉点259处与燃烧室200的第一侧面230相交，其中第一活塞表面218处于其最低位置处(例如，当活塞202处于下止点时)。例如，流轴线255、喷射器轴线256和下止点轴线257可在相同位置处各自与第一侧面230相交，其中当活塞202处于下止点时，下止点轴线257平行于第一活塞表面218并且沿着第一活塞表面218布置，并且流轴线255和喷射器轴线256布置成彼此同轴(如上所述)。

由图2-图5所示的燃烧系统201的实施例包括经由塞孔243耦接到第一气缸表面212的火花塞252，并且火花塞252可适于覆盖塞孔243。火花塞252的塞轴线271(例如，中心轴线)可平行于气缸中心轴线204和进气门轴线274两者，使得火花塞252定位成平行于进气门238。火花塞252的尖端249(例如，布置在燃烧室内的火花塞252的一部分)可竖直地定位在(例如，在沿着气缸中心轴线204和坐标轴209的z轴线的方向上)第一活塞表面218的上方。火花塞252可由控制器(诸如图1所示的控制器169)致动以产生火花，以便点燃燃烧室200内的燃料(例如，汽油)和空气混合物。虽然图2-图5所示的实施例包括火花塞252，但是替代实施例可不包括火花塞。例如，包括燃烧系统(诸如气缸盖和活塞系统)的发动机系统(诸如图1所示的发动机系统166)可被配置为通过燃料(例如柴油)的压缩点火来操作，并且可不包括火花塞。

通过如上所述配置燃烧系统201，可增加(例如，伸长)燃料喷射路径(例如沿着流轴线255的燃料喷射)。例如，当活塞处于下止点位置时(例如，当第一活塞表面218与下止点轴线257对准时)，燃料可被喷射到燃烧室中。当活塞处于下止点位置时，可增加在沿着流轴线255的方向(例如，当从燃料喷射器出现时的燃料行进的方向)上从燃料喷射器到活塞的距离。通过增加喷射的燃料在撞击燃烧室的表面(例如，第一侧面230、第一活塞表面218等)之前可行进的距离，可增加喷射的燃料与进气的混合的量。混合量的增加可导致燃烧室对混合物进行更完整的燃烧，从而降低了在燃烧室表面上沉积燃料的可能性，而且减少碳氢化合物排放和碳烟排放。

图3示出了从燃烧室200的内部观察的燃烧室200的气缸顶表面270。第一气缸表面212被示为沿着第一接合轴线308(例如，第一接合轴线308指示第一气缸表面212耦接到第二气缸表面214的位置)耦接到第二气缸表面214，并且第二气缸表面214被示为沿着第二接合轴线310耦接到第三气缸表面216(例如，第二接合轴线310指示第二气缸表面214耦接到第三气缸表面216的位置)。第一接合轴线308和第二接合轴线310(以及第一气缸表面212和第二气缸表面214，以及第二气缸表面214和第三气缸表面216之间的对应界面)被布置成使得第一气缸表面212的表面积大于第二气缸表面214的表面积，并且第二气缸表面214的表面积大于第三气缸表面216的表面积。在替代实施例中，与第一气缸表面的面积相比，第一气缸表面和第二气缸表面之间的增加的角度(例如，相对于图2所示的气缸表面角度250增加)可导致第二气缸表面的增加的表面积。换句话说，如果两个表面之间的角度大于阈值角度，则第二气缸表面的表面积可大于第一气缸表面的表面积。然而，在每个实施例中，第三气缸表面216的表面积小于第一气缸表面212和第二气缸表面214中的每一个的表面积。

第一接合轴线308沿着第一气缸表面耦接(例如，接合)到第二气缸表面的位置进行布置，如上所述，并且气缸直径318被示为平行于第一接合轴线308。在图3所示的视图中，气缸顶表面270有具有整体气缸圆周328的圆形轮廓，并且通过第一接合轴线308平分，使得第一气缸表面212由圆形轮廓的整个气缸圆周328的二分之一形成。气缸中心线300(例如，与坐标轴209所示的x轴线平行的线)布置成垂直于第一接合轴线308。气缸中心线300与气缸直径318的气缸中心中点326(布置成与由坐标轴209所示的y轴线平行)相交。

第一气缸表面212的气缸第一长度320平行于气缸中心线300，并且从气缸圆周328延伸到第一接合轴线308。第二气缸表面214的气缸第二长度322布置成平行于气缸中心线300，并且从第一接合轴线308延伸到第二接合轴线310。第三气缸表面216的气缸第三长度324从第二接合轴线310平行于气缸中心线300延伸到气缸圆周328。进气相交轴线302、排气相交轴线304和喷射器相交轴线306中的每一个沿平行于y轴线(如坐标轴209所指示)的方向延伸，并且气缸第一长度320、气缸第二长度322和气缸第三长度324中的每一个沿着平行于x轴线的方向(如坐标轴209所示)延伸。进气相交轴线302将气缸第一长度320平分，排气相交轴线304将气缸第二长度322平分，并且喷射器相交轴线306将气缸第三长度324平分。换句话说，进气相交轴线302将气缸第一长度320的进气中点312截断，排气相交轴线304将气缸第二长度322的排气中点314截断，并且排气相交轴线304将气缸第三长度324的喷射器中点316截断。

进气门238、排气门240、燃料喷射器246和火花塞252每一个都与气缸顶表面270的气缸中心线300对准。换句话说，进气门238、进气孔231、排气门240、排气孔233、燃料喷射器246、喷射器孔241、火花塞252和塞孔243在平行于由坐标轴209所示的x轴线和图3所示的气缸中心线300两者的方向上彼此对准，但是它们在平行于z轴线的方向上不与彼此对准(如图5所示)。在一个示例布置(图2-图3和图5所示)中，进气门238布置在第一气缸表面212的中心内。换句话说，进气门轴线274(由图2所示)与气缸第一长度320的进气中点312相交，使得进气门238的进气孔圆周330围绕进气中点312居中。排气门240布置在第二气缸表面214的中心内，使得排气门轴线272(由图2所示)与气缸第二长度322的排气中点314相交。在这种布置中，排气门240的排气孔圆周332围绕排气中点314居中。燃料喷射器246布置在第三气缸表面216的中心内，使得喷射器轴线256(图2所示)与气缸第三长度324的喷射器中点316相交。在这种布置中，燃料喷射器246的喷射器孔周边334(如从图3和图5的视图所示)围绕喷射器中点316居中。

塞相交轴线340被示为垂直于气缸中心线300并且平行于进气相交轴线302和第一接合轴线308两者。塞相交轴线340布置在进气相交轴线302和排气相交轴线304之间，并且在平行于x轴线的方向上(如坐标轴209所示)与进气相交轴线302和排气相交轴线304中的每一个等距。换句话说，塞相交轴线340被布置成在平行于x轴线的方向上与进气相交轴线302相距距离342，并且在平行于x轴线的方向上与排气相交轴线304相距距离344，并且距离342和距离344都具有相同的大小(例如，相同量的长度)。火花塞252沿着气缸中心线300布置，并且围绕塞相交轴线340的塞交叉点336与气缸中心线300对中。换句话说，塞轴线271(如图2所示)垂直于塞相交轴线340和气缸中心线300两者，并且穿过塞交叉点336，同时火花塞252的塞孔圆周338围绕塞交叉点336居中，并且被布置成平行于第二活塞表面220。在替代实施例中，塞相交轴线340可与第一接合轴线308对准，使得塞孔243围绕气缸中心中点326居中。

尽管如上所述，进气门238、排气门240、燃料喷射器246和火花塞252各自被示为在平行于气缸中心线300的方向上彼此对准，但是替代实施例可包括进气门、排气门、燃料喷射器和火花塞中的一个或多个，其在平行于y轴线的方向(例如，由坐标轴209指示的y轴线)和/或平行于气缸中心线300和x轴线(例如，由坐标轴209指示的x轴线)的方向从上述它们的位置位移。例如，在一个实施例(未示出)中，进气门可沿着如上所述的进气相交轴线302布置，但是可从气缸中心线300并且朝向气缸圆周328位移。另外，替代实施例可包括不同数量的进气门和/或排气门(例如，两个进气门和两个排气门)，并且每个进气门和排气门可相对于图3所示的非限制性布置不同地布置。然而，在每个实施例中，进气门和火花塞布置在第一气缸表面内，排气门布置在第二气缸表面内，并且燃料喷射器布置在第三气缸表面内。

通过以这种方式布置进气门、排气门、燃料喷射器和火花塞，可增加燃料和空气混合物的燃烧量，并且可减少燃料撞击在燃烧室的表面上的可能性。例如，将进气门布置在第一气缸表面内并且将燃料喷射器布置在第三气缸表面内增加进气门和燃料喷射器之间的距离，从而减少(例如，在第一气缸表面上)在进气门上和/或周围形成燃料沉积物的可能性。此外，通过将火花塞布置在进气门和排气门之间，火花塞可在增加空气和燃料混合物燃烧的位置处耦接到气缸顶表面。

图4示出了从燃烧室200的内部内观察的燃烧室200的活塞顶表面282。第一活塞表面218被示为沿着活塞第一轴线408耦接到第二活塞表面220(例如，活塞第一轴线408指示第一活塞表面218耦接到第二活塞表面220的位置)，并且第二活塞表面220被示为沿着活塞第二轴线410耦接到第三活塞表面222(例如，活塞第二轴线410指示第二活塞表面220耦接到第三活塞表面222的位置)。活塞第一轴线408和活塞第二轴线410(以及第一活塞表面218和第二活塞表面220以及第二活塞表面220和第三活塞表面222之间的对应界面)被布置成使得第一活塞表面218的表面积大于第二活塞表面220的表面积，并且第二活塞表面220的表面积大于第三活塞表面222的表面积。在替代实施例中，与第一活塞表面的面积相比，第一活塞表面和第二活塞表面之间的增加(例如，相对于由图2所示的活塞表面角度276增加)的角度可导致第二活塞表面的增加的表面积。换句话说，如果两个表面之间的角度大于阈值角度，则第二活塞表面的表面积可大于第一活塞表面的表面积。然而，在每个实施例中，第三活塞表面222的表面积小于第一活塞表面218和第二活塞表面220中每一个的表面积。

如上所述，活塞直径412被布置成沿着第一活塞表面218耦接到第二活塞表面220的位置平行于活塞顶表面282的活塞第一轴线408。在图4所示的视图中，活塞顶表面282有具有整个活塞圆周414的圆形轮廓，并且被活塞第一轴线408平分，使得第一活塞表面由圆形轮廓的整个活塞圆周414的一半形成。活塞中心线400(平行于第一活塞表面轴线258)布置成垂直于活塞第一轴线408，并且与活塞直径412的活塞中心点416相交(其中活塞直径412布置成平行于坐标轴209指示的y轴线)。

第一活塞表面218的活塞第一长度418布置成平行于活塞中心线400，并且从活塞圆周414延伸到活塞第一轴线408。第二活塞表面220的活塞第二长度420布置成平行于活塞中心线400，并且从活塞第一轴线408延伸到活塞第二轴线410。第三活塞表面222的活塞第三长度422从活塞第二轴线410平行于活塞中心线400延伸到活塞圆周414。活塞第一相交轴线402、活塞第二相交轴线404和活塞第三相交轴线406中的每一个沿着平行于y轴线(如坐标轴209所指示)的方向延伸，并且活塞第一长度418、活塞第二长度420和活塞第三长度422中的每一个沿着平行于x轴线(如坐标轴209所指示)的方向延伸。活塞第一相交轴线402将活塞第一长度418平分，活塞第二相交轴线404将活塞第二长度420平分，并且活塞第三相交轴线406将活塞第三长度422平分。换句话说，活塞第一相交轴线402将活塞第一长度418的活塞第一中点424截断，活塞第二相交轴线404将活塞第二长度420的活塞第二中点426截断，并且活塞第二相交轴线404将活塞第三长度422的活塞第三中点428截断。

活塞第四相交轴线444被示为垂直于活塞中心线400，并且平行于活塞第一相交轴线402和活塞第二相交轴线404两者。活塞第四相交轴线444布置在活塞第一相交轴线402和活塞第二相交轴线404之间，并且与活塞第一相交轴线402和活塞第二相交轴线404中的每一个等距。换句话说，活塞第四相交轴线444在平行于x轴线(如坐标轴209所指示)的方向上被布置成与活塞第一相交轴线402相距距离为430，并且在平行于x轴线的方向上被布置成与活塞第二相交轴线404相距距离432。距离430和距离432都具有相同的大小(例如，相同量的距离)。在活塞第一相交轴线402和活塞第二相交轴线404之间的活塞第四中点446沿活塞中心线400进行布置，并且与活塞第四相交轴线444相交。塞轴线271(图2和图5所示)垂直于活塞中心线400和活塞第四相交轴线444两者并与活塞第四中点446相交。因此，活塞第四中点446对应于下面参考图5进一步描述的火花塞252竖直下方的位置(图2-图3和图5所示)。

通过如上所述配置活塞的表面，第一活塞表面的表面积可相对于第二活塞表面和第三活塞表面增加。增加第一活塞表面的表面积可增加来自燃料喷射器的燃料喷射的路径。例如，在燃料路径被引导朝向第一侧面230(如图2所示)和第一活塞表面218(例如，沿着图2和图5所示的流轴线255)的情况下，由于第一活塞表面相对于第二活塞表面和第三活塞表面的较低的竖直位置，由燃料喷射器喷射的燃料可具有撞击第一活塞表面的降低的可能性(如图2和图5所示)。以这种方式，可减少活塞顶表面上的燃料积聚，从而减少燃烧室内燃料和空气不完全燃烧的可能性。

图5示出了图2所示的燃烧室200的实施例的透视图。如上所述，燃烧室200由图2-图3所示的气缸顶表面270与图2和图4所示的活塞顶表面282形成。具体地，图5示出了三维的燃烧室200，如坐标轴209的x轴线、y轴线和z轴线所指示。

如上面参考图3所述，第一气缸表面212包括气缸第一长度320，第二气缸表面214包括气缸第二长度322，并且第三气缸表面216包括气缸第三长度324。另外，如上面参考图4所述，第一活塞表面218包括活塞第一长度418，第二活塞表面220包括活塞第二长度420，并且第三活塞表面222包括活塞第三长度422。根据图2-图5所示的实施例，气缸第一长度320具有与活塞第一长度418大致相同的大小并且与其平行于，气缸第二长度322具有与活塞第二长度420大致相同的大小并且与其平行，并且气缸第三长度324具有与活塞第三长度422大致相同的大小并且与其平行于。整个气缸圆周328具有与活塞圆周414大致相同的大小，并且第一竖直距离244具有与第二竖直距离283相同的大小(如上面参考图2所述)。换句话说，第一气缸表面212具有与第一活塞表面218大致相同的外圆周，并且平行于第一活塞表面218，第二气缸表面212具有与第二活塞表面220大致相同的外圆周，并且平行于第二活塞表面220，并且第三气缸表面216具有与第三活塞表面222大致相同的外圆周并且平行于第三活塞表面222，使得活塞顶表面282具有与气缸顶表面270大致相同的外边界。以这种方式，活塞顶表面282和气缸顶表面270具有大致匹配的表面。然而，活塞第一长度418可略微小于气缸第一长度320，活塞第二长度420可略微小于气缸第二长度322，并且活塞第三长度422可略微小于气缸第三长度324，以便相对于气缸圆周328减小活塞圆周414，使得活塞202可在燃烧室200内竖直地移动(如上面参考图1所述)。

如上面参考图4所述，活塞第一相交轴线402沿着第一活塞表面218与活塞第一长度418的活塞第一中点424相交。活塞第一中点424也与竖直的第一竖直轴线224相交。另外，如上面参考图3所述，进气相交轴线302沿着第一气缸表面212与气缸第一长度320的进气中点312相交。进气中点312也与竖直的第一竖直轴线224相交。由于第一气缸表面212平行于第一活塞表面218(如上所述)，并且竖直的第一竖直轴线224与第一气缸表面212的进气中点312和第一活塞表面218的活塞第一中点424两者相交，所以第一活塞表面218与第一气缸表面212竖直地成一直线。换句话说，第一气缸表面212平行于第一活塞表面218，并且沿着第一竖直轴线224被竖直地定位在第一活塞表面218上方。

(例如，在进气孔231内的)进气门238的横截面被示为布置在第一气缸表面212内。进气门238布置在第一气缸表面212内，使得进气门238的进气孔圆周330围绕进气中点312居中(如上面参考图3所述)。由于如上所述的第一气缸表面212竖直地定位(例如，与其竖直地成一直线)在第一活塞表面218上方，并且由于进气门238的进气孔圆周330围绕进气中点312居中，所以进气门238也被竖直地定位在第一活塞表面218的上方。换句话说，与第一气缸表面212的进气中点312和第一活塞表面218的活塞第一中点424相交的第一竖直轴线224与进气门238的进气门轴线274同轴(例如，平行且对准)。当进气门238被致动(例如，由控制器或凸轮轴的凸轮打开或关闭，如上面参考图1所述)时，进气门238在打开时在朝向第一活塞表面218的方向上并且在关闭时在远离第一活塞表面218的方向上沿着第一竖直轴线224线性地移动。

(例如，在塞孔243内的)火花塞252的横截面也布置在第一气缸表面212内。火花塞252布置在第一气缸表面212内，使得火花塞252的塞孔圆周338围绕塞交叉点336居中。如上面参考图3所述，塞交叉点336沿着塞相交轴线340布置，其中塞相交轴线340在平行于x轴线的方向上被布置成与进气相交轴线302相距距离342，并且在平行于x轴线的方向上被布置成与排气相交轴线304相距距离344。距离344被示为定位在排气相交轴线304下方的竖直距离502(例如，在与第一气缸表面212相同的沿着z轴线的竖直位置处)，以便示出距离342和距离344在平行于x轴线(如坐标轴209指示)的方向上。由于如上所述的第一气缸表面212竖直地定位在第一活塞表面218上方(例如，与其竖直地成一直线)，并且由于火花塞252的塞孔圆周338围绕塞交叉点336居中，所以火花塞252也被竖直地定位在第一活塞表面218的上方。换句话说，火花塞252的塞轴线271与第一活塞表面218的塞交叉点336和第一活塞表面218的活塞第四中点446相交，使得火花塞252耦接到第一气缸表面212，并且与第一活塞表面218的活塞第四中点446成一直线地竖直定位。如上面参考图3所述，活塞第四中点446沿着活塞第四相交轴线444布置，其中活塞第四相交轴线444被布置成在平行于x轴线(如坐标轴209指示)的方向上与活塞第一相交轴线402相距距离430，并且在平行于x轴线的方向上与活塞第二相交轴线404相距距离432。距离432被示为定位在活塞第二相交轴线404下方的竖直距离504(例如，在与第一活塞表面218相同的沿着z轴线的竖直位置处)，以便示出距离430和距离432在平行于x轴线的方向上。在替代实施例中，火花塞252可耦接到第一气缸表面212，并且与活塞中心中点416成一直线竖直地定位(例如，塞轴线271的中心轴线可与燃烧室200的气缸中心轴线204同轴且对准)。

类似于第一气缸表面212竖直地定位在第一活塞表面218上方，第二气缸表面214竖直地定位在第二活塞表面220上方。具体地，活塞第二相交轴线404沿着第二活塞表面220与活塞第二长度420的活塞第二中点426相交。活塞第二中点426也与竖直的第二竖直轴线226相交。另外，如上面参考图3所述，排气相交轴线304沿着第二气缸表面214与气缸第二长度322的排气中点314相交。排气中点314也与竖直的第二竖直轴线226相交。由于第二气缸表面214平行于第二活塞表面220(如上所述)，并且竖直的第二竖直轴线226与第二气缸表面214的排气中点314和第二活塞表面220的活塞第二中点426两者相交，所以第二活塞表面220与第二气缸表面214竖直地成一直线。换句话说，第二气缸表面214平行于第二活塞表面220，并且沿着第二竖直轴线226竖直地定位在第二活塞表面220上方。

(例如，在排气端口233内的)排气门240的横截面被示为布置在第二缸表面214内。排气门240布置在第二气缸表面214内，使得排气门240的排气孔圆周332围绕排气中点314居中(如上面参考图3所述)。由于如上所述的第二气缸表面214竖直地定位在(例如，与其竖直地成一直线)第二活塞表面220上方，并且由于排气门240的排气孔圆周332围绕排气中点314居中(并且平行于第二气缸表面)，所以排气门240也竖直地定位在第二活塞表面220上方。换句话说，排气门240的排气孔圆周332围绕第二竖直轴线226居中，第二竖直轴线226与第二气缸表面214的排气中点314和第一活塞表面218的活塞第二中点426相交。然而，与如上所述的与第一气缸面212平行的进气门238的进气孔圆周330的布置相反，排气门240的排气孔圆周332被布置成平行于第二气缸面214(和第二活塞表面220)。例如，如上面参考图1所述，排气门轴线272相对于进气门轴线274以气门角度242成角度。当排气门240被致动(例如，由控制器或凸轮轴的凸轮打开或关闭时，如上面参考图1所述)时，排气门240在打开时在朝向燃烧室200的第二侧面232的方向上并且在关闭时在远离燃烧室200的第二侧面232的方向上沿着排气轴线273线性地移动。

类似于第二气缸表面214竖直地定位在第二活塞表面220上方，第三气缸表面216竖直地定位在第三活塞表面222上方。具体地，活塞第三相交轴线406沿着第三活塞表面222与活塞第三长度422的活塞第三中点428相交。活塞第三中点428也与竖直的第三竖直轴线228相交。另外，如上面参考图3所述，喷射器相交轴线306沿着第三气缸表面216与气缸第三长度324的喷射器中点316相交。喷射器中点316也与竖直的第三竖直轴线228相交。由于第三气缸表面216平行于第三活塞表面222(如上所述)，并且竖直的第三竖直轴线228与第三气缸表面216的喷射器中点316和第三活塞表面222的活塞第三中点428两者相交，所以第三活塞表面222与第三气缸表面216竖直地成一直线。换句话说，第三气缸表面216平行于第三活塞表面222，并且沿着第三竖直轴线228竖直地定位在第三活塞表面222上方。

(例如，在喷射器孔241内的)燃料喷射器246的横截面被示为布置在第三气缸表面216内。燃料喷射器246布置在第三气缸表面216内，使得燃料喷射器246的喷射器孔周边334围绕喷射器中点316居中(如上面参考图3所述)。由于如上所述的第三气缸表面216竖直地定位在第三活塞表面222上方(例如，与其竖直地成一直线)，并且由于燃料喷射器246的喷射器孔圆周334围绕喷射器中点316居中(并且平行于第三气缸表面216)，所以燃料喷射器246也竖直地定位在第三活塞表面222上方。换句话说，燃料喷射器246的喷射器孔周边334围绕第三竖直轴线228居中，第三竖直轴线228与第三气缸表面216的喷射器中点316和第一活塞表面218的活塞第三中点428两者相交，并且与燃料喷射器246的喷射器轴线256同轴(例如，平行且对准)。当燃料喷射器246打开(例如，由如上面参考图1所述的控制器打开)时，燃料喷射器246增加在朝向第一侧面230的方向上沿着流轴线255到燃烧室200的内部中的燃料喷射，并且当燃料喷射器246关闭时(例如，通过控制器)，燃料喷射器246减少到燃烧室200的内部中的燃料喷射。

图2-图5示出了具有各种部件的相对定位的示例性配置。至少在一个示例中，如果被显示彼此直接地接触，或直接地耦接，那么这些元件可分别被称为直接地接触或直接地耦接。类似地，至少在一个示例中，被显示彼此邻接或相邻的元件可分别为彼此邻接或相邻。作为示例，放置成彼此共面接触的部件可被称为共面接触。作为另一个示例，在至少一个示例中，被定位成彼此隔开，同时其之间仅具有空间且没有其它部件的元件可被称为如此。作为另一个示例，被显示在彼此的上面/下面，在彼此的相对侧，或在彼此的左边/右边的元件可相对于彼此如此称为。此外，在至少一个示例中，如附图中所示，最顶部的元件或元件的最顶部点可被称为部件的“顶部”，并且最底部的元件或元件的最底部点可被称为部件的“底部”。如本文所使用，顶部/底部、上/下、上面/下面可相对于图的竖直轴线，并且被用来描述图中的元件相对于彼此的定位。同样地，在一个示例中，其它元件上面的所示元件被竖直地定位在其它元件的上方。作为另一个示例，附图内所描绘的元件的形状可被称为具有那些形状(例如，诸如为圆形的、直的、平面的、弯曲的、倒圆的、倒棱的、成角度的等等)。此外，在至少一个示例中，被显示彼此相交的元件可被称为相交的元件或彼此相交。另外，在一个示例中，被显示在另一个元件内或被显示在另一个元件外面的元件可被称为如此。

将进气端口耦接到第一气缸表面、将排气端口耦接到第二气缸表面、将第一活塞表面布置成与第一气缸表面平行且竖直地成一直线，将第二活塞表面布置成与第二气缸表面平行且竖直地成一直线，以及使第二气缸表面相对于第一气缸表面成角度的技术效果是将燃料喷射器(耦接到第三气缸表面)与进气门分离，并且增加从燃料喷射器到活塞顶表面的燃料喷射的路径。以这种方式，可增加喷射的燃料与进气的混合量。混合量的增加可导致燃烧室对混合物进行更完整的燃烧，从而降低了在燃烧室表面上沉积燃料的可能性，而且减少碳氢化合物排放和碳烟排放。燃料喷射器与进气门的分离可减少燃料沉积物形成在进气门和第一气缸表面上和/或周围的可能性。通过将火花塞布置在进气门和排气门之间，火花塞可在增加空气和燃料混合物的燃烧的位置处耦接到气缸顶表面，并且可提高发动机性能(例如，发动机扭矩输出)。

在一个实施例中，系统包括：气缸盖，其包括耦接到进气端口的第一气缸表面和耦接到排气端口的第二气缸表面，第二表面相对于第一表面成角度；以及活塞，其包括与第一气缸表面平行并竖直地成一直线的第一活塞表面，以及与第二气缸表面平行并竖直地成一直线的第二活塞表面。在系统的第一示例中，沿竖直方向，第一活塞表面被布置成与第一气缸表面竖直地成一直线，并且所述第二活塞表面被布置成与第二气缸表面竖直地成一直线，所述竖直方向平行于与所述气缸盖耦接的气缸的竖直的中心轴线，并且其中活塞适于在气缸内从上止点位置到下止点位置在竖直方向上行进。系统的第二示例任选地包括第一示例，并且还包括第三气缸表面和第三活塞表面，所述第三活塞表面被布置成与第三气缸表面平行且竖直地成一直线，第三气缸表面相对于活塞沿着其行进的气缸的竖直的中心轴线被竖直地定位在第一气缸表面上方，并且第二气缸表面在第一气缸表面和第三气缸表面之间成角度。系统的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或两个，并且还包括其中第三活塞表面相对于活塞沿着其行进的气缸的竖直的中心轴线被竖直地定位在第一活塞表面上方，并且第二活塞表面在第一活塞表面和第三活塞表面之间成角度。系统的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个或每一个，并且还包括其中第二活塞表面相对于所述第一活塞表面成角度，该角度与第二气缸表面相对于第一气缸表面成的角度为相同的量。系统的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个或每一个，并且还包括其中第三活塞表面定位在第一活塞表面竖直上方的第一距离，并且第三气缸表面被定位在第一气缸表面竖直上方的第二距离，其中第一距离与第二距离相同。系统的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个或每一个，并且还包括耦接到第三气缸表面的燃料喷射器，当活塞处于下止点位置时，燃料喷射器朝向气缸的第一侧面和第一活塞表面的位置成角度，其中第一侧面耦接到第一气缸表面。系统的第七示例任选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个或每一个，并且还包括进气门和排气门，所述进气门设置在进气端口中并且适于覆盖第一气缸表面中的进气孔，所述排气门设置在排气端口中并且适于覆盖第二气缸表面中的排气孔，其中排气门相对于进气门和气缸的竖直的中心轴线成角度。该系统的第八示例任选地包括第一示例至第七示例中的一个或多个或每一个，并且还包括其中排气门朝向气缸的第二侧面成角度，第二侧面耦接到第三气缸表面，并且其中通过排气门的中心轴线的线与通过燃料喷射器的中心轴线的线相交。系统的第九示例任选地包括第一示例至第八示例中的一个或多个或每一个，并且还包括其中第一活塞表面、第二活塞表面和第三活塞表面形成活塞的顶表面，并且其中与顶表面相对布置的活塞的底表面耦接到曲轴。系统的第十示例任选地包括第一示例至第九示例中的一个或多个或每一个，并且还包括耦接到第一气缸表面的火花塞，其中火花塞布置在进气孔和第二气缸表面之间。

在一个实施例中，气缸盖包括：第一表面，其被布置成垂直于气缸盖的竖直中心线，并且在气缸盖的第一侧面上；第二表面，其被布置成垂直于中心线，并且在气缸盖的第二侧面上，第二侧面相对于中心线与第一侧面相对，第二表面被竖直地定位在第一表面下方；以及第三表面，其在第一表面和第二表面之间成角度。在气缸盖的第一示例中，第一表面、第二表面和第三表面中的每一个形成气缸盖的顶表面，并且其中被布置成平行于第一表面的气缸盖的分型表面适于与气缸耦接，其中气缸和气缸盖的顶表面形成燃烧室，并且其中气缸盖的中心线是燃烧室的中心线。气缸盖的第二示例任选地包括第一示例，并且还包括其中第一表面包括适于接收燃料喷射器的第一孔。气缸盖的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或每一个，并且还包括其中第二表面适于与进气端口耦接，并且包括适于接收进气门的第二孔。气缸盖的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个或每一个，并且还包括其中第三表面适于与排气端口耦接，并且包括适于接收排气门的第三孔。气缸盖的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个或每一个，并且还包括其中第二表面包括适于接收火花塞的第四孔。

在一个实施例中，系统包括：气缸体，其包括具有竖直中心线、第一侧面和第二侧面的气缸，第一侧面和第二侧面被布置成相对于中心线彼此相对；气缸盖，其包括耦接到气缸的分型表面和包括以下项中的每一个的顶表面：第一气缸盖表面，其被布置在气缸的第一侧面上，并且垂直于中心线；第二气缸盖表面，其被布置在气缸的第二侧面上，并且平行于第一气缸盖表面且在第一气缸盖表面的竖直上方；以及第三气缸盖表面，其在第一气缸盖表面和第二气缸盖表面之间成角度；以及燃料喷射器，其耦接到第二表面，并且朝向第一侧面并远离顶表面成角度。在系统的第一示例中，第一气缸盖表面耦接到第一侧面，并且第二气缸盖表面耦接到第二侧面。系统的第二示例任选地包括第一示例，并且还包括设置在气缸内的活塞，所述活塞适于沿着中心线行进并且包括活塞顶表面，所述活塞顶表面包括以下项中的每一个：第一活塞表面，其被布置成与第一气缸表面平行并竖直地成一直线；第二活塞表面，其被布置成与第二气缸表面平行并竖直地成一直线；以及第三活塞表面，其被布置成与第三气缸表面平行并竖直地成一直线。

需注意，包括在本文的示例控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非瞬时存储器中，并且可由包括控制器的控制系统与各种传感器、致动器以及其它发动机硬件的组合进行。本文描述的专用程序可表示任何数量的处理策略，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等中的一个或多个。这样，示出的各种动作、操作和/或功能可以以示出的顺序、并行执行或在一些情况下省略。同样地，处理的顺序不是实现本文所描述的示例实施例的特征和优点所必须要求的，而是为了便于说明和描述被提供。根据使用的特定策略，可重复执行示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外，所描述的动作、操作和/或功能可用图表表示被编程进发动机控制系统中的计算机可读存储介质中的非瞬时存储器的代码，其中通过执行系统中的指令进行所述动作，所述系统包括与电子控制器组合的各种发动机硬件部件。

应该理解，本文公开的配置和程序在本质上是示例性的，且这些具体实施例不应视为限制性意义，因为许多变化是可能的。例如，以上技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其它的发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置，以及其它特征、功能和/或特性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

下面的权利要求特别指出被视为新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指“一个”元件或“第一”元件或其等同物。应该理解，这些权利要求包括一个或更多这些元件的结合，既不要求也不排除两个或更多这些元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其它组合和子组合可通过本权利要求的修改或通过在这个或相关申请中提出新权利要求被要求保护。这些权利要求无论是更宽于、更窄于、等于或不同于原始的权利要求的范围，也被视为包括在本公开的主题之内。

Claims (19)

1.一种系统，其包括：

气缸盖，其包括耦接到进气端口的第一气缸表面和耦接到排气端口的第二气缸表面，所述第二气缸表面相对于所述第一气缸表面成角度；

活塞，其包括被布置成与所述第一气缸表面平行且竖直地对准的第一活塞表面和与被布置成与所述第二气缸表面平行且竖直地对准的第二活塞表面；以及

第三气缸表面和第三活塞表面，所述第三活塞表面被布置成与所述第三气缸表面平行且竖直地对准，所述第三气缸表面相对于所述活塞沿着其行进的气缸的竖直中心轴线被竖直地定位在所述第一气缸表面上方，并且所述第二气缸表面在所述第一气缸表面和所述第三气缸表面之间成角度。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，沿竖直方向，所述第一活塞表面被布置成与所述第一气缸表面竖直地对准，并且所述第二活塞表面被布置成与所述第二气缸表面竖直地对准，所述竖直方向平行于与所述气缸盖耦接的所述气缸的所述竖直中心轴线，并且其中所述活塞适于在所述气缸内在所述竖直方向上从上止点位置到下止点位置行进。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第三活塞表面相对于所述活塞沿着其行进的所述气缸的所述竖直中心轴线被竖直地定位在所述第一活塞表面上方，并且所述第二活塞表面在所述第一活塞表面和所述第三活塞表面之间成角度。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述第二活塞表面相对于所述第一活塞表面成角度，该角度与所述第二气缸表面相对于所述第一气缸表面成的角度为相同的量。

5.根据权利要求3所述的系统，其中所述第三活塞表面被定位在所述第一活塞表面竖直上方的第一距离，并且所述第三气缸表面被定位在所述第一气缸表面竖直上方的第二距离，其中所述第一距离与所述第二距离相同。

6.根据权利要求5所述的系统，其还包括耦接到所述第三气缸表面的燃料喷射器，当所述活塞处于下止点位置时，所述燃料喷射器朝向所述气缸的第一侧面和所述第一活塞表面的位置成角度，其中所述第一侧面耦接到所述第一气缸表面。

7.根据权利要求6所述的系统，其还包括进气门和排气门，所述进气门设置在所述进气端口中，并且适于覆盖所述第一气缸表面中的进气孔，所述排气门设置在所述排气端口中，并且适于覆盖所述第二气缸表面中的排气孔，其中所述排气门相对于所述进气门和所述气缸的所述竖直中心轴线成角度。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述排气门朝向所述气缸的第二侧面成角度，所述第二侧面耦接到所述第三气缸表面，并且其中通过所述排气门的中心轴线的线与通过所述燃料喷射器的中心轴线的线相交。

9.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一活塞表面、所述第二活塞表面和所述第三活塞表面形成所述活塞的顶表面，并且其中与所述顶表面相对布置的所述活塞的底表面耦接到曲轴。

10.根据权利要求7所述的系统，其还包括耦接到所述第一气缸表面的火花塞，其中所述火花塞布置在所述进气孔和所述第二气缸表面之间。

11.一种气缸盖，其包括：

第一气缸表面，其被布置成垂直于所述气缸盖的竖直中心线并且在气缸的第一侧面上；

第二气缸表面，其被布置成垂直于所述中心线并且在所述气缸的第二侧面上，所述第二侧面相对于所述中心线与所述第一侧面相对，所述第二气缸表面被竖直地定位在所述第一气缸 表面下方；以及

第三气缸表面，其在所述第一气缸表面和所述第二气缸表面之间成角度。

12.根据权利要求11所述的气缸盖，其中所述第一气缸表面、所述第二气缸表面和所述第三气缸表面中的每一个形成所述气缸盖的顶表面，并且其中被布置成平行于所述第一气缸表面的所述气缸盖的分型表面适于与所述气缸耦接，其中所述气缸和所述气缸盖的所述顶表面形成燃烧室，并且其中所述气缸盖的所述中心线是所述燃烧室的中心线。

13.根据权利要求11所述的气缸盖，其中所述第一气缸表面包括适于接收燃料喷射器的第一孔。

14.根据权利要求13所述的气缸盖，其中所述第二气缸表面适于与进气端口耦接，并且包括适于接收进气门的第二孔。

15.根据权利要求14所述的气缸盖，其中所述第三气缸表面适于与排气端口耦接，并且包括适于接收排气门的第三孔。

16.根据权利要求15所述的气缸盖，其中所述第二气缸表面包括适于接收火花塞的第四孔。

17.一种系统，其包括：

气缸体，其包括具有竖直中心线、第一侧面和第二侧面的气缸，所述第一侧面和所述第二侧面被布置成相对于所述中心线彼此相对；

气缸盖，其包括耦接到所述气缸的分型表面和包括以下项中每一个的顶表面：

第一气缸表面，其被布置在所述气缸的所述第一侧面上，并且垂直于所述中心线；

第二气缸表面，其被布置在所述气缸的所述第二侧面上，并且平行于所述第一气缸表面且在所述第一气缸表面的竖直上方；以及

第三气缸表面，其在所述第一气缸表面和所述第二气缸表面之间成角度；以及

燃料喷射器，其耦接到所述第二气缸表面，并且朝向所述第一侧面并远离所述顶表面成角度。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述第一气缸表面耦接到所述第一侧面，并且所述第二气缸表面耦接到所述第二侧面。

19.根据权利要求17所述的系统，其还包括设置在所述气缸内的活塞，所述活塞适于沿着所述中心线行进并且包括活塞顶表面，所述活塞顶表面包括以下项中的每一个：

第一活塞表面，其被布置成与所述第一气缸表面平行并竖直地对准；

第二活塞表面，其被布置成与所述第二气缸表面平行并竖直地对准；以及

第三活塞表面，其被布置成与所述第三气缸表面平行并竖直地对准。

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