用于内燃机的进气组件与具有该进气组件的内燃机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及一种内燃机，其包括多个气缸和一个进气组件，其中该进气组件用于供应进气或进气与燃料的混合物给多个气缸。
【背景技术】
[0002]内燃机一般来讲可以包括进气歧管，用于将流动的气态流体，例如进气或进气与燃料的混合物引导到内燃机的气缸。进气或进气与燃料的混合物可以通过与各个气缸相关联的进气端口被供应至该气缸内形成的燃烧室。入口阀可以设置在每个进气端口内并可被致动以在该气缸的燃烧周期内的预定正时打开和关闭。
[0003]为了提高发动机的效率，可以使用不同的入口阀门正时。例如，入口阀可以用阿特金森阀门正时来致动。根据该正时，该进气阀打开的时间比通常要长，以允许进气或进气与燃料的混合物从该燃烧室回流至该进气端口，从而减小有效压缩比。
[0004]本发明旨在至少部分地改善或克服现有系统的一个或多个方面。
【发明内容】
[0005]根据本发明的一个方面，一种用于具有多个气缸的内燃机的进气组件包括被配置成向所述多个气缸供应气态流体的进气歧管，和收集室。该收集室流体地连接到该进气歧管并适于流体连接到所述多个气缸中的一个的进气端口。该收集室被配置为限制该气态流体从该进气端口回流入该进气歧管中。
[0006]根据本发明的另一个方面，一种内燃机包括多个气缸和一个进气歧管，该进气歧管被配置成向所述多个气缸供应气态流体。该内燃机还包括收集室，该收集室流体地连接到进气歧管以及所述多个气缸中的一个的进气端口上。该收集室被配置为限制气态流体从该进气端口回流入该进气歧管中。
[0007]本发明的其它特征和方面将在下面的说明书和附图中显而易见。
【附图说明】
[0008]图1是根据本发明的一种示例性内燃机的示意图；
[0009]图2是根据本发明的一个示例性实施例，流体地连接到内燃机的气缸的进气歧管的示意性剖视图；
[0010]图3是根据本发明的另一个示例性实施例，流体地连接到内燃机的气缸的进气歧管的示意性剖视图；
[0011]图4是根据本发明的再一个示例性实施例，流体地连接到内燃机的气缸的进气歧管的示意性剖视图；
[0012]图5是根据本发明的另一个示例性实施例，流体地连接到内燃机的气缸的进气歧管的示意性剖视图；
[0013]图6是根据本发明的又一个示例性实施例，流体地连接到内燃机的气缸的进气歧管的示意性剖视图；
[0014]图7是根据本发明的一个示例性实施例的进气歧管外壳的局部透视剖面图；以及
[0015]图8是图7中该进气歧管外壳的另一个局部透视剖面图。
【具体实施方式】
[0016]下面是本发明的示例性实施例的详细描述。本文所描述的示例性实施例旨在讲述本发明的原理，使本领域普通技术人员能够在多种不同的环境中以及许多不同的应用中实施并使用本发明。因此，示例性实施例并不意在，也不应被视为，对保护范围的限制性说明。相反，该保护的范围应由所附的权利要求书来限定。
[0017]本发明可部分基于以下认识:以入口阀的阿特金森阀门正时操作内燃机可能不足以使该内燃机的效率最大化。使用该内燃机入口阀的阿特金森阀门正时可能会导致充入的进气或充入的进气与燃料的混合物回流进入各个气缸的进气端口并进入该进气歧管。在本文中，术语“气态流体”可以同时用来指进气和进气与燃料的混合物。由于排出的空气或空气和燃料的混合物的温度因压缩而升高，吸入该进气歧管的空气或混合物的温度也会升高。当该进气歧管向多个气缸供应空气或燃料和空气的混合物时，温度沿着进气歧管内的流动方向升高。因此，供应到设置在该流动方向下游的气缸的空气或燃料和空气的混合物的温度升高，而浓度减小。这导致下游气缸的性能降低。
[0018]此外，空气或混合物的温度升高导致气缸的爆震率降低。为了避免过度爆震，必须降低气缸的压缩比，从而进一步降低了发动机的性能。
[0019]因此，本申请可以部分基于以下认识:避免空气或空气和燃料的混合物回流到该进气歧管可以防止该进气歧管中的温度升高。因而，下游气缸的性能可以得到改进。这可能会使得该燃烧发动机的整体性能得到改进。
[0020]本发明还可以部分地基于以下认识:在进气歧管与所述多个气缸之间设置至少一个单独的收集室可能会导致来自气缸的回流被限定在相应的收集室中，并且因此，不会进入该进气歧管。所述至少一个收集室可通过入口流体地连接到该歧管，并通过出口流体地连接到相应气缸的进气端口。该入口和出口的尺寸和布置都可以适当设置以防止或至少限制排出的燃料和空气的混合物进入该歧管。
[0021]本发明还可以部分地基于以下认识:单独的收集室的体积是各气缸进气体积的至少10%，例如，介于各气缸进气体积的10%和500%之间，20%和500%之间，30%和500%之间，40%和500%之间，50%和500%之间，100%和500%之间，或200%和500%之间，可以保证排出的燃料和空气的混合物不进入该进气歧管。此外，该收集室可以具有横截面，其远远大于连接该收集室与该进气歧管的入口的横截面。因此，可以实现该进气歧管的体积与该收集室的体积之间的重要分离。
[0022]本发明还可以部分地基于以下认识:在至少一个收集室中设置导流器可能会导致充入的空气或空气和燃料的混合物从该气缸排出之后被迫占据基本上全部的收集室体积。因此，一部分排出的空气或混合物进入该进气歧管的可能性可以减小。
[0023]现在参见附图，内燃机10的一个示例性实施例示于图1。内燃机10可以包括未示出的特征，例如燃料系统、空气系统、冷却系统、外围设备、传动系部件等。为了实现本发明，内燃机10是一种气体燃料内燃机。然而，本领域的技术人员将认识到，气体燃料内燃机10可以是利用燃料和空气的混合物进行燃烧的任何类型的发动机(涡轮、气体、柴油、天然气、丙烷、双燃料等)。此外，在一些类型的燃烧发动机中，燃料和空气的混合物可以经由进气歧管供给到该燃烧发动机中。在其它类型的燃烧发动机中，只有进气可经由该进气歧管被供给到该燃烧发动机，而燃料可以在燃烧之前被单独喷入每个气缸内。
[0024]气体燃料内燃机10可以是任何尺寸，具有任何数量的气缸与任何配置(“V”形、“直列”等等)。气体燃料内燃机10可以用于给任何机器或其他设备提供动力，包括机车应用、公路卡车或车辆、越野机、推土设备、发电机、航空航天应用、海洋应用、泵、固定设备如发电厂，或其它发动机驱动的应用。
[0025]仍然参见图1，气体燃料内燃机10包括发动机缸体20，该发动机缸体包括气缸组26A-26D、至少一个燃料箱(未示出)、与气缸26A-26D相关联的涡轮增压器40以及进气组件 100。
[0026]发动机缸体20包括曲柄箱(未示出)，曲柄轴6 (见图2-图6)被支撑在该曲炳箱内。曲柄轴6连接到活塞18 (参见图2-图6)，这些活塞18可以在气体燃料内燃机10运行过程中在气缸26A-26D中的每一个中运动。
[0027]进气组件100包括进气歧管22、多个收集室25A-25D以及多个进气端口 24A-24D。
[0028]进气歧管22限定了燃料和空气的混合物在进气歧管22内的流动方向(如图1中的箭头所示)，并通过气缸26A-26D的进气端口 24A-24D中相应的一个进气端口流体地连接到气缸26A-26D中的每一个。进气端口 24A-24D被配置成从进气歧管22接收燃料和空气的混合物。通常，进气端口 24A-24D可以至少部分地在气缸26A-26D的各自的气缸盖或共同的气缸盖(未示出)中形成。气缸26A-26D中的每一个设置有至少一个进气阀35(见图2-图6)，其适于打开或关闭进气端口 24A-24D中一个进气端口和气缸26A-26D的相应燃烧室16之间的流体连接。
[0029]收集室25A-2?被设置在进气端口 24A-24D的上游。所述多个收集室25A-25D中的每一个与相邻的收集室25A-25D隔开并流体连接到进气歧管22和气缸26A-26D的进气端口 24A-24D中的一个进气端口上，以接收来自进气歧管22的燃料和空气的混合物，并将其供应给进气端口 24A-24D中相应的一个进气端口。
[0030]排气歧管28连接到气缸26A-26D中的每一个。气缸26A-26D中的每一个设置有至少一个排气阀36 (见图2-图6)，其被配置成打开和关闭该相应气缸的燃烧室和排气歧管28之间的流体连接。
[0031]通常，当气体燃料内燃机1