整体式气缸盖的流体输送端口的制作方法

文档序号:18242978发布日期:2019-07-24 09:08阅读:125来源:国知局
整体式气缸盖的流体输送端口的制作方法

各种实施方案涉及车辆中内燃发动机的整体式气缸盖及其制造方法,所述气缸盖的特征在于流体输送端口。



背景技术:

气缸盖是动力传动系统的一部分,用作各种发动机部件(诸如进气歧管、排气门、弹簧、挺柱和燃烧室)的外壳。气缸盖被构造成分配各种流体。在气缸盖中形成的多个通道或端口允许气体(诸如环境空气)和燃料在气缸内流动。同时,气缸盖允许排气从其中流出。气缸盖还使冷却剂流体通向发动机缸体中,从而使发动机部件冷却。



技术实现要素:

根据实施例,公开了一种发动机添加剂流体端口。所述发动机添加剂流体端口包括一系列材料层,所述一系列材料层布置为第一长圆形中空构件,所述第一长圆形中空构件被配置为无缝地包围整体式气缸盖的进气道的至少一部分,所述构件通过多个喷嘴穿透到所述进气道的空腔中,所述多个喷嘴的特征在于孔口,这些孔口被配置为将第一流体喷射到所述空腔中。所述中空构件可以仅部分地包围所述端口。所述中空构件可穿透相邻进气道之间所述气缸盖的一部分。所述中空构件可形成圆角矩形。所述第一流体可以是一氧化二氮。所述第一流体可以是养护流体。所述端口可包括第二中空构件,所述第二中空构件包括喷嘴,所述喷嘴的特征在于孔口,这些孔口能够将第二流体喷射到所述空腔中。所述第一流体和所述第二流体可以是不同流体。所述第一中空构件和所述第二中空构件可通过管件连接。

在替代性实施例中,公开了一种汽车动力传动系统。所述系统包括:一氧化二氮储存器;具有进气道的发动机气缸盖;和与所述发动机气缸盖成整体的分层的一氧化二氮端口,其连接到所述一氧化二氮储存器并且具有分支成多个翼部的入口,所述多个翼部容纳多个孔口,所述多个孔口突出到所述进气道的内部表面中,使得在所述一氧化二氮端口与所述气缸盖之间不存在密封件。所述多个翼部可包括两个对称的翼部。所述多个孔口中的每一个可包括偏流器。所述偏流器可以是锥形的。所述偏流器可防止所述流体分配到进气道的中心部分中。

在又一替代性实施例中,公开了一种发动机系统。所述系统包括气缸盖。所述系统还包括形成一氧化二氮端口的第一弯曲分层输送管,所述第一弯曲分层输送管被配置为增加内燃发动机的功率输出并且包围所述气缸盖的一部分,使得在所述输送管与所述气缸盖之间不存在密封件,所述输送管至少部分地包围外部部分并且通过具有开口的多个喷嘴穿透到进气道的内部部分中以将所述一氧化二氮输送到所述内部中。所述系统还包括形成一氧化二氮端口的第二弯曲分层输送管。所述第一输送管和所述第二输送管可以彼此独立。所述第一输送管和所述第二输送管可共享同一个一氧化二氮供应源。所述多个喷嘴可包括具有开口的尖端。所述开口可以是相同的。

附图说明

图1示出了能够采用本公开的各种实施例的内燃发动机的非限制性示例的示意图;

图2示出了采用本文公开的端口的示例性气缸盖的示意性透视图;

图3示出了图2中描绘的具有示例性整体式流体输送端口的气缸盖的一部分的详细视图;

图4A至图4C示出了与图2和图3的气缸盖成整体的流体分配端口的各种实施例;

图5示出了图3的气缸盖的进气道和整体式流体分配端口的替代性视图;

图6示出了图5的流体分配端口的截面视图;

图7示出了气缸盖内流体分配端口的替代性示例性实施例;

图8示出了图7的流体分配端口的不同视图;

图9示出了用于流体分配的具有尖端的喷嘴的非限制性示例,所述尖端突出到气缸盖进气道的内部中;

图10A至图10C示出了本文公开的流体分配端口的喷嘴的又一替代性示例性实施例;并且

图11示意性地示出了在流体的供应源与流体分配端口之间的连接。

具体实施方式

本文中描述了本公开的实施例。然而,应理解,所公开的实施例仅仅是示例并且其他实施例可以采用各种形式和替代形式。附图不一定按比例绘制;一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此,本文中公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的,而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的,参考任何一个附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征进行组合,以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供了典型应用的代表性实施例。然而,对于特定应用或实现方式,可能需要根据本公开的教导对这些特征做出各种组合和修改。

除非明确指出,否则在描述本公开的最宽范围时,本说明书中指示尺寸或材料性质的所有数值应理解为由词语“约”修饰。

首字母缩略词或其他缩写词的第一个定义适用于本文中相同缩写词的所有后续用法,并且经必要修改后适用于最初定义的缩写词的正常语法变体。除非有相反的明确说明,否则特性的测量通过与之前或之后针对同一特性引用的相同技术来确定。

现详细参考发明人已知的本发明的组合物、实施例和方法。然而,应当理解,所公开实施例仅仅是以不同和替代的形式体现的本发明的示例。因此,本文中公开的具体细节不应被解释为是限制性的,而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。

内燃发动机包括具有一个或多个气缸的发动机。气缸中的每一个都被气缸盖覆盖,所述气缸盖位于每个气缸上方并且位于气缸体的顶部。气缸盖在气缸顶部处封闭,并且从而形成燃烧室。此外,气缸盖为通道提供空间,这些通道将燃料、环境空气、排气再循环(EGR)气体等作为混合物馈送给气缸并且允许排气逸出。气缸盖也可以是安装火花塞、气门和燃料喷射器的合适位置。

气缸盖的特征在于许多端口、通道和/或通路,这些端口、通道和/或通路将各种流体引导至发动机的气缸和其他部分。气缸盖的几何形状、取向和设计对内燃发动机效率具有直接影响。图1示出了内燃发动机20的示意性非限制性示例。发动机20具有多个气缸22,示出了其中一个气缸。发动机20可具有任意数量(包括三个、四个、六个、八个或另一数量)的气缸22。气缸可以在发动机中以各种配置定位,例如,定位成V型发动机、直列式发动机或其他布置。

示例性发动机20具有与每个气缸22相关联的燃烧室24。气缸22由气缸壁32和活塞34形成。活塞34连接到曲轴36。燃烧室24与示例性进气歧管38和排气歧管40流体连通。进气门42控制从进气歧管38到燃烧室24中的流动。排气门44控制从燃烧室24到排气歧管40的流动。进气门42和排气门44可以以所属领域已知的各种方式操作以控制发动机操作。

燃料喷射器46将燃料从燃料系统直接输送到燃烧室24中,使得发动机是直喷式发动机。低压或高压燃料喷射系统可以供发动机20使用,或者在其他示例中可以使用进气道喷射系统。点火系统包括火花塞48,该火花塞被控制以火花的形式提供能量以对燃烧室24中的燃料空气混合物进行点火。在其他实施例中,可以使用其他燃料输送系统和点火系统或技术(包括压缩点火)。

发动机20包括控制器和各种传感器,其被配置为向控制器提供信号以用于控制向发动机输送空气和燃料、点火正时、来自发动机的功率和扭矩输出等。发动机传感器可以包括但不限于排气歧管40中的氧传感器、发动机冷却剂温度传感器、加速踏板位置传感器、发动机歧管压力(MAP)传感器、用于曲轴位置的发动机位置传感器、进气歧管38中的空气质量传感器、节气门位置传感器等。

在一些实施例中,发动机20可以用作车辆(诸如常规车辆或具有启停系统的车辆)中的唯一原动机。在其他实施例中,发动机可以用于混合动力车辆中,其中附加的原动机(诸如电机)可用于提供附加的功率来推进车辆。

每个气缸22都可以在包括进气冲程、压缩冲程、点火冲程和排气冲程的四冲程循环下操作。在其他实施例中,发动机可在二冲程循环下操作。在进气冲程期间,进气门42打开并且排气门44关闭,同时活塞34从气缸22的顶部移动到气缸22的底部以将空气从进气歧管38引入燃烧室24。通常将气缸22的顶部处的活塞34位置称为上止点(TDC)。通常将气缸22的底部处的活塞34位置称为下止点(BDC)。

在压缩冲程期间,进气门42和排气门44关闭。活塞34从气缸22的底部朝向顶部移动以压缩燃烧室24内的空气。

然后将燃料引入燃烧室24并点火。在所示的发动机20中,燃料被喷射到燃烧室24中,然后使用火花塞48点火。在其他示例中,燃料可以使用压缩点火来点火。

在膨胀冲程期间,燃烧室24中已点火的燃料空气混合物膨胀,由此使活塞34从气缸22的顶部移动到气缸22的底部。活塞34的运动引起曲轴36的相应运动并提供来自发动机20的机械扭矩输出。

在排气冲程期间,进气门42保持关闭,并且排气门44打开。活塞34从气缸的底部移动到气缸22的顶部以通过减小燃烧室24的容积来从燃烧室24中去除排气和燃烧产物。排气从燃烧气缸22流到排气歧管40并流到后处理系统,诸如催化转化器。

进气门42和排气门44的位置和正时以及燃料喷射正时和点火正时可以针对各种发动机冲程而变化。

发动机20包括冷却系统以将热量从发动机20移除,并且可整合到发动机20中作为包含水或另一种冷却剂的冷却套。

缸盖垫片78可插置在气缸体76与气缸盖79之间以密封气缸22。

通常,气缸盖由金属和/或陶瓷制成。然而,传统的制造方法包括许多步骤和/或许多零件,使得气缸盖被制造成单独的零件,这些零件随后被组装在一起。即使气缸盖被铸造成一件,传统的金属成形和/或复合物成形技术(诸如铸造或成型)在汽缸盖几何形状方面存在制造限制。因此,复杂、细节的零件只能作为单独的工件添加,从而需要许多连接零件。如果连接零件由不同于气缸盖本身的材料制成,那么连接通常存在挑战,特别是如果这种结合要防漏的话。因此,组装可能是耗时的并且增加了生成周期。此外,无论何时需要至少两个部件的结合,必要的控制检查对于确保正确地提供结合都是至关重要的。这种检查费用高昂并且增加了生产周期。

在一个或多个实施例中,本文公开了一种克服了上述一个或多个问题的气缸盖100。图2示出了气缸盖100的非限制性示例,该气缸盖可在图1的内燃发动机20中或在不同的内燃发动机系统中使用。气缸盖100可由金属(诸如铁、不锈钢、铝)制成。可替代地,气缸盖100可由至少两种类型的材料制成,包括复合物材料。因此,气缸盖100的特征在于由聚合材料、陶瓷、复合材料、金属或其组合制成的部分。气缸盖100呈现出的几何形状和材料使其能够经受燃烧压力和热负荷,同时允许气缸盖100轻量化并且有助于改善燃料效率。与铸铁或铝制气缸盖相比,气缸盖100可具有其他优点(诸如良好的耐腐蚀性)、热学益处(诸如优化的热传递)、持久的刚性和/或在生产气缸盖期间减少的加工操作次数。

气缸盖100的特征可在于下列部件:一个或多个气门杆导向件、排气面、一个或多个进气门弹簧座、一个或多个排气门弹簧座、火力面、一个或多个燃烧室中的一个或多个圆顶、一个或多个缸盖螺栓柱或其组合。火力面或缸盖面可包括一个或多个进气道和/或排气道,所述进气道和/或排气道是从歧管通向相应气门的通道。特别地,气缸盖包括通向排气歧管(未示出)的排气道。

另外,气缸盖100包括一个或多个进气道102,所述一个或多个进气道通向或连接到进气歧管(未示出),特别地,从进气歧管的一个或多个流道通向进气歧管的出口。图3示出了两个进气道102的更详细视图。每个进气道102包括外部下侧106和上侧1-8。

所命名的部件以及许多其他部件和/或部分可以是气缸盖100的整体部分,使得气缸盖100的一部分逐渐地过渡到气缸盖100的另一部分。

所描绘的气缸盖100的特征在于可将流体引导至气缸盖100中的流体端口200。所述流体可以发挥各种功能,并以各种目的地为目标。所述流体可以是添加剂流体、养护流体,诸如能够清洁发动机局部的流体或能够增强发动机性能的流体。示例性流体可包括一氧化二氮、燃料喷射器清洁剂、发动机脱脂剂、曲轴护理剂、通用清洁剂、化油器清洁剂等或其组合。可设想其他流体,诸如排气或冷凝液。

如图4A至图4C所描绘,流体输送端口或端口200可包括具有入口202的至少一个输送管、导管、管件或管201。入口可以是管状的,具有对称的、不对称的、规则的、不规则的、圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形、长圆形等截面。入口202可位于气缸盖100的外侧。例如,入口202可位于邻近气缸盖100的外部壁,沿着气缸盖100的外部壁延伸,和/或垂直于气缸盖100外部壁延伸。具有入口202的管201也可以是气缸盖100主体的整体部分,使得管201的一部分是气缸盖主体的整体部分,紧邻主体,或形成气缸盖主体的一部分。

端口200可包括延伸到气缸盖100的内部中的一个或多个分支或臂204,使得在流体输送端口200与气缸盖100之间不存在密封件。换句话将,端口200和气缸盖100形成为整体部分,作为分层的一体式工件,使得端口200无缝地过渡到气缸盖100中。流体输送端口200可包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个或更多个分支204。在至少一个实施例中,分支204的一部分可位于气缸盖100的外部,并且分支204的另一部分可位于气缸盖100的内部。

图4A示出了分成两个分支204的管件201。在图4B中描绘的至少一个替代性实施例中,单一入口202可向四个单独但互连的分支204提供流体。在图4C的又一个替代性实施例中,入口202可过渡到单一分支204中,所述单一分支独立于附加的管件201、入口202和分支204。

如图3中详细所示,各个分支204可接近气缸盖100,并且在一个或多个进气道102处、或邻近于一个或多个进气道102或在一个或多个进气道102之间附接到气缸盖100的外部表面。如图3所示,分支可通过两个进气道110之间的连接接近气缸盖100,具体地,处于端口下侧106处。

分支204的数量和布局取决于气缸盖100的特定设计。例如,单个分支204可专用于进气道102。在图2和图3中描绘的替代性实施例中,单个分支204将流体供应至两个翼部206,每个翼部包围一个进气道102。在非限制性示例中,单个分支204可通过例如在图3中描绘的连接器210连接到每个翼部206。所述连接可以是分支204逐渐过渡到翼部206中。连接可位于翼部206的端部部分212处、中心部分214处、或翼部206的弯曲部分中。

在至少一个实施例中,其示例在图3中示出,每个分支204可进一步延伸到一组翼部或子分支206中。分支204延伸到一组翼部206中可形成分叉管。所述一组翼部可包括两个相邻翼部206。将分支204划分成一组翼部206可以是对称的,使得划分可包括从分支204进入每个翼部206的弯曲的连接件210、向右弯曲一定角度的一个连接件210和向左弯曲一定角度的第二连接件210。所述角度相对于分支204的方向可以是20度、30度、40度、45度、50度、60度、70度、75度、80度、90度或更大度数。当连接部分过渡到翼部206时,连接部分的直径可增大或减小。

连接件210从分支204逐渐地过渡到翼部或子分支206。所述过渡可位于翼部206的端部部分212处、中心部分214处、或翼部206的弯曲部分中。将连接件210放置成进一步远离翼部206的端部部分212以在翼部206内提供均匀流动的流体可能是有益的。

每个翼部206可以是对称的或不对称的。例如,每个翼部206可在每个端部212处形成均匀或不均匀的曲率。翼部206可以是管状的或中空的,或者形成管状或中空构件或输送管以允许流体在内部流动。管状曲率可使流体从分支204通过翼部206均匀流动至目的地(诸如喷嘴208),流体由此进入气缸盖100的内部空腔。

每个翼部206可形成半环、半椭圆、四分之一环、四分之一椭圆、3/4环、3/4椭圆、完整的环或完整的椭圆、圆环、圆角矩形、圆角正方形。其他长度的翼部206也是可以考虑的。在至少一个实施例中,翼部206的特征在于角部,所述角部不是曲线的或椭圆的,使得翼部206的形状可以是具有尖角的正方形或矩形。然而,通过这种设计,可能更难以实现流体的最佳均匀流动。

翼部206可至少部分地包围气缸盖100的一部分,如图3中所描绘。例如,翼部206可部分地或完全地包围进气道102。当翼部206部分地或完全地包围进气道102时,翼部206的一部分可在进气道110之间的连接处突出穿过位于两个相邻进气道102之间的气缸盖100的至少一部分。因此,进气道102的整个圆周或长度,进气道102的圆周的3/4、1/2、1/4或其他比例的部分可由翼部206包围。在这种情况下,存在于翼部206中的喷嘴208可仅设置在翼部206的一部分中或设置在翼部206的整个长度中。

每个端口200可包括图5至图10C中描绘的一个或多个喷嘴208。喷嘴的数量可能不同,这取决于特定应用的需要。喷嘴208可从分支204或从翼部206延伸。例如,每个分支204可包括多于一个喷嘴208。可替代地,每个翼部206可包括多于一个喷嘴208。在非限制性示例中,翼部可包括1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个喷嘴。在每个翼部206、分支204、端口200中的喷嘴208可以相同或不同。

分支204或翼部206可沿其整个长度或仅沿其长度的一部分包括喷嘴208,例如图5中所示。喷嘴208可沿分支204或翼部206的长度均匀地或不均匀地间隔开。例如,在翼部206部分地包围进气道102的非限制性示例性实施例中,喷嘴208可沿翼部206的整个长度定位。

喷嘴208可具有主体216和尖端218,如图5和图7所描绘。主体216可以是纵长的。主体216的尺寸可以是均匀的或不均匀的。例如,主体216可在从端口200、分支204、翼部206朝向气缸盖100的内部的方向上变窄或变宽。喷嘴208的直径足够宽以使流体能够从端口200流动至气缸盖100的内部。喷嘴208的直径可小于分支204、翼部206或两者的直径。喷嘴208的直径可以是分支204、翼部206或两者的直径的八分之一、四分之一、二分之一。可替代地,喷嘴208的直径可小于分支204、翼部206或两者的直径的一倍、两倍、三倍、四倍、五倍、八倍或十倍。

每个喷嘴208可与主体216具有相同或不同尺寸。例如,具有第一直径的喷嘴208可与具有第二直径的喷嘴208交替,第二直径不同于第一直径。第一直径可小于或大于第二直径。可以设想第三直径、第四直径、第五直径,每个直径彼此不同并且不同于第一直径和第二直径。可替代地,具有第一直径的喷嘴208可以是最外侧喷嘴208,而具有第二直径的喷嘴208可位于最外侧喷嘴208之间。

如图5和图6所示,尖端218可包括孔口220和/或与进气道102的内部表面114齐平。可替代地,如图7和图8中所示,喷嘴208的尖端218可延伸到气缸100的空腔中。尖端218因此可以形成凹口。延伸部可仅包括喷嘴208的尖端218和/或另一部分。突出到气缸盖100的内部空间中的尖端218进一步在图9中详细描绘。

端口200的位置、用途、角度和其他特性确定喷嘴208、尖端218或两者的形状。例如,尖端218可具有圆锥形、圆锥截头形、半球形或圆顶形,可以是圆角形或尖形的。也可考虑其他形状。尖端218的特征可在于至少一个孔口或开口220。可存在多个开口220,所述多个开口例如布置在尖端218的一部分中,围绕尖端218的整个圆周布置,成排地、规则地、不规则地彼此间隔开布置。如图9的非限制性示例中可见,每个尖端218上可包括三排开口220,开口220存在于尖端218的指向进气道102的空腔的一半上。这些排的特征可在于具有相同或不同的开口220。例如,第一排的特征可在于开口220,其直径小于或大于第二排和/或第三排中的开口220的直径。每排中的开口220的数量可以相同或不同。

在图5和图6中所示的替代性实施例中,喷嘴208可具有圆形开口220,所述圆形开口与进气道102的内表面齐平并且特征在于多个偏流器222。偏流器222可以是锥形的或弯曲的。偏流器222可放置在各种位置中。偏流器222的功能有助于在特定方向上引导流体,以帮助将流体分散到期望表面上,或者避免将流体喷射到容易受到高热或由流体分配到气缸盖100中引起的其它条件影响的表面上。

例如,取决于从喷嘴208分配的流体类型,可能期望避免喷射分配器116、进气道102的中心部分以避免使分配器116表面过热。另外,通常避免将流体喷射到分配器116上可能是期望的,因为流体应前进到气缸盖100的内部通道中,而不是附着到进气道102的壁。然而,如果被引导以清洁气缸盖100的内部空间的清洁剂流体通过端口200供应,那么可能期望将清洁剂流体直接喷射到壁上。在这种情况下,偏流器222可精确地成形为将流体引导到分配器116和/或进气道102的其他内部表面114上。

除偏流器222之外,喷嘴208和/或尖端218可包括一个或多个过滤器(未示出)以净化待释放到气缸盖100中的流体。可替代地,一个或多个过滤器可放置在端口200内的任何其他位置,诸如放置在入口202、分支204、翼部206或其组合中。

在又一替代性实施例中,在图10A至图10C中分别描绘的是具有带纵长孔口220的尖端218的喷嘴208、具有带单个孔口220的圆角尖端218的喷嘴208、和具有围绕尖端218的整个圆周布置的孔口220的喷嘴。

如上所述,流体可以是一氧化二氮,使得端口200被配置为连接到一氧化二氮的供应源或储存器并且适于增大内燃发动机的功率输出的一氧化二氮输送设备或端口。典型的一氧化二氮输送装置是用螺栓连接到进气歧管的单点进入系统。因此,典型的一氧化二氮输送系统需要许多机械配件,特征在于扩口式布置,这可能是非常复杂的,而且不能包括细孔或甚至多个孔。端口200被设计为气缸盖100中而不是进气歧管中的一氧化二氮端口,实现了一氧化二氮的精细、更加均匀的分配,而没有单点进入系统通常会引起的气体路径的扰动,也不会将一氧化二氮输送到更靠近燃烧室的地方。

端口200也可具有不同功能,例如用作EGR装置。EGR装置用作氮氧化物还原装置,能够将一部分发动机排气再循环返回至发动机气缸。通常流动通过进气歧管的EGR气体富含对燃烧惰性的气体,充当燃烧热的吸收剂,这降低了气缸中的峰值温度。

典型的EGR入口端口位于气缸盖的上游、进气歧管的鹅颈管内、节气门体的下游或节气门体适配器区域附近。端口通常是机加工的,留下具有尖锐边缘的端口。因此,当EGR系统启用时,通过单一位置将排气引入气流中,这可能引起气流的扰动。另外,由于单一进入点,排气与气体的混合是最小的。

为了提高整体性能和发动机效率,EGR气体可通过被布置为EGR装置或排气再循环器的端口200导向,所述EGR装置或排气再循环器被配置为减少发动机的NOx并且能够将NOx直接地分配到气缸盖100的内部中。因此可消除通过进气歧管的EGR气体行进,并且可通过端口200更靠近气缸供应EGR气体。被设计为端口200的排气再循环器可利用排气流、管或管件和能够释放排气的阀连接到排气歧管。

被配置为排气再循环器的端口200的另外的优点可包括在气缸盖100内更好地混合气体、更靠近于燃烧系统输送排气、甚至分散排气,这可有助于并且维持更加稳定的燃烧过程,有助于对系统进行更好的热控制并且保护易受高热影响的鹅颈管中的节气门体,以免暴露在与将排气重新引入进气歧管相关联的高温下。被配置为EGR装置的端口200因此变成发动机系统冷却的一部分。

仍可替代地,端口200可被配置为冷凝液端口,所述冷凝液端口被配置为从能够收集冷凝液的热交换器(诸如增压空气冷却器)向发动机提供冷凝液。在热交换器与端口200之间的连接可通过管件、管、导管等或其组合实现。也可提供控制阀。过滤器可包括在端口200中或其之前,以从冷凝液移除任何不期望的污染物。

图11示意性地示出了气缸盖100通过端口200与流体的供应源500的连接。供应源500可以是流体储存器、池、收集器、容器、存储装置、罐、发动机的一部分、动力传动系统的一部分、排气歧管、热交换器或其他源。供应可以是连续的或不连续的。供应可以是一次性供应,例如一次性流体添加,其允许将流体从不是汽车系统一部分的容器直接添加到入口202。例如,可从容器中提供流体,所述容器可以在添加之后丢弃。所述连接可通过管件、流动、管道、输送管、管线、软管、渠道、通路、导管等实现。所述连接可以包括也可以不包括阀502,所述阀可以是控制阀,其在第一组情况下允许流体从供应源500流动至端口200并且在第二组情况下防止流体从供应源500流动至端口200。

气缸盖100可包括多于一个端口200、多于一个入口201或两者。每个端口200可被配置为供应相同或不同流体。每个端口200可连接到相同或不同流体供应源500。单一端口200和/或入口201也可连接到多于一个类型的流体,使得管件203可具有阀,所述阀可使第一流体、第二流体和/或第三流体能够按需分散到气缸盖100中,这取决于需要的流体类型。

本文还公开了一种形成整体式气缸盖100和流体输送端口200的方法。用于生产所公开的气缸盖100(其具有图中描绘的和上文描述的独特结构特征)的实现方式可以是增材制造。增材制造过程涉及通过逐层添加材料来构建3D物体的技术。所述材料可以是塑料、金属、混凝土等。增材制造包括许多技术,诸如3D打印、快速原型成型、直接制造、分层制造、增材加工、光聚合固化成型(包括立体光刻(SLA)和数字光处理(DLP))、材料喷射、粘合剂喷射、材料挤出、粉末床熔合、片材层压、定向能量沉积等。

早期的增材制造专注于生产前的可视化模型、加工原型等。制成品的质量决定了它们的用途,并且反之亦然。由增材制造形成的早期制品通常不能被设计成经受长期使用。增材制造设备也很昂贵,并且其速度阻碍了增材制造在大批量生产应用中的广泛使用。但近来,增材制造工艺变得越来越快,成本也越来越低。增材制造技术在制成品的质量方面也有所改进。

因为增材制造技术根据类似原理操作,因而任何增材制造技术都可用来生产所公开的整体式气缸盖100和端口200。所述方法可包括利用计算机、3D建模软件(计算机辅助设计或CAD)、能够应用材料来创建分层气缸盖100的机器、和分层材料。示例性方法也可包括在CAD文件中使用3D建模程序或通过使用3D扫描器创建气缸盖100的虚拟设计,所述3D扫描器例如从已经创建的气缸盖100制作气缸盖100的3D数字复本。所述方法可包括对数字文件进行切片,其中每个切片包含数据,使得气缸盖100可逐层形成。所述方法可包括通过应用分层材料的机器读取每个切片。所述方法可以包括以液体、粉末或片材形式添加连续的分层材料层,并且在将每一层与下一层结合的同时形成气缸盖,使得离散地施加的层几乎不存在任何视觉上可察觉的痕迹。所述层形成上文描述的三维实心气缸盖,其具有至少一个进气道和流体输送端口200,使得增材制造过程形成一体式整体工件。所述方法可包括形成被配置为向气缸盖100提供流体的端口200,诸如排气再循环端口、一氧化二氮端口、添加剂流体端口、养护流体端口或冷凝液端口。所述方法还可包括将附加特征形成为气缸盖100的整体部分。

增材制造的具有端口200的气缸盖100可能需要经历一个或多个后处理步骤(例如稳定化处理)以产生最终的3D对象。稳定化处理涉及调整、修改、增强、更改、固定、维持、防护、平衡或改变通过增材制造形成的气缸盖100的一个或多个特性,使得所形成的气缸盖100在制造后满足预定标准。

经稳定化处理的气缸盖100在制造后的数小时、数天、数周、数月、数年和/或数几十年保持符合各种标准。待更改的特性可涉及物理、化学、光学和/或机械特性。所述特性可包括尺寸稳定性、功能性、耐久性、耐磨性、抗褪色性、耐化学性、耐水性、防紫外线(UV)性、耐热性、记忆保持性、期望光泽度、颜色、机械特性(诸如韧性、强度、柔性、延展性等)或其组合。

增材制造能够形成一体式气缸盖100的错综复杂的形状、起伏形状、平滑轮廓以及相邻区段或部分之间的逐渐过渡,从而将流体更均匀地分配到发动机。例如,增材制造能够形成分支204、翼部206、连接器210、喷嘴208、尖端218、孔口220、偏流器222等的复杂形状。由上述方法形成的气缸盖100和端口200可以不具有传统气缸盖制造中典型的任何紧固件、粘合剂或其他类型的结合。

虽然上文描述了示例性实施例,但是并不意图用这些实施例描述本公开的所有可能形式。更确切地说,本说明书中所使用的词语为描述性词语而非限制性词语,并且应理解,可在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。此外,可以组合各种实现实施例的特征以形成本公开的进一步的实施例。

根据本发明,提供了一种发动机添加剂流体端口,所述发动机添加剂流体端口具有一系列材料层,所述一系列材料层布置为第一长圆形中空构件,所述第一长圆形中空构件被配置为无缝地包围整体式气缸盖的进气道的至少一部分,所述构件通过多个喷嘴穿透到所述进气道的空腔中,所述多个喷嘴的特征在于孔口,这些孔口被配置为将第一流体喷射到所述空腔中。

根据实施例,所述中空构件仅部分地包围所述端口。

根据实施例,所述中空构件穿透相邻进气道之间气缸盖的一部分。

根据实施例,所述中空构件形成圆角矩形。

根据实施例,所述第一流体是一氧化二氮。

根据实施例,所述第一流体是养护流体。

根据实施例,所述端口包括第二中空构件,所述第二中空构件包括喷嘴,所述喷嘴的特征在于孔口,这些孔口能够将第二流体喷射到所述空腔中。

根据实施例,所述第一流体和所述第二流体是不同流体。

根据实施例,所述第一中空构件和所述第二中空构件通过管件连接。

根据本发明,提供了一种汽车动力传动系统,所述汽车动力传动系统包括:一氧化二氮储存器;具有进气道的发动机气缸盖;和与所述发动机气缸盖成整体的分层的一氧化二氮端口,其连接到所述一氧化二氮储存器并且具有分支成多个翼部的入口,所述多个翼部容纳多个孔口,所述多个孔口突出到所述进气道的内部表面中,使得在所述一氧化二氮端口与所述气缸盖之间不存在密封件。

根据实施例,所述多个翼部包括两个对称的翼部。

根据实施例,所述多个孔口中的每一个包括偏流器。

根据实施例,所述偏流器是锥形的。

根据实施例,所述偏流器防止流体分配到进气道的中心部分中。

根据本发明,提供了一种发动机系统,所述发动机系统具有:气缸盖;和形成一氧化二氮端口的第一弯曲分层输送管,所述第一弯曲分层输送管被配置为增加内燃发动机的功率输出并且包围所述气缸盖的一部分,使得在所述输送管与所述气缸盖之间不存在密封件,所述输送管至少部分地包围外部部分并且通过具有开口的多个喷嘴穿透到进气道的内部部分中以将所述一氧化二氮输送到所述内部中。

根据实施例,上述发明的进一步特征在于形成一氧化二氮端口的第二弯曲分层输送管。

根据实施例,所述第一输送管和所述第二输送管彼此独立。

根据实施例,所述第一输送管和所述第二输送管共享同一个一氧化二氮供应源。

根据实施例,所述多个喷嘴包括具有开口的尖端。

根据实施例,所述开口完全相同。

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