CN115704354A - 用于燃料喷射的插入装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于燃料喷射的插入装置，其主体具有与发动机汽缸的汽缸盖联接的上主体部分、从所述上主体部分朝向所述发动机汽缸的燃烧室延伸的下主体部分、围绕中心容积延伸的内表面，所述中心容积被定位成从燃料喷射器接收液体燃料。所述主体包括多个气体入口通道和多个燃料气体混合物出口通道。所述气体入口通道将气体引导到所述中心容积中。所述燃料气体混合物出口通道将燃料气体混合物引导到所述燃烧室中。所述内表面包括沿所述主体的中心轴线在所述入口通道和所述出口通道之间的多个凹入表面部分，所述凹入表面部分被成形为将进入所述中心容积中的所述气体朝向所述中心容积中的所述液体燃料引导。

Description

用于燃料喷射的插入装置
技术领域
本文描述的主题涉及用于在将混合物喷射到发动机汽缸中之前将燃料和气体混合成燃料气体混合物的燃料喷射的插入装置和方法。
背景技术
在压燃式发动机中，燃料可以直接喷射到压缩的热气中，例如空气或空气和再循环废气的混合物。燃料在燃料喷射到发动机的汽缸内的位置附近与这些缸内气体混合。当相对冷的燃料与较高温度的气体混合时，所得混合物达到足以点火的温度。这可能是动态事件，并且燃料可以被点燃并且可以在燃料喷雾羽流的头部燃烧，同时燃料继续被喷射到喷雾羽流的另一端。
当夹带到喷射燃料中的气体的温度保持升高时，可以减少燃料的喷射和汽缸中燃料空气混合物的点火之间的延迟。这可能导致燃料喷雾羽流在初始点火之前具有次优的燃料空气混合比，这可能产生烟灰。烟灰的产生和随后的累积会降低发动机的性能，并且最终需要对发动机进行清洁或其它修理。另外，某些法规或法律可能会限制发动机可生成多少颗粒物或其它排放物。
插入装置可以放置在燃料喷射器和发动机汽缸的燃烧室之间，以在燃料和空气的混合物被引导到燃烧室之前混合燃料和空气。这些插入装置可能暴露在极端温度下，由于这些装置具有与插入装置所联接的汽缸盖不同的热膨胀系数(CTE)，这可能会给插入装置带来机械应力。这种应力会损坏或破坏插入装置和/或汽缸盖。
插入装置可以包括通过其接收气体和燃料的导管。可能需要控制插入装置内的气体和/或燃料的特征，以及燃料气体混合物进入发动机汽缸的流动。因此，需要能够控制朝向这些插入装置移动、在这些插入装置内移动和从这些插入装置移出的流体的插入装置。
发明内容
在一个或多个实施例中，一种插入装置包括主体，该主体具有被配置成与发动机汽缸的汽缸盖联接的上主体部分和当上主体部分与汽缸盖联接时从上主体部分朝向发动机汽缸的燃烧室延伸的下主体部分。该主体包括围绕中心容积延伸的内表面，该中心容积被定位成当上主体部分与汽缸盖联接时从燃料喷射器接收液体燃料。该主体包括气体入口通道和燃料气体混合物出口通道。气体入口通道被定位成从主体外部接收气体并将气体引导到中心容积中，在该中心容积中气体与液体燃料混合以形成燃料气体混合物。燃料气体混合物出口通道被定位成当上主体部分与汽缸盖联接时将燃料气体混合物引导到发动机汽缸的燃烧室中。主体的内表面包括沿主体的中心轴线在气体入口通道和燃料气体混合物出口通道之间的凹入表面部分。凹入表面部分被成形为将进入中心容积中的气体流朝向中心容积中的液体燃料引导到中心容积中。
在一个或多个实施例中，一种插入装置包括主体，该主体具有被配置成与发动机汽缸的汽缸盖联接的上主体部分和当上主体部分与汽缸盖联接时从上主体部分朝向发动机汽缸的燃烧室延伸的下主体部分。该主体包括围绕中心容积延伸的内表面，该中心容积被定位成当上主体部分与汽缸盖联接时从燃料喷射器接收液体燃料。该主体包括燃料气体混合物出口通道、上组气体入口通道和下组气体入口通道。上组气体入口通道和下组气体入口通道被定位成从主体外部接收气体并将气体引导到中心容积中，在该中心容积中气体与液体燃料混合以形成燃料气体混合物。燃料气体混合物出口通道被定位成当上主体部分与汽缸盖联接时将燃料气体混合物引导到发动机汽缸的燃烧室中。主体的内表面包括在燃料气体混合物出口通道和上组气体入口通道或下组气体入口通道中的一者或多者之间的凹窝。凹窝被成形为将进入中心容积中的气体流朝向中心容积中的液体燃料引导。
在一个或多个实施例中，一种方法包括将第一层沉积到构建表面上，并且在第一层上顺序地沉积一个或多个附加层以形成附加制造的主体，该附加制造的主体具有被配置成与发动机汽缸的汽缸盖联接的上主体部分和当上主体部分与汽缸盖联接时从上主体部分朝向发动机汽缸的燃烧室延伸的下主体部分。该主体被形成为具有围绕中心容积延伸的内表面，该中心容积被定位成当上主体部分与汽缸盖联接时从燃料喷射器接收液体燃料。该主体被形成为具有气体入口通道和燃料气体混合物出口通道。气体入口通道被定位成从主体外部接收气体并将气体引导到中心容积中，在该中心容积中气体与液体燃料混合以形成燃料气体混合物。燃料气体混合物出口通道被定位成当上主体部分与汽缸盖联接时将燃料气体混合物引导到发动机汽缸的燃烧室中。主体的内表面被形成为具有沿主体的中心轴线在气体入口通道和燃料气体混合物出口通道之间的凹入表面部分。凹入表面部分被成形为将进入中心容积中的气体流朝向中心容积中的液体燃料引导。
附图说明
参考附图，通过阅读以下对非限制性实施例的描述，可以理解本发明的主题，其中以下。
图1绘示了联接到发动机中的发动机汽缸的汽缸盖的插入装置的一个实例的截面图；
图2绘示了图1所示的插入装置的一个实例的放大截面图；
图3绘示了图2所示的插入装置的截面视图；
图4绘示了根据一个实施例的插入装置的截面图；
图5绘示了根据一个实施例的插入装置的截面图；
图6绘示了根据一个实施例的插入装置的截面图；
图7绘示了根据一个实施例的插入装置的截面图；
图8绘示了根据一个实施例的插入装置的截面图；以及
图9绘示了根据一个实施例的插入装置的截面图。
具体实施方式
本文描述的主题的实施例涉及将燃料和气体(例如，空气)混合成燃料气体(或燃料空气)混合物，然后将该燃料气体(或燃料空气)混合物引导到发动机汽缸中的插入装置和方法。插入装置可以包括与发动机的汽缸盖联接的上主体部分，和从上主体部分朝向发动机汽缸的燃烧室延伸的下主体部分。插入装置包括围绕中心容积(central volume)延伸并限定中心容积的内表面，该中心容积从燃料喷射器接收液体燃料并从一个或多个气体入口通道接收气体。气体在中心容积内与液体燃料组合或混合，并经由一个或多个燃料气体混合物出口通道朝向燃烧室被引导出中心容积。插入装置的内表面可以包括一个或多个零件(例如，凹入表面零件、突起、延伸部、角表面等)，这些零件可以被配置成用于控制或改变装置内的气体、液体燃料和/或燃料气体混合物的一个或多个特征。例如，一个或多个零件可以控制或改变插入装置内的一种或多种流体的压力、容积流速、旋转力、数量、湍流水平等。
插入装置可以影响和/或控制燃料的点火延迟(例如，通过相对于喷射时间延迟点火)。点火控制可以允许在混合物到达燃烧区域以点火或燃烧之前获得不同的(例如，较稀的)燃料空气混合物。本文描述了有助于燃料燃烧事件的这种修改的几种概念。尽管在一些组合件中可以使用管和管道，但是其它插入装置限定通道、流动路径、导管等，并且在汽缸的燃烧室内不包括管结构也不包括管道结构。一些具有管或管道的装置已经显示出遭受灾难性的故障，例如在管内发生的爆炸。
参考此类概念中的一些，插入装置可以放置在燃料喷射器和发动机汽缸内的活塞之间的汽缸盖中，或者可以设置在活塞的顶部。插入装置可以控制(例如，减少)夹带到喷射的燃料流中的热气的量。燃料喷射器可以喷射燃料并且可以具有形成多个燃料流的喷嘴。通过在这些插入装置中添加，燃料和空气在发动机汽缸中点火之前可能有更多的时间混合。另外，可以控制燃料与气体/空气的比率，这可以减少或消除在燃烧过程期间某些废气产物(例如，烟灰、NOx)的产生。本文描述的本发明的插入装置还可以被称为混合结构或混合组合件。
通过将这些插入装置添加到发动机中，这些装置可以接触热气和空气以用作散热器。以此方式，当气体/空气与插入装置内的燃料流羽流一起结合、夹带和/或扫过时，插入装置可局部冷却先前热的气体/空气。插入装置可以冷却可能被夹带到喷射到汽缸中的燃料流中的气体。较冷的混合物可以延迟点火，并且从而减少生成的烟灰量或完全防止烟灰的生成。插入装置的各种实施例可以被称为碳烟减少组合件或发动机组合件。如本文所用，术语气体(gas或gases)包括空气、空气和再循环废气(EGR)的组合、空气和其它稀释剂(例如，水蒸气、CO2和/或N2等)的组合、经改性以改变氧气浓度的空气，以及前述任一种与抽吸的天然气的组合。
如本文所述，插入装置的各种实施例包括减少或消除由插入装置所暴露的升高的温度引起的机械应力的特点或设计。减小这些应力可增加插入装置和/或汽缸盖的使用寿命。
可以使用三维印刷，直接金属激光烧结等附加地制造插入装置。插入装置可由相同的材料或材料的组合形成。插入装置可以是均质主体，在整个装置主体中具有一致的配方和密度。例如，用于形成插入装置的材料的重量、容积或重量和容积两者的相对量或比率在整个插入装置中可以是相同的，而与插入装置的任何部分的尺寸或形状无关。可替代地，插入装置可以是非均质的主体，在插入装置的不同位置，材料的重量、容积或重量和容积的相对量或比率不同。插入装置可以是整体式的，因为插入装置形成为单件式主体，并且不是通过形成随后连接在一起以形成插入装置的单独部件来产生。整体式插入装置的主体可以彼此一体地形成为单个主体。可以通过在连接在一起以形成插入装置的不同部件之间不存在任何接缝或界面来识别或验证插入装置的整体方面或性质。可替代地，插入装置可以不是整体式主体，因为该插入装置形成为随后连接在一起以形成插入装置的多个单独部件。可以通过在连接在一起以形成插入装置的不同部件之间的接缝或界面来识别或验证插入装置的非整体方面或性质。
用于形成插入装置的附加制造工艺可以包括逐层地顺序地构造装置主体。例如，可以通过将第一层沉积到构建表面上，并且在第一层上顺序地沉积一个或多个附加层以形成附加制造的插入装置来形成插入装置。合适的工艺包括例如选择性激光熔化(或烧结)和粘合剂射流。选择性激光熔化涉及在构建板上沉积一层粉末，并使用扫描计算机辅助设计(CAD)图案或文件的镱光纤激光器熔断功率的选择性部分。粘合剂射流通过嵌入金属粉末和聚合物粘合剂而产生部件，该粘合剂在不使用激光加热的情况下将颗粒和层粘合在一起。
插入装置的不同部分可以由不同材料附加制造。例如，邻接或接触发动机汽缸的汽缸盖的插入装置的部分可以由具有与汽缸盖的CTE相同或更接近的CTE的第一材料(例如，金属或金属合金、聚合物、陶瓷等)形成，而不邻接或不接触汽缸盖的插入装置的另一部分可以由具有不同于或远离汽缸盖的CTE的CTE(比接触汽缸盖的插入装置的部分离汽缸盖的CTE更远)的另一种材料形成。
图1绘示了联接到发动机中的发动机汽缸302的汽缸盖300的插入装置100的一个实例的截面图。插入装置可以在燃料喷射器304和汽缸中的活塞308的冠部306之间的位置联接到汽缸盖。在发动机运行期间，活塞朝向和远离燃料喷射器移动，或者在图1的视图中向上和向下移动。在所绘示的实施例中，插入装置可以是固定的，因为混合结构可以被安装或以其他方式固定到汽缸盖上。活塞朝向和远离燃料喷射器和固定插入装置移动。在一个实施例中，插入装置可以固定或以其它方式联接到或结合到活塞的冠部中，使得插入装置随着活塞朝向和远离燃料喷射器移动。
在运行中，燃料喷射器将一股或多股燃料喷射到插入装置的主体的中心容积中。在运行期间，燃料流从燃料喷射器流动通过插入装置的中心容积。供给到燃料喷射器的压力可导致全部或基本上全部(例如，至少90％)的燃料通过插入装置的导管(在与气体混合之后，如本文所述)。
当燃料流入插入装置的内部容积中时，移动的燃料通过装置中的空气通路(例如，沿插入装置的顶部的开口，例如背对活塞并且总体上在朝向燃料喷射器的方向上的插入装置的侧面；燃料通路上方的开口；在燃料通路下方的开口；等)吸入气体。可能相对热的气体，可以被拉动通过插入装置的内部，使得热的气体从插入装置外部向内移动到插入装置的中心容积中。
插入装置可通过作为散热器操作和/或增加空气的停留时间(例如，空气流过插入装置，与燃料混合并进入发动机汽缸的持续时间)来冷却进入的空气。然后至少部分冷却的气体被夹带在插入装置中的燃料流动中，以在插入装置内形成燃料气体混合物。该燃料气体混合物可以在燃料或气体进入汽缸的燃烧室之前形成。燃料和气体混合以形成燃料气体混合物，其经由一个或多个混合物导管流出插入装置。然后燃料气体混合物流入汽缸的燃烧室。燃料气体混合物可以比不流过插入装置或不在插入装置内混合的燃料气体混合物更冷，这可以延迟汽缸的室内的点火并且防止或减少烟尘形成，如本文所述。
任选地，导管可以被定向成将燃料气体混合物更远地引导到汽缸的燃烧室中，使得燃料气体混合物进一步渗透到燃烧室中(例如，与使用插入装置将燃料和气体引导到燃烧室中而不混合燃料和气体相比。例如，在插入装置中混合燃料和气体，并且然后使用插入装置将燃料气体混合物引导到燃烧室中可以相对于燃料和气体射流将分别具有的质量和速度改变混合射流的质量和速度的组合，而无需插入装置中预混合燃料和气体。例如，具有混合结构的射流可能比没有插入装置的射流更受限制(例如，更窄)。另外，相对于没有插入装置的射流，射流可以具有较低的初始质量夹带但具有较高的速度。在没有插入装置的情况下，该射流可能在流动路径中更早地夹带更多的气体，这将在喷雾区域内具有高质量并且使喷雾扩散，导致进入汽缸的较低速度和较低穿透力。通过插入装置的混合物的浓度越高、速度越快导致混合物更远地进入燃烧室到可能离插入装置更远的位置(相对于不使用插入装置)。随着混合物进入燃烧室的渗透增加，燃烧室内的烟灰氧化可能增强，这可以消除或减少发动机汽缸中的烟灰量。
图2绘示了图1所示的插入装置100的一个实例的放大截面图。插入装置具有主体106，其包括上主体部分102和从上主体部分朝向发动机汽缸的燃烧室延伸的下主体部分108。上主体部分与汽缸盖联接并接收燃料喷射器。下主体部分与燃烧室流体联接。在一个或多个实施例中，上主体部分具有基本上圆形的截面形状，并且下主体部分具有大于上主体部分的基本上圆形的截面形状。在一个实施例中，上主体部分可以与下主体部分同心和/或同轴。任选地，主体的上主体部分和/或下主体部分可具有相对于上主体部分或下主体部分中的另一个的替代截面形状、尺寸或定向。插入装置的主体沿中心轴线104在主体的上主体部分和下主体部分之间延伸。上主体部包括上端322，当上主体部分与汽缸盖联接时该上端被定位成背对燃烧室。例如，上端背对主体的下主体部分。上端可以表示沿插入装置的顶侧的外表面。
图3绘示了图2所示的插入装置的局部截面图。主体包括围绕插入装置的中心容积314延伸的内表面312。中心容积被成形和定位成当上主体部分与汽缸盖联接时从燃料喷射器(图2所示)接收液体燃料。在一个实施例中，上主体部分可以包括沿主体的内表面的一部分设置的内螺纹316。内螺纹可以对应于燃料喷射器的螺纹，并且可以将插入装置与燃料喷射器联接，或者可以将插入装置与发动机汽缸的汽缸盖的另一部分联接。另外，主体包括可以与燃料喷射器的对应联接零件配合或联接的联接零件332。例如，在所绘示的实施例中，联接零件远离主体的内表面朝向中心轴线突出。燃料喷射器可以包括可以在其中接收联接零件的联接凹部或接收凹部。任选地，插入装置可以通过任何替代的配合和/或联接零件(例如但不限于压配合、卡扣零件、对准组件等)与汽缸盖联接。
插入装置包括从主体外部接收气体的多个气体入口通道318、320。例如，气体入口通道是将气体引导到插入装置的中心容积中的通道、导管、通路等。从主体的中心容积内接收的气体与从燃料喷射器接收的液体燃料混合以形成燃料气体混合物。插入装置还包括燃料气体混合物出口通道324，以将燃料气体混合物朝向发动机汽缸的燃烧室引导出中心容积。
在图3所绘示的实施例中，插入装置包括上组气体入口通道318和下组气体入口通道320。上组气体入口通道可以包括围绕主体的中心轴线设置的多个入口通道。下组气体入口通道可以包括与上组相同数量或不同数量的入口通道。另外，下组可以包括围绕中心轴线设置的多个入口通道。在一个或多个实施例中，上组气体入口通道可以具有与下组气体入口通道的形状、尺寸和/或定向相同或不同的形状、尺寸和/或定向。例如，上组可以具有与下组的尺寸不同的尺寸以相对于经由下组引导到中心容积中的气体量来控制经由上组引导到主体的中心容积中的气体量。任选地，上组可以具有定向，使得上组气体入口通道在相对于中心轴线的第一径向方向上将气体引导到中心容积，并且下组可以具有取向，使得该下组在相对于中心轴线的不同的第二径向方向上将气体引导到中心容积。任选地，上组和下组可以将气体以基本上相同或类似的径向方向(例如，在约2°差、约5°差、约15°差等内)引导到中心容积中。
上组气体入口通道设置在插入装置的上主体部分内并且下组气体入口通道设置在插入装置的下主体部分内。任选地，一组或两组可以设置在插入装置的上主体部分或下主体部分内。上组气体入口通道沿中心轴线设置在上主体部分的上端322和燃料气体混合物出口通道之间。燃料气体混合物出口通道沿中心轴线设置在上组气体入口通道和下组气体入口通道之间。
在图3所绘示的实施例中，燃料气体混合物出口通道的截面尺寸小于气体入口通道的截面尺寸。例如，燃料气体混合物出口通道可以成形并确定尺寸以控制经由出口通道被引导出主体的中心容积的燃料气体混合物的一个或多个流动特性(例如，压力、速度、湍流、容积、流动方向等)。燃料气体混合物出口通道具有基本上圆形的截面形状，但是替代地可以具有任何替代的形状以控制混合物的流动特征。
插入装置包括多个不同的凹入表面部分或凹窝，该凹入表面部分或凹窝设置在沿主体的内表面的位置处。凹入表面部分可以突出或延伸到主体的内表面中，以便沿内表面形成凹陷、缺口、凹痕，凹窝、凹槽等。凹入表面部分可以成形、确定尺寸和/或定位在主体内以控制气体、液体燃料和/或燃料气体混合物的流动特征。例如，凹入表面部分可以成形、确定尺寸和/或定向等，以将进入主体的中心容积中的气体流朝向中心容积中的液体燃料引导以与液体燃料混合形成燃料气体混合物。任选地，凹入表面部分可以成形、确定尺寸、定向等，以将燃料气体混合物引导出插入装置。
在图3所绘示的实施例中，插入装置包括上组凹入表面部分或凹窝326和下组凹入表面部分或凹窝328。上组凹入表面部分沿中心轴线定位在上组气体入口通道和燃料气体混合物出口通道之间，并且下组凹入表面部分沿中心轴线定位在下组气体入口通道和燃料气体混合物出口通道之间。例如，上组凹入表面部分设置在燃料气体混合物出口通道上方并且下组凹入表面部分沿中心轴线设置在燃料气体混合物出口通道下方。
上组凹入表面部分和/或下组凹入表面部分可以定位在燃料气体混合物出口通道的相邻通道之间。例如，上组凹入表面部分可以包括第一凹入表面部分326A和第二凹入表面部分326B。第一和第二凹入部分326A、326B围绕中心轴线位于出口通道的相邻通道之间。例如，第二凹入部分326B设置在燃料气体混合物出口通道的第一出口通道324A和第二出口通道324B之间。另外，相邻凹入表面部分可以彼此相交。在所绘示的实施例中，上组的第一凹入部分326A可以围绕中心轴线与上组的相邻第二凹入部分326B相交。例如，第一凹入部分的凹槽、凹陷等的一部分可以与第二凹入部分的凹槽的一部分相交、联接或合并等。
在一个或多个实施例中，凹入表面部分可以包括中间组凹入表面部分334。中间组内的每一个部分可以位于燃料气体混合物出口通道的相邻通道之间。例如，中间组凹入部分的第一表面334A设置在燃料气体混合物出口通道的第一出口通道324A和第三出口通道324C之间。任选地，中间组中的凹入部分可以与在燃料气体混合物出口通道的相邻通道之间的位置330中的上组凹入表面部分和/或下组凹入表面部分合并。例如，中间组的第一表面334A可以与上组的第一凹入部分326A合并、组合、类似成形等。附加地或替换地，中间组的第一表面可以与下组凹入表面部分的第一凹入部分328A合并、组合、类似成形等。
在一个或多个实施例中，插入装置的主体可以包括联接在一起以形成该主体的多个材料层。例如，可以使用三维印刷、直接材料激光烧结等附加地制造插入装置的一部分或全部。例如，插入装置可以是单一主体或单一结构。插入装置可以由相同的材料或材料的组合形成。任选地，可以在插入装置的一部分上进行二次成形或处理。例如，主体可以附加地形成为单一结构，并且一个或多个入口、出口、凹入部分等可以后续形成(例如，钻孔、机加工、蚀刻等)。
图4绘示了根据一个或多个实施例的插入装置400。插入装置包括主体406，该主体具有上主体部分402和从上主体部分沿中心轴线404延伸的下主体部分408。主体包括围绕主体的中心容积延伸的内表面412，该主体的中心容积被定位成从燃料喷射器接收液体燃料。插入装置包括内螺纹416，该内螺纹可与汽缸盖的一部分的对应螺纹联接以将插入装置的上主体部分与发动机汽缸的汽缸盖联接。
与图3所示的插入装置相似，插入装置400包括气体入口通道418、420和燃料气体混合物出口通道424。燃料气体混合物出口通道沿中心轴线设置在上组气体入口通道418和下组气体入口通道420之间。气体入口通道成形、确定尺寸和/或定位以将气体从插入装置外部的位置朝向插入装置的中心容积引导以与液体燃料混合或组合。燃料气体混合物出口通道成形、确定尺寸和/或定位以将燃料气体混合物朝向发动机汽缸的燃烧室引导出中心容积。
在所绘示的实施例中，插入装置还包括沿中心轴线设置在气体入口通道和燃料气体混合物出口通道之间的凹入表面部分。例如，上组凹入表面部分426设置在燃料气体混合物出口通道上方，并且下组凹入表面部分428沿中心轴线设置在燃料气体混合物出口通道下方。与图3所示的插入装置不同，插入装置400的相邻凹入表面部分彼此不相交。例如，第一凹入部分426A不与围绕中心轴线的相邻第二凹入部分426B相交或合并。上组的第一和第二凹入部分被主体的内表面的一部分分开。
图5绘示了根据一个或多个实施例的插入装置500。插入装置包括沿中心轴线504的上主体部分502和下主体部分508。该装置包括限定并围绕主体的中心容积延伸的内表面512。插入装置的上主体部分包括联接零件516，该联接零件可以与燃料喷射器的对应联接零件和/或汽缸盖的另一部分配合或联接。在绘示的实施例中，联接零件远离主体的内表面朝向中心轴线突出，但替代地可以延伸到内表面中并远离中心轴线。
插入装置包括围绕中心轴线设置的多个气体入口通道518、520。气体入口通道将气体从插入装置外部的位置朝向插入装置的中心容积引导。该装置包括上组气体入口通道518和下组气体入口通道520。多个燃料气体混合物出口通道524沿中心轴线设置在上组气体入口通道和下组气体入口通道之间。燃料气体混合物出口通道可以成形、确定尺寸和/或定向以控制经由出口通道被引导出插入装置的燃料气体混合物的一个或多个流动特征。例如，图5所示的燃料气体混合物出口通道的截面尺寸小于图4所示的燃料气体混合物出口通道的截面尺寸。任选地，出口通道中的一者或多者可以具有与另一个出口通道的形状和/或尺寸不同的形状和/或尺寸。
插入装置包括多个上凹入表面部分526和多个下凹入表面部分528，该上凹入表面部分和下凹入表面部分被成形为将进入中心容积中的气体流朝向中心容积中的液体燃料引导。在图5所绘示的实施例中，上组和下组的相邻凹入表面部分彼此不相交或合并。任选地，两个相邻凹入部分可以彼此相交或合并，并且其它相邻凹入部分可以彼此不相交或合并。任选地，插入装置的主体可以具有零件(例如，凹面、凹槽、突起等)的替代布置，以控制气体流、液体燃料和/或燃料气体混合物进入装置、在装置内和/或离开装置的流动。
图6绘示了根据一个或多个实施例的插入装置600。插入装置包括具有围绕装置的中心容积延伸并限定装置的中心容积的内表面612的主体。该装置包括沿装置的中心轴线604设置在多个上气体入口通道618和下气体入口通道620之间的燃料气体混合物出口通道624。气体入口通道将气体引导到装置的中心容积，并且燃料气体混合物出口通道将燃料气体混合物朝向发动机汽缸的燃烧室引导出装置。
插入装置的内表面可以包括凹入表面部分626、628，该凹入表面部分沿中心轴线设置在一个或多个位置处以控制插入装置内的气体、液体燃料和/或燃料气体混合物的流动特性。在一个或多个实施例中，插入装置的主体可以附加地形成为单一结构，并且入口、出口、凹入部分等中的一者或多者可以后续形成(例如，钻孔、机加工、蚀刻等)。例如，包括气体入口通道、凹入表面部分和从内表面延伸的联接零件616的插入装置可以经由联接在一起的多个材料层附加地形成，并且燃料气体混合物出口通道可以后续被钻孔、形成等。
图7绘示了根据一个或多个实施例的插入装置700。插入装置包括具有围绕中心容积延伸并限定中心容积的内表面712的主体。该装置包括沿中心轴线704设置在上气体入口通道718和下气体入口通道720之间的燃料气体混合物出口通道724。气体入口通道将气体引导到装置的中心容积，在该中心容积中气体与来自燃料喷射器(未示出)的液体燃料混合。燃料气体混合物出口通道将燃料气体混合物引导出装置并朝向发动机汽缸的燃烧室引导。
插入装置包括设置在燃料气体混合物出口通道和下气体入口通道之间的凹入表面部分728。凹入表面部分引导来自装置内的下气体入口通道的气体。与图3所示的插入装置不同，插入装置不包括设置在上气体入口通道和燃料气体混合物出口通道之间的凹入表面部分。替代地，插入装置包括包围中心轴线的倾斜边缘726。倾斜边缘设置在上气体入口通道和燃料气体混合物出口通道之间。例如，凹入表面部分设置在燃料气体混合物出口通道的第一侧上，并且倾斜边缘设置在燃料气体混合物出口通道的与第一侧相对的第二侧上。
倾斜边缘具有朝向燃料气体混合物出口通道定向的倾斜表面730。例如，倾斜表面在远离中心轴线的径向方向上延伸，并且在上气体入口通道和燃料气体混合物出口通道之间倾斜。倾斜边缘可被称为倒角表面、倒角零件等。倾斜表面被定向成促进气体从上气体入口通道朝向中心容积的移动以与液体燃料混合或组合。
图8绘示了根据一个或多个实施例的插入装置800。与图3至7所示的插入装置相似，插入装置包括主体，该主体具有限定装置的中心容积的内表面812。该装置包括沿中心轴线804设置在上气体入口通道818和下气体入口通道820之间的燃料气体混合物出口通道824。气体入口通道将气体引导到装置的中心容积，在该中心容积中气体与来自燃料喷射器的液体燃料混合。
与图7所示的插入装置相似，插入装置包括设置在燃料气体混合物出口通道的一侧上的倾斜边缘830，和设置在燃料气体混合物出口通道的相对的另一侧上的凹入表面部分828。包括倾斜边缘和凹入表面部分的插入装置的内表面被配置成控制气体、液体燃料和/或燃料气体混合物的一个或多个特征。
主体的内表面包括向内突出的环形延伸部832，该向内突出的环形延伸部从内表面朝向插入装置的中心轴线延伸。在所绘示的实施例中，向内突出的环形延伸部围绕燃料气体混合物出口通道设置或定位。例如，延伸部可以与燃料气体混合物出口通道同轴。延伸部可以是燃料气体混合物出口通道的延伸部，其延伸或突出到装置的中心容积中。延伸部可以围绕燃料气体混合物出口通道中的一者或多者的一部分延伸以控制经由燃料气体混合物出口通道被引导出装置的燃料气体混合物的一个或多个特征(例如，压力、容积、速度或流速、方向、旋转力等)。在一个或多个实施例中，一个或多个向内突出的延伸部可以围绕上和/或下气体入口通道、燃料气体混合物出口通道，围绕一个或多个凹入表面部分等设置。
图9绘示了根据一个或多个实施例的插入装置900。插入装置包括围绕中心轴线904延伸并限定装置的中心容积的内表面912。该装置包括沿中心轴线设置在上气体入口通道918和下气体入口通道920之间的燃料气体混合物出口通道924。气体入口通道将气体引导到装置的中心容积，在该中心容积中气体与来自燃料喷射器的液体燃料混合以形成燃料气体混合物。
插入装置包括设置在上气体入口通道和燃料气体混合物出口通道之间的倾斜边缘930。在所绘示的实施例中，倾斜边缘包括在上气体入口通道和燃料气体混合物出口通道之间的凸状表面。例如，凸状表面远离装置的内表面突出或延伸，使得内表面在气体入口通道和出口通道之间包括脊、突起、隆起、延伸部等。倾斜边缘被成形为控制经由气体入口通道被引导到中心容积中的气体的一个或多个特征。在一个或多个实施例中，插入装置可以包括设置在燃料气体混合物出口通道和下气体入口通道之间的倾斜边缘。
与图8所示的插入装置类似，主体的内表面包括向内突出的环形延伸部932，该向内突出的环形延伸部从内表面朝向装置的中心轴线延伸。向内突出的环形延伸部围绕燃料气体混合物出口通道定位。任选地，延伸部可以围绕燃料气体混合物出口通道中的一者或多者的一部分，围绕气体入口通道中的一者或多者的一部分等定位。
图3至图9绘示了具有一个或多个不同零件的插入装置的多个实施例。任选地，插入装置可以包括来自所绘示的任何不同插入装置的一个或多个零件。
在本文所述主题的一个或多个实施例中，一种插入装置包括主体，该主体具有被配置成与发动机汽缸的汽缸盖联接的上主体部分和当上主体部分与汽缸盖联接时从上主体部分朝向发动机汽缸的燃烧室延伸的下主体部分。该主体包括围绕中心容积延伸的内表面，该中心容积被定位成当上主体部分与汽缸盖联接时从燃料喷射器接收液体燃料。该主体包括多个气体入口通道和多个燃料气体混合物出口通道。气体入口通道被定位成从主体外部接收气体并将气体引导到中心容积中，在该中心容积中气体与液体燃料混合以形成燃料气体混合物。燃料气体混合物出口通道被定位成当上主体部分与汽缸盖联接时将燃料气体混合物引导到发动机汽缸的燃烧室中。主体的内表面包括沿主体的中心轴线在气体入口通道和燃料气体混合物出口通道之间的多个凹入表面部分。凹入表面部分被成形为将进入中心容积中的气体流朝向中心容积中的液体燃料引导。
任选地，上主体部可以包括上端，该上端被定位成当上主体部与汽缸盖联接时背对发动机汽缸的燃烧室。下主体部分可以包括下组气体入口通道和设置在上主体部分的上端和燃料气体混合物出口通道之间的上组气体入口通道，其中燃料气体混合物出口通道设置在上组气体入口通道和下组气体入口通道之间
任选地，主体的内表面的上组凹入表面部分可以沿主体的中心轴线定位在上组气体入口通道和燃料气体混合物出口通道之间，并且主体的内表面的下组凹入表面部分可以沿主体的中心轴线定位在下组气体入口通道和燃料气体混合物出口通道之间。
任选地，凹入表面部分可以包括中间组凹入表面部分，中间组凹入表面部分中的每一个凹入表面部分位于燃料气体混合物出口通道的相邻通道之间。
任选地，凹入表面部分可以包括上组凹入表面部分和下组凹入表面部分中的一者或两者。上组凹入表面部分可以沿中心轴线设置在燃料气体混合物出口通道上方，并且下组凹入表面部分可以沿中心轴线设置在燃料气体混合物出口通道下方。中间组中的凹入表面部分可以在燃料气体混合物出口通道的相邻通道之间的位置与上组凹入表面部分和下组凹入表面部分中的一者或两者合并。
任选地，相邻凹入表面部分可以彼此不相交。
任选地，相邻凹入表面部分可以彼此相交。
任选地，主体的内表面可以包括倾斜边缘，其包围中心轴线并且具有朝向燃料气体混合物出口通道定向的倾斜表面。
任选地，凹入表面部分可以设置在燃料气体混合物出口通道的第一侧上，并且倾斜边缘可以设置在燃料气体混合物出口通道的与第一侧相对的第二侧上。
任选地，主体的内表面可以包括向内突出的环形延伸部，该向内突出的环形延伸部与燃料气体混合物出口通道同轴。
任选地，主体可以包括联接在一起以形成主体的多个材料层。
在本文所述主题的一个或多个实施例中，一种插入装置包括主体，该主体具有被配置成与发动机汽缸的汽缸盖联接的上主体部分和当上主体部分与汽缸盖联接时从上主体部分朝向发动机汽缸的燃烧室延伸的下主体部分。该主体包括围绕中心容积延伸的内表面，该中心容积被定位成当上主体部分与汽缸盖联接时从燃料喷射器接收液体燃料。该主体包括多个燃料气体混合物出口通道、上组气体入口通道和下组气体入口通道。上组气体入口通道和下组气体入口通道被定位成从主体外部接收气体并将气体引导到中心容积中，在该中心容积中气体与液体燃料混合以形成燃料气体混合物。燃料气体混合物出口通道被定位成当上主体部分与汽缸盖联接时将燃料气体混合物引导到发动机汽缸的燃烧室中。主体的内表面包括在燃料气体混合物出口通道与上组气体入口通道和/或下组气体入口通道之间的多个凹窝。多个凹窝被成形为将进入中心容积中的气体流朝向中心容积中的液体燃料引导。
任选地，多个凹窝可以包括中间组凹窝，中间组凹窝中的每一个凹窝位于燃料气体混合物出口通道的相邻通道之间。
任选地，上组凹窝可以沿中心轴线设置在燃料气体混合物出口通道上方，并且下组凹窝可以沿中心轴线设置在燃料气体混合物出口通道下方。中间组的凹窝可以在燃料气体混合物出口通道的相邻通道之间的位置与上组凹窝和/或下组凹窝合并。
任选地，相邻凹窝可以彼此不相交。
任选地，相邻凹窝可以彼此相交。
任选地，主体的内表面可以包括倾斜边缘，其包围中心轴线并且包括朝向燃料气体混合物出口通道定向的倾斜表面。
任选地，凹窝可以设置在燃料气体混合物出口通道的第一侧上，并且倾斜边缘可以设置在燃料气体混合物出口通道的与第一侧相对的第二侧上。
任选地，主体的内表面可以包括向内突出的环形延伸部，该向内突出的环形延伸部与燃料气体混合物出口通道同轴。
在本文所述主题的一个或多个实施例中，一种方法包括将第一层沉积到构建表面上，并且在第一层上顺序地沉积一个或多个附加层以形成附加制造的主体，该附加制造的主体具有被配置成与发动机汽缸的汽缸盖联接的上主体部分和当上主体部分与汽缸盖联接时从上主体部分朝向发动机汽缸的燃烧室延伸的下主体部分。该主体被形成为具有围绕中心容积延伸的内表面，该中心容积被定位成当上主体部分与汽缸盖联接时从燃料喷射器接收液体燃料。该主体被形成为具有气体入口通道和燃料气体混合物出口通道。气体入口通道被定位成从主体外部接收气体并将气体引导到中心容积中，在该中心容积中气体与液体燃料混合以形成燃料气体混合物。燃料气体混合物出口通道被定位成当上主体部分与汽缸盖联接时将燃料气体混合物引导到发动机汽缸的燃烧室中。主体的内表面被形成为具有沿主体的中心轴线在气体入口通道和燃料气体混合物出口通道之间的凹入表面部分。凹入表面部分被成形为将进入中心容积中的气体流朝向中心容积中的液体燃料引导。
单数形式“一个”(a、an和the)包括复数指代，除非上下文另有明确说明。“任选的”或“任选地”是指后续描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且描述可能包括事件发生的情况和不发生的情况。在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言可以用于修饰任何可允许变化而不导致与其相关的基本功能变化的定量表示。因此，由一个或多个术语例如“约”，“基本上”和“近似”修饰的值可能不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量该值的仪器的精度。在本文和整个说明书和权利要求书中，范围限制可以组合和/或互换，除非上下文或语言另外指示，否则此类范围可以被识别并且包括其中含有的所有子范围。
本书面描述使用实例来公开实施例，包括最佳模式，并且使得本领域普通技术人员能够实践实施例，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法。权利要求限定了本公开的可专利范围，并且包括本领域普通技术人员想到的其它实例。如果此类其它实例具有与权利要求的字面语言没有区别的结构元素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等同结构元素，则此类其它实例旨在处于权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种用于燃料喷射的插入装置，其包含主体，所述主体具有：
被配置成与发动机汽缸的汽缸盖联接的上主体部分；
当所述上主体部分与所述汽缸盖联接时从所述上主体部分朝向所述发动机汽缸的燃烧室延伸的下主体部分；
围绕中心容积延伸的内表面，所述中心容积被定位成当所述上主体部分与所述汽缸盖联接时从燃料喷射器接收液体燃料；
多个气体入口通道和多个燃料气体混合物出口通道，其中，所述气体入口通道被定位成从所述主体的外部接收气体并将所述气体引导到所述中心容积中，所述气体在所述中心容积中与所述液体燃料混合以形成燃料气体混合物，所述燃料气体混合物出口通道被定位成当所述上主体部分与所述汽缸盖联接时将所述燃料气体混合物引导到所述发动机汽缸的所述燃烧室中，
其中，所述主体的所述内表面具有沿所述主体的中心轴线在所述气体入口通道和所述燃料气体混合物出口通道之间的多个凹入表面部分，所述凹入表面部分被成形为将进入所述中心容积中的气体流朝向所述中心容积中的所述液体燃料引导。
2.根据权利要求1所述的插入装置，其中，
所述上主体部分包括上端，所述上端被定位成当所述上主体部与所述汽缸盖联接时背对所述发动机汽缸的所述燃烧室，
所述下主体部分包括下组所述气体入口通道和设置在所述上主体部分的所述上端和所述燃料气体混合物出口通道之间的上组所述气体入口通道，所述燃料气体混合物出口通道设置在所述上组气体入口通道和所述下组气体入口通道之间。
3.根据权利要求2所述的插入装置，其中，
所述主体的所述内表面的上组所述凹入表面部分沿所述主体的所述中心轴线定位在所述上组气体入口通道和所述燃料气体混合物出口通道之间，并且
所述主体的所述内表面的下组所述凹入表面部分沿所述主体的所述中心轴线定位在所述下组气体入口通道和所述燃料气体混合物出口通道之间。
4.根据权利要求1所述的插入装置，其中，所述多个凹入表面部分包括中间组所述凹入表面部分，所述中间组凹入表面部分中的每一个凹入表面部分位于所述燃料气体混合物出口通道的相邻通道之间。
5.根据权利要求4所述的插入装置，其中，
所述多个凹入表面部分还包括所述上组凹入表面部分和/或所述下组凹入表面部分，所述上组凹入表面部分沿所述中心轴线设置在所述燃料气体混合物出口通道上方，所述下组凹入表面部分沿所述中心轴线设置在所述燃料气体混合物出口通道下方，
所述中间组凹入表面部分在所述燃料气体混合物出口通道的相邻通道之间的位置与所述上组凹入表面部分和/或所述下组凹入表面部分合并。
6.根据权利要求1所述的插入装置，其中，相邻的所述凹入表面部分彼此不相交。
7.根据权利要求1所述的插入装置，其中，相邻的所述凹入表面部分彼此相交。
8.根据权利要求1所述的插入装置，其中，所述主体的所述内表面包括倾斜边缘，所述倾斜边缘包围所述中心轴线并具有朝向所述燃料气体混合物出口通道定向的倾斜表面。
9.根据权利要求8所述的插入装置，其中，
所述凹入表面部分设置在所述燃料气体混合物出口通道的第一侧上，并且
所述倾斜边缘设置在所述燃料气体混合物出口通道的与所述第一侧相对的第二侧上。
10.根据权利要求1所述的插入装置，其中，所述主体的所述内表面包括向内突出的环形延伸部，所述向内突出的环形延伸部与所述燃料气体混合物出口通道同轴。
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