具有排气再循环器的整体气缸盖的制作方法

文档序号:18243043发布日期:2019-07-24 09:08阅读:156来源:国知局
具有排气再循环器的整体气缸盖的制作方法

各种实施例涉及一种用于车辆中的内燃发动机的整体气缸盖,所述气缸盖的特征在于具有排气再循环器,以及一种制造所述气缸盖的方法。



背景技术:

气缸盖是动力传动系统的一部分,其用作用于各种发动机部件(诸如进气歧管、排气门、弹簧、挺柱和燃烧室)的壳体。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诸如环境空气和燃料的气体在气缸内部流动。同时,气缸盖允许排气从其中流出。气缸盖还将冷却剂流体引导到发动机缸体中,从而使发动机部件冷却下来。



技术实现要素:

在至少一个实施例中,公开了一种动力传动系统。所述系统包括具有排气流和用于释放排气的控制阀的排气歧管。所述系统还包括层状(layered)材料,所述层状材料限定集成的发动机气缸盖和排气再循环器,所述排气再循环器连接到所述排气流和所述阀、包括限定围绕所述气缸盖的多个分支的管状入口并且具有延伸到所述气缸盖的进气道的腔体中的多个喷嘴,所述分支中的每一个围绕所述进气道中的一个进气道的外表面,使得在所述再循环器与所述气缸盖之间没有密封件。所述分支可仅部分地围绕所述进气道中的一个进气道的所述外表面。所述分支可以是对称的。所述多个喷嘴中的每一个可包括朝向所述进气道中的一个进气道的腔体变窄的纵长主体。所述主体可以是圆柱形的。所述多个喷嘴中的每一个可包括分流器,所述分流器在排气流进入所述进气道时将所述排气流划分开。所述分流器可以是渐缩的。

在替代实施例中,公开了一种排气再循环器。所述再循环器包括弯曲的层状管状构件,所述弯曲的层状管状构件限定位于所述管状构件的一侧上的至少两个喷嘴,所述至少两个喷嘴中的每一个具有纵长主体和具有至少一个孔的顶端,所述顶端延伸到集成的气缸盖的进气道的腔体中,使得在所述管状构件与所述气缸盖之间没有密封件。所述纵长主体可朝向所述进气道的所述腔体变窄。所述至少一个喷嘴可包括分流器。所述分流器可在至少一侧上渐缩。所述管状构件中可存在至少两种类型的分流器。所述管状构件可包括彼此规则间隔开的多个喷嘴。

在又一替代实施例中,公开了一种发动机部件。所述发动机部件包括分层管道,所述分层管道形成被配置为减少所述发动机的NOx并具有两个弯曲末端的排气再循环器,所述管状构件容纳至少两个喷嘴,所述至少两个喷嘴能够经由具有多个孔的顶端将NOx释放到集成的气缸盖的进气道的腔体中,使得在所述管状构件与所述气缸盖之间没有密封件。每个进气道可包括所述分层管状构件。所述至少一个喷嘴可包括具有不同顶端的多个喷嘴。所述顶端可包括分流器。所述分流器可在至少一侧上渐缩。所述层状管状构件可连接到形成所述排气再循环器的至少一个另外的管状构件。所述连接可以是经由并入到所述集成的气缸盖中的管件。

附图说明

图1示出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示出采用本文所公开的端口的示例性气缸盖的示意性透视图;

图3示出图2所描绘的具有示例性整体流体输送端口的气缸盖的一部分的详细视图;

图4A至图4C示出与图2和图3的气缸盖构成整体的流体分配端口的各种实施例;

图5示出图3的气缸盖的进气道和整体流体分配端口的替代视图;

图6示出图5的流体分配端口的剖视图;

图7示出气缸盖内的流体分配端口的替代示例性实施例;

图8示出图7的流体分配端口的不同视图;

图9示出具有用于流体分配的顶端的喷嘴的非限制性示例,所述顶端突出到气缸盖进气道的内部中;

图10A至图10C示出本文所公开的流体分配端口的喷嘴的替代示例性实施例;并且

图11示意性地示出流体供应装置与流体分配端口之间的连接。

具体实施方式

本文描述了本公开的实施例。然而,应当理解,所公开的实施例仅仅是示例,并且其他实施例可采用各种形式和替代形式。附图不一定按比例绘制;一些特征可能被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此,本文所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,而是仅仅作为用于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,参考附图中的任何一个来示出和描述的各种特征可以与在一个或多个其他附图中所示出的特征相结合,以产生未明确示出或描述的实施例。所示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而,与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改可以是特定应用或实施方式所期望的。

除非明确指出,否则本说明书中表示尺寸或材料性质的所有数值量应当理解为在描述本公开的最宽范围时由词语“约”修饰。

首字母缩略词或其他缩写词的第一定义适用于本文中相同缩写词的所有后续用法,并且在经过必要的变更后适用于最初定义的缩写词的正常语法变体。除非相反地明确说明,否则性质的测量通过与之前或之后针对同一性质引用的相同技术来确定。

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,所公开的实施例仅仅是可以各种形式和替代形式体现的本发明的示例。因此,本文所公开的具体细节不应被解释为限制性的,而是仅仅作为用于教导本领域技术人员以各种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。气缸中的每一个覆盖有气缸盖,所述气缸盖安放在每个气缸上方并且位于气缸体的顶部上。气缸盖在气缸的顶部处关闭,且从而形成燃烧室。另外,气缸盖对通道提供将燃料、环境空气、排气再循环器(EGR)气体等作为混合物进给到气缸并且允许排气逸出的空间。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。

气缸盖的特征在于具有将各种流体引导到气缸和发动机的其他部件的多个端口、通道和/或通路。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。发动机20可具有任何数量的气缸22,包括三个、四个、六个、八个或其他数量。气缸可以各种配置定位在发动机中,例如像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进入燃烧室24中的流量。排气门44控制从燃烧室24到排气歧管40的流量。可以本领域已知的各种方式操作进气门42和排气门44以便控制发动机操作。

燃料喷射器46将燃料从燃料系统直接输送到燃烧室24中,使得发动机是直接喷射式发动机。低压或高压燃料喷射系统可与发动机20一起使用,或者进气道喷射系统可在其他示例中使用。点火系统包括火花塞48,火花塞48被控制以提供呈火花形式的能量以用于点燃燃烧室24中的燃料空气混合物。在其他实施例中,可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,所述各种传感器被配置为向控制器提供信号以用于控制到发动机的空气和燃料输送、点火正时、从发动机输出的功率和扭矩等。发动机传感器可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、空气进气歧管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可用作车辆(诸如常规车辆或停止-起动车辆)中的唯一原动机。在其他实施例中,发动机可在混合动力车辆中使用,在所述混合动力车辆中另外的原动机(诸如电机)可用来提供另外的动力以推进车辆。

每个气缸22可在四冲程循环下进行操作,所述四冲程循环包括进气冲程、压缩冲程、点火冲程和排气冲程。在其他实施例中,发动机可以两冲程循环进行操作。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引入到燃烧室24。活塞34位于气缸22顶部处的位置通常称为上止点(TDC)。活塞34位于气缸22底部处的位置通常称为下止点(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。

然后将燃料引入到燃烧室24中并点燃。在所示的发动机20中,燃料被喷射到腔室24中,然后使用火花塞48点燃。在其他示例中,可使用压缩点火来点燃燃料。

在膨胀冲程期间,燃烧室24中的点燃的燃料空气混合物膨胀,从而导致活塞34从气缸22的顶部移动到气缸22的底部。活塞34的移动引起曲轴36的相应移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,以便通过减小腔室24的容积将排气和燃烧产物从燃烧室24移除。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针对各种发动机冲程而变化。

发动机20包括用于从发动机20移除热量的冷却系统,并且可作为包含水或另一种冷却剂的冷却夹套集成到发动机20中。

气缸盖垫片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多个步骤和/或多个部分,使得气缸盖制造为单独的部分,这些部分随后组装在一起。即使气缸盖被铸造成单件,传统的金属成形和/或复合成形技术(诸如铸造或模制)也存在关于气缸盖几何形状的制造限制。因此,复杂的细节部分可仅作为单独的件添加,从而需要许多连接部分。如果连接部分由与气缸盖本身不同的材料制成,那么连接通常是一个挑战,特别是在粘合是防漏的情况下。因此,组装可能是耗时的并且增加了循环时间。此外,无论何时都需要粘合至少两个部件,必要的控制检查对于确保正确提供粘合是至关重要的。此类检查是昂贵的并且增加了循环时间。

在一个或多个实施例中,本文公开了一种克服上述一个或多个问题的气缸盖100。图2示出气缸盖100的非限制性示例,所述气缸盖100可用在图1的内燃发动机20中或者用在不同的内燃发动机系统中。气缸盖100可由诸如铁、不锈钢、铝的金属制成。可替代地,气缸盖100可由包括复合材料的至少两种类型的材料制成。因此,气缸盖100的特征在于可具有由聚合材料、陶瓷、复合材料、金属或其组合制成的部分。气缸盖100具有这样的几何形状和材料:使得能够耐受燃烧压力和热负荷,同时允许气缸盖100是轻质的并因此有助于更好的燃料效率。相较于铸铁或铝制气缸盖,所述气缸盖100可具有其他优点,诸如良好的耐腐蚀性、热效益(诸如优化的热传递)、维持的刚性、和/或在气缸盖的生产期间减少的机器操作次数。

气缸盖100的特征在于可具有以下部件: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、防火缸体顶面(fire deck)、一个或多个燃烧室的一个或多个圆顶(dome)、一个或多个盖螺栓柱或其组合。防火缸体顶面或气缸盖缸体顶面可包括一个或多个进气道和/或排气道,它们是从歧管通向相应气门的通道。具体地讲,气缸盖包括通向排气歧管(未描绘)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102通向或连接到进气歧管(未描绘),具体地从进气歧管的一个或多个流道到进气歧管的出口。图3示出两个进气道102的更详细视图。每个进气道102包括外部下侧106和上侧108。

所述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的一部分逐渐过渡到气缸盖100的另一部分中。

所描绘的气缸盖100的特征在于具有流体端口200,所述流体端口200可将流体引导到气缸盖100中。流体可用于各种功能并且针对各种目的地。流体可以是添加剂流体、工作流体(service fluid),诸如能够清洁发动机的一部分的流体或能够提高发动机性能的流体。示例性流体可包括一氧化二氮、燃料喷射器清洁剂、发动机去污剂、曲轴箱调理剂、通用清洁剂、化油器清洁剂等、或其组合。可设想诸如排气或冷凝物的其他流体。

如图4A至图4C所描绘的,流体输送端口或端口200可包括具有入口202的至少一个管道、导管、管件或管201。入口可以是具有以下形状的横截面的管状:对称、非对称、规则、不规则、圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形、长圆形等。入口202可位于气缸盖100的外部。例如,入口202可定位成邻近气缸盖100的外壁、沿着气缸盖100的外壁延伸、和/或垂直于气缸盖100外壁延伸。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之间没有密封件。换句话讲,端口200和气缸盖100被形成为整体部分、分层的一体件,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的一部分可定位在气缸盖100的外部上,而分支204的另一部分可定位在气缸盖100的内部上。

图4A示出分为两个分支204的管件201。在图4B所描绘的至少一个替代实施例中,单个入口202可将流体提供给四个单独但互连的分支204。在图4C的又一替代实施例中,入口202可过渡到单个分支204中,这独立于另外的管件201、入口202和分支204。

如图3所详细示出的,单独分支204可接近气缸盖100,并且在一个或多个进气道102处、邻近一个或多个进气道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,具体地在端口下侧106处。

分支204的数量和位置取决于气缸盖100的具体设计。例如,单个分支204可专用于进气道102。在图2和图3所描绘的替代实施例中,单个分支204将流体供应到两个翼部206,每个翼部206围绕进气道102。在非限制性示例中,单个分支204可经由连接器210连接到每个翼部206,例如在图3中所描绘的。连接可以是分支204到翼部206中的逐渐过渡。连接可定位在翼部206的末端部分212、中心部分214处,或者定位在翼部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到所述一组翼部206中的延伸可形成分叉管。所述一组翼部可包括两个相邻翼部206。分支204分成一组翼部206的划分可以是对称的,使得划分可包括从分支204进入每个翼部206中的弯曲连接器210,一个连接器210以一定角度向右弯曲,并且第二连接器210以一定角度向左弯曲。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度或更多度。连接的直径可随连接过渡到翼部206中而增大或减小。

连接器210从分支204逐渐过渡到翼部或子分支206中。过渡可定位在翼部206的末端部分212、中心部分214处,或者定位在翼部206的弯曲部分中。将连接器210进一步远离翼部206的末端部分212放置以提供翼部206内流体的均匀流动可能是有益的。

每个翼部206可以是对称的或非对称的。例如,每个翼部206可在每个末端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,或者形成管状构件或中空构件或管道以允许流体在内部流动。管状曲率可使得流体能够从分支204经由翼部206均匀地流动到诸如喷嘴208的目的地,流体从所述目的地进入气缸盖100的内部腔体。

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、整个环或整个椭圆、圆环形、圆角矩形、圆角正方形。可设想其他长度的翼部206。在至少一个实施例中,翼部206的特征在于可具有不弯曲或非长圆形使得翼部206的形状可以是具有尖角的正方形或矩形的角部。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可至少部分地围绕气缸盖100的一部分,如图3所描绘的。例如,翼部206可部分地或完全围绕进气道102。当翼部206部分地或完全围绕进气道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或另一部分可由翼部206围绕。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的一部分中或者设置在翼部206的整个长度中。

每个端口200可包括图5至图10C中所描绘的一个或多个喷嘴208。喷嘴的数量可以是不同的,取决于具体应用的需要。喷嘴208可从分支204或者从翼部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。喷嘴208在每个翼部206、分支204、端口200中可以相同或不同。

分支204或翼部206可包括沿着其整个长度或仅沿着其长度的一部分的喷嘴208,如例如图5所示。喷嘴208可沿着分支204或翼部206的长度均匀或不均匀地间隔开。例如,在翼部206部分地围绕进气道102的非限制性示例性实施例中,喷嘴208可沿着翼部206的整个长度定位。

喷嘴208可具有主体216和顶端218,如图5和图7所描绘的。主体216可以是纵长的。主体216的尺寸可以是均一的或不均一的。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的直径的宽度足以使得流体能够从端口200流到气缸盖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、一半。可替代地,喷嘴208的直径可以比分支204、翼部206或两者的直径小一倍、两倍、三倍、四倍、五倍、八倍或十倍。

每个喷嘴208可具有与主体216相同或不同的尺寸。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。可设想第三直径、第四直径、第五直径,所述直径各自彼此不同且与第一直径和第二直径不同。可替代地,具有第一直径的喷嘴208可以是最外面的喷嘴208,而具有第二直径的喷嘴208可位于最外面的喷嘴208之间。

如图5和图6所示,顶端218可包括孔220和/或与进气道102的内表面114齐平。可替代地,如图7和图8所示,喷嘴208的顶端218可延伸到气缸盖100的腔体中。因此,顶端218可形成凹口。延伸部可仅包括顶端218和/或喷嘴208的另一部分。突出到气缸盖100的内部空间中的顶端218在图9中进一步详细描绘。

端口200的位置、目的、角度和其他性质决定喷嘴208、顶端218或两者的形状。例如,顶端218可具有圆头或尖头的圆锥、截头圆锥、半球或圆顶形状。可设想其他形状。顶端218的特征在于可具有至少一个孔或开口220。可存在多个开口220,所述多个开口220例如布置在顶端218的一部分中、围绕顶端218的整个圆周,成排地、规则地、不规则地彼此间隔开。如在图9的非限制性示例中可看出,在每个顶端218上可包括三排开口220,开口220存在于顶端218的指向进气道102的腔体的一半上。所述排的特征在于可具有相同的或不同的开口220。例如,第一排的特征在于可具有开口220,开口220的直径小于或大于第二排和/或第三排中的开口220。每排中的开口220的数量可以相同或不同。

在图5和图6所示的替代实施例中,喷嘴208可具有与进气道102的内表面齐平的圆形开口220,并且喷嘴208的特征在于具有多个分流器222。分流器222可以是渐缩的或弯曲的。分流器222可放置在各种位置中。分流器222的功能是协助将流体引导到指定方向,以帮助将流体分散到期望的表面上或避免将流体喷射到可能易受由于流体分配到气缸盖100中而导致的高热量或其他条件影响的表面上。

例如,取决于从喷嘴208分配的流体的类型,可能期望避免喷射分隔器116、进气道102的中心部分以避免分隔器116表面过热。另外,通常避免将流体喷射到分隔器116上可能是所期望的,因为流体应该前进到气缸盖100的内部通道中,而非粘附到进气道102的壁上。然而,如果经由端口200供应用于清洁气缸盖100的内部空间的清洁剂流体,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,分流器222可精确地成形为将流体引导到分隔器116和/或进气道102的其他内表面114上。

除分流器222之外,喷嘴208和/或顶端218可包括一个或多个过滤器(未描绘),以用于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,诸如入口202、分支204、翼部206或其组合中。

在另外的替代实施例中,图10A至图10C分别描绘的是具有带纵长孔220的顶端218的喷嘴208、具有带单个孔218的圆头顶端218的喷嘴208、以及具有围绕顶端218的整个圆周布置的孔220的喷嘴。

如上所提到的,流体可以是一氧化二氮,使得端口200配置为连接到一氧化二氮的供应装置或贮存器并且适于增加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设备是用螺栓连接到进气歧管的单点进入系统(single point entry system)。因此,典型的一氧化二氮输送系统需要许多机械配件、具有呈喇叭形式的布置,这可能非常复杂,但不能实现包括精细孔口或甚至多个孔口。设计为气缸盖100中的一氧化二氮端口而非进气歧管的端口200能够实现一氧化二氮的精细、更均匀的分配,而不会对气体路径造成通常由单点进入系统和较接近燃烧室输送一氧化二氮引起的破坏。

端口200可具有另外不同的功能,例如用作EGR设备。EGR设备用作能够将一部分发动机排气再循环回到发动机气缸的氮氧化物还原设备。通常流过进气歧管的EGR气体富含对燃烧惰性的气体,从而充当燃烧热的吸收剂,这降低气缸中的峰值温度。

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。端口通常是机加工制成的,从而留下具有锋利边缘的端口。因此,当EGR系统活动时,排气通过单个位置被引入气流中,这可能导致对气流的破坏。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气体可经由端口200进行引导,所述端口200布置成被配置为减少发动机的NOx并且能够将NOx直接分配到气缸盖100的内部中的EGR设备或排气再循环器。因此可消除经由进气歧管的EGR气体行进,并且可经由端口200更靠近气缸供应EGR气体。设计为端口200的排气再循环器可连接到排气歧管,该排气歧管具有排气流、管或管件以及能够释放排气的阀。

配置为排气再循环器的端口200的另外优点可包括:气缸盖100内气体的更好的混合,更靠近燃烧系统的排气输送,可有助于并维持更稳定的燃烧过程的均匀的排气分散,有助于对系统进行更好的热控制,以及保护鹅颈管中易受高热量影响的节气门体以免暴露于与将排气重新引入进气歧管相关联的高温。因此,配置为EGR设备的端口200成为发动机系统的冷却设备的一部分。

仍可替代地,端口200可配置为冷凝物端口,所述冷凝物端口被配置为从能够收集冷凝物的热交换器(诸如增压空气冷却器)向发动机提供冷凝物。热交换器与端口200之间的连接可以是经由管件、管、导管等或其组合。还可提供控制阀。过滤器可包括在端口200中或之前,以用于将任何不期望的污染物从冷凝物中移除。

图11示意性地示出气缸盖100经由端口200与流体500的供应装置的连接。供应装置500可以是流体贮存器、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,诸如允许将流体从不是汽车系统的一部分的容器直接添加到入口202的一次性流体添加。例如,可从容器提供流体,所述容器可在添加之后丢弃。连接可以是经由管件、流、管子、管道、管线、软管、渠道、通路、导管等。连接可包括或不包括阀502,阀502可以是控制阀,所述控制阀在第一组情况下允许流体从供应装置500流到端口200并且在第二组情况下防止流体从供应装置500流到端口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的流体。每个端口200可连接到相同或不同的流体供应装置500。单个端口200和/或入口201还可连接到多于一种类型的流体,使得管件203可具有阀,所述阀可根据需要使得第一流体、第二流体和/或第三流体能够分散到气缸盖100中,这取决于需要哪种液体。

本文还公开了一种形成整体气缸盖100和流体输送端口200的方法。用于生产具有附图中所描绘和上述的独特结构特征的所公开气缸盖100的使能技术(enabler)可以是增材制造。增材制造工艺涉及通过在材料层上添加层来构建三维物体的技术。材料可以是塑料、金属、混凝土等。增材制造包括多种技术,诸如三维打印、快速原型、直接制造、分层制造、添加式制造、包括立体光刻(SLA)和数字光处理(DLP)的光聚合、材料喷射、粘合剂喷射、材料挤出、粉末床熔融、片材层压、定向能量沉积等。

早期的增材制造专注于预生产可视化模型、制造原型等。所制造制品的质量决定它们的使用,并且反之亦然。由增材制造形成的早期制品通常未设计成能够经受长期使用。增材制造装备还很昂贵,并且速度对于在大容量应用中广泛使用增材制造是一个障碍。但是近来,增材制造工艺变得更快且更加便宜。增材制造技术在所制造制品的质量方面也有所改善。

可使用任何增材制造技术来生产所公开的整体气缸盖100和端口200,因为增材制造技术根据类似的原理操作。所述方法可包括;利用计算机、三维建模软件(计算机辅助设计或CAD)、能够施加材料来创建层状气缸盖100的机器、以及层状材料。示例性方法还可包括;使用三维建模程序或者三维扫描仪在CAD文件中创建气缸盖100的虚拟设计,所述三维扫描仪例如从已经创建的气缸盖100制做气缸盖100的三维数字副本。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可以逐层地形成。所述方法可包括:通过施加层状材料的机器读取每个切片。所述方法可包括:以液体、粉末或片材形式添加层状材料的连续层,并且在将每个层与下一层接合的同时形成气缸盖,使得几乎没有任何视觉可辨别的谨慎施加层的标记。所述层形成上述具有至少一个进气道和流体输送端口200的三维实心气缸盖,使得增材制造工艺形成一体式整体件。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,诸如排气再循环器、一氧化二氮端口、添加剂流体端口、工作流体端口或冷凝物端口。所述方法还可包括:将另外的特征形成为气缸盖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以产生最终的三维物体,例如稳定化处理。稳定化处理涉及调整、修改、增强、更改、保护、维护、保存、平衡或改变通过增材制造形成的气缸盖100的一个或多个性质,使得形成的气缸盖100符合预定义的制造后标准。

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/或数十年内保持符合各种标准。要更改的性质可涉及物理、化学、光学和/或机械性质。这些性质可包括尺寸稳定性、功能性、耐久性、耐磨性、抗褪色性、耐化学品性、耐水性、耐紫外(UV)性、耐热性、记忆保持性、期望的光泽度、颜色、机械性质(诸如韧性、强度、挠性、延伸性)等、或其组合。

增材制造使得能够形成复杂的形状、波动的形状、平滑的轮廓以及一体式气缸盖100的相邻段或部分之间的逐渐过渡,从而导致更均匀的流体分配到发动机。例如,增材制造使得能够形成分支204、翼部206、连接器210、喷嘴208、顶端218、孔220、分流器222等的复杂形状。通过上述方法形成的气缸盖100和一个或多个端口200可没有用于传统气缸盖制造的典型的任何紧固件、胶粘剂或其他类型的粘合。

虽然上文描述了示例性实施例,但并不意味着这些实施例描述了本公开的所有可能形式。相反地,本说明书中所使用的词语是描述性而非限制性词语,并且应当理解,可在不背离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。另外,可组合各种实施的实施例的特征以形成本公开的另外实施例。

根据本发明,提供了一种动力传动系统,其具有:排气歧管,其具有排气流和用于释放排气的控制阀;以及层状材料,所述层状材料限定集成的发动机气缸盖和排气再循环器,所述排气再循环器连接到所述排气流和所述阀、包括限定围绕所述气缸盖的多个分支的管状入口并且具有延伸到所述气缸盖的进气道的腔体中的多个喷嘴,所述分支中的每一个围绕所述进气道中的一个进气道的外表面,使得在所述再循环器与所述气缸盖之间没有密封件。

根据一个实施例,所述分支仅部分地围绕所述进气道中的一个进气道的所述外表面。

根据一个实施例,所述分支是对称的。

根据一个实施例,所述多个喷嘴中的每一个包括朝向所述进气道中的一个进气道的腔体变窄的纵长主体。

根据一个实施例,所述主体是圆柱形的。

根据一个实施例,所述多个喷嘴中的每一个包括分流器,所述分流器在排气流进入所述进气道时将所述排气流划分开。

根据一个实施例,所述分流器是渐缩的。

根据本发明,提供了一种排气再循环器,其具有:弯曲的层状管状构件,所述弯曲的层状管状构件限定位于所述管状构件的一侧上的至少两个喷嘴,所述至少两个喷嘴中的每一个具有纵长主体和具有至少一个孔的顶端,所述顶端延伸到集成的气缸盖的进气道的腔体中,使得在所述管状构件与所述气缸盖之间没有密封件。

根据一个实施例,所述纵长主体朝向所述进气道的所述腔体变窄。

根据一个实施例,至少一个喷嘴包括分流器。

根据一个实施例,所述分流器在至少一侧上渐缩。

根据一个实施例,所述管状构件中存在至少两种类型的分流器。

根据一个实施例,所述管状构件包括彼此规则间隔开的多个喷嘴。

根据本发明,提供了一种发动机部件,其具有:分层管道,所述分层管道形成被配置为减少所述发动机的NOx并具有两个弯曲末端的排气再循环器,所述管状构件容纳至少两个喷嘴,所述至少两个喷嘴能够经由具有多个孔的顶端将NOx释放到集成的气缸盖的进气道的腔体中,使得在所述管状构件与所述气缸盖之间没有密封件。

根据一个实施例,每个进气道包括所述分层管状构件。

根据一个实施例,至少一个喷嘴包括具有不同顶端的多个喷嘴。

根据一个实施例,所述顶端包括分流器。

根据一个实施例,所述分流器在至少一侧上渐缩。

根据一个实施例,所述层状管状构件连接到形成所述排气再循环器的至少一个另外的管状构件。

根据一个实施例,所述连接是经由并入到所述集成的气缸盖中的管件。

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