整体进气岐管的制作方法

文档序号:18243082发布日期:2019-07-24 09:09阅读:231来源:国知局
整体进气岐管的制作方法

各种实施方案涉及用于车辆中的内燃发动机的整体进气岐管以及生产所述整体进气岐管的方法。



背景技术:

进气歧管或入口岐管是将燃料/空气混合物供应到发动机的气缸的发动机的一部分。进气岐管的主要功能是将进气均匀地分配到气缸盖中的每个进气道,因为均匀的分配会优化发动机的效率和性能。进气岐管的设计和几何形状影响进气岐管内部的气体流、扰动、压力降和其他空气流现象。



技术实现要素:

根据实施方案,公开一种发动机部件。所述发动机部件可以包括分层的层,所述分层的层界定:进气岐管,所述进气岐管具有多个流道,每个流道包括通向气缸盖的气体出口;以及增压室,所述增压室包括形成通道的内骨骼支撑结构,所述通道从入口伸展并且转变为所述流道,使得在所述增压室与所述流道之间不存在密封。所述内骨骼支撑结构可以从所述增压室的相对的面向内突出。所述内骨骼支撑结构可以具有比所述增压室的剩余部分更大的厚度。所述内骨骼支撑结构可以具有非一致的尺寸。在所述入口邻近处转变为流道的通道可以包括由所述增压室的部分壁和外侧界定的扩展区域。所述通道中的每一者可以经由具有椭圆形横截面的开口而转变为所述流道中的一者。所述开口可以包括凸缘。所述进气岐管可以是金属、塑料、复合材料,或其组合。

在替代性实施方案中,公开一种发动机部件。所述发动机部件是具有分层的层的进气岐管,所述分层的层界定:多个流道,每个流道具有通向气缸盖的气体出口;以及增压室,所述增压室包括形成通道的内骨骼支撑结构,所述通道从向外延伸到鹅颈中的共享的气体入口伸展,所述鹅颈逐渐转变为所述通道和所述流道,使得在所述鹅颈、所述增压室与所述流道之间不存在密封。所述鹅颈可以沿着其长度具有一致的尺寸。所述内骨骼支撑结构可以从所述增压室的相对的面向内突出。所述通道可以具有非一致的尺寸。在所述气体入口邻近处转变为流道的通道可以包括由所述增压室的部分壁和外侧界定的扩展区域。所述通道中的每一者可以经由具有椭圆形横截面的开口而转变为所述流道中的一者。

在替代性实施方案中,公开一种通过添加制造来形成内燃发动机进气岐管的方法。所述进气岐管具有分层的层,所述分层的层界定:流道,每个流道包括通向气缸盖的气体出口;以及增压室,所述增压室包括形成通道的部分壁,所述通道从共同气体入口伸展并且转变为所述流道,使得在所述增压室与所述流道之间不存在密封,所述部分壁形成被配置成支撑所述进气岐管的内骨骼结构。所述形成可以包括将所述增压室塑型成使得所述部分壁从所述增压室的相对的面向内突出。所述形成可以包括不同地设计每个通道的尺寸。所述形成可以包括调节所述通道中的每一者,使得所述通道中的每一者经由具有椭圆形横截面的开口而转变为所述流道中的一者。所述方法可以还包括形成鹅颈,所述鹅颈从所述气体入口向外延伸,使得所述鹅颈逐渐转变为所述通道并且在所述鹅颈与所述增压室之间不存在密封。所述形成可以包括由金属、塑料、复合材料或其组合来将所述进气岐管塑型。

附图说明

图1说明能够采用本公开的各种实施方案的内燃发动机的非限制性示例的示意图;

图2说明示例性现有技术进气岐管的分解视图;

图3说明替代性现有技术示例性进气岐管的分解视图;

图4说明根据一个或多个实施方案的单体进气岐管的非限制性示例的透视图;

图5示出图4的单体进气岐管沿着线5-5的横截面视图;

图6示出图4的单体进气岐管沿着线6-6的替代性横截面视图;

图7示出图4的单体进气岐管沿着线7-7的替代性横截面视图;

图8示出包括本文公开的气体入口通道的非限制性示例的单体进气岐管的替代性实施方案;

图9说明在图8中描绘的气体入口通道的一部分沿着线9-9的横截面视图;

图10示出在图9中描绘的燃料喷射器的一部分的详细视图;

图11示出在图9中描绘的示例性PCV设备沿着线11-11的横截面视图;

图12示出PCV设备的替代性视图;以及

图13示出具有示例性EGR设备的气体入口通道的替代性视图。

具体实施方式

本文描述本公开的实施方案。然而,将理解,所公开的实施方案仅仅是示例并且其他实施方案可以采取各种形式和替代形式。图不一定按比例;一些特征可能经过夸示或缩减到最小以示出特定部件的细节。因此,本文公开的特定结构和功能细节将不被理解为具限制性,而是仅仅理解为用于教导本领域技术人员不同地采用本发明的代表性基础。本领域技术人员将理解,参考图中的任一者而说明和描述的各种特征可以与在一个或多个其他图中说明的特征进行组合以产生未明确说明或描述的实施方案。所说明的特征的组合提供典型应用的代表性实施方案。然而,特定应用或实现方式可能需要对与本公开的教导一致的所述特征的各种组合和修改。

除了明确指示之外,在此描述中的指示尺寸或材料性质的所有数值量应理解为是通过词语“约”进行修饰以便描述本公开的最广范围。

首字母缩写词或其他缩写的第一次定义适用于本文对相同缩写的所有后续使用,并且加上必要的变更适用于起初定义的缩写的正常语法变化。除非明确相反地规定,否则通过与先前或稍后针对相同的性质所参考的相同的技术来确定所述性质的测量结果。

详细参考发明人已知的本发明的组成、实施方案和方法。然而,应理解,所公开的实施方案仅仅示范了本发明,可以通过各种形式和替代形式体现本发明。因此,本文公开的具体细节不应理解为具限制性,而是仅仅理解为用于教导本领域技术人员不同地采用本发明的代表性基础。

进气岐管的几何形状、定向和设计对内燃发动机效率具有直接影响。图1说明内燃发动机20的示意性非限制性示例。发动机20具有多个气缸22,说明所述气缸中的一者。发动机20可以具有任何数目的气缸22,包括三个、四个、六个、八个或另一数目。所述气缸可以按照各种配置定位在发动机中,例如,作为V发动机、直列发动机或另一布置。

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是由气缸壁32和活塞34形成。活塞34连接到曲轴36。燃烧室24与示例性进气岐管38和排气岐管40流体连通。进气门42控制从进气岐管38进入燃烧室24的流量。排气门44控制从燃烧室24到排气岐管40的流量。可以按照在本领域中已知的各种方式来操作进气门和排气门42、44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,使得发动机是直接喷射发动机。低压或高压燃料喷射系统可以用于发动机20,或者进气道喷射系统可以用于其他示例中。点火系统包括火花塞48,对所述火花塞进行控制以提供呈火花的形式的能量来点燃燃烧室24中的燃料空气混合物。在其他实施方案中,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包括被配置成将信号提供给控制器以用于控制对发动机的空气和燃料输送、点火正时、来自发动机的动力和扭矩输出等的控制器和各种传感器。发动机传感器可以包括(但不限于)排气岐管40中的氧传感器、发动机冷却剂温度、加速踏板位置传感器、发动机岐管压力(MAP)传感器、曲轴位置的发动机位置传感器、进气岐管38中的空气质量传感器、节气门位置传感器等。

在一些实施方案中,发动机20可以用作车辆(例如,常规车辆或停止-起动车辆)中的唯一原动机。在其他实施方案中,发动机可以用于混合动力车辆中,在混合动力车辆中,可以使用额外的原动机,例如电机,来提供额外的动力以推进车辆。

每个气缸22可以在四冲程循环下操作,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。在其他实施方案中,发动机可以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,以将空气从进气岐管38引入到燃烧室24。在气缸22的顶部处的活塞34位置一般被称为上死点(TDC)。在气缸22的底部处的活塞34位置一般被称为下死点(BDC)。

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

随后将燃料引入到燃烧室24中并且点燃所述燃料。在所示出的发动机20中,将燃料喷射到腔室24中并且随后使用火花塞48点燃所述燃料。在其他示例中,可以使用压缩点火来点燃所述燃料。

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的移动导致曲轴36中的对应移动并且从发动机20提供机械扭矩输出。

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,以通过减小腔室24的体积而从燃烧室24移除排气和燃烧产物。排气从燃烧气缸22流动到排气岐管40和后处理系统,例如催化转化器。

对于各种发动机冲程,进气门和排气门42、44位置和正时以及燃料喷射正时和点火正时可以变化。

发动机20包括用于从发动机20移除热的冷却系统,并且可以将所述冷却系统作为含有水或另一冷却剂的冷却套集成到发动机20中。

汽缸盖垫片78可以介于气缸体76与气缸盖79之间以密封气缸22。

通向发动机20的所描绘的非限制性示例性进气岐管38包括将进气分配到流道56的增压室壳体50。流道56向进气门42提供进气,包括环境空气、来自排气再循环的排气等,或其组合。提供节流阀90以控制进气到增压室壳体50的流动。节流阀90可以连接到电子节气门主体以便对气门位置进行电子控制。进气岐管38可以连接到排气再循环(EGR)系统、滤罐冲洗阀(CPV)和燃料系统、曲轴箱强制通风(PCV)系统、制动助力器系统等,或其组合。可以在节流阀90的上游提供空气滤清器(未示出)。

通常,如图2中示出,以单独的部分制造进气岐管138,随后将所述部分组装在一起。举例来说,图2示出与图1的发动机一起使用的根据实施方案的进气岐管系统138的分解视图。进气岐管138是模块化系统,所述模块化系统允许不定地定位和组装进气岐管的各种单独的部件以形成岐管138。所述组装要求制造单独的部分,使得可以基于发动机位置和车辆包装考虑因素而按照多个配置来组装进气岐管138。个别的单独部分包括增压室主体150、用于包围增压室主体150的内部体积的端板152、用于接纳流道156的增压室主体150的孔口154,以及节气门主体连接器158。

然而,在发动机内仅具有一个安装位置的其他进气岐管,例如在图3中描绘的进气岐管138’,通常是以若干零件或部分进行制造,并且随后使用紧固件、粘合剂、焊接或其组合来组装和紧固所述零件或部分。图3描绘具有若干分立的部分的进气岐管138’,所述部分包括增压室150和单独的零件,所述零件形成多个流道156和凸缘160、可以使用紧固件162附接到增压室150的顶端162。为了进一步加强增压室150,通常在增压室150的外部部分上添加肋状物164。

然而,组装各个部分以形成典型的进气岐管是非常复杂且耗时的。为了增加燃料效率,一些部分可以由例如复合材料和塑料等重量轻的材料制成。这可能导致若干连接部分是由不同的材料制成,这通常呈现出挑战,尤其在结合是要防漏的情况下。组装是耗时的并且增加了循环时间。另外,需要在任何时候结合至少两个部件,必要的控制检查对于确保恰当地提供结合是至关重要的。此类检查是昂贵的并且增加了循环时间。

此外,传统的制造方法以及需要将个别部分组装在一起在可以制造的个别部分的形状方面提出限制。因此,进气岐管的整体效率可能受到限制,因为从空气-流动角度来看是理想的形状可能会由于成本、组装和时间角度而无法实际制造。

因此,将需要提供具有降低的制造复杂性、提高的效率和减少的进气岐管生产时间和成本的进气岐管。

在一个或多个实施方案中,公开了克服以上列出的现有技术的一个或多个缺点的整体进气岐管238。例如在图4中描绘的整体进气岐管238包括增压室或增压室壳体250,所述增压室或增压室壳体具有逐渐延伸到多个通道256中的气体入口264。增压室250是中空的,并且为将要经由通道256分配到发动机的进气提供内部体积。增压室250的大小和形状可以被设计成在发动机操作期间处于部分真空。进气可以包括燃料、环境空气、EGR气体或其组合。

在一个非限制性示例中,增压室250可以包括额外的特征,例如用于例如进气温度传感器、压力传感器等或其组合的传感器的传感器支座。增压室250可以包括附接特征252,以用于将进气岐管238连接或支撑到发动机、车辆或以上两者。附接特征252可以包括凸缘、孔口等,使得可以将单体进气岐管238紧固到发动机、车辆或以上两者。

在现有技术中,增压室通常是“罗格(log)”型增压室主体,所述增压室主体的内部空腔的宽度以及最长边之间的距离非常规则,而所公开的增压室250具有由多个通道256界定的不同形状。增压室250包括部分壁272,所述部分壁形成从共同气体入口264伸展的通道256。部分壁272形成被配置成支撑进气岐管250的内骨骼结构。部分壁272使通道256彼此分割。部分壁272可以从增压室250的相对的面突出到增压室的空腔中,但是从增压室的一个面跨到另一个面而不连接增压室250的相对的面。替代地,部分壁272可以形成于增压室250的仅一个面上。增压室250因此不具有由部分壁272形成的在外部上作为内骨骼的加强增压室250的任何肋状物的特征。

部分壁272可以具有比增压室250的剩余部分的厚度更大的厚度/高度。部分壁272可以具有不同的高度,使得至少一个部分壁比至少一个其他部分壁272更远地延伸到增压室250的空腔中。在下文论述部分壁272的高度。替代地,所有部分壁272可以在增压室250的空腔内具有相同的高度。

被部分壁272分割的通道256可以通过各种方式塑型。举例来说,通道256可以是直的、弯曲的或以上两者。基于发动机设计,通道256可以具有各种长度。通道256可以经过调谐以利用亥姆霍兹共振效应。每个通道256可以不同地塑型,具有不同的几何形状,以使进入发动机的空气流量最大化。举例来说,至少一个通道256可以具有与剩余的通道256不同的尺寸。所述尺寸可以包括长度、弯曲角度、宽度。所述尺寸可以在通道256的长度内不同。举例来说,通道256可以在从空气入口264朝向开口254的方向上变宽。

如图5和图6示出,气体入口264形成通道256的第一端。通道256具有由开口或孔口254形成的第二端266。通道256可以经由开口254逐渐转变为流道268。通道256转变为流道,使得在增压室250与流道268之间不存在密封。

孔口254定位在每个通道256的与气体入口264相对的端部处。孔口254可以被布置成垂直于经由气体入口264的进气的流入。开口254可以是钟形开口。钟形开口254是渐细的开口,其中锥形物可能类似于钟的形状。钟形开口254可以是扩大或缩小的开口。开口254的角度可以成约30°–60°或者成约45°渐细。开口254逐渐延伸或通向多个流道268中。从通道256进入开口254和进入流道268的转变可以是平滑的,在气流上没有中断,可以是相同材料的平缓的曲率转变。通道256到开口的转变可以包括凸缘282和凹口255,在图7中描绘其示例。

流道或导管268形成将进气引导到发动机的入口中或气缸盖的进气道中的会聚的入口气道,在图7中描绘所述流道或导管的横截面。流道268可以具有相同或不同的尺寸、形状或以上两者。流道268可以具有圆形、椭圆形或矩形横截面。流道268可以具有与开口254相同的横截面。流道268可以随着气体经由出口270流动到发动机中而变小。流道268可以在整个其长度上具有均匀的几何形状、宽度或以上两者。并入通向流道268的钟形开口254可以增加空气流穿过进气岐管238到达发动机的效率。

钟形开口254的横截面面积可以大于流道268的横截面面积。钟形开口254的横截面面积可以是流道268区域的横截面面积的约两倍。钟形开口254的横截面面积可以使得进入钟形开口的空气速度较低,从而减小噪声、扰动、压力降等,并且逐渐增加到流道268的所要的设计速度。

开口254的横截面可以是矩形、正方形、圆形、椭圆形等。开口254可以在其周边的至少一部分周围具有凸缘282。开口254可以具有与气体入口264的直径相同的直径、小于或大于气体入口264的直径的直径。

关于通道256,可以在图6中进一步看到,单独的通道256被彼此分割。可以通过形成部分壁272的一个或多个区域来提供所述分割。部分壁272可以形成朝向增压室250的内部延伸但不连接增压室250的相对的面的凸起部分。部分壁272可以形成每个通道256的横向部分。部分壁272的高度可以不同。部分壁272可以具有形成分割区域272的最高部分的峰278。

通道256因此含有具有高度h1的最浅部分274、特征为具有高度h2的中间部分276和具有高度h3的峰278的部分壁。h1>h2>h3。预期部分壁272的具有不同于h1、h2、h3的额外的高度的额外的凸起部分。

每个通道256的最浅部分274可以具有与剩余通道256不同的形状和面积。举例来说,通向离空气入口264最远的开口254的通道256可以包括被布置成扩展区域275的最浅部分274。可以由相邻通道256与增压室250的外侧280之间的部分壁272来界定所述扩展区域275。可以在邻近于气体入口264的通道256中包括由部分壁272与增压室280的外侧界定的另一扩展区域。扩展区域275可以具有在从空气入口264朝向口孔254的方向上增加的宽度。扩展区域275可以在空气入口264与开口254之间的整个长度上扩展。扩展区域275的宽度可以在整个其长度上不同以适应最优化的气流模式。扩展区域的不同宽度允许对进气的均匀分配。举例来说,w3>w1>w2。

与最外通道256和/或邻近于气体入口264的通道的扩展区域275相比,剩余通道256的最浅部分274可以不从气体入口264延伸,而是被限定在部分壁272的中间部分276与峰278内。因此,经由气体入口264进入增压室250的入口气体主要遇到开放的扩展区域275。具体来说,邻近于气体入口264的通道256中的扩展区域275允许将气体引导到通道256中,在现有技术设计中通常难以向所述通道供应气体。此设计的目的因此允许将进气均匀地分配在整个增压室250和进气岐管238内,使得来自气体入口264的气体流朝向开口254均匀地穿过通道256、穿过流道268和出口270。均匀的分配优化了发动机的效率和性能。

如图4至图6中描绘,进气岐管238形成为单体整体零件。所述单体零件包括具有逐渐转变为流道268的通道256的增压室250。所述单体进气岐管238因此呈现一种制品,所述制品具有在整个所述制品上具有平滑的轮廓的表面,从而提供从气体入口264到通道出口270的平滑的转变,从而导致对发动机的进气的均匀分配、支持雾化的最佳程度的扰动,并且使压力降最小化。单体意味着整个进气岐管238形成为一个零件,使得以上提及的个别描述的部分形成为进气岐管238的整体部分而不是稍后组装成进气岐管的单独的部分。所述单体进气岐管238因此不需要密封。举例来说,在增压室250与流道268之间不存在密封。

单体进气岐管238的内表面可以是平滑的、带纹理的、粗糙的,或其组合。举例来说,内表面的至少一个部分可以纹理化,以诱发进气岐管238内的所要程度的扰动。

与现有技术的进气岐管相比,进气岐管的壁厚度可以得到减小。举例来说,典型的进气岐管具有约3.5mm到4.5mm的壁厚度,以及增压室的外部部分上的加固肋状物,而本文公开的单体进气岐管238可以具有约2mm的壁厚度。由于存在被配置成支撑进气岐管238的部分壁272,所以不需要加固肋状物。

在图8中描绘的另一实施方案中,所述单体进气岐管238还包括气体入口通道、导管或鹅颈管道284。鹅颈管道284从气体入口264向外延伸。鹅颈管道284逐渐转变为通道256,使得在增压室250与鹅颈管道284之间不存在密封。

鹅颈管道284可以具有与气体入口264相同的直径。鹅颈管道284可以在与流道268相同或类似的大体方向上从增压室250延伸、弯曲或以上两者。鹅颈管道284可以在整个其长度上具有一致的尺寸、几何形状或以上两者。鹅颈管道284可以具有多种形状。举例来说,鹅颈管道284可以形成为圆柱形管子。鹅颈管道284可以形成肘形部分。鹅颈管道284可以是直的或弯曲的。鹅颈管道284可以是中空的。鹅颈管道284可以被部分穿孔、沿着其整个长度穿孔或者没有穿孔。鹅颈管道284可以具有突出部、脊状物或在内部用于以最佳的方式将气体流从界定端口、开口或孔口的第一端285导引到形成第二端的气体入口264的其他纹理。鹅颈管道284具有内部或内部部分和外部部分。

鹅颈管道284还可以界定用于连接到发动机、车辆系统或以上两者的各种端口、支座、传感器、设备或其组合。鹅颈管道284可以具有比图8中描绘的端口或传感器连接更多或更少的端口或传感器连接,并且它们可以通过各种方式布置。举例来说,鹅颈管道284可以具有制动助力器端口、排气再循环(EGR)设备、用于曲轴箱强制通风(PCV)设备的连接端口或支座、用于滤罐冲洗阀(CPV)或系统、节气门主体等或其组合的连接端口或支座。所述端口、支座、传感器、设备的布置可以基于它们的大小和包装考虑因素,可以在鹅颈管道284的内部部分、外部部分上,或以上两者。

鹅颈管道284可以形成节气门主体连接器。鹅颈管道284因此可以形成将节气门主体286连接到增压室250的构件,在图9中描绘所述构件的非限制性示例。鹅颈284因此可以为从节气门主体286到增压室250的进气提供约束和/或流体通道。

所述节气门主体286可以完全并入所述鹅颈管道284内。节气门主体286可以包括轴杆288、阀290、电子节气门主体,或其组合。轴杆288可以与单体进气岐管238成一体,使得所述轴杆形成为进气岐管238的一部分。轴杆288轴杆从鹅颈管道284的第一侧延伸到鹅颈管道284的第二侧。替代地,收容轴杆288的孔口可以形成于鹅颈管道284中以容纳轴杆288和叶片或阀290。阀290可以是蝶阀或不同类型的阀。所述阀的形状和尺寸(例如,直径)与鹅颈管道284的形状和尺寸匹配。

阀290可以被配置成在需要时阻碍鹅颈管道284中的气体流动。阀290可以在轴杆288上移动。阀290可以围绕由轴杆288形成的轴线旋转。阀290可以是可以通过一种方式围绕轴杆288移动的,使得阀290可以在多种位置定向。

在第一位置,阀290可以与鹅颈管道284的侧面有最少接触。在所述第一位置,打开鹅颈管道284,使得实现穿过鹅颈管道284的气体流动。在所述第一位置,气体可以从第一端285自由地流动到鹅颈管道284的第二端264。所述第一位置界定完全打开的鹅颈管道284。在所述第一位置,气体流动最低限度地受约束。

在第二位置,阀290在鹅颈管道284的周边周围与鹅颈管道284接触。在所述第二位置,气体流动完全受约束,使得在使用进气岐管238时使气体流动最少化或不存在。

第三位置是所述第一位置与所述第二位置之间的任何位置。在所述第三位置期间,阀290与鹅颈管道284的侧面部分接触,从而部分约束穿过鹅颈管道284的气体流动。

节气门主体286可以定位在鹅颈管道284内的任何地方。举例来说,节气门主体286可以定位在鹅颈管道284的第一端285与增压室250的气体入口264之间。所述节气门主体286可以邻近于在所述鹅颈管道284的与所述气体入口264相对的侧上定位的开口285而定位。

节气门主体286可以定位在增压室250、EGR设备316、PCV设备300、燃料喷射器292等或其组合的上游。在图9中可以看到,将节气门主体286布置在燃料喷射器292的附近是合意的。

燃料喷射器292可以包括具有喷嘴部分296的渐细的管子或导管294。管子294可以从第一端渐细成第二端处的喷嘴部分296。燃料喷射器292从鹅颈管道外部延伸到鹅颈管道内部。渐细的导管294、喷嘴296或以上两者可以经由孔口突出到鹅颈管道284中。

渐细的导管294、喷嘴296或以上两者可以经由孔口突出到鹅颈管道284中。燃料喷射器292可以布置在从鹅颈管道284的管状部分或者从鹅颈管道284的外层向外延伸的支撑部分298上。支撑部分298、燃料喷射器292或以上两者可以形成鹅颈管道284的整体部分。支撑部分298可以具有任何形状或配置。举例来说,支撑件298可以是大体上三角形。支撑件298可以具有与燃料喷射器导管294相同或类似的轮廓的形状。支撑件298可以延伸定位在鹅颈管道284的外部上的燃料喷射器292部分的整个或部分长度。

喷嘴296可以被配置成将燃料喷射到鹅颈管道284中。喷嘴296因此可以被布置成面向节气门主体286的阀290。可以经由具有多个孔口以将气体喷洒到鹅颈管道284中的顶端来提供所述燃料喷射。在图10中可以进一步看到,具有其顶端的喷嘴部分296可以包括若干开口298,从所述若干开口喷射燃料。开口298可以具有相同或不同的尺寸。开口298可以对称地或不对称地布置。

喷嘴286可以连接到辅助燃料喷射调节的一个或多个传感器。举例来说,一个或多个传感器可以辅助燃料喷射器292与节气门主体阀290的协调,使得阀290定向成在燃料喷射器292将燃料释放到鹅颈管道284中时阻碍气体流动,阀290可以处于第二位置。

在图8和图9中可以进一步看到,鹅颈管道284可以收容PCV设备300。典型的PCV系统包括定位在节气门主体的下游的入口端口。所述入口端口通常是穿过进气岐管的金属或复合材料而机械加工的单个孔。所述入口端口因此通常具有尖锐的边缘,其中所述机械加工穿透到空气路径。在系统有效地抽取真空以给曲轴箱通风时,从单个端口抽取所有空气流。然而,从空气的单个相对小的集中源抽取空气可能会引起对那个特定区域中的空气流的干扰。为了弥补此干扰,公开了PCV 300。

PCV设备300可以定位在鹅颈管道284的外部部分上。PCV设备300可以从鹅颈管道284的外层延伸到鹅颈管道284外部。PCV设备300可以包括壳体302、具有端口306的通道304以及分流器308。壳体302可以形成于鹅颈管道284的外层中。可以将壳体302塑型成像矩形、正方形。壳体302可以是细长的。壳体302可以是中空的,包括中空的内部截面。壳体302可以包括一个或多个开口、端口、孔口或小孔310。小孔310从壳体302的内部突出到鹅颈管道284的内部部分中。小孔310可以成角度,被配置成将气体供应到曲轴箱/从曲轴箱供应气体,同时使鹅颈管道284中的气流扰动最小化。

可以通过对称、非对称、规则或不规则的方式将小孔310塑型并间隔开。小孔310可以具有相同或不同的形状。举例来说,小孔310可以是圆形、椭圆形、细长的、正方形、矩形、多角度。如图11和图12示出,壳体302可以包括具有圆形横截面的若干第一小孔310’,以及被配置成细长狭槽的另一数目的第二小孔310”。小孔一起辅助最佳的气流。

为了进一步辅助去往/来自曲轴箱的最佳的空气流,同时防止对鹅颈管道284中的空气流的干扰,PCV设备300包括具有端口306的通道304和定位在通道304内的分流器308。通道304可以从壳体302的中心部分突出并且朝向曲轴箱的空气供应器延伸。通道304可以具有恒定的直径。替代地,通道304可以是渐细的。所述通道304包括端口或出口孔口306。

PCV设备包括分流器308。分流器308定位在通道304内,朝向壳体302的小孔310延伸。替代地,分流器308布置在壳体302中,朝向端口306延伸到通道304中。分流器308可以具有任何形状。分流器308可以是板。分流器312可以是大体上平坦的。可以将所述板塑型成像舌头或刀片,具有渐细的第一端312和形成二分叉端部314的第二端。二分叉端部314可以具有与通道304的直径相等、小于所述直径或大于所述直径的尺寸。

PCV设备300,或其部分(例如,壳体302和小孔310),可以形成为进气岐管238的整体部分。分流器308可以形成为进气岐管238的整体部分,或者单独地形成并且插入通道304内。

在替代性实施方案中,单体进气岐管238可以包括EGR设备316。EGR设备316用作氮氧化物减少设备,能够使发动机排气的一部分再循环回到发动机气缸。使用充当燃烧热的吸收剂的无法燃烧的气体来丰富流过进气岐管238的气体,这会降低气缸中的峰温度。

典型的EGR入口端口在节气门主体的下游定位在进气岐管入口内。通常对所述端口,就像PCV入口端口,进行机械加工,从而使端口具有尖锐边缘。因此,在EGR系统活动时,通过所述端口将排气引入到进气岐管中的气体流中,这可能导致对气体流的干扰。另外,由于所述单个端口,排气与存在于鹅颈管道284内部的气体的混合是最小的。

为了提高排气与存在于鹅颈管道284的内部的气体的混合以及整体性能和发动机效率,公开了EGR设备316。在图9、图11和图13中描绘的EGR设备316包括管子318,所述管子邻近于鹅颈管道284的外部部分且/或从鹅颈管道284的外部部分向外延伸。管子318具有螺旋形状。管子318可以具有不同于螺旋的形状。管子318可以具有大体上圆形、椭圆形、矩形、正方形、规则或不规则的横截面。管子318是中空的,以允许排气经由管子318流动。管子318可以具有一致或非一致的直径。管子318可以在整个其长度上具有一致的尺寸。管子318可以环绕在鹅颈管道284的一部分周围。螺旋缠绕的数目可以是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多。

管子318包括将管子318连接到鹅颈管道284的内部部分的一个或多个小孔320。小孔320可以是细长狭缝。替代地,或另外,可以存在不同形状的小孔320,可以包括例如圆形、正方形、椭圆形等或其组合的小孔。可以通过规则或不规则的方式沿着管子318的长度分配小孔320。小孔320允许沿着管子318的长度分散排气,使得存在于鹅颈管道284中的排气和气体的混合是平缓的且更有效。

在至少一个实施方案中,EGR设备316可以邻近于PCV设备300或壳体302而定位。EGR设备316和PCV设备300两者可以定位在节气门主体286的下游。PCV设备300可以邻近于EGR管子318的两个盘绕的区段或缠绕而定位。

本文还公开形成进气岐管238的方法。用于生产具有在图中描绘和上文描述的独特结构特征的所公开的进气岐管的使能器可以是添加制造。添加制造过程涉及通过在材料层上添加层来构造3-D物体的技术。所述材料可以是塑料、金属、混凝土等。添加制造包括若干技术,例如3-D印刷、快速原型、直接制造、分层制造、添加制造、包括立体光刻(SLA)和数字光处理(DLP)的还原光聚合、材料喷射、粘结剂喷射、材料挤出、粉末层融合、片材层叠、引导的能量沉积等。

早期的添加制造集中于预生产可视化模型、制造原型等。所制造的制品的质量决定了它们的用途并且反之亦然。通过添加制造而形成的早期制品一般未被设计成承受长期使用。添加制造设备还是昂贵的,并且将添加制造广泛用于高体积应用的障碍是速度。但最近,添加制造过程已经变得更快并且更便宜。添加制造技术还已经提高了所制造的制品的质量。

可以使用任何添加制造技术来生产所公开的进气岐管238,因为添加制造技术根据类似的原理进行操作。所述方法可以包括利用计算机、3-D建模软件(计算机辅助设计或CAD)、能够施加材料的机器来生产分层的进气岐管和成层的材料。示例性方法还可以包括使用3-D建模程序在CAD文件中或者在使用3-D扫描仪的情况下产生进气岐管的虚拟设计,所述3-D扫描仪例如从已经生产的进气岐管形成进气岐管的3-D数字副本。所述方法可以包括将数字文件切片,其中每个切片含有数据,使得可以逐层地形成进气岐管。所述方法可以包括通过施加成层的材料的机器来读取每个切片。所述方法可以包括以液态、粉末或片材的格式添加成层材料的连续层,并且在使每个层与下一个层接合的同时形成进气岐管,使得不连续施加的层几乎不存在任何在视觉上可辨别的标志。所述层形成上文描述的三维固态进气岐管,所述进气岐管具有增压室壳体,所述增压室壳体具有气体入口,所述壳体包括多个流道,每个流道结束于通向气体分配通道的开口,所述气体分配通道在其相对端处具有气体出口,使得添加制造过程形成单体整体零件。所述方法还可以包括通过添加制造形成额外的特征作为进气岐管238的整体部分,例如EGR设备316、PCV设备300、燃料喷射器292、节气门主体286等,或其至少一个部分。所使用的材料可以是金属、塑料、复合材料等,或其组合。

添加制造的进气岐管238可能需要经历一个或多个后处理步骤以产生最终的3-D物体,例如稳定化。稳定化涉及由添加制造形成的进气岐管的一个或多个性质的调整、修改、增强、更改、固定、维持、保留、平衡或改变,使得所形成的进气岐管满足预定标准的后制造。

稳定的进气岐管仍在制造之后若干小时、日、周、月、年和/或数十年内符合各种标准。将要更改的性质可能涉及物理性质、化学性质、光学性质和/或机械性质。所述性质可以包括尺寸稳定性、功能性、耐用性、耐磨性、抗褪色性、耐化学性、耐水性、耐紫外线(UV)性、耐热性、记忆保持、所要的光泽度、色彩、机械性质,例如韧性、强度、柔性、伸展性等,或其组合。

添加制造使得能够形成复杂的形状、波浪形状、平滑的轮廓以及单体进气岐管的相邻段或部分之间的平缓的转变,从而导致对发动机的更均匀的进气分配。通过上文描述的方法形成的进气岐管238可以没有任何紧固件、粘合剂或传统的进气岐管制造典型的其他类型的结合。

虽然在上文描述了示例性实施方案,但未希望这些实施方案描述本公开的所有可能的形式。而是,说明书中所使用的词语是描述而非限制的词语,并且应理解,可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下作出各种改变。另外,可以对各种实施的实施方案的特征进行组合以形成本公开的其他实施方案。

根据本发明,提供一种发动机部件,所述发动机部件具有分层的层,所述分层的层界定:进气岐管,所述进气岐管具有多个流道,每个流道包括通向气缸盖的气体出口;以及增压室,所述增压室包括形成通道的内骨骼支撑结构,所述通道从入口伸展并且转变为所述流道,使得在所述增压室与所述流道之间不存在密封。

根据实施方案,所述内骨骼支撑结构从所述增压室的相对的面向内突出。

根据实施方案,所述内骨骼支撑结构具有比所述增压室的剩余部分更大的厚度。

根据实施方案,所述内骨骼支撑结构具有非一致的尺寸。

根据实施方案,在所述入口邻近处转变为流道的通道包括由所述增压室的部分壁和外侧界定的扩展区域。

根据实施方案,所述通道中的每一者经由具有椭圆形横截面的开口而转变为所述流道中的一者。

根据实施方案,所述开口包括凸缘。

根据实施方案,所述进气岐管是金属、塑料、复合材料或其组合。

根据本发明,提供一种发动机部件,所述发动机部件拥有具有分层的层的进气岐管,所述分层的层界定:多个流道,每个流道具有通向气缸盖的气体出口;以及增压室,所述增压室包括形成通道的内骨骼支撑结构,所述通道从向外延伸到鹅颈中的共享的气体入口伸展,所述鹅颈逐渐转变为所述通道和所述流道,使得在所述鹅颈、所述增压室与所述流道之间不存在密封。

根据实施方案,所述鹅颈沿着其长度具有一致的尺寸。

根据实施方案,所述内骨骼支撑结构从所述增压室的相对的面向内突出。

根据实施方案,所述通道具有非一致的尺寸。

根据实施方案,在所述气体入口邻近处转变为流道的通道包括由所述增压室的部分壁和外侧界定的扩展区域。

根据实施方案,所述通道中的每一者经由具有椭圆形横截面的开口而转变为所述流道中的一者。

根据本发明,一种方法包括通过添加制造形成具有分层的层的内燃发动机进气岐管,所述分层的层界定:流道,每个流道包括通向气缸盖的气体出口;以及增压室,所述增压室包括形成通道的部分壁,所述通道从共同气体入口伸展并且转变为所述流道,使得在所述增压室与所述流道之间不存在密封,所述部分壁形成被配置成支撑所述进气岐管的内骨骼结构。

根据实施方案,所述形成包括将所述增压室塑型成使得所述部分壁从所述增压室的相对的面向内突出。

根据实施方案,所述形成包括不同地设计每个通道的尺寸。

根据实施方案,所述形成包括调节所述通道中的每一者,使得所述通道中的每一者经由具有椭圆形横截面的开口而转变为所述流道中的一者。

根据实施方案,本发明的特征还在于形成鹅颈,所述鹅颈从所述气体入口向外延伸,使得所述鹅颈逐渐转变为所述通道并且在所述鹅颈与所述增压室之间不存在密封。

根据实施方案,所述形成包括由金属、塑料、复合材料或其组合将所述进气岐管塑型。

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