專利名稱：燃氣發(fā)動機、其氣缸蓋及制造方法和燃氣發(fā)動機供氣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多點燃油噴射發(fā)動機，并且更具體地涉及一種燃氣發(fā)動機和一種用于將氣體噴射到這種發(fā)動機內(nèi)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
將燃料噴射到空氣通過其中被輸送的適當形狀的分配器(例如，文氏管型)內(nèi)的單噴射點處，這在替代用燃氣發(fā)動機(alternating gas engine)領(lǐng)域是一種習慣作法。分配器接入一組供應(yīng)管內(nèi)，所述供應(yīng)管將與燃料混合的空氣輸送到氣缸內(nèi)。這種簡單的方案具有各種缺陷。當需要較多的動力時，噴射點和到各個氣缸的進氣口之間的距離造成了氣缸對氣體供應(yīng)的變化的反應(yīng)的滯后，從而延遲了反應(yīng)時間。在一定空氣速度條件下總是存在發(fā)生非最優(yōu)混合的可能，這可能導(dǎo)致輸送到各氣缸內(nèi)的空氣/燃料比的不均衡。
已經(jīng)提出了將氣體輸送到供應(yīng)氣缸的供應(yīng)管的入口內(nèi)的多點式噴射系統(tǒng)作為克服上述缺陷的一種裝置。為了獲得令人滿意的混合，這種系統(tǒng)在間隙的中央處采用穿過分配器并且將氣體輸送到供應(yīng)管道入口處的多根管。由于所述管會與氣流產(chǎn)生干涉并造成振動的事實，因此這種解決方案會出現(xiàn)所述管道容易被損壞的問題。此外，這種系統(tǒng)仍然不能夠保證令人滿意的混合，并且在氣缸運行的特定階段內(nèi)混合物可能會從供應(yīng)管流回分配器中并且與輸送到各個氣缸中的混合物發(fā)生干涉。
由于上述原因，在單點式噴射的情況下不可避免地，以及在多點式噴射的情況下可能—至少部分地—出現(xiàn)的情況，即在分配器中存在空氣-燃料混合物的情況，會在發(fā)生故障的情況下由于在存在大量處于可燃條件下的氣體混合物而造成危險。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在通過采用一種內(nèi)燃發(fā)動機已經(jīng)解決了上述問題，它包括一個或多個氣缸；一個用于進氣的分配器；一根或多根將所述分配器連接到所述氣缸進氣口的進氣管，所述進氣管由至少一個壁限定；分別用于各所述進氣管的一燃油噴射通道，所述通道穿過所述壁。
所述發(fā)動機優(yōu)選地為燃氣發(fā)動機，并且更優(yōu)選的是含有甲烷的氣體，例如天然氣。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述分配器和所述進氣管是由一組零件組成的氣缸蓋的一部分，并通過鑄造而成，所述噴射通道通過使所述零件之一形成孔而獲得。本發(fā)明還涉及一種如上所述的氣缸蓋。
所述進氣管的壁優(yōu)選地包括一位于噴射通道的出口處的凸起。
本發(fā)明還涉及一種用于向發(fā)動機供應(yīng)氣態(tài)燃料的系統(tǒng)，其中發(fā)動機包括幾個氣缸，每一氣缸上都具有一進氣管，燃料通過所述進氣管的壁噴射到進氣管內(nèi)。
本發(fā)明具體涉及后附權(quán)利要求的內(nèi)容。


現(xiàn)在結(jié)合附圖通過對優(yōu)選的但并非排他的實施例進行詳述來對本發(fā)明作出說明，其中所述實施例僅是作為示例給出，并且上述附圖包括圖1示出從氣缸體被固定的一側(cè)觀察的根據(jù)本發(fā)明的燃氣發(fā)動機的氣缸蓋的示意圖；圖2示出圖1中示出的氣缸蓋的在平面A-A上的示意性剖視圖；圖3示出圖1中示出的氣缸蓋的在平面B-B上的示意性剖視圖；圖4示出圖1中示出的氣缸蓋的在平面C-C上的示意性剖視圖；
圖5示出圖1中示出的氣缸蓋的在平面D-D上的示意性剖視圖。
具體實施例方式
圖1示出了從氣缸體并由此包括氣缸被固定(例如，采用一組螺栓)在其上的一側(cè)(表面1)觀察的一燃氣發(fā)動機的氣缸蓋。所示的氣缸蓋的特征在于(圖2，3，4所示)一與將空氣輸送到氣缸內(nèi)的一組進氣管3相連的分配器2(主要是一根歧管)。在圖中所示的但不是必需的情況中，所述進氣管是分開的，從而可以通過兩個進氣門供應(yīng)氣缸，這是一種每個氣缸帶有四個氣門的發(fā)動機。為此，對于每一氣缸來說，氣缸蓋的特征在于設(shè)有兩個開口4和5，所述進氣管以所述開口終止。設(shè)計成用于打開和關(guān)閉氣缸進氣口的氣門桿(stem ofthe valve)周期性地穿過位于所述開口處的通孔6；氣門桿與通孔6的壁適當?shù)亟雍喜⑶彝ㄟ^搖臂或適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)將可在與表面1相對的一側(cè)定位在氣缸蓋上的凸輪軸的運動傳遞給氣門；形成氣缸蓋的一部分并用于對凸輪軸進行支承的環(huán)形支承部9在圖2，3，4中可見；優(yōu)選設(shè)計幾個相互對齊的支承部。在開口4和5處氣缸裝配有進氣門。
同樣，還可以觀察到排氣開口7和8，廢氣通過所述開口進入一排氣管。各個氣缸的排氣管可通入一共同的廢氣歧管。與進氣門的氣門桿類似，排氣門的氣門桿通過孔10可使氣門與凸輪軸相連。
其中一根在圖2，3，4，5中不同平面內(nèi)的剖視圖中可見的多根進氣管3由壁11所限定。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選為氣態(tài)的燃料的噴射通道12穿過所述壁；在圖2中示出了所述噴射通道的一縱向剖視圖。根據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實施例，壁11的特征在于，在所述進氣管內(nèi)的通道12的出口14位置處設(shè)有一朝向進氣管3內(nèi)部的凸起13。考慮到在工作環(huán)境下的管道內(nèi)的氣體的流體動力學性能，所述凸起可以使出口以最適當?shù)姆绞蕉ㄎ辉谶M氣管的內(nèi)部，以優(yōu)化燃料與空氣的混合，因而這種凸起是有利的。此外，所述凸起可以容易地以一具有氣缸蓋的一部分的單件部件的形式獲得，所述氣缸蓋部分具有管壁設(shè)有噴射通道的一部分，并且所述凸起可以是例如通過鑄造而成的部件。這樣，還可以容易地獲得具有合適形狀的凸起，例如一種能夠使在進氣管內(nèi)流動的氣體的前部的損失最小的形狀。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，出口14可以定位在進氣管3的彎曲部或者在任何情況下都定位在氣流速度方向改變的部分，從而利用由所產(chǎn)生的湍流(turbulence)引起的混合效應(yīng)。在進氣管3內(nèi)存在一彎曲部的位置，如果設(shè)有凸起，則可以將凸起或者通道的出口優(yōu)選地置于彎曲部的內(nèi)側(cè)。凸起可以是任何適當?shù)男螤?。根?jù)一優(yōu)選實施例，凸起可以為如圖2，3，4所示的翅片狀，其中圖2示出了它的剖視圖，而其它兩個附圖示出了其側(cè)視圖。如圖2所示，基于包含通道12的軸線的平面的凸起的剖視圖基本上是一個具有可以是直線或者也可以是認為適當?shù)母鞣N形式的曲線的兩條邊15和16的三角形；該剖面基本上垂直于位于凸起位置處的管壁11。根據(jù)本發(fā)明的一特殊實施例，朝向進氣管與氣缸的連接開口4和5的邊16比朝向分配器2的邊15短，并且出口14至少部分地與邊16相對。通道12可以是或者可以不是直的；如果是直的，那么它的軸線可以優(yōu)選地位于一個基本上平行于運行狀態(tài)下進氣管3內(nèi)的空氣的方向的平面內(nèi)。如圖4所示，凸起在與上述剖面垂直的方向上的寬度優(yōu)選地窄于其它的尺寸。所述寬度可以如附圖所示基本上不變，或者是可變的；例如在底部處最寬，然后朝向通道的出口14處的頂部逐漸變窄。
此通道的特征在于設(shè)有與外部燃料供應(yīng)裝置，例如氣體管道的連接裝置17。此示例中所示的情況為通道的一內(nèi)螺紋部分，其中一管的端部可以旋入該內(nèi)螺紋部分，但是也可采用任何已知的被認為是適當?shù)南到y(tǒng)。
本發(fā)明還涉及一種如前所述的氣缸蓋的制造方法，該方法包括使用鑄造工藝獲得所述氣缸蓋的一部分，所述部分包括帶有至少一根進氣管的所述壁11的一部分，接下來例如采用鉆孔機在所述壁上形成開口以形成穿過所述壁的燃料噴射通道。優(yōu)選的是，所述進氣管的壁的特征在于，設(shè)有一凸起，并且所述通道在所述凸起的位置開口。
所示的氣缸蓋適用于六缸發(fā)動機，但是本發(fā)明也可適用于具有任意氣缸數(shù)的發(fā)動機，優(yōu)選地是多于一個。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以根據(jù)所要建造的發(fā)動機的類型毫不費力地確定用于進氣管、凸起和噴射通道的其它合適的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明優(yōu)化發(fā)動機如燃氣發(fā)電機的燃料供應(yīng)，在所述發(fā)動機中空氣必須在進入到氣缸前與燃料相混合。噴射在各氣缸附近進行，而不再需要象現(xiàn)有技術(shù)中的多點式噴射技術(shù)中的那樣插入穿過噴射空氣的分配器的管，從而避免了與氣流的干涉以及這種技術(shù)所帶來的可能產(chǎn)生的振動和損壞。還制造形成進氣管壁的一部分、優(yōu)選一體地形成進氣管壁的一部分的凸起，這允許在流體動力學性能上使得進氣管形狀得到優(yōu)化，并使得可獲得良好的空氣和燃料的混合。這種噴射系統(tǒng)相當牢固并且比至今所使用的系統(tǒng)具有更加長的壽命。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃發(fā)動機，包括一個或多個氣缸；一個用于進氣的分配器(2)；將所述分配器連接到所述氣缸的輸入部的一根或多根進氣管(3)，所述進氣管由至少一個壁(11)限定；其特征在于，包括分別用于各所述進氣管的一個燃料噴射通道(12)，所述通道穿過所述壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其特征在于，所述發(fā)動機為燃氣發(fā)動機。
3.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的發(fā)動機，其特征在于，所述壁在進氣管內(nèi)部在所述通道的出口(14)處具有一凸起(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動機，其特征在于，所述凸起在包含所述通道的軸線并垂直于進氣管壁的一個平面內(nèi)的剖面大致呈三角形。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的發(fā)動機，其特征在于，所述凸起是一具有進氣管的所述壁的至少一部分的單件部件。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的發(fā)動機，其特征在于，所述進氣管的特征在于，設(shè)有一彎曲部，并且噴射通道的出口(12)位于所述彎曲部的位置處。
7.根據(jù)權(quán)利要求3和6所述的發(fā)動機，其特征在于，所述凸起位于所述彎曲部的內(nèi)部。
8.一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的氣缸蓋，包括一用于進氣的分配器(2)；一根或多根與所述分配器相連的進氣管(3)，所述進氣管由至少一個壁(11)限定并具有至少一個位于所述氣缸蓋的表面(1)上、適于與一個或多個氣缸相連的一個開口(4、5)；其特征在于，包括分別用于各所述進氣管的一燃料噴射通道(12)，所述通道穿過所述壁。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求8的氣缸蓋的制造方法，包括采用鑄造工藝獲得所述氣缸蓋的一部分，所述部分包括至少一根進氣管(3)的所述壁(11)的一部分，其特征在于，所述方法包括，接下來穿過所述壁形成所述燃料噴射通道(12)的開口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，壁的所述部分包括一凸起(12)，并且所述通道所述凸起的位置處開口。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一所述的發(fā)動機，其特征在于，包括權(quán)利要求8所述的氣缸蓋。
12.一種具有一進氣分配器、一根或多根與所述分配器相連的、由至少一個壁限定的進氣管的內(nèi)燃機的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，燃料通過所述壁進行噴射。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述燃料是氣體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃氣發(fā)動機，它具有多個氣缸以及分別用于各氣缸的一進氣管(3)，這種進氣管具有一優(yōu)選地在一翅片狀的凸起(13)處穿過進氣管本身的壁(11)的氣體噴射通道(12)。一種用于將氣體供應(yīng)給發(fā)動機的系統(tǒng)，其中氣體通過氣缸的進氣管的壁噴射。
文檔編號F02F1/42GK1651751SQ200410075869
公開日2005年8月10日 申請日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月30日
發(fā)明者G·德洛拉 申請人:依維柯股份公司