CN110246671A - 具有隔振点火线圈装置的发动机组件 - Google Patents

Abstract

在本文公开的发动机点火线圈组件提供了一种点火线圈壳体，该点火线圈壳体可以安装在发动机缸体组件上并且与发动机振动隔离。发动机点火线圈组件包括点火线圈壳体。点火线圈壳体包含点火线圈装置。用于点火线圈装置的电连接器被安装到点火线圈壳体。弹性体罩支撑点火线圈壳体并且可以被设置在发动机缸体组件上，使得点火线圈壳体通过弹性体罩与发动机缸体组件间隔开。单个紧固件延伸穿过在点火线圈壳体中与弹性体罩平行的紧固件开口。弹性体隔离器在围绕单个紧固件的紧固件开口处被设置在点火线圈壳体上。单个紧固件的近端可以被固定到发动机缸体组件。

Description

具有隔振点火线圈装置的发动机组件

引言

本发明涉及一种具有点火线圈壳体的发动机点火线圈组件。在内燃发动机上，点火线圈壳体安装到发动机缸体组件的部件上，诸如气缸盖。电连接器可以被整体地安装到壳体上以从电源向在点火线圈壳体中的变压器提供电力，该变压器为安装在发动机缸体组件上的火花塞供电。

发明内容

电气部件，诸如安装到点火线圈壳体的电连接器，可以对发动机振动敏感。在本文公开的发动机点火线圈组件提供了一种点火线圈壳体，该点火线圈壳体可以安装在发动机缸体组件上并且与发动机振动隔离。发动机点火线圈组件包括点火线圈壳体。点火线圈壳体包含点火线圈装置。用于点火线圈装置的电连接器被安装到点火线圈壳体。弹性体罩支撑点火线圈壳体。单个紧固件延伸穿过在点火线圈壳体中与弹性体罩平行的紧固件开口。弹性体隔离器在围绕单个紧固件的紧固件开口处被设置在点火线圈壳体上。相应地，当弹性体罩被设置在发动机缸体组件上时，点火线圈壳体可以通过弹性体罩与发动机缸体组件间隔开并且夹在点火线圈护罩和弹性体隔离器之间。从发动机缸体组件到点火线圈壳体的振动路径被限于穿过弹性体罩或经由紧固件穿过弹性体隔离器的那些。

弹性体罩和弹性体隔离器可以是可充分地弹性变形的，以抑制发动机振动并且防止电连接器和点火线圈装置的过度振动。利用弹性体罩作为振动隔离器并且利用用于点火线圈壳体的单个紧固件可以减少部件数量、减少质量、并且符合包装空间限制。

发动机缸体组件可以限定火花塞开口，并且弹性体罩可以具有与火花塞开口对齐的通孔。发动机缸体组件可以具有围绕火花塞开口的凸起唇缘，并且弹性体罩可以位于凸起唇缘，随着凸起唇缘延伸进入弹性体罩的凹槽中。

在点火线圈壳体中的单个紧固件和紧固件开口可以被配置成使得单个紧固件能够在紧固件开口中相对于点火线圈壳体平移(例如，当其上安装有弹性体罩并且单个紧固件的近端固定到其上的发动机缸体组件振动时)。弹性体罩可以支撑在发动机组件的气缸盖、凸轮盖或摇臂盖中的至少一个上，并且单个紧固件固定到发动机组件的气缸盖、凸轮盖或摇臂盖中的至少一个上。换句话说，当发动机组件振动时，单个紧固件能够在紧固件开口中相对于点火线圈壳体平移，并且隔离器能够抑制移动。

在又一方面中，弹性体罩可以横向延伸到在点火线圈壳体中的紧固件开口，并且弹性体罩可以具有与在点火线圈壳体中的紧固件开口对齐的紧固件开口。单个紧固件可以延伸穿过在点火线圈壳体中的紧固件开口和在弹性体罩中的紧固件开口两者。因此，弹性体罩在紧固件开口处以及在火花塞开口处支撑点火线圈壳体，并且紧固件延伸穿过在弹性体罩中的紧固件开口而不是横跨间隙。

电连接器可以由在点火线圈壳体的侧壁中的开口支撑并且延伸穿过在点火线圈壳体的侧壁中的开口，该在点火线圈壳体的侧壁中的开口垂直于弹性体罩的通孔的中心轴线。

发动机组件可以包括套筒，该套筒被布置在紧固件开口中并且被配置成在紧固件开口处限制点火线圈壳体的压缩。套筒可以具有套筒开口，并且紧固件可以被配置成在套筒开口中相对于点火线圈壳体平移。

在一个或多个方面中，单个紧固件可以被配置成横跨在点火线圈壳体和发动机缸体组件之间的间隙。例如，弹性体罩可以通过间隙将点火线圈壳体与发动机缸体组件间隔开，并且单个紧固件可以横跨该间隙。单个紧固件的肩部可以邻接发动机缸体组件。可替换地，单个紧固件的凸缘可以邻接与单个紧固件的近端相邻的发动机缸体组件，并且在发动机缸体组件和点火线圈壳体之间的弹性体罩的高度可以大于单个紧固件的凸缘的高度，使得点火线圈壳体沿着单个紧固件的纵向轴线从单个紧固件的凸缘移位。单个紧固件的远端可以被配置成延伸超过与发动机缸体组件相对的点火线圈壳体，并且盖形螺母可以被配置成利用在盖形螺母和点火线圈壳体之间的弹性体隔离器装配到单个紧固件的远端。

在一个方面中，一种发动机组件包括具有内部腔的点火线圈壳体和具有线圈开口的第一壳体壁。点火线圈装置被配置成设置在内部腔中。发动机缸体组件具有火花塞开口。弹性体罩被配置成在火花塞开口处安装到发动机缸体组件上，并且具有通孔。点火线圈壳体被配置成安装在弹性体罩上，其中点火线圈装置的输出端延伸穿过点火线圈开口和通孔，并且可操作地连接到安装在火花塞开口中的发动机缸体组件上的火花塞。点火线圈壳体具有与通孔平行延伸的紧固件开口。紧固件被配置成延伸穿过紧固件开口并且固定到发动机缸体组件。点火线圈壳体和发动机缸体组件都被配置成使得点火线圈壳体通过弹性体罩从发动机缸体组件完全移位。弹性体隔离器被配置成在与第一壳体壁相对的点火线圈壳体的第二壳体壁处支撑紧固件，使得弹性体罩和弹性体隔离器将点火线圈壳体与发动机缸体组件的振动隔离。

在一个方面中，电连接器由点火线圈壳体支撑并且延伸穿过点火线圈壳体。电连接器可以包括连接到点火线圈装置的输入端用于向点火线圈装置供电。

通过以下结合附图对用于执行本公开的最佳模式的详细描述，本公开的以上特征和优点以及其它特征和优点是显而易见的。

附图说明

图1是具有包括点火线圈装置的发动机点火线圈组件的发动机组件的局部剖视图。

图2是图1的发动机组件的侧视图。

图3是具有包括点火线圈装置的发动机点火线圈组件的替代性的发动机组件的局部剖视图。

图4是具有包括点火线圈装置的发动机点火线圈组件的替代性的发动机组件的局部剖视图。

图5是图4的发动机组件的侧视图。

图6是图5的发动机组件的紧固件、盖形螺母以及隔离器的分解视图。

图7是包括在点火线圈壳体中的紧固件开口处的压缩限制套筒的点火线圈壳体的替代实施例的示意性图示。

具体实施方式

参照附图，其中相同的参考标号表示相同的部件，图1示出了诸如用于车辆的发动机组件，包括机动车辆或非机动车辆。车辆可以是自主的或由人驱动的，并且可以包括但不限于在商用车辆(汽车、卡车、运动型多功能车等)、工业车辆(公共汽车等)、农用车辆、客车、飞机、船只、火车、全地形车辆、个人移动装置、机器人等的形式中的移动平台，以实现本公开的目的。更进一步，发动机组件10可以是用于非车辆应用的。

发动机组件10是使用火花点火的内燃发动机。发动机组件10包括发动机缸体组件12，该发动机缸体组件具有限定燃烧气缸16(示出一个)的发动机缸体14。火花塞18由发动机缸体组件12的另一发动机部件支撑，诸如气缸盖、凸轮盖或摇臂盖。如图所示，发动机部件将被称为气缸盖20。垫圈22可以帮助密封在发动机缸体14和气缸盖20之间的接口。

气缸盖20具有火花塞开口24，火花塞18支撑在该火花塞开口处，使得火花塞尖端26延伸到燃烧气缸16中。弹性体罩28被设置在发动机缸体组件12上，其中弹性体罩位于在气缸盖20的升高的唇缘30，使得弹性体罩由气缸盖20支撑。凸起唇缘30和弹性体罩28围绕火花塞开口24。更具体地，弹性体罩28的凸缘32围绕凸起唇缘30。弹性体罩28的中心部分34向下延伸进入火花塞开口24。凸起唇缘30延伸进入在凸缘32和中心部分34之间的凹槽36，该凹槽被配置成接收凸起唇缘30。例如，凸起唇缘30和凹槽36可以是环形的。相应地，弹性体罩28被配置成在火花塞开口24处安装到发动机缸体组件12。弹性体罩28具有与火花塞开口24对齐的通孔38。

发动机组件10包括包含点火线圈装置52的点火线圈壳体50。用于点火线圈装置52的电连接器54与点火线圈壳体50是一个整体并且被安装到其上。更具体地，整体电连接器54由点火线圈壳体50的侧壁57中的开口55支撑并且延伸穿过该开口，该开口垂直于弹性体罩28的通孔38的中心轴线C2。电连接器54包括连接到点火线圈装置52的相对低电压的输入端56，用于向变压器60的初级绕组58供应电力。例如，控制器C可以控制电源P(诸如电池)以通过输入端56向变压器60提供电力。输入端56可以包括配对到电连接器54的外部的多个销。变压器60包括初级绕组58和次级绕组62，两者都缠绕在铁芯(未示出)上。次级绕组62具有比初级绕组58更多数量的匝，使得当供应给初级绕组58的电流被中断时(诸如经由在控制器C中的固态开关)在次级绕组62中感应到相对高的电压。输出端64延伸穿过在第一壳体壁67(即底部壳体壁)中的点火线圈开口65，并且将次级绕组62与导电弹簧66连接，该导电弹簧又连接到延伸穿过绝缘体70的电极68。

经由固态开关的在电流中的变化的定时控制电极68的电压。在电极68处的电压横跨间隙72到火花塞尖端26，产生点燃气缸16中的燃料的火花。发动机振动是由于通过燃烧过程生成的力而发生。当电连接器54和点火线圈装置52的相对较小的部件与发动机振动隔离时，这些部件的完整性得到了最好的保护。相应地，点火线圈壳体50、弹性体罩28、紧固件74以及紧固件74上的弹性体隔离器76可以被称为发动机点火线圈组件，并且被配置成将点火线圈壳体50和与其连接的电气部件与发动机振动隔离。

首先，点火线圈壳体50被配置成不与发动机缸体组件12接触。相反，点火线圈壳体50的下(近端)表面84支撑在弹性体罩28的上(远端)表面85上，使得点火线圈壳体50通过弹性体罩28与发动机缸体组件12间隔开。在图1和2中，示出了在气缸盖20的外表面82和点火线圈壳体50的下(近端)表面84之间的间隙80。外表面82和下表面84是表示为平面的，使得得到的间隙80具有均匀的高度。然而，表面82、84可以是非平面的，具有不均匀的得到的间隙80，只要表面82、84彼此不接触，使得点火线圈壳体50通过弹性体罩28从发动机缸体组件12完全移位。

除了支撑点火线圈壳体50的弹性体罩28，点火线圈壳体50通过单个紧固件74被紧固到发动机缸体组件12。换句话说，不存在将点火线圈壳体50连接到发动机缸体组件12的附加的紧固件。单个紧固件74延伸穿过在点火线圈壳体50中的紧固件开口86。单个紧固件74具有通过弹性体罩28的通孔38平行于弹性体罩28的中心轴线C2的纵向轴线C1。紧固件开口86比单个紧固件74宽。例如，在沿着单个紧固件74的中心轴线截取的横截面中，两者都可以是圆形的，垂直于图1的视图，其中单个紧固件74的直径小于开口86的直径，使得在紧固件开口86中的单个紧固件74和线圈壳体50之间存在空隙88。

单个紧固件74的螺纹近端90通过拧入在气缸盖20中的螺纹紧固件开口92来被固定到发动机缸体组件12。单个紧固件74在邻近螺纹近端90的直径上更宽，使得单个紧固件74的肩部94搁置在气缸盖20的表面82上。

弹性体隔离器76在围绕单个紧固件74的紧固件开口86处被设置在点火线圈壳体50的第二壳体壁69(即，远端壁，也称为上壁)上。例如，弹性体隔离器76可以是环形结构，其具有设置成与点火线圈壳体50的上(远端)表面98接触的下(近端)表面96。第二壳体壁69与第一壳体壁67相对。单个紧固件74的紧固件头100邻接弹性体隔离器76的上(远端)表面102，使得隔离器76在第二壳体壁69处支撑单个紧固件74。在将火花塞18在火花塞开口24处拧入气缸盖20的螺纹部分104之后，弹性体罩28的下部分106装配在火花塞18之上，并且唇缘30被放置在凹槽36中。利用高电压端64点火线圈壳体50被安装在弹性体罩28上，该高电压端延伸进入通孔38并且与弹簧66连接。点火线圈壳体50被定位在弹性体罩28上使得紧固件开口86与螺纹开口92对齐。隔离器76被放置在紧固件开口86处的表面98上，或者已经位于在头100下方的紧固件74周围。然后，单个紧固件74滑动通过紧固件开口86，并且螺纹端90被螺纹连接到气缸盖20。

隔离器76、点火线圈壳体50以及弹性体罩28从远侧表面85到凸缘32底部的组合高度可以稍微大于或等于单个紧固件74从头100的下侧到肩部94的高度，使得当单个紧固件74被拧入紧固件开口92时，弹性体罩28和隔离器76被稍微压缩。相应地，将点火线圈壳体50与发动机缸体组件12间隔开(即，不接触)，并且夹在弹性体罩28和弹性体隔离器76之间。从发动机缸体组件12到点火线圈壳体50的振动路径限于穿过弹性体罩28的路径，以及经由单个紧固件74穿过弹性体隔离器76的路径。弹性体罩28和弹性隔离器76是天然橡胶或另一具有比点火线圈壳体50的弹性可变形性更大的可充分地弹性变形性的材料，该点火线圈壳体是塑料或金属的，并且比单个紧固件74(其是钢)的弹性可变形性更好。弹性体罩28和弹性隔离器76是可充分地弹性变形的以抑制发动机振动并且防止电连接器54和点火线圈装置52的过度振动。在发动机振动期间，因为紧固件开口86通过空隙88比单个紧固件74更宽，单个紧固件74可以沿着其在紧固件开口86中的纵向中心轴线相对于点火线圈壳体50平移，随着气缸盖20及其振动而移动，但是不会由于弹性体罩28和弹性隔离器76而将振动传递到点火线圈壳体50。

图3示出了与关于发动机组件10所描述的相同的另一发动机组件210，除了弹性体罩28被弹性体罩228替代之外，该弹性体罩228包括从通孔38横向延伸到在气缸盖20中的螺纹紧固件开口92的侧部分229。因此，单个紧固件74延伸两者穿过在点火线圈壳体50中的紧固件开口86，穿过弹性体罩228中的紧固件开口215，并且进入在气缸盖20中的紧固件开口92。在图1的弹性体罩28和单个紧固件74之间的发动机组件10的间隙80由在发动机组件210中的侧部分229填充。因此，点火线圈壳体50的下表面84的较大面积与弹性体罩228接触并且由其支撑，这有助于进一步将点火线圈壳体50与发动机振动隔离。相似的部件用相似的参考标号表示，并且其功能与关于发动机组件10所描述的相同。

图4-5示出了另一发动机组件310，除了单个紧固件74被单个紧固件374和盖形螺母311替代之外，该发动机组件310在所有方面都类似于发动机组件10。在图6中以分解视图示出了单个紧固件374、盖形螺母311以及隔离器76。单个紧固件374的凸缘313邻接与单个紧固件374的螺纹近端390相邻的气缸盖20的表面82。在发动机缸体组件12和点火线圈壳体50之间的弹性体罩28的高度H1大于单个紧固件374的凸缘313的高度H2，使得点火线圈壳体50沿着单个紧固件374的纵向轴线C1从单个紧固件的凸缘313移位。单个紧固件374是足够长的，使得单个紧固件374的螺纹远端387延伸超过与发动机缸体组件12相对的点火线圈壳体50。换句话说，当螺纹端390被固定在紧固件开口92中时，螺纹远端387延伸超过隔离器76的远端表面102。凸缘313的表面392的面积大于在图1中的肩部94的表面的面积，如果单个紧固件374首先被固定到气缸盖20上，然后线圈壳体50被放置在弹性体罩28上和单个紧固件374上，则向单个紧固件374提供稳定性。接着，隔离器76被放置在单个紧固件374的远端之上。盖形螺母311具有内螺纹，该内螺纹然后被螺纹连接到单个紧固件374的螺纹远端387，其中弹性体隔离器76在盖形螺母311和点火线圈壳体50之间。相似的部件用相似的参考标号表示，并且其功能与关于发动机组件10所描述的相同。

图7示出了发动机线圈壳体50，其具有比紧固件开口86稍大的紧固件开口86A，并且套筒87设置在紧固件开口86A中。紧固件开口86A从第一壳体壁67到第二壳体壁69完全延伸穿过线圈壳体50。套筒87是具有与紧固件开口86A的纵向中心轴线重合的纵向中心轴线的管状结构。与紧固件开口86A相同，套筒87具有延伸穿过套筒87的套筒开口89。套筒开口89是足够大的，使得在单个紧固件74或374与套筒87的内表面之间存在类似于空隙88的空隙，使得当发动机缸体组件振动时，单个紧固件74或374沿着其纵向中心轴线相对于在套筒开口89中的点火线圈壳体50平移。套筒87可以是钢或比点火线圈壳体50更硬的另一材料，使得套筒被配置成限制在紧固件开口86A处的点火线圈壳体50的压缩(也就是说，限制点火线圈壳体在沿着紧固件开口86A的长度的方向上的向内压缩)。套筒87可以通过将点火线圈壳体50模制到套筒87来被固定到点火线圈壳体50。

虽然已经详细描述了实施本公开的最佳模式，但是本公开所涉及的领域的技术人员将认识到在所附权利要求的范围内实施本公开的各种替代设计和实施例。

Claims (10)

1.一种发动机点火线圈组件，包括：

点火线圈壳体，其包含点火线圈装置并且具有用于所述点火线圈装置的电连接器，所述电连接器被安装到所述点火线圈壳体；

弹性体罩，其支撑所述点火线圈壳体；

单个紧固件，其延伸穿过在所述点火线圈壳体中与所述弹性体罩平行的紧固件开口；以及

弹性体隔离器，其设置在围绕所述单个紧固件的所述紧固件开口处的所述点火线圈壳体上；其中所述弹性体罩和所述弹性体隔离器被配置成将所述点火线圈壳体与振动隔离。

2.如权利要求1所述的发动机点火线圈组件，其中所述单个紧固件和所述紧固件开口被配置成使得所述单个紧固件能够在所述紧固件开口中相对于所述点火线圈壳体平移。

3.如权利要求1所述的发动机点火线圈组件，其中：

所述弹性体罩横向延伸到在所述点火线圈壳体中的所述紧固件开口，并且具有与在所述点火线圈壳体中的所述紧固件开口对齐的紧固件开口；以及

所述单个紧固件延伸穿过在所述点火线圈壳体中的所述紧固件开口和在所述弹性体罩中的所述紧固件开口两者。

4.如权利要求1所述的发动机点火线圈组件，其中：

所述电连接器由在所述点火线圈壳体的侧壁中的开口支撑并且延伸穿过所述开口，所述开口垂直于所述弹性体罩的通孔的中心轴线。

5.如权利要求1所述的发动机点火线圈组件，进一步包括：

套筒，其设置在所述紧固件开口中并且被配置为在所述紧固件开口处限制所述点火线圈壳体的压缩；以及

其中所述套筒具有套筒开口，并且所述紧固件被配置成在所述套筒开口中相对于所述点火线圈壳体平移。

6.如权利要求1所述的发动机点火线圈组件，其与发动机缸体组件组合，其中：

所述弹性体罩被设置在所述发动机缸体组件上，并且所述点火线圈壳体通过将所述弹性体罩与所述发动机缸体组件间隔开，以将所述发动机缸体组件的振动与所述点火线圈壳体隔离；以及

所述单个紧固件具有固定到所述发动机缸体组件的近端并且被配置成横跨在所述点火线圈壳体和所述发动机缸体组件之间的间隙。

7.如权利要求6所述的发动机点火线圈组件和发动机缸体组件，其中所述单个紧固件的肩部邻接所述发动机缸体组件。

8.如权利要求1所述的发动机点火线圈组件，其与发动机缸体组件组合，其中：

所述发动机缸体组件限定火花塞开口；

所述弹性体罩具有与所述火花塞开口对齐的通孔；

所述发动机缸体组件具有围绕所述火花塞开口的凸起唇缘；以及

所述弹性体罩位于所述凸起唇缘，其中所述凸起唇缘延伸进入所述弹性体罩的凹槽中。

9.如权利要求1所述的发动机点火线圈组件，其与发动机缸体组件组合，其中：

所述单个紧固件的凸缘邻接与所述单个紧固件近端相邻的发动机缸体组件；以及

在所述发动机缸体组件和所述点火线圈壳体之间的所述弹性体罩的高度大于所述单个紧固件的凸缘的高度，使得所述点火线圈壳体沿着所述单个紧固件的纵向轴线从所述单个紧固件的凸缘移位。

10.如权利要求9所述的发动机点火线圈组件和发动机缸体组件，其中，所述单个紧固件的远端被配置成延伸超过与所述发动机缸体组件相对的所述点火线圈壳体；并且所述发动机组件进一步包括：

盖形螺母，其被配置成利用在所述盖形螺母和所述点火线圈壳体之间的所述弹性体隔离器装配到所述单个紧固件的远端。