CN1298968C - 具有窜缸混合气再循环系统的内燃机 - Google Patents

具有窜缸混合气再循环系统的内燃机 Download PDF

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Abstract

一种汽车内燃机，它包括：发动机主体，该主体包括具有进气口的缸盖和缸盖罩。燃料喷射阀设置成各自朝向进气口。进气歧管安装到缸盖的侧表面上并且向外弯曲以在进气歧管和缸盖之间限定出空间。窜缸混合气再循环系统被设置来通过进气系统把来自缸盖罩的窜缸混合气供给到发动机主体的每个气缸中。窜缸混合气再循环系统包括窜缸混合气管子，该管子从缸盖罩延伸到这些气缸的进气口中。窜缸混合气管子安装在这样的空间中：该空间在进气歧管和缸盖之间限定出。

Description

具有窜缸混合气再循环系统的内燃机
背景技术
本发明涉及一种内燃机的改进，该内燃机设置有窜缸混合气(blow-by gas)再循环系统，该系统布置来使曲轴箱内的窜缸混合气通过缸盖的气门操纵室再循环或者供给到进气系统中，本发明尤其涉及一种窜缸混合气再循环系统的改进，该系统具有流动通道结构，在该结构中，通过外部管道为每个气缸加入窜缸混合气，而该外部管道设置在发动机主体的外部。
如日本专利临时公开No.8-200033所公开的一样，公知的是，内燃机的窜缸混合气通过外部管道如橡胶软管从形成在缸盖罩上的窜缸混合气出口再循环到或者供给到每个气缸的进气通道中。
发明内容
但是，在外部管道用作窜缸混合气通道的传统装置中，在车辆工作在寒冷区域时所产生的流动空气的作用下，窜缸混合气在窜缸混合气通道内趋于容易产生结冰，因为有许多水蒸汽含在窜缸混合气中。
因此，本发明的目的是提供一种改进的内燃机，该内燃机设置有窜缸混合气再循环系统，该系统可以有效地克服设置有窜缸混合气再循环系统的传统发动机所遇到的缺点。
本发明的另一个目的是提供一种改进的内燃机，该内燃机配置有窜缸混合气再循环系统，在该内燃机中，即使车辆在寒冷的区域中进行工作，也可以有效地防止窜缸混合气结冰。
本发明的另一个目的是提供一种改进的内燃机，该内燃机设置有窜缸混合气再循环系统，在这种内燃机中，尽管窜缸混合气管道形成为发动机主体的外部管道，但是，即使在车辆工作期间，也可以有效地防止窜缸混合气管道受到流动空气的冷却作用，同时该管道可以被有效地加热。
本发明的另一个目的是提供一种改进的内燃机，该内燃机设置有窜缸混合气再循环系统，在该内燃机中，把窜缸混合气管道与燃料喷射阀一起安装在这样的空间内：该空间在发动机主体的外表面和进气歧管之间限定出。
根据本发明，提供一种内燃机，它包括：发动机主体，该主体包括具有进气口的缸盖和缸盖罩；燃料喷射阀，它设置成各自朝向上述进气口；进气歧管，它安装到缸盖的侧表面上并且向外弯曲，以在进气歧管和缸盖之间形成出空间；及窜缸混合气再循环系统，它通过进气系统把来自缸盖罩的窜缸混合气供给到发动机主体的每个气缸中；窜缸混合气再循环系统包括窜缸混合气管道，该管道从缸盖罩延伸到上述气缸的进气口中；窜缸混合气管道安装在进气歧管和缸盖之间形成的空间中。
附图说明
图1是进气歧管被拆下时的本发明内燃机的实施例的主要部分的透视图，该内燃机设置有窜缸混合气再循环系统；
图2是图1的内燃机的主要部分的局部垂直剖视图，该主要部分包括缸盖和进气歧管；
图3是图1的内燃机的主要部分的侧正视图，该主要部分包括缸盖和进气歧管；及
图4是图1的内燃机的缸盖的主要部分的局部侧视图。
具体实施方式
现在参照图1，本发明内燃机的实施例用标号1来表示，并且设置有窜缸混合气再循环系统S。发动机1供给有汽油且是直列式四缸发动机。发动机1在前面横向地安装在前轮驱动的汽车上，但是没有示出。发动机1包括发动机主体1A，该主体包括具有上表面的缸体2，缸盖3固定地安装在上表面上。缸盖罩4以这样的方式安装在缸盖3上，以盖住缸盖3的上表面凹陷。在这种发动机1中，曲轴箱(未示出)内的窜缸混合气一旦流入到形成在缸盖3中的气门操纵室(未示出)中，然后流过设置在缸盖罩4内的机油分离器(未示出)，之后通过窜缸混合气出口5流出，而该出口5设置在缸盖罩4的顶部的中央部分处。
这种情况的缸盖3形成有图2所示的四个屋脊形燃烧室6的上部，并且设置有DOHC形气门操纵机构(未示出)。每个燃烧室6与形成在缸体2中的四个气缸(未示出)中的一个相对应。缸盖3形成有四个进气口7，每个进气口的上游部分具有通常是椭圆形的横截面，以沿着发动机主体1A的纵向(或者前后方向)进行拉长。该纵向平行于发动机1的曲轴(未示出)的轴线进行延伸的方向。每个进气口7的上游部分通到缸盖3的侧表面中。每个进气口7的下游部分分支成两个下游部分，这两个下游部分各自设置有两个进气门(未示出)。在这种情况中，为了在每个气缸中得到进气的翻滚流，使每个进气口7相对凸出，因此缸盖3具有进气歧管安装法兰表面8，该表面8相对于通过发动机1的曲轴轴线(未示出)的假想垂直平面是倾斜的，从而向上倾斜面对，如图2所清楚地示出一样。后面将讨论的进气歧管被安装到进气歧管安装法兰表面8中，如图2和3所示。图1所示的发动机1处于这样的情况：进气歧管被拆下了。
电磁操纵的燃料喷射阀12安装到缸盖3中并且各自设置在位于进气口7上方的一些部分上。每个燃料喷射阀12布置成把燃料喷射到相应气缸的相应进气口7中，并且可以形成两个燃料喷束，这些喷束各自朝向两个进气门7。每个燃料喷射阀12沿着发动机主体1A的纵向设置在进气口7宽度上的中心部分中，并且借助插入到喷射阀安装孔10中而安装到缸盖3中，其中安装孔10倾斜地形成在缸盖3中，如图2所示。
如图2所示，在这种情况下，分隔壁13设置在进气口7中，从而把进气口7分成上部和下部(两个)空气流通道，以加强缸内的翻滚流。进气控制阀14设置在进气歧管11的内部，并且设置在分隔壁13的上游处，并且布置成打开和关闭进气口7内的下部空气流通道。在这种连接中，每个燃料喷射阀12如此设置和倾斜，因此燃料喷束通过分隔壁13的下游端的下游处的位置。
窜缸混合气再循环系统S包括窜缸混合气管道15，通过该管道15把来自缸盖罩4的窜缸混合气出口5的窜缸混合气加入到相应气缸的相应进气口7中。窜缸混合气管道15包括窜缸混合气主管16，该主管16连接到窜缸混合气出口5中并且沿着发动机主体1A的纵向进行延伸。四个分支管17从窜缸混合气主管16中进行分支，并且连接到窜缸混合气主管16中。四个分支管17各自通到进气口7。窜缸混合气主管16例如由硬质塑料或者合成树脂形成，并且形成中空管形状。窜缸混合气主管16以这样的方式沿着缸盖3的上部进行设置，从而邻近缸盖罩4的侧壁。此外，窜缸混合气主管16具有相对的端部，这些端部在缸盖3的侧部上固定到突出部18上，如图2所示。
每个分支管17例如由橡胶管形成并且沿着垂直于窜缸混合气主管16的纵向的假想垂直平面(未示出)进行设置，如图3所示。此外，每个分支管17从窜缸混合气主管16的外侧表面的侧部向着发动机主体1A的外侧进行延伸，并且总体上弯曲成C形，从而具有下尖端部，该下尖端部通过连接管20连接到进气口7中，如图2所示。连接管20由金属管形成，并且以压配合到连接器插入孔19中的方式与燃料喷射阀12相类似地倾斜地设置，该连接器插入孔19在缸盖3的进气口7上方的一部分壁表面上打开。应该知道，由橡胶管形成的分支管17的尖端部安装在连接管20上。
连接管20的尖端用作气体窜出开口并且通到进气口7的内侧中。气体窜出开口在进气口7内设置在燃料喷射阀12的燃料喷射开口的上游处。气体窜出开口设置在进气控制阀14的下游处，而阀14设置在进气歧管11的侧部上，因此可以防止进气控制阀14被窜缸混合气所弄脏。此外，连接管20设置成邻近燃料喷射阀12，因此，特别如图4所示，通常地，具有用来安装燃料喷射阀12的喷射阀安装孔10的圆柱形喷射阀安装凸起21局部地与总体上是圆柱形的窜缸混合气供给凸起22相邻近并且形成一体，该凸起22具有连接管20插入其中的连接管插入孔19。因此，喷射阀安装凸起21和窜缸混合气供给凸起22形成了成一体的突出部，该突出部成一体地形成在缸盖3的侧表面上。喷射阀安装孔10和连接管插入孔19形成直的、细长的，并且总体上相互平行，因此它们相对于缸盖3可以以相同的方式进行机加工，因此提高了生产发动机1时的操作效率。
这里，如上所讨论的一样，对于每个进气口7而言，每个燃料喷射阀12设置在进气口7的宽度(沿着发动机主体1A的纵向的尺寸大小)的中心部分上，而每个连接管20设置在进气口7的宽度的一侧边上。更加具体地说，对于每个进气口7而言，每个分支管17在这样的位置上连接到连接管20上：该位置相对于燃料喷射阀12沿着发动机主体1A的纵向位于发动机主体1A的中心的一侧边上。换句话说，对于第一号和第二号气缸(在图3中表示成“No.1”和“No.2”)而言，分支管17设置在第3号气缸的一侧边上。相反，对于第3号和第3号气缸(在图3中表示成“No.3”和“No.4”)而言，分支管17设置在第2号气缸的一侧边上。因此，对于设置在发动机主体1A的纵向相对端侧(相对端部)上的第1号和第4号气缸而言，分支管17沿着发动机主体1A的纵向设置在中心的一侧边上，因此窜缸混合气主管16的整个长度被缩短了。
如图2和3所示，由塑料或者合成树脂形成的进气歧管11安装到进气歧管安装法兰表面8中。该进气歧管11包括收集部分31，该部分31设置在缸盖3上方，并且沿着发动机主体1A的纵向是细长的。四个分支部分32从收集部分31的侧表面进行延伸，从而各自到达相应气缸的进气口7。分支部分32在它们的尖端处设置有共用法兰33，该法兰33沿着发动机主体1A的纵向进行延伸并且连续通过所有气缸的进气口7。如图3所示，四个分支部分32具有这样稍稍不同的形状，以致从垂直于发动机主体1A的纵向的方向看去，邻近分支部分之间的距离沿着从收集部分31到缸盖3的方向被扩大。但是，如图2所示，从沿着发动机主体1A的纵向的方向看去，四个分支部分32具有总体上是相同的形状。因此，每个分支部分32以这样的方式从收集部分31延伸到发动机的侧部中以横越缸盖罩4的上侧并且在总体上弯曲成C形时向下延伸以可以笔直地连接到进气口7中。由塑料形成的进气歧管11包括两个配对部分，这两个配对部分分开模制并且借助振动焊接或者类似方法接合在分隔平面(未示出)上以形成进气歧管11的整体式结构，分隔平面根据分支部分32的弯曲形状来进行设置。相应地，分支部分32设置有接合法兰34，这些接合法兰34相对较宽地形成在分支部分32的边缘周围上并且必须接合进气歧管11的两个配对部分。因此，进气歧管11的两个配对部分各自具有平直地延伸的接合法兰34，这些接合法兰34相互面对并且相互焊接起来。通过这个，四个分支部分32采用了这样的情况：在这种情况下，它们相互连接起来，以形成类似分隔壁的结构以作为一个整体。
根据附图中所示出的这种情况，在第1号气缸的分支部分32和第二号气缸的分支部分32之间及在第3号气缸的分支部分32和第4号气缸的分支部分32之间形成了微小间隙；但是，应该注意到，这些间隙比形成在由金属形成的进气歧管的邻近分支部分之间的间隙小得多。
在上述那种进气歧管11安装到缸盖3上的情况下，空间36形成在缸盖3的旁边，并且由分隔壁形状的进气歧管11来包围，并且设置在缸盖3的旁边。换句话说，在缸盖3和进气歧管11之间限定出空间36。分支部分32横越直接位于缸盖罩4上方的空间，因此分支部分32和缸盖3之间的间隙较小。这里，包括窜缸混合气主管16和四个分支管17的上述窜缸混合气管道15安装在空间36内，该空间36设置在进气歧管11内。尤其地，如上所述，第1和第4号气缸的分支管17沿着发动机主体1A的纵向设置到中心的旁边，因此从垂直于发动机主体1A的纵向的方向看去，窜缸混合气主管16和四个分支管17的整体设置在空间36内，该空间36设置在进气歧管11内，而不会从进气歧管11的相对端侧伸出。
从上面可以知道，随着内燃机的上述实施例配置有窜缸混合气再循环系统S，窜缸混合气管道15由进气歧管11来盖住，因此在汽车的运转期间不能可靠地承受流动空气的冷却作用。尤其在上述实施例中，发动机1在前面横向地安装在车辆上并且设置有面对车辆前部的进气歧管11，因此窜缸混合气管道15的车辆前侧由进气歧管11的分隔壁类分支部分32来盖住，因此在车辆的运转期间明显地降低了流动空气的冷却作用。此外，用作热源的燃料喷射阀12与空间36内的窜缸混合气管15在一起，而该空间36由进气歧管11来包围，因此窜缸混合气管道15可以被有效地加热。尤其地，分支管17和窜缸混合气主管16以这样的方式设置，以致沿着发动机主体1A的纵向尽可能地一起位于内部中，因此可以有效地使用空间36内的燃料喷射阀12所产生的热量。此外，每个气缸的分支管17设置成邻近燃料喷射阀12，因此在进行辐射或者类似情况下可以接受来自燃料喷射阀12的热量，伴随着发生了，来自燃料喷射阀12的热量可以通过成一体的连续凸起21、22和金属连接管20而有效地传递到分支管17中，因此可以有效地加热分支管17，每个分支管17具有较小的流动通道横截面积。其结果是，在寒冷的区域可以可靠地防止窜缸混合气管道15的内部结冰。
日本专利申请P2003-109698(2003年4月15日提交)的全部内容在这里引入以作参考。
尽管参照本发明的一些实施例在上面描述了本发明，但是本发明不局限于上述实施例。根据上面教导，本领域普通技术人员可以对上述实施例进行改进和变形。本发明的范围由下面权利要求来限定出。

Claims (10)

1.一种内燃机，它包括：
发动机主体，该主体包括具有进气口的缸盖和缸盖罩；
燃料喷射阀，它设置成各自朝向上述进气口；
进气歧管，它安装到缸盖的侧表面上并且向外弯曲，以在进气歧管和缸盖之间形成出空间；及
窜缸混合气再循环系统，它通过进气系统把来自缸盖罩的窜缸混合气供给到发动机主体的每个气缸中；窜缸混合气再循环系统包括窜缸混合气管道，该管道从缸盖罩延伸到上述气缸的进气口中；窜缸混合气管道安装在进气歧管和缸盖之间形成的空间中。
2.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，进气歧管由塑料形成，并且包括若干分支部分，上述部分相互连接起来以形成类似分隔壁的结构，其中窜缸混合气管道沿着发动机主体的纵向设置在上述分支部分内。
3.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，燃料喷射阀安装到缸盖中并且各自设置在进气口上方，其中窜缸混合气管道包括若干尖端部分，上述部分各自设置成邻近燃料喷射阀，并且各自连接到进气口中。
4.如权利要求3所述的内燃机，其特征在于，设置在发动机主体的相对端部上的上述进气口的每个尖端部分，相对于相应的燃料喷射阀，要设置在偏靠发动机主体纵向的中心一侧。
5.如权利要求4所述的内燃机，其特征在于，设置在发动机主体的相对端部之外的其它部分上的上述进气口的每个尖端部分相对于相应的燃料喷射阀，要设置在偏靠发动机主体纵向的中心一侧。
6.如权利要求3所述的内燃机，其特征在于，窜缸混合气管道的每个尖端部分安装到与缸盖形成一体的第一凸起处，其中每个燃料喷射阀安装到与缸盖形成一体的第二凸起处，第二凸起邻近第一凸起并且与第一凸起形成一体。
7.如权利要求3所述的内燃机，其特征在于，窜缸混合气管道的每个尖端部分，相对于进气口内的气流设置在相应的燃料喷射阀的燃料喷射开口的上游处。
8.如权利要求3所述的内燃机，其特征在于，缸盖形成有用来安装每个燃料喷射器的第一细长孔，和用来安装窜缸混合气管道的每个尖端部分的第二细长孔，第一和第二细长孔基本上相互是平行的。
9.如权利要求1所述的内燃机，该内燃机还包括：分隔壁，它把每个进气口的内部分成两个轴向延伸的空气流通道；及进气控制阀，它设置在分隔壁的上游，以控制一个空气流动通道的气流，其中窜缸混合气管道的每个尖端部分在进气控制阀的下游位置上连接到相应的进气口中。
10.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，窜缸混合气管道包括：窜缸混合气主管，它设置在缸盖上方并且沿着发动机主体的纵向进行延伸；及若干分支管，它们从窜缸混合气主管进行延伸，并且各自连接到进气口中。
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