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_3

文档序号:8402918阅读:来源:国知局
具有的入口 29的开口面积与出口 30的开口面积基本上相同,但入口 29可以具有任何适当的开口面积,以允许在进气冲程期间提供足够量的燃料和空气的混合物给气缸26的燃烧室16,而同时在压缩冲程期间,使该进气歧管22的体积Vs与收集室体积Ve分离。此外,应当理解的是,虽然只有一个入口 29示于图2-图4中,但入口 29可以包括多个入口。各个入口可以具有相同的开口面积,或者可以具有不同的开口面积,并且可以分布在,例如,隔离墙25p内。
[0052]在一些示例性实施例中,收集室25的横截面dl可以介于进气端口 24横截面d2和/或总开口面积,即入口 29的流量横截面积的50%和2500%之间,或超过2500%。这可能会导致入口 29下游的收集室25适当延伸,使得进气歧管体积Vs与收集室体积Ve之间有足够的间隔。
[0053]现在参照图5,示出了本发明的另一示例性实施例。相同的元件同样以相同的参考数字表示。
[0054]图5中所示的实施例是图4所示实施例的变形,并且包括设置在收集室体积Ve中的导流器31。导流器31可以是主体,如框架、肋状物或类似物。在一些实施例中,导流器31可以是板状构件,以至少两侧接触流动的气体燃料和空气的混合物,并被置于收集室25的入口 29和出口 30之间。在图5所示的实施例中,导流器31是板状构件,设置的方向基本上与燃料和空气的混合物进入和退出收集室25的流动方向垂直。板状构件31可以由适当的支撑结构(未示出)支撑。在一些示例性实施例中,板状构件31可以从收集室25的内壁表面延伸出。导流器31可以被配置成将从进气端口 24排放出来的燃料和空气的回流引向内表面,例如收集室25的内周向表面25i。以这种方式,就可以确保从进气端口 24排出的燃料和空气流占据收集室体积Ve的较大部分,从而实现防止任何排出的燃料和空气流进入进气歧管22的所期望的效果。
[0055]如图5所示,在一些示范性实施例中,导流器31,例如图5中所示的板状构件,可以设置在更靠近入口 29,远离出口 30的位置。在其他实施例中,导流器31可设置成更靠近出口 30,远离入口 29,或距离入口 29和出口 30基本上相同的距离。应当理解的是,导流器31也可包含在上述图2-图4的实施例中。
[0056]现在参考图6,示出了另一个示例性实施例。同样的元件同样以相同的附图标记表不O
[0057]在图6所示的实施例中,进气歧管22和收集室25基本上是上下设置的。因此,通过入口 29进入收集室25的燃料和空气的混合物的流动方向与通过出口 30排出收集室25的燃料和空气的混合物的流动方向基本上是彼此垂直的。但是应当理解的是,在其它实施例中,上述两个流动方向可以形成90°之外的任意角度。
[0058]另外,在垂直于进气歧管22中燃料和空气的混合物的流动方向的横截面内,入口29和出口 30基本上设置在收集室25的一侧上。应当理解的是,虽然图6示出收集室25和进气歧管22具有基本上呈矩形的横截面,但是可以使用任何适当形状的横截面。以相同的方式,入口 29和出口 30的开口区域可以有任何适当的尺寸或形状。
[0059]导流器31形成为从收集室25的内壁延伸出来的隔离墙。如图6所示,形成导流器31的该隔离墙被设置成使得其以相对于出口 30的开口区域小于90°的角度延伸出去。因此,该隔离墙对从进气端口 24排出的燃料和空气的混合物分配被引导远离入口 29的流动速度分量,如图6中箭头所示。形成导流器31的该隔离墙将收集室25分成入口侧室25a和出口侧室25b。此外,该隔离墙至少部分地限定了流动通道32,该流动通道流体连接入口侧室25a和出口侧室25b。在图6所示的实施例中,流动通道32由该隔离墙的周向边缘和收集室25的内壁表面25i限定。在其它示例性实施例中,流动通道32可在隔离墙内的适当位置处形成,而隔离墙可以在收集室25的相对内壁之间延伸。
[0060]现在参照图7和图8,示出了进气歧管22和多个收集室25A,25B,25C等等共用的共用进气外壳220的示例性实施例。图7和图8中所示的实施例的配置类似于图6所示的实施例的配置。
[0061]图7显示共用进气外壳220的局部透视剖面图。如图7所示,进气歧管22在共用进气外壳220的上部中形成并在一侧沿燃料和空气的混合物进入进气歧管22的流动方向延伸。各个收集室25A,25B,25C在共用进气外壳220的下部中形成,并与邻近的收集室被一个或多个隔离墙隔开。每个收集室通过形成每个收集室的入口 29的基本上呈圆形的开口与进气歧管22流体连接,并包括基本上呈矩形的出口 30,用于与气缸26A-26C中的一个气缸的进气端口连接(参见图1)。在其它示例性实施例中,入口 29和出口 30的开口可具有不同的形状或尺寸,或者各自可以具有多个开口。
[0062]图8显示共用进气外壳220的另一个局部透视剖面图。如图8所示,各个收集室25A-25D具有基本上呈箱形的横截面,其方向垂直于进气歧管22内燃料和空气的混合物的流动方向。入口 29在箱形收集室25的上壁中形成,而出口 30在箱形收集室25的一个相邻侧壁中形成。如图7和图8所示,导流器31形成为隔离墙,从邻近入口 29的共同进气外壳220的一部分延伸出去,并朝向收集室25内与形成出口 30的侧壁相对的侧壁延伸。流动通道32在邻近于收集室25相对侧壁的位置处形成。如上文图6所示的实施例中描述的,导流器31被布置成使得从进气端口 24排出的燃料和空气回流撞击在导流器31上,而被引导向流动通道32。导流器31向排出的燃料和空气分配了被引导远离入口 29的流动速度分量。因此,导流器31基本上防止了排出的燃料和空气经由入口 29进入进气歧管22。
[0063]应当指出的是,参考图1至图8描述的实施例仅仅是示范性的,并且可以在不脱离本发明的前提下有多种变型,只要设置至少一个收集室,并且收集室的体积Ve足够大以容纳内燃机10运行期间从进气端口 24排出的燃料和空气的量即可。因此,虽然上面已经说过,收集室的体积为每个气缸的进气体积的至少10%,例如,介于每个气缸的进气体积的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,但在一些应用中,可以使用其他的体积以实现期望的效果。此外,虽然本文描述的实施例包括对应于多个气缸的多个收集室,但在本发明的其它实施例中可以只提供一个或多个收集室供选定个数的气缸使用。此外,在提供多个收集室的情况下,应该理解的是,所述多个收集室可以具有不同的尺寸,不一定必须具有相同的收集室体积。例如,对于设置在进气或进气和燃料的混合物在歧管内流动方向的较下游的气缸而言,收集室体积可以减少。
[0064]工业实用性
[0065]在下文中,示例性公开的气体燃料内燃机10的操作将参考图1到图8进行描述。
[0066]在气体燃料内燃机10运行期间,气体混合器60混合从主空气入口 4接收的空气与气态燃料,并将所得到的混合物提供给压缩机44。接着,混合物通过压缩机44压缩并经由冷却器23提供给进气歧管22。供给到进气歧管22的燃料和空气的混合物在进气歧管22内沿着由进气歧管22所限定的流动方向(图1中的箭头所示)流动。
[0067]在进气冲程期间,气缸26A-26D中的每一个从进气歧管22中吸入进气体积Vc的燃料和空气的混合物并送入相应的燃烧室16 (参见图2-图6),同时相应的进气阀35打开。然后,燃烧室16中的燃料和空气的混合物在气缸26A-26D中的每一个的随后一个压缩冲程期间被压缩。
[0068]当气体燃料内燃机10以进气阀35的阿特金森正时运行时,进气阀35在压缩行程的一部分期间保持打开状态,且燃烧室16中的燃料和空气的混合物的一部分从该阀排出,并且进入相应的进气端口 24。排出的燃料和空气的混合物沿进气端口 24流动,如图2-图6中的箭头所示,并进入位于进气端口 24上游的收集室25。应当指出的是,本文所用的术语“上游”和“下游”是指从进气歧管22供给气缸26A-26D中的每一个的燃烧室16的燃料和空气的混合物的流动方向。
[0069]收集室25A-2?中的每一个与邻近收集室分离开,且其体积Ve是各气缸26A-26D的进气体积Vc的至少10%。因此,进入收集室25A-2?的燃料和空气流被阻止或者至少限制进入进气歧管22,这是因为收集室25A-25D中的每一个的体积Ve都足够大。
[0070]因此,采用本发明的进气组件100可以确保进气歧管2
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