专利名称：燃气发动机、其气缸盖及制造方法和燃气发动机供气系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多点燃油喷射发动机，并且更具体地涉及一种燃气发动机和一种用于将气体喷射到这种发动机内的系统。
背景技术：
将燃料喷射到空气通过其中被输送的适当形状的分配器(例如，文氏管型)内的单喷射点处，这在替代用燃气发动机(alternating gas engine)领域是一种习惯作法。分配器接入一组供应管内，所述供应管将与燃料混合的空气输送到气缸内。这种简单的方案具有各种缺陷。当需要较多的动力时，喷射点和到各个气缸的进气口之间的距离造成了气缸对气体供应的变化的反应的滞后，从而延迟了反应时间。在一定空气速度条件下总是存在发生非最优混合的可能，这可能导致输送到各气缸内的空气/燃料比的不均衡。
已经提出了将气体输送到供应气缸的供应管的入口内的多点式喷射系统作为克服上述缺陷的一种装置。为了获得令人满意的混合，这种系统在间隙的中央处采用穿过分配器并且将气体输送到供应管道入口处的多根管。由于所述管会与气流产生干涉并造成振动的事实，因此这种解决方案会出现所述管道容易被损坏的问题。此外，这种系统仍然不能够保证令人满意的混合，并且在气缸运行的特定阶段内混合物可能会从供应管流回分配器中并且与输送到各个气缸中的混合物发生干涉。
由于上述原因，在单点式喷射的情况下不可避免地，以及在多点式喷射的情况下可能—至少部分地—出现的情况，即在分配器中存在空气-燃料混合物的情况，会在发生故障的情况下由于在存在大量处于可燃条件下的气体混合物而造成危险。
发明内容
现在通过采用一种内燃发动机已经解决了上述问题，它包括一个或多个气缸；一个用于进气的分配器；一根或多根将所述分配器连接到所述气缸进气口的进气管，所述进气管由至少一个壁限定；分别用于各所述进气管的一燃油喷射通道，所述通道穿过所述壁。
所述发动机优选地为燃气发动机，并且更优选的是含有甲烷的气体，例如天然气。
在本发明的一个优选实施例中，所述分配器和所述进气管是由一组零件组成的气缸盖的一部分，并通过铸造而成，所述喷射通道通过使所述零件之一形成孔而获得。本发明还涉及一种如上所述的气缸盖。
所述进气管的壁优选地包括一位于喷射通道的出口处的凸起。
本发明还涉及一种用于向发动机供应气态燃料的系统，其中发动机包括几个气缸，每一气缸上都具有一进气管，燃料通过所述进气管的壁喷射到进气管内。
本发明具体涉及后附权利要求的内容。
现在结合附图通过对优选的但并非排他的实施例进行详述来对本发明作出说明，其中所述实施例仅是作为示例给出，并且上述附图包括图1示出从气缸体被固定的一侧观察的根据本发明的燃气发动机的气缸盖的示意图；图2示出图1中示出的气缸盖的在平面A-A上的示意性剖视图；图3示出图1中示出的气缸盖的在平面B-B上的示意性剖视图；图4示出图1中示出的气缸盖的在平面C-C上的示意性剖视图；
图5示出图1中示出的气缸盖的在平面D-D上的示意性剖视图。
具体实施例方式
图1示出了从气缸体并由此包括气缸被固定(例如，采用一组螺栓)在其上的一侧(表面1)观察的一燃气发动机的气缸盖。所示的气缸盖的特征在于(图2，3，4所示)一与将空气输送到气缸内的一组进气管3相连的分配器2(主要是一根歧管)。在图中所示的但不是必需的情况中，所述进气管是分开的，从而可以通过两个进气门供应气缸，这是一种每个气缸带有四个气门的发动机。为此，对于每一气缸来说，气缸盖的特征在于设有两个开口4和5，所述进气管以所述开口终止。设计成用于打开和关闭气缸进气口的气门杆(stem ofthe valve)周期性地穿过位于所述开口处的通孔6；气门杆与通孔6的壁适当地接合并且通过摇臂或适当的结构将可在与表面1相对的一侧定位在气缸盖上的凸轮轴的运动传递给气门；形成气缸盖的一部分并用于对凸轮轴进行支承的环形支承部9在图2，3，4中可见；优选设计几个相互对齐的支承部。在开口4和5处气缸装配有进气门。
同样，还可以观察到排气开口7和8，废气通过所述开口进入一排气管。各个气缸的排气管可通入一共同的废气歧管。与进气门的气门杆类似，排气门的气门杆通过孔10可使气门与凸轮轴相连。
其中一根在图2，3，4，5中不同平面内的剖视图中可见的多根进气管3由壁11所限定。根据本发明，优选为气态的燃料的喷射通道12穿过所述壁；在图2中示出了所述喷射通道的一纵向剖视图。根据本发明的该优选实施例，壁11的特征在于，在所述进气管内的通道12的出口14位置处设有一朝向进气管3内部的凸起13。考虑到在工作环境下的管道内的气体的流体动力学性能，所述凸起可以使出口以最适当的方式定位在进气管的内部，以优化燃料与空气的混合，因而这种凸起是有利的。此外，所述凸起可以容易地以一具有气缸盖的一部分的单件部件的形式获得，所述气缸盖部分具有管壁设有喷射通道的一部分，并且所述凸起可以是例如通过铸造而成的部件。这样，还可以容易地获得具有合适形状的凸起，例如一种能够使在进气管内流动的气体的前部的损失最小的形状。根据本发明的另一方面，出口14可以定位在进气管3的弯曲部或者在任何情况下都定位在气流速度方向改变的部分，从而利用由所产生的湍流(turbulence)引起的混合效应。在进气管3内存在一弯曲部的位置，如果设有凸起，则可以将凸起或者通道的出口优选地置于弯曲部的内侧。凸起可以是任何适当的形状。根据一优选实施例，凸起可以为如图2，3，4所示的翅片状，其中图2示出了它的剖视图，而其它两个附图示出了其侧视图。如图2所示，基于包含通道12的轴线的平面的凸起的剖视图基本上是一个具有可以是直线或者也可以是认为适当的各种形式的曲线的两条边15和16的三角形；该剖面基本上垂直于位于凸起位置处的管壁11。根据本发明的一特殊实施例，朝向进气管与气缸的连接开口4和5的边16比朝向分配器2的边15短，并且出口14至少部分地与边16相对。通道12可以是或者可以不是直的；如果是直的，那么它的轴线可以优选地位于一个基本上平行于运行状态下进气管3内的空气的方向的平面内。如图4所示，凸起在与上述剖面垂直的方向上的宽度优选地窄于其它的尺寸。所述宽度可以如附图所示基本上不变，或者是可变的；例如在底部处最宽，然后朝向通道的出口14处的顶部逐渐变窄。
此通道的特征在于设有与外部燃料供应装置，例如气体管道的连接装置17。此示例中所示的情况为通道的一内螺纹部分，其中一管的端部可以旋入该内螺纹部分，但是也可采用任何已知的被认为是适当的系统。
本发明还涉及一种如前所述的气缸盖的制造方法，该方法包括使用铸造工艺获得所述气缸盖的一部分，所述部分包括带有至少一根进气管的所述壁11的一部分，接下来例如采用钻孔机在所述壁上形成开口以形成穿过所述壁的燃料喷射通道。优选的是，所述进气管的壁的特征在于，设有一凸起，并且所述通道在所述凸起的位置开口。
所示的气缸盖适用于六缸发动机，但是本发明也可适用于具有任意气缸数的发动机，优选地是多于一个。
本领域的技术人员还可以根据所要建造的发动机的类型毫不费力地确定用于进气管、凸起和喷射通道的其它合适的结构。
本发明优化发动机如燃气发电机的燃料供应，在所述发动机中空气必须在进入到气缸前与燃料相混合。喷射在各气缸附近进行，而不再需要象现有技术中的多点式喷射技术中的那样插入穿过喷射空气的分配器的管，从而避免了与气流的干涉以及这种技术所带来的可能产生的振动和损坏。还制造形成进气管壁的一部分、优选一体地形成进气管壁的一部分的凸起，这允许在流体动力学性能上使得进气管形状得到优化，并使得可获得良好的空气和燃料的混合。这种喷射系统相当牢固并且比至今所使用的系统具有更加长的寿命。
权利要求
1.一种内燃发动机，包括一个或多个气缸；一个用于进气的分配器(2)；将所述分配器连接到所述气缸的输入部的一根或多根进气管(3)，所述进气管由至少一个壁(11)限定；其特征在于，包括分别用于各所述进气管的一个燃料喷射通道(12)，所述通道穿过所述壁。
2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述发动机为燃气发动机。
3.根据前述任一权利要求所述的发动机，其特征在于，所述壁在进气管内部在所述通道的出口(14)处具有一凸起(13)。
4.根据权利要求3所述的发动机，其特征在于，所述凸起在包含所述通道的轴线并垂直于进气管壁的一个平面内的剖面大致呈三角形。
5.根据权利要求3或4所述的发动机，其特征在于，所述凸起是一具有进气管的所述壁的至少一部分的单件部件。
6.根据前述任一权利要求所述的发动机，其特征在于，所述进气管的特征在于，设有一弯曲部，并且喷射通道的出口(12)位于所述弯曲部的位置处。
7.根据权利要求3和6所述的发动机，其特征在于，所述凸起位于所述弯曲部的内部。
8.一种用于内燃发动机的气缸盖，包括一用于进气的分配器(2)；一根或多根与所述分配器相连的进气管(3)，所述进气管由至少一个壁(11)限定并具有至少一个位于所述气缸盖的表面(1)上、适于与一个或多个气缸相连的一个开口(4、5)；其特征在于，包括分别用于各所述进气管的一燃料喷射通道(12)，所述通道穿过所述壁。
9.一种根据权利要求8的气缸盖的制造方法，包括采用铸造工艺获得所述气缸盖的一部分，所述部分包括至少一根进气管(3)的所述壁(11)的一部分，其特征在于，所述方法包括，接下来穿过所述壁形成所述燃料喷射通道(12)的开口。
10.根据权利要求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处开口。
11.根据权利要求1至7中任一所述的发动机，其特征在于，包括权利要求8所述的气缸盖。
12.一种具有一进气分配器、一根或多根与所述分配器相连的、由至少一个壁限定的进气管的内燃机的燃料供应系统，其特征在于，燃料通过所述壁进行喷射。
13.根据权利要求12所述的燃料供应系统，其特征在于所述燃料是气体。
全文摘要
本发明涉及一种燃气发动机，它具有多个气缸以及分别用于各气缸的一进气管(3)，这种进气管具有一优选地在一翅片状的凸起(13)处穿过进气管本身的壁(11)的气体喷射通道(12)。一种用于将气体供应给发动机的系统，其中气体通过气缸的进气管的壁喷射。
文档编号F02F1/42GK1651751SQ200410075869
公开日2005年8月10日 申请日期2004年12月30日 优先权日2003年12月30日
发明者G·德洛拉 申请人:依维柯股份公司