CN1472435A - 空气燃料喷射式发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空气燃料喷射式发动机，所述发动机包括：喷射器，所述喷射器由用于喷射燃料的燃料喷射阀和用于直接将燃料与压缩空气一起喷射到燃烧室中的空气燃料喷射阀组成；以及喷射器外壳，所述喷射器外壳用于容纳喷射器并将所述喷射器紧固于发动机机体。所述喷射器外壳被支撑于顶盖上，用于向所述喷射器中供应压缩空气的压缩空气供给通道的至少一部分被直接布置于所述顶盖中。此外，所述喷射器外壳与构成所述发动机机体部分的顶盖整体形成。在这种结构下，可将发动机的尺寸、发动机周围结构的复杂程度以及所需零件的数量控制在最小化。

Description

空气燃料喷射式发动机

可供参考的相关申请

本申请根据35 U.S.C.§119要求于2002年7月31日申请的日本专利申请No.2002-223716和No.2002-223717的优先权，在这里合并参考日本专利申请No.2002-223716和No.2002-223717的全部内容。

本发明的技术背景

发明领域

本发明涉及一种空气燃料喷射式发动机，所述发动机包括喷射器和喷射器外壳，所述喷射器由用于喷射燃料的燃料喷射阀和用于直接将燃料喷射到燃烧室中的空气燃料喷射阀构成，所述喷射器外壳用于容纳喷射器并将所述喷射器紧固于发动机机体。

现有技术的描述

通常来说，我们已从日本专利No.2,820,782等等的专利局公报中知道了所述类型的发动机。

然而，以上所述的传统发动机具有这样一种结构，即，其中喷射器外壳被紧固于汽缸盖上，因此存在增加零件数量的可能性，并且可能导致发动机尺寸的增大以及发动机周围结构的复杂化。

发明概述和目的

在考虑到如上所述情况的基础上提出了本发明，本发明的一个目的是提供一种空气燃料喷射式发动机，其特征在于可使得所述发动机的尺寸和发动机周围的结构复杂程度最小化并且可减少零件的数量。

为了实现上述目的，依照本发明的第一方面，提供了一种空气燃料喷射式发动机，所述发动机具有喷射器，所述喷射器由用于喷射燃料的燃料喷射阀和用于直接将燃料与压缩空气一起喷射到燃烧室中的空气燃料喷射阀构成。用于容纳喷射器并将所述喷射器紧固于发动机机体的喷射器外壳与构成所述发动机机体一部分的顶盖整体形成。

由于喷射器外壳是与顶盖整体形成的，因此在汽缸盖的周围不必设置构成喷射器外壳的元件。因此，可减少零件的数量，并可使得发动机尺寸最小化以及使得发动机周围的结构复杂程度更简化。

依照本发明的第二方面，用于分别向所述喷射器外壳中供应燃料和压缩空气的燃料供给通道和压缩空气供给通道的至少一部分被直接布置于所述顶盖中。对于所述的结构，无需在喷射器外壳周围设置用于将燃料和压缩空气供给到喷射器外壳中的管等。因此，可减少零件的数量，并可将发动机尺寸和发动机周围结构的复杂程度控制在最小化。

依照本发明的第三方面，所述空气燃料喷射式发动机包括：进气阀和排气阀，所述进气阀和排气阀布置于构成所述发动机机体一部分的汽缸盖上；以及凸轮轴，所述凸轮轴被布置于远离所述汽缸盖和所述顶盖的位置处并构成阀系统的一部分，所述阀系统驱动所述进气阀和排气阀，并且该发动机为四冲程发动机。

对于所述结构，凸轮轴没有被布置于汽缸盖和顶盖之间，从而可增加在喷射器外壳的布置方面的自由度。而且，在燃料供给通道和压缩空气供给通道的至少一部分被直接布置在顶盖中的情况下，可增加在燃料供给通道和压缩空气供给通道的布置方面的自由度。

而且，依照本发明的第四方面，空气燃料喷射式发动机的喷射器被布置在一个汽缸轴线上，并且在垂直于汽缸轴线的一个平面的投影图上。可由第一进气阀关闭的第一进气阀孔和可由所述排气阀关闭的排气阀孔被布置于所述喷射器上的相对两侧，而可由第二进气阀关闭的第二进气阀孔被布置于所述喷射器的一侧并且在与一条使所述第一进气阀孔和所述排气阀孔相互连接的直线相垂直的直线上。

对于所述结构，由于喷射器被布置于燃烧室的中心部分，因此可消除燃烧室中火焰传播距离的片面性，从而提高了燃烧效率。另外，由于提供了第一和第二进气阀孔，因此提高了空气填充效率并可实现泵送损失的降低。此外，可布置火花塞，同时容易地避免它与两个进气阀以及一个排气阀之间的干扰，这可将火花塞布置于喷射器的附近以提高燃烧效率。

依照本发明的第五方面，喷射器被支撑于顶盖上，并且用于向所述喷射器中供应压缩空气的压缩空气供给通道的至少一部分被直接布置于所述顶盖中。

对于所述结构，由于压缩空气供给通道的至少一部分被直接布置于所述顶盖中，因此在顶盖周围无需设置用于将压缩空气引入到喷射器中的零件，因此可使得发动机的尺寸和发动机周围结构的复杂程度最小化。

依照本发明的第六方面，圆柱形定位销在其相对端部处被插入到汽缸盖和所述顶盖中，所述圆柱形定位销与所述顶盖合作以支撑所述喷射器，圆柱形定位销穿过所述汽缸盖和所述顶盖的配合表面。此外，直接将通道分别设在汽缸盖和顶盖中，并且通道构成通过所述定位销彼此相通的所述压缩空气供给通道的至少一部分。

对于所述结构，由于所述压缩空气供给通道的至少一部分也被直接设置在汽缸盖中，因此在汽缸盖周围无需布置用于将压缩空气引入到喷射器中的零件，从而可使得发动机的尺寸和发动机周围结构的复杂程度最小化。此外，由于汽缸盖和顶盖的相对位置由定位销限定，即使喷射器由汽缸盖和顶盖合作地支撑，也不会有过高的应力作用在喷射器上。另外，由于定位销用作汽缸盖的通道和顶盖的通道的连接元件，因此消除了对于用于通道连接的专用零件的需要，从而进一步减少了零件的数量。

此外，依照本发明的第七方面，在所述定位销中形成有一个孔。对于所述结构，可调节供应到喷射器中的压缩空气的压力。此外消除了对于用于压力调节的专用零件的需要，从而可减少零件的数量。

从下文中所给出的详细描述中可明白本发明的适用范围。然而，应该理解的是，由于本领域普通技术人员应该明白本发明精神和保护范围内的各种改变和修正，因此详细描述和具体示例，以及所示的本发明优选实施例都是说明性的。

附图的简要说明

从下文中所给出的详细描述和附图中可更全面地理解本发明，所述附图是仅出于解释的目的而给出的，因此对于本发明不具有限制性，其中：

图1是第一工作示例的空气燃料喷射式四冲程发动机的局部垂直截面图，是沿图2的线1-1所截的截面图；

图2是沿图1的线2-2所截的视图，其中移除了顶盖；

图3是沿图1的线3-3的箭头方向所看到的汽缸盖的视图；

图4是沿图2的线4-4所截的截面图；

图5是沿图4的线5-5所截的截面图；

图6是沿图4的线6-6所截的截面图；

图7是沿图2的线7-7所截的发动机的垂直截面侧视图；以及

图8是与图2相对应的第二工作示例的部分分解图。

优选实施例的详细描述

首先参照图1，空气燃料喷射式四冲程发动机的发动机机体11包括：曲轴箱12、与曲轴箱12相连的汽缸组13、在与曲轴箱12相对的一侧连接于汽缸组13的汽缸盖14，以及在与汽缸组13相对的一侧连接于汽缸盖14的顶盖15。

装配适合在设在汽缸组13中的气缸孔16中滑移的活塞17，并且所述活塞17与曲轴(未示出)相连接，所述曲轴由连接杆18和曲柄销(未示出)支撑以便于在曲轴箱12上转动。在汽缸组13和汽缸盖14之间形成燃烧室19，并且所述燃烧室19与活塞17的顶部相对。

再参考图2和图3，在汽缸盖14中设有：开口于燃烧室19的顶面的第一和第二进气阀孔20和21，以及与第一和第二进气阀孔20和21共同连接并开口于汽缸盖14的一个侧面的进气孔23。另外图中还示出：一个开口于燃烧室19的顶面的排气阀孔22，以及与排气阀孔22相连接并开口于汽缸盖14的另一个侧面的排气孔24。此外，将用于将燃料与压缩空气一起直接喷射到燃烧室19中的喷射器25安装于汽缸盖14上，以将喷射器25设置在气缸孔16的轴线(即，汽缸轴线C)上。

第一进气阀孔20和排气阀孔22被设置在喷射器25的汽缸轴线C的相对两侧，在垂直于汽缸轴线C的一个平面的投影图上，第二进气阀孔21被设置在汽缸轴线C的一侧上，并且在与第一进气阀孔20和排气阀孔22相互连接直线L1的基本垂直的直线L2上。此外，以使其在除第一进气阀孔20、第二进气阀孔21以及排气阀孔22以外的一个位置处与燃烧室19相对的方式将火花塞26安装于汽缸盖14上。

第一和第二进气阀27和28以及排气阀29被设置在汽缸盖14上以执行打开和关闭动作，所述第一和第二进气阀27和28分别打开和关闭第一和第二进气阀孔20、21，所述排气阀29打开和关闭排气阀孔22。第一和第二进气阀27和28适合于在以固定的方式安装于汽缸盖14上的导管30中滑动。阀弹簧32被设在汽缸盖14与独立地紧固于从导管30处突出的两个进气阀27和28的上端部分的保持器31之间，以使得阀弹簧32所施加的弹力可沿阀闭合方向偏压进气阀27和28。排气阀29适合于在以固定的方式安装于汽缸盖14上的导管33中滑动。阀弹簧35被设在汽缸盖14与紧固于从导管33处突出的排气阀29的上端部分的保持器34之间，以使得阀弹簧35所施加的弹力可沿阀闭合方向偏压排气阀29。

再参照图4到图6，第一和第二进气阀27、28以及排气阀29被阀系统38所驱动以便于打开和关闭。阀系统38包括：具有进口侧凸轮39和排气侧凸轮40的可转动的凸轮轴41、由进口侧凸轮39驱动以便于摆动的进口侧第一摇臂42、由排气侧凸轮40驱动以便于摆动的排气侧第一摇臂43、以及具有一对用于与第一和第二进气阀27、28的上端相接触的压臂部分44a和44b的进口侧第二摇臂44。阀系统38还包括：具有用于与排气阀29的上端相接触的压臂部分45a的排气侧第二摇臂45、设在进口侧第一摇臂42与进口侧第二摇臂44之间以便于将进口侧第一摇臂42的摆动传输到进口侧第二摇臂44处的进口侧推杆46，以及设在排气侧第一摇臂43与排气侧第二摇臂45之间以便于将排气侧第一摇臂43的摆动传输到排气侧第二摇臂45处的排气侧推杆47。

顺便提及的是，容纳阀系统38的进口侧和排气侧第二摇臂44、45与进口侧和排气侧推杆46、47的上部的第一阀室48形成于汽缸盖14和顶盖15之间。与第一阀室48邻接的第二阀室49以在气缸内孔16的侧向平行于汽缸轴线C延伸的方式形成于曲轴箱12、汽缸组13和汽缸盖14中。

阀系统38的凸轮轴41被容纳和设置于第二阀室49中汽缸盖14和顶盖15之间的离开第一阀室48的位置处。凸轮轴41具有平行于曲轴的轴线，并且在其相对端部处被汽缸组13和盖50所支撑以便于转动，所述盖50以构成第二阀室49外侧表面的方式通过滚珠轴承51、51被紧固于汽缸组13上。

用于不相对转动的第一从动链轮52与凸轮轴41相连接，并且用于在降为1/2的速度下从曲轴向凸轮轴41传输转动动力的凸轮链53被卷绕在第一从动链轮52周围。

进口侧和排气侧第一摇臂42、43具有从上方分别与进口侧和排气侧凸轮39、40滚动接触的辊54、55，并且所述进口侧和排气侧第一摇臂42、43由设在汽缸组13和盖50之间并具有平行于凸轮轴41轴线的进口侧和排气侧第一摇轴56、57支撑以便于摆动。杯状的压制部分42a和43a以向上打开并位于辊54、55之上的方式被整体提供在进口侧和排气侧第一摇臂42、43上。

其间，具有平行于凸轮轴41轴线的进口侧和排气侧第二摇轴58、59以设置在喷射器25相对侧上的方式被支撑在第一阀室48中的汽缸盖14上。进口侧第一摇臂42具有一对叉形分支的压臂部分42a、42b，并且进口侧第一摇臂42由进口侧第二摇轴58支撑以便于摆动，而排气侧第一摇臂43由排气侧第二摇轴59支撑以便于摆动。

此外，开口向下的杯状的压力接收部分44c与在相对于进口侧第二摇轴58与两个压臂部分44a、44b相对一侧上的进口侧第二摇臂44是整体提供的。另一个向下开口的杯状的压力接收部分45b与在相对于排气侧第二摇轴59与压臂部分45a相对一侧上的排气侧第二摇臂45是整体提供的。

进口侧和排气侧推杆46、47在第二阀室49和第一阀室48之间上下延伸，而且进口侧和排气侧推杆46、47下端部分处的球形端部适合于随进口侧和排气侧第一摇臂42、43的压臂部分42a和43a而摆动。进口侧和排气侧推杆46、47上端部分处的球形端部适合于随进口侧和排气侧第二摇臂44、45的压力接收部分44c和45b而摆动。

对于具有上述结构的阀系统38，由于进口侧凸轮39使得进口侧第一摇臂42随着凸轮轴41的转动而上下摆动，其中转动动力以1/2减速齿轮比从曲轴被传输到凸轮轴41处，因此进口侧推杆46被上下操作。随着进口侧推杆46的上下运动，使得进口侧第二摇臂44摆动以驱动第一和第二进气阀27和28以使之打开和关闭。其间，排气侧凸轮40使得排气侧第一摇臂43上下摆动以便于上下操作排气侧推杆47，而且随着排气侧推杆47的上下运动，使得排气侧第二摇臂45摆动以驱动排气阀29以使之打开和关闭。

顺便提及的是，从压缩空气泵61中将压缩空气供应到喷射器25中。压缩空气泵61被布置在与设在汽缸盖14中的排气孔24相对应侧部上的汽缸组13的一个侧部上。操作室62这样形成于汽缸组13中，即，使其以这样一种方式被设置于汽缸内孔16的侧向，所述方式即，它基本以L形与垂直于汽缸轴线C的平面中的第二阀室49相连接。压缩空气泵61被布置在第二阀室49与操作室62的连接位置处。

再参照图7，压缩空气泵61的泵壳63与汽缸组13整体形成为底汽缸，所述底汽缸具有平行于汽缸轴线C的轴线并且开口于汽缸盖14侧。用于气密地关闭汽缸盖14侧上的泵壳63开口的盖元件64被紧固于汽缸组13上。活塞66适合于在泵壳63中滑移并与盖元件64合作以构成泵室65。

以使其具有沿活塞66的直径线延伸并穿过凸轮轴41轴线的方式将滑孔67设置在活塞66中，滑块68适合于在滑孔67中滑移。其间，以使其具有平行于凸轮轴41轴线延伸并穿过活塞66的轴线的方式将圆柱轴承元件69设在操作室62中。用螺栓71将轴承元件69紧固于多个(例如四个)以突出的方式设在汽缸组13上的紧固凸起70上。盖72被紧固于汽缸组13上并形成操作室62的外侧面，以使得当打开盖72时，可执行拧紧和放松螺栓71的操作。

转动轴73被同轴地装配在圆柱轴承元件69中，并且滚柱轴承74被插入在轴承元件69的一个端部和转动轴73之间，而滚珠轴承75被插入在轴承元件69的另一个端部和转动轴73之间。换句话说，转动轴73由紧固于汽缸组13上的轴承元件69支撑以便于转动。

在从轴承元件69的一个端部突出的转动轴73的一个端部处，以从转动轴73的偏心位置突出的方式整体地设有偏心轴73a。偏心轴73a在其一个端部处与滑块68相连接。因此，偏心轴73a随着转动轴73的转动而绕转动轴73的轴线转动，因此使得活塞66在泵壳63中滑移以便于增加和减小泵室65的体积。

可允许转动轴73的一个端部插入其中的开口76被设在泵壳63中，并且插入孔77以沿其纵向与滑孔67的中央部相通的方式被设在活塞66中，而且插入孔77允许偏心轴73a以这样的方式插入其中，所述方式即，它允许偏心轴73a随着转动轴73的转动沿滑孔67轴线的方向移动。

顺便提及的是，第二从动链轮78被紧固于泵壳63和轴承元件69之间的转动轴73的端部，并且环链80在驱动链轮79和第二从动链轮78之间并围绕驱动链轮79延伸，所述驱动链轮79与凸轮链53所环绕的第一从动链轮52以整体的方式构成。因此，从凸轮轴41处传输到那里的动力使得转动轴73，即，压缩空气泵61转动。

在轴承元件69的相对侧部上在滚珠轴承75和滚柱轴承74之间的中心位置处提供穿孔81和82。用于将落到操作室62中的部分油引入到轴承元件69和转动轴73之间位置处的油导向器83以与轴承元件69成整体的方式被设在与穿孔81相对应的位置处。具体地，以使其从第一阀室48中引入油的方式将油回流管道84设在汽缸盖14中，并且油回流管道85被设在汽缸组13中并通过油回流管道84与操作室62相通。油导向器83以与轴承元件69成整体的方式被提供，以使得它将从另一个油回流管道85中掉落的油引入到穿孔81中。

此外，被引入到轴承元件69和转动轴73之间位置处的部分油可用于滚柱轴承74和滚珠轴承75的润滑，而其他部分油从穿孔82中落入到操作室62的较低部分。积聚在操作室62较低部分的油通过另一个油回流管道86返回到曲轴箱12侧，所述油回流管道86以与操作室62较低部分相通的方式设在汽缸组13中。

以使其具有与转动轴73同轴的转动轴线的方式将水泵90安装于相对于轴承元件69的压缩空气泵61相对侧上的汽缸组13上。水泵90的泵壳91由外壳主元件92和泵盖93构成，所述外壳主元件92包括靠近于其转动轴73侧的有底的圆柱形部分92a和与有底的圆柱形部分92a的开口端整体设置的盘状部分92b，所述泵盖93封闭外壳主元件92的开口端。泵盖93被紧固于汽缸组13上以使其与汽缸组13合作，从而将外壳主元件92的开口端的外圆周容纳于它们之间。

泵轴94被支撑在其相对的端部，以便在有底的圆柱形部分92a封闭端的中心部以及泵盖93的中心部与转动轴73同轴转动、并且多个磁体96被紧紧地安装于插在有底的圆柱形部分92a中的转子95上，以使得它与泵轴94整体转动。其间，转动元件97被紧固于从轴承元件69处突出的转动轴73的另一端部，并且转动元件97具有圆柱形部分97a，所述圆柱形部分97a同轴围绕外壳主元件92的有底的圆柱形部分92a。多个磁体98被紧紧地安装于圆柱形部分97a的内表面上。因此，当转动元件97与转动轴73一起转动时，转子95与泵轴94一起转动。

顺便提及的是，旋涡室99形成于外壳主元件92与泵盖93之间，并且为转子95提供叶轮100，而叶轮100被容纳于旋涡室99中。

多个进口101被设在泵盖93中并朝向旋涡室99的中心部开口，并且叶轮100的转动使得通过进口101吸入到旋涡室99中的冷却水增压。这样，从水泵90排出的冷却水被供应到为汽缸组13提供的汽缸组侧水套102处，并且通过汽缸组侧水套102被供应到为汽缸盖14提供的汽缸盖侧水套103处，恒温器104对这样两种状态进行转换，所述状态即，其中从盖侧水套103中排出的冷却水被引入到散热器等(未示出)中的一种状态和其中从盖侧水套103中排出的冷却水绕过散热器等返回到进口101的另一种状态。恒温器104的恒温器外壳105与水泵90的泵盖93整体形成。

具体参照图6，喷射器25包括：空气燃料喷射阀107和燃料喷射阀108，所述空气燃料喷射阀107被安装于汽缸盖14中并具有突出到燃烧室19中的喷嘴106，所述燃料喷射阀108以将燃料从后方喷射到空气燃料喷射阀107中的方式与空气燃料喷射阀107相连接。空气燃料喷射阀107直接将燃料与压缩空气一起喷射到燃烧室19中。

以与汽缸轴线C同轴的方式将装配孔109和插入管110布置在汽缸盖14中，喷嘴106被气密地装配于所述装配孔109中，所述插入管110具有大于装配孔109的内径并与装配孔109同轴连接。空气燃料喷射阀107被气密地装在装配孔109中的喷嘴106处，并且被插入到插入管110中，直到与形成于装配孔109和插入管110之间的环形阶梯部分111相接触。

导线连接部分107a被提供在空气燃料喷射阀107的后部并被设置在插入管110后端处提供的槽110a中，并且通过索环113将一对导线112从插入管110外侧的导线连接部分107a处引出到外部，所述索环113被保持在汽缸盖14和顶盖15的配合表面之间。

其间，以这样的方式使圆柱形喷射器外壳114整体形成于顶盖15上，所述方式即，圆柱形喷射器外壳114容纳装配于其中的燃料喷射阀108，并与汽缸盖14合作以便于将空气燃料喷射阀107保持在它们之间。当顶盖15与汽缸盖14相连接时，喷射器外壳114的端部与空气燃料喷射阀107的后端相接触。夹板115被紧固于喷射器外壳114的后端并与喷射器外壳114合作，以便于将燃料喷射阀108的后端部分保持在它们之间。

顺便提及的是，以与燃料喷射阀108的内部相通的方式使环形燃料室116形成于喷射器外壳114和燃料喷射阀108之间。一对密封元件117、118被插在燃料喷射阀108和喷射器外壳114之间并从相对侧共同地将燃料室116保持在它们之间。

以使其与燃料室116相通的方式直接将燃料供给通道119设在顶盖15中，并且用于从将燃料供给源(未示出)处引入燃料的软管120通过联结器121与燃料供给通道119相连接。

以使其与空气燃料喷射阀107的内部相通的方式将环形气室122形成于燃料喷射阀108的端部和空气燃料喷射阀107的后部以及喷射器外壳114之间。来自于压缩空气泵61的压缩空气被供应到气室122中。

具体参照图2和图7，吸管124被设在压缩空气泵61的盖元件64中，并且用于从空气过滤器(未示出)中引入空气的软管与吸管124相连接。吸管124通过安装在盖元件64中的簧片阀(未示出)与泵室65相连接。

簧片阀125被安装在盖元件64中并随着泵室65压力的增加而被打开。从压缩空气泵61中排出的压缩空气通过簧片阀125和压缩空气供给通道126A被供应到气室122中。

压缩空气供给通道126A包括：管元件127、通道128以及另一条通道129，所述管元件127以与簧片阀125相通的关系在其一端与盖元件64相连接，而在其另一端与汽缸盖14相连接，所述通道128以与管元件127相通的关系被直接设在汽缸盖14中，所述通道129以与通道128及气室122相通的关系被直接设在顶盖15中。

另外，直接设在汽缸盖14中的部分通道128在排气孔24的附近通过，并且特别是在排气孔24附近，汽缸盖侧水套103被布置于排气孔24与汽缸组13之间，而将通道128设定得穿过相对于排气孔24与汽缸盖侧水套103相对的一侧。

圆柱形定位销130穿过汽缸盖14和顶盖15的配合表面延伸，并在其相对端部处被插入到汽缸盖14和顶盖15中，以使得直接设在汽缸盖14和顶盖15中的通道128和129以及压缩空气供给通道126A的构成部分通过该定位销130彼此相通。O形扣环133被保持在汽缸盖14和顶盖15的配合表面之间并围绕着定位销130。

在定位销130中形成有孔131，并且安全阀132被安装于汽缸盖14上并在相对于口131的上游侧上与通道128相连接。

接下来，将描述第一工作示例的操作。由于用于将压缩空气供应到喷射器25的压缩空气供给通道126A的至少一部分，即，直接设在汽缸盖14中的通道128和压缩空气供给通道126A的构成部分的一部分在排气孔24的附近通过，因此沿压缩空气供给通道126A循环的压缩空气可被通过排气孔24循环的废气的热量所加热。这增大了压缩空气的体积，从而提高了泵效率。

在排气孔24的附近，汽缸盖侧水套103的一部分被设置在排气孔24和汽缸组13之间，并且压缩空气供给通道126A的通道128构成部分被设置在相对于排气孔24的汽缸盖侧水套103的相对侧上。因此，可最大限度地避免由于汽缸盖侧水套103的冷却所造成的对于沿压缩空气供给通道126A循环的压缩空气的影响，并且即使发动机是水冷式的，也可保持高的泵效率。

此外，与压缩空气供给通道126A相连接的压缩空气泵61被设置在对应于排气孔24侧部上的汽缸组13的侧面，并且可将压缩空气泵61设置在包含与排气孔24相连接的排气管的发动机的安排空间中。另外，压缩空气泵61的泵壳63与汽缸组13整体形成。因此，可实现零件数量方面的减少，使得发动机尺寸最小化并使得压缩空气泵61附近的发动机结构更简化。

此外，虽然喷射器25的燃料喷射阀108装有喷射器外壳114并被喷射器外壳114所容纳，但是由于喷射器外壳114是与顶盖15整体形成的，因此在汽缸盖14的周围不必设置构成喷射器外壳114的元件。因此，可减少零件的数量，并可使得发动机的尺寸最小化以及使得发动机周围的结构更简化。

此外，由于用于将燃料和压缩空气供给到喷射器外壳114中的燃料供给通道119和作为压缩空气供给通道126A至少一部分的通道129被直接设在顶盖15中，因此无需在喷射器外壳114周围设置用于将燃料和压缩空气供给到喷射器外壳114中的管等。因此，可减少零件的数量，并可避免发动机尺寸的增加及发动机周围结构的复杂化。

顺便提及的是，驱动设置在汽缸盖14上的第一进气阀27、第二进气阀28以及排气阀29的凸轮轴41被设置在汽缸组13侧上并远离汽缸盖14和顶盖15之间的位置。因此，可防止将凸轮轴41布置于汽缸盖14和顶盖15之间。这还增加了在喷射器外壳114的布置方面的自由度以及在燃料供给通道119和直接设在顶盖15中的通道129的布置方面的自由度。

而且，喷射器25被布置在汽缸轴线C上，并且在垂直于汽缸轴线C的一个平面的投影图上，第一进气阀孔20和排气阀孔22被布置于喷射器25的相对侧上，而第二进气阀孔21被布置于与使第一进气阀孔20和排气阀孔22相互连接的直线L1基本相垂直的直线L2上的喷射器25的一侧上。因此，通过将喷射器25布置于燃烧室19的中央部分，可消除燃烧室19中火焰传播距离的片面性，从而提高燃烧效率。此外，通过提供第一和第二进气阀孔20、21两者，提高了空气填充效率并可实现泵送损失的降低。可如此布置火花塞26，即，使得可容易地避免它与两个进气阀27和28以及一个排气阀29之间的干扰，并且可将火花塞26布置于喷射器25的附近，从而提高燃烧效率。

此外，喷射器25的空气燃料喷射阀107被支撑于顶盖15上，并且作为用于将压缩空气供应到空气燃料喷射阀107中的压缩空气供给通道126A的至少一部分的通道129被直接布置于顶盖15中。因此，在顶盖15周围无需设置用于将压缩空气引入到喷射器25中的部分，从而使得发动机的尺寸最小化以及使得发动机周围的结构更简化。

此外，圆柱形定位销130穿过汽缸盖14和顶盖15的配合表面。定位销130的相对端部位于汽缸盖14和顶盖15中。这可使得直接设在汽缸盖14和顶盖15中并构成压缩空气供给通道126A一部分的通道128和129通过该定位销130彼此相通。因此，即使汽缸盖14和顶盖15的相对位置受定位销130限定并且喷射器25由顶盖15和汽缸盖14合作地支撑，也不会有过高的应力作用在喷射器25上。此外，由于定位销130用作汽缸盖14的通道128和顶盖15的通道129的连接元件，因此消除了对于用于通道连接的专用零件的需要，从而减少了所需零件的数量。

而且，由于在定位销130中形成有孔131，因此可调节供应到喷射器25中的压缩空气的压力，因此消除了对于用于压力调节的专用零件的需要，又减少了零件的数量。

图8示出了本发明的第二工作示例，其中用相同的附图标记表示与上述第一工作示例中相对应的元件。

用于将压缩空气供应到喷射器25的压缩空气供给通道126B包括：管元件127、通道128a以及管形状的调整器134，所述管元件127以与簧片阀125相通的关系在其一端与盖元件64相连接，所述通道128a以与管元件127相通的关系被直接设在汽缸盖14中，所述调整器134以穿过排气孔24并与通道128a相通的方式被安装于汽缸盖14上。另外，通道128b以与调整器134相通的关系被直接设在汽缸盖14中，并且通道129(参考第一工作示例)以与通道128b相通的关系被直接设在顶盖15中。

对于第二工作示例来说，沿压缩空气供给通道126B循环的压缩空气可被通过排气孔24循环的废气的热量所加热，这增大了压缩空气的体积，从而提高了泵效率。此外，在汽缸盖14和顶盖15周围无需布置用于将压缩空气引入到喷射器25中的零件，从而使得发动机尺寸的最小化以及使得发动机周围的结构更简化。

虽然已描述了本发明的优选工作示例，但是本发明并不局限于上述工作示例，而是在不脱离权利要求中所限定的本发明的基础上可进行各种设计改变。

接下来，将描述本发明的效果。

如上所述，依照本发明的第一方面，由于喷射器外壳是与顶盖整体形成的，因此在汽缸盖的周围不必设置构成喷射器外壳的元件。因此，可减少零件的数量，并可使得发动机的尺寸最小化以及使得发动机周围的结构更简化。

此外，依照本发明的第二方面，由于无需在喷射器外壳周围设置用于将燃料和压缩空气供给到喷射器外壳中的管等。因此，可减少零件的数量，并可将发动机尺寸和发动机周围结构的复杂程度控制在最小化。

依照本发明的第三方面，凸轮轴没有被布置于汽缸盖和顶盖之间，从而可增加在喷射器外壳的布置方面的自由度。而且，由于至少部分燃料供给通道和压缩空气供给通道被直接布置在顶盖中，因此可增加在燃料供给通道和压缩空气供给通道的布置方面的自由度。

而且，依照本发明的第四方面，由于喷射器被布置于燃烧室的中心部分，因此可消除燃烧室中火焰传播距离的片面性，从而提高了燃烧效率。另外，由于提供了第一和第二进气阀孔，因此提高了空气填充效率并可实现泵送损失的降低。此外，可布置火花塞，同时容易地避免它与两个进气阀以及一个排气阀之间的干扰，这可将火花塞布置于喷射器的附近以提高燃烧效率。

依照本发明的第五方面，在顶盖周围无需设置用于将压缩空气引入到喷射器中的零件。

此外，依照本发明的第六方面，在汽缸盖周围无需布置用于将压缩空气引入到喷射器中的零件，从而将发动机的尺寸和发动机周围结构的复杂程度控制在最小化。此外，即使喷射器由汽缸盖和顶盖合作地支撑，也不会有过高的应力作用在喷射器上。另外，消除了对于用于通道连接的专用零件的需要，从而又减少了所需零件的数量。

此外，依照本发明的第七方面，可调节供应到喷射器中的压缩空气的压力，因此消除了对于用于压力调节的专用零件的需要，又减少了零件的数量。

虽然如此描述了本发明，但是应该明白的是，也可以多种方式对本发明进行改进。不应认为所述改进违背了本发明的精神和保护范围，并且本领域普通技术人员应该明白的是，上述所有改进都应包含在所附权利要求的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种空气燃料喷射式发动机，所述发动机包括：

喷射器，所述喷射器具有用于喷射燃料的燃料喷射阀和用于直接将燃料与压缩空气一起喷射到燃烧室中的空气燃料喷射阀；以及

喷射器外壳，所述喷射器外壳用于容纳喷射器并将所述喷射器紧固于发动机机体，

其特征在于，所述喷射器外壳与构成所述发动机机体部分的顶盖整体形成。

2.如权利要求1中所述的空气燃料喷射式发动机，其特征在于，分别用于向所述喷射器外壳中供应燃料和压缩空气的燃料供给通道和压缩空气供给通道的至少一部分被直接布置于所述顶盖中。

3.如权利要求1中所述的空气燃料喷射式发动机，还包括：

进气阀和排气阀，所述进气阀和排气阀布置于构成所述发动机机体部分的汽缸盖上；以及

凸轮轴，所述凸轮轴被布置于远离所述汽缸盖和所述顶盖的位置处并构成阀系统的一部分，所述阀系统驱动所述进气阀和排气阀，并形成为四冲程发动机。

4.如权利要求3中所述的空气燃料喷射式发动机，其特征在于，所述喷射器被布置在汽缸轴线C上，并且在垂直于汽缸轴线C的一个平面的投影图上，可由第一进气阀关闭的第一进气阀孔和可由所述排气阀关闭的排气阀孔被布置于所述喷射器上的相对侧上，而可由第二进气阀关闭的第二进气阀孔被布置于与使所述第一进气阀孔和所述排气阀孔相互连接的直线L1基本相垂直的直线L2上的所述喷射器的一侧上。

5.如权利要求1中所述的空气燃料喷射式发动机，其特征在于，用于向所述喷射器中供应压缩空气的压缩空气供给通道的至少一部分被直接布置于所述顶盖中。

6.如权利要求1中所述的空气燃料喷射式发动机，还包括：

圆柱形定位销，所述圆柱形定位销在其相对端部处被插入到汽缸盖和所述顶盖中，所述圆柱形定位销与所述顶盖合作以支撑所述喷射器，所述圆柱形定位销穿过所述汽缸盖和所述顶盖的配合表面；以及

通道，所述通道分别直接设在汽缸盖和顶盖中，并构成通过与所述定位销相通的所述压缩空气供给通道的至少一部分。

7.如权利要求6中所述的空气燃料喷射式发动机，其特征在于，在所述定位销中形成有一个孔。

8.如权利要求1中所述的空气燃料喷射式发动机，其特征在于，当顶盖与汽缸盖相连接时，喷射器外壳的端部与空气燃料喷射阀的后端相接触，并且夹板被紧固于喷射器外壳的后端上并与喷射器外壳合作以便于将燃料喷射阀的后端部分保持在它们之间。

9.如权利要求8中所述的空气燃料喷射式发动机，其特征在于，在喷射器外壳与燃料喷射阀之间形成了环形燃料室以使其与燃料喷射阀的内部相通。

10.如权利要求4中所述的空气燃料喷射式发动机，其特征在于，凸轮轴在其相对端部处由汽缸组和盖子支撑以便于转动，所述盖子被紧固于所述汽缸组上以构成第二阀室外侧的表面。

11.如权利要求6中所述的空气燃料喷射式发动机，其特征在于，O形扣环被保持在汽缸盖和顶盖的配合表面之间并围绕着定位销。

12.如权利要求7中所述的空气燃料喷射式发动机，其特征在于，安全阀被安装于汽缸盖上并在相对于所述口的上游侧上与一个通道相连接。

13.如权利要求5中所述的空气燃料喷射式发动机，其特征在于，压缩空气通道在排气孔附近通过，因此沿压缩空气供给通道循环的压缩空气可被通过排气孔循环的废气的热量所加热。

14.一种燃料喷射装置，包括：

喷射器，所述喷射器具有用于喷射燃料的燃料喷射阀和用于直接将燃料与压缩空气一起喷射到燃烧室中的空气燃料喷射阀；以及

喷射器外壳，所述喷射器外壳用于容纳喷射器并将所述喷射器紧固于发动机机体；以及

紧固于喷射器外壳后端的夹板，所述夹板与喷射器外壳合作以便于将燃料喷射阀的后端部分保持在它们之间，

其特征在于，所述喷射器外壳与构成所述发动机机体部分的顶盖整体形成。

15.如权利要求14中所述的燃料喷射装置，其特征在于，分别用于向所述喷射器外壳中供应燃料和压缩空气的燃料供给通道和压缩空气供给通道的至少一部分被直接布置于所述顶盖中。

16.如权利要求14中所述的燃料喷射装置，还包括：

进气阀和排气阀，所述进气阀和排气阀布置于构成所述发动机机体部分的汽缸盖上；以及

凸轮轴，所述凸轮轴被布置于远离所述汽缸盖和所述顶盖的位置处并构成阀系统的一部分，所述阀系统驱动所述进气阀和排气阀。

17.如权利要求15中所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述喷射器被布置在汽缸轴线C上，并且在垂直于汽缸轴线C的一个平面的投影图上，可由第一进气阀关闭的第一进气阀孔和可由所述排气阀关闭的排气阀孔被布置于所述喷射器上的相对侧上，而可由第二进气阀关闭的第二进气阀孔被布置于与使所述第一进气阀孔和所述排气阀孔相互连接的直线L1基本相垂直的直线L2上的所述喷射器的一侧上。

18.如权利要求14中所述的燃料喷射装置，其特征在于，用于向所述喷射器中供应压缩空气的压缩空气供给通道的至少一部分被直接布置于所述顶盖中。

19.如权利要求14中所述的燃料喷射装置，还包括：

圆柱形定位销，所述圆柱形定位销在其相对端部处被插入到汽缸盖和所述顶盖中，所述圆柱形定位销与所述顶盖合作以支撑所述喷射器，所述圆柱形定位销穿过所述汽缸盖和所述顶盖的配合表面；以及

通道，所述通道分别直接设在汽缸盖和顶盖中，并构成通过与所述定位销相通的所述压缩空气供给通道的至少一部分。

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