專利名稱：內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]附圖1等比例地示出了對(duì)置活塞對(duì)置氣缸(OPOC)發(fā)動(dòng)機(jī)10。進(jìn)氣活塞12和排氣活塞14在第一和第二氣缸的每一個(gè)內(nèi)(為了清楚地圖不活塞,氣缸未在圖中不出)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。排氣活塞14通過推桿16與曲軸20的軸頸(未示出)聯(lián)接。進(jìn)氣活塞12通過拉桿18與曲軸20的兩個(gè)軸頸(未示出)聯(lián)接，且每個(gè)進(jìn)氣活塞12都有兩個(gè)拉桿18。[0003]對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)110的一部分的橫截面在附圖2中示出。進(jìn)氣活塞112和排氣活塞114在氣缸116內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)?；钊?14通過推桿122與曲軸120的軸頸聯(lián)接，以及活塞112通過橋接部124和兩個(gè)拉桿126與曲軸120的軸頸聯(lián)接。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)110是對(duì)置活塞對(duì)置氣缸(OPOC)發(fā)動(dòng)機(jī)，所以曲軸120也與推桿132和拉桿136聯(lián)接，在遠(yuǎn)離活塞112和114的曲軸120的另一側(cè)上，所述推桿132和拉桿136在另一氣缸內(nèi)(未示出)與其它的活塞(未示出)連接。US6170443中詳細(xì)描述了 OPOC發(fā)動(dòng)機(jī)的代表例，因其整體性而在本文中用作參考。[0004]附圖3作為示意圖示出了穿過進(jìn)氣口的橫截面。氣缸壁26具有多個(gè)進(jìn)氣口 24，進(jìn)入的空氣通過所述進(jìn)氣口 24從集氣室28被吸入。附圖3中還示出了通道30，拉桿32設(shè)置在其中。通道30限制在區(qū)域34內(nèi)的集氣室28的尺寸，因此，其限制這些區(qū)域內(nèi)的流體。拉桿32可向外偏離附圖3中的位置。但是，這樣會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)更寬。需要有另外一種配置，至少可以部分減少在使所需流體進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)和保持發(fā)動(dòng)機(jī)的緊湊之間做出的折中。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]為了克服已知系統(tǒng)中存在的至少一個(gè)問題，所揭示的內(nèi)燃機(jī)包括:氣缸壁，其具有沿著氣缸壁以第一距離限定的多個(gè)進(jìn)氣口和沿著氣缸壁以第二距離限定的多個(gè)排氣口；曲軸；設(shè)置在氣缸壁內(nèi)的進(jìn)氣活塞，其中，所述進(jìn)氣活塞通過第一連接桿與曲軸聯(lián)接并響應(yīng)于曲軸的旋轉(zhuǎn)在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而遮蓋和暴露進(jìn)氣口 ；以及聯(lián)接到進(jìn)氣口的進(jìn)氣系統(tǒng)。進(jìn)氣系統(tǒng)包括:與進(jìn)氣口的第一部分流體連通的大致呈螺旋狀的第一集氣室，其中，第一集氣室的橫截面的幾何中心的軌跡向內(nèi)螺旋且半徑沿著流動(dòng)方向單向減小；以及與進(jìn)氣口的第二部分流體連通的大致呈螺旋狀的第二集氣室，其中，第二集氣室的橫截面的幾何中心的軌跡向內(nèi)螺旋且半徑沿著流動(dòng)方向大致減小。第一和第二集氣室沿著各集氣室內(nèi)的具有相同取向的流動(dòng)方向環(huán)繞氣缸壁的外側(cè)。進(jìn)氣系統(tǒng)還可包括過渡段，其與第一集氣室流體連通并剛好位于第一集氣室的上游。過渡段的橫截面面積沿著流動(dòng)方向大致增大。進(jìn)氣系統(tǒng)還可包括供給通道，其與過渡段聯(lián)接并剛好位于過渡段的上游。供給通道具有大致恒定的橫截面面積。[0006]發(fā)動(dòng)機(jī)還可包括:與進(jìn)氣活塞聯(lián)接的第二連接桿；在進(jìn)氣活塞和連接桿之間聯(lián)接的橋接部，其中，連接桿在進(jìn)氣活塞的外側(cè)在直徑上對(duì)置地設(shè)置；用于容納第一連接桿的第一連接桿通道；以及用于包圍并容納第二連接桿的第二連接桿通道，其中，第一連接桿通道設(shè)置在第二集氣室和供給通道之間。在一些實(shí)施例中，第一和第二集氣室、開口、氣缸壁、連接桿通道、過渡段和供給通道在單一的鑄件中形成。第一和第二集氣室、過渡段和供給通道大致設(shè)置在與氣缸壁的中心軸線垂直的平面內(nèi)，或沿著氣缸壁螺旋設(shè)置。[0007]第一和第二集氣室在進(jìn)氣口的上游不流體連通。[0008]在一些實(shí)施例中，集氣室的橫截面形狀包括至少一條大體上直的邊。[0009]在與氣缸壁的中心軸線相交的平面內(nèi)截取的第一集氣室的橫截面面積沿著向氣缸運(yùn)動(dòng)的方向減小。[0010]在鄰近的進(jìn)氣口之間設(shè)置豎直橋接部，其為流向進(jìn)氣口的氣體提供上游面和下游面，且至少一些上游面和下游面具有大致圓的角。所述圓角在圖中示出，用于減少流過進(jìn)氣口的氣體的壓降，從而，改善進(jìn)氣系統(tǒng)的排氣性能。[0011]此外，還揭示了用于二沖程內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)，包括:具有第一組和第二組進(jìn)氣口的氣缸；在進(jìn)氣口的上游側(cè)與第一組進(jìn)氣口流體連通的螺旋狀第一集氣室；和在進(jìn)氣口的上游側(cè)與第二組進(jìn)氣口流體連通的螺旋狀第二集氣室，其中，第一和第二螺旋形狀的橫截面面積沿著流動(dòng)方向大致減小，以及其中，第一和第二集氣室在進(jìn)氣口的上游不流體連通。在與氣缸的中心軸線相交的橫截面內(nèi)限定橫截面面積。第一和第二集氣室還包括與第一集氣室流體連通的第一進(jìn)氣滑管，和與第二集氣室流體連通的第二進(jìn)氣滑管。[0012]第一組進(jìn)氣口和第二組進(jìn)氣口互不連通。第一組進(jìn)氣口在約180度的圓周上周向地環(huán)繞氣缸設(shè)置；以及第二組進(jìn)氣口在約180度的圓周上周向地環(huán)繞氣缸設(shè)置。[0013]第一集氣室的中心線向內(nèi)螺旋，且半徑單向減小。[0014]揭示的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括:氣缸壁，其具有第一和第二組進(jìn)氣口和多個(gè)排氣口 ；曲軸；設(shè)置在氣缸壁內(nèi)的進(jìn)氣活塞，所述進(jìn)氣活塞通過連接桿與曲軸聯(lián)接并響應(yīng)于曲軸的旋轉(zhuǎn)在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而遮蓋和暴露進(jìn)氣口 ；在進(jìn)氣口的上游側(cè)與第一組進(jìn)氣口流體連通的螺旋狀第一集氣室，第一集氣室的橫截面面積沿著流動(dòng)方向單向減??；以及在進(jìn)氣口的上游側(cè)與第二組進(jìn)氣口流體連通的螺旋狀第二集氣室，其中，第二集氣室的橫截面面積沿著第二集氣室的一部分中的流動(dòng)方向大致減小，以及其中，第一和第二集氣室在進(jìn)氣口的上游不流體連通。[0015]多個(gè)進(jìn)氣口包括沿著氣缸壁以第一距離限定的多個(gè)主要進(jìn)氣口和沿著氣缸壁以第二距離限定的多個(gè)次要進(jìn)氣口 ；氣缸壁包括在圓周方向上相鄰的進(jìn)氣口之間的豎直橋接部，和主要和次要進(jìn)氣口之間的水平橋接部。從上游邊緣和/或下游邊緣看，所述橋接部具有圓形邊緣。[0016]在能達(dá)到目標(biāo)渦流比的條件下，模擬和描述所揭示的進(jìn)氣系統(tǒng)具有顯著的高排氣比和比現(xiàn)有技術(shù)至少高出50%的空氣輸送率。[0017]本實(shí)用新型具體公開了如下內(nèi)容:[0018](I).—種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng),包括:[0019]氣缸壁，具有沿著所述氣缸壁以第一距離限定的多個(gè)進(jìn)氣口和沿著所述氣缸壁以第二距離限定的多個(gè)排氣口；[0020]曲軸；[0021]進(jìn)氣活塞，其設(shè)置在所述氣缸壁內(nèi)并通過連接桿與所述曲軸聯(lián)接，所述活塞能夠響應(yīng)于所述曲軸的旋轉(zhuǎn)在所述氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而遮蓋和暴露所述進(jìn)氣口 ；[0022]與所述進(jìn)氣口聯(lián)接的進(jìn)氣系統(tǒng)，所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括:[0023]大致呈螺旋狀的第一集氣室，其與所述進(jìn)氣口的第一部分流體連通，所述第一集氣室的橫截面的幾何中心的軌跡向內(nèi)螺旋且半徑在流動(dòng)方向上單向減??；[0024]大致呈螺旋狀的第二集氣室，其與所述進(jìn)氣口的第二部分流體連通，所述第二集氣室的橫截面的幾何中心的軌跡向內(nèi)螺旋且半徑在流動(dòng)方向上大致減小，其中，所述第一集氣室和第二集氣室沿著各集氣室內(nèi)具有相同取向的流動(dòng)方向環(huán)繞所述氣缸壁的外側(cè)。[0025](2).根據(jù)第(I)項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述進(jìn)氣系統(tǒng)還包括:[0026]過渡段，與第一集氣室流體連通并剛好位于所述第一集氣室的上游，所述過渡段的橫截面面積沿著流動(dòng)方向大致增大。[0027](3).根據(jù)第(2)項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述進(jìn)氣系統(tǒng)還包括:[0028]供給通道，與所述過渡段聯(lián)接并剛好位于所述過渡段的上游，所述供給通道具有基本恒定的橫截面面積。[0029](4).根據(jù)第(3)項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，還包括:[0030]與所述進(jìn)氣活塞聯(lián)接的第二連接桿；[0031]在所述進(jìn)氣活塞和所述連接桿之間聯(lián)接的橋接部，其中，所述連接桿在所述進(jìn)氣活塞外側(cè)彼此直徑上對(duì)置地布置；[0032]用于容納所述第一連接桿的第一連接桿通道；以及[0033]用于包圍并容納所述第二連接桿的第二連接桿通道，其中，所述第一連接桿通道設(shè)置在所述第二集氣室和所述供給通道之間。[0034](5).根據(jù)第(4)項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述第一集氣室和第二集氣室、所述開口、所述氣缸壁、所述連接桿通道、所述過渡段和所述供給通道在單一的鑄件中形成。[0035](6).根據(jù)第(4)項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述第一集氣室和第二集氣室、所述過渡段和所述供給通道大致設(shè)置在與所述氣缸壁的中心軸線垂直的平面內(nèi)，或沿著所述氣缸壁螺旋設(shè)置。[0036](7).根據(jù)第(I)項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述第一集氣室和所述第二集氣室在進(jìn)氣口的上游不流體連通。[0037](8).根據(jù)第(7)項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述集氣室的橫截面形狀包括至少一條大體上直的邊。[0038](9).根據(jù)第(7)項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，在與所述氣缸壁的中心軸線相交的平面內(nèi)截取的所述第一集氣室的橫截面面積沿著向氣缸運(yùn)動(dòng)的方向減小。[0039](10).根據(jù)第(I)項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，在鄰近的所述進(jìn)氣口之間設(shè)置豎直橋接部，其為流向進(jìn)氣口的氣體提供上游面和下游面，且至少一些所述上游面和下游面具有大致圓的角。[0040](11).一種用于二沖程內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)，包括:[0041]氣缸，其中限定有第一組進(jìn)氣口和第二組進(jìn)氣口 ；[0042]螺旋狀的第一集氣室，其在所述第一組進(jìn)氣口的上游側(cè)與所述第一組進(jìn)氣口流體連通；以及[0043]螺旋狀的第二集氣室，其在所述第二組進(jìn)氣口的上游側(cè)與所述第二組進(jìn)氣口流體連通，其中，第一螺旋狀和第二螺旋狀的橫截面面積沿著流動(dòng)方向大致減小，并且其中，所述第一集氣室和第二集氣室在所述進(jìn)氣口的上游不流體連通。[0044](12).根據(jù)第(11)項(xiàng)所述的進(jìn)氣系統(tǒng)，其中，所述橫截面面積限定在與所述氣缸的中心軸線相交的橫截面處。[0045](13).根據(jù)第(11)項(xiàng)所述的進(jìn)氣系統(tǒng)，其中，所述第一集氣室和第二集氣室還包括:[0046]與所述第一集氣室流體連通的第一進(jìn)氣滑管；以及[0047]與所述第二集氣室流體連通的第二進(jìn)氣滑管。[0048](14).根據(jù)第(11)項(xiàng)所述的進(jìn)氣系統(tǒng)，其中:[0049]所述第一組進(jìn)氣口和所述第二組進(jìn)氣口互不連通；[0050]所述第一組進(jìn)氣口在約180度的圓周上周向地環(huán)繞所述氣缸設(shè)置；以及[0051]所述第二組進(jìn)氣口在約180度的圓周上周向地環(huán)繞所述氣缸設(shè)置。[0052](15).根據(jù)第(12)項(xiàng)所述的進(jìn)氣系統(tǒng)，其中，所述第一集氣室的中心線向內(nèi)螺旋，且半徑單向減小。[0053](16).—種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng),包括:[0054]氣缸壁，其中限定有第一組進(jìn)氣口和第二組進(jìn)氣口以及多個(gè)排氣口 ；[0055]曲軸；[0056]進(jìn)氣活塞，設(shè)置在所述氣缸壁內(nèi)并通過連接桿與所述曲軸聯(lián)接，所述活塞能夠響應(yīng)于所述曲軸的旋轉(zhuǎn)在所述氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而遮蓋和暴露所述進(jìn)氣口 ；[0057]螺旋狀的第一集氣室，其在所述第一組進(jìn)氣口的上游側(cè)與所述第一組進(jìn)氣口流體連通，且所述第一集氣室的橫截面面積沿著流動(dòng)方向單向減?。灰约癧0058]螺旋狀的第二集氣室，其在所述第二組進(jìn)氣口的上游側(cè)與所述第二組進(jìn)氣口流體連通，所述第二集氣室的橫截面面積沿著所述第二集氣室的一部分中的流動(dòng)方向大致減小，其中，所述第一集氣室和第二集氣室在所述進(jìn)氣口的上游不流體連通。[0059](17).根據(jù)第(16)項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述集氣室的橫截面穿過所述氣缸壁的中心軸線截取。[0060](18).根據(jù)第(16)項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，在鄰近的進(jìn)氣口之間設(shè)置橋接部，其為流向進(jìn)氣口的氣體提供上游面，且所述上游面和下游面大致呈圓形。[0061](19).根據(jù)第(16)項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)進(jìn)氣口包括沿著所述氣缸壁以第一距離限定的多個(gè)主要進(jìn)氣口和沿著所述氣缸壁以第二距離限定的多個(gè)次要進(jìn)氣口 ；所述氣缸壁包括在圓周方向上相鄰的進(jìn)氣口之間的豎直橋接部和主要進(jìn)氣口與次要進(jìn)氣口之間的水平橋接部；所述豎直橋接部和水平橋接部在上游邊緣和下游邊緣中的至少一個(gè)上具有圓形邊緣。[0062](20).根據(jù)第(16)項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中，所述第一集氣室的中心線向內(nèi)環(huán)繞，且半徑沿著所述流動(dòng)方向單向減小。


[0063]附圖1是OPOC發(fā)動(dòng)機(jī)的等距視圖，其中，進(jìn)氣和排氣活塞不對(duì)稱地設(shè)置；[0064]附圖2是OPOC發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分的剖視圖；[0065]附圖3是OPOC發(fā)動(dòng)機(jī)的等距視圖，其中，進(jìn)氣和排氣活塞對(duì)稱地設(shè)置；[0066]附圖4是根據(jù)本實(shí)用新型具體實(shí)施例的進(jìn)氣系統(tǒng)的剖視圖；[0067]附圖5是氣缸壁的圖示，用于說明進(jìn)氣和排氣口 ；[0068]附圖6-9是根據(jù)本實(shí)用新型具體實(shí)施例的集氣室的剖面圖；[0069]附圖10是穿過氣缸壁的一部分的進(jìn)氣口之間的橋接部的剖視圖；以及[0070]附圖11是根據(jù)本實(shí)用新型具體實(shí)施例的可替換的橋接部的橫截面形狀的圖示。
具體實(shí)施方式
[0071]本領(lǐng)域技術(shù)人員明白，參照任意附圖所闡釋及描述的具體實(shí)施例的不同特征可結(jié)合其它一個(gè)或多個(gè)附圖中闡釋的特征，而形成未明確被闡釋或描述的其它具體實(shí)施例。綜合闡釋的特征提供了具有典型應(yīng)用的代表性實(shí)施例。但是，對(duì)于具體的應(yīng)用或?qū)嵤┻^程，需要在實(shí)用新型的啟示下用不同的方式綜合和修飾上述特征。不管是否被明確地描述或闡釋，本領(lǐng)域技術(shù)人員可識(shí)別相似的應(yīng)用或?qū)嵤┻^程。[0072]附圖4中，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的橫截面示出了本實(shí)用新型揭示的一個(gè)具體實(shí)施例，其中，進(jìn)氣輸送系統(tǒng)圍繞進(jìn)氣口并為容納拉桿32的通道30留出空間。具有中心54的氣缸壁50包括其中限定的多個(gè)開口 52。第一大致成螺旋狀的集氣室60與進(jìn)氣口 52的第一部分流體連通。集氣室60具有中心線62，所述中心線62為集氣室60的沿著橫截面取的幾何中心限定的點(diǎn)的軌跡。圖中示出了兩個(gè)這樣的橫截面64和66，所述橫截面64和66與氣缸50的中心54相交。沿著流動(dòng)方向(箭頭68所示)，中心線62向內(nèi)螺旋。即，中心線62的曲率半徑沿著下游方向變小。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)中的流體是不穩(wěn)定的，在特定的操作條件下，有可能發(fā)生瞬時(shí)倒流。此處，上游部、下游部、流動(dòng)方向及此類術(shù)語(yǔ)指的是流動(dòng)的主要方向或者凈流量方向。[0073]集氣室60的橫截面面積沿著流動(dòng)方向減小。流入與集氣室60連通的開口 52的第一部分的所有流體穿過集氣室60的上游橫截面69。但是，隨著流體進(jìn)入開口 52，流過集氣室60的氣體質(zhì)量減小。為了保持流入集氣室60的氣體的所需速度，使通流面積、即集氣室60的橫截面面積沿著流動(dòng)方向減小。[0074]集氣室60通過進(jìn)氣管88、進(jìn)氣滑管70、供給通道72和過渡段74 (從上游部到下游部的順序)與供給側(cè)流體連通。進(jìn)氣管88和進(jìn)氣滑管牢固地連接在一起，如通過法蘭連接(未示出)?；?0和通道72的橫截面面積沿著長(zhǎng)度基本恒定。過渡段74的直徑沿著流動(dòng)方向增加。在過渡段74的上游端76，所述橫截面面積基本上與通道72—樣大，且在過渡段74的下游端78，橫截面面積基本上與集氣室60的上游橫截面69 —樣大。將滑管70和通道72的大小設(shè)計(jì)為，剛剛可以容納在合理的壓降下預(yù)測(cè)到的最大流量，從而，進(jìn)氣系統(tǒng)可以更為緊湊。[0075]在具體實(shí)施例中，集氣室60、供給通道72和過渡段74在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的鑄件中形成，其中進(jìn)氣滑管70是鑄件外部的管道。附圖4中，69/78表示的雙點(diǎn)劃線表示與過渡段74接合的集氣室60。事實(shí)上，在此位置上沒有這樣的聯(lián)接件，而是平滑的內(nèi)表面。為了討論連續(xù)進(jìn)氣管不同部分的幾何特征，而假象出上述雙點(diǎn)劃線?？梢岳斫?，僅為了討論進(jìn)氣系統(tǒng)的特征，而標(biāo)示這樣的線條(其它例子，包括64，66和83表示的橫截面)，但其不表示特征。[0076]第二集氣室80與進(jìn)氣口 52的第二部分聯(lián)接。附圖4的具體實(shí)施例中，集氣室80包括大致呈螺旋狀的第一部分82。在鄰近通道30處，部分82略微遠(yuǎn)離集氣室60的螺旋狀。附圖4是從垂直于氣缸50的中心軸線的角度觀測(cè)到的橫截面視圖。然而，大致垂直穿過集氣室80的橫截面揭示了，集氣室80的橫截面面積證明其具有中心線84，所述中心線84向內(nèi)螺旋，并揭示了橫截面面積在流動(dòng)方向上單向減小?；蛘?，部分82可略微偏離上述形狀，用于容納通道30。集氣室80還包括第二部分84。由于在通道72附近沒有空間容納上述螺旋形狀，因此部分84不具有期望的螺旋形狀。集氣室80在上游側(cè)與進(jìn)氣管86流體連通。與集氣室60具有過渡段74不同，集氣室80沒有過渡段。因此，向第二集氣室80供給的進(jìn)氣管86的直徑大于向第一集氣室60供給的進(jìn)氣滑管70。替代地，進(jìn)氣管86可包括過渡段，使得進(jìn)氣管86的上游端的橫截面面積類似于進(jìn)氣滑管70，同時(shí)具有較大的橫截面直徑，并且它聯(lián)接到集氣室80或中間通道(在具有中間通道的情況下)。[0077]供給通道72遠(yuǎn)離氣缸壁50，從而，在通道72和第二集氣室80之間具有容納通道30的空間。[0078]附圖4中示出了氣缸壁100。壁100具有多個(gè)排氣口 150、多個(gè)主要進(jìn)氣口 152和多個(gè)次要進(jìn)氣口 154，主要開口 152和次要開口 154之間限定有水平橋接部156，圓周方向上鄰近的開口之間限定有豎直橋接部158。替代地，較長(zhǎng)的一組進(jìn)氣口(如排氣口 150)可替代主要和次要進(jìn)氣口。[0079]為了聯(lián)接進(jìn)氣口，集氣室60和80的幾何形狀從橫截面角度考慮應(yīng)是扁平的，至少在與進(jìn)氣口流體連通的一側(cè)是扁平的。附圖6和7示出了穿過集氣室60的兩個(gè)示例橫截面164，166。橫截面164通過進(jìn)氣口 152和154與氣缸壁150交接，在所述進(jìn)氣口 152和154之間具有水平橋接部156。橫截面164形成D狀，在氣缸壁150側(cè)為扁平狀且在遠(yuǎn)離氣缸壁150側(cè)成弧狀。165表示橫截面164所包圍的面積的幾何中心。附圖7中，穿過豎直橋接部168得到橫截面166。橫截面166的D形狀較寬，所述D形狀的幾何中心167比附圖6中橫截面164更遠(yuǎn)離氣缸壁150。這些的點(diǎn)的軌跡限定附圖4中的中心線62?；诩瘹馐覚M截面面積的中心線62不能由諸如附圖4所示的單個(gè)二維的橫截面示例限定。而是由貫穿集氣室與氣缸的中心軸線相交的一系列橫截面確定，其中，橫截面164、166是這些橫截面的示例。[0080]如上所述，集氣室80的形狀一定程度上與其它特征相適應(yīng)，如用于拉桿的通道。但是，至少一些適應(yīng)性的改變可通過改變集氣室的橫截面的形狀達(dá)成。附圖8和9分別示出了示例橫截面190和200。橫截面190在192附近被容納拉桿的通道(未示出)限制。為了達(dá)到預(yù)期的面積，橫截面180向上和向下凸出，在進(jìn)氣口 152和154上方和下方的部分分別用194和193表示。幾何中心用191表示。附圖9中的橫截面200的幾何中心204遠(yuǎn)離氣缸壁150,該橫截面大部分面積向外遠(yuǎn)離氣缸壁150且分別在區(qū)域202、203內(nèi)向上和向下鼓出。附圖6-9中的示例僅僅用于表示幾種方案，在保證預(yù)期的面積且?guī)缀沃行氖芸刂频臈l件下，這些方案用于適應(yīng)硬性限制。但附圖6-9不限制其它可能性。[0081]參見附圖3，相鄰的進(jìn)氣口 24之間的壁部是橋接部25。在一些發(fā)動(dòng)機(jī)中，橋接部25可以成角度，使進(jìn)入的氣體渦旋。但是，與諸如附圖4中所示的直的進(jìn)氣口 52相比，成角度的開口 24會(huì)導(dǎo)致較大的壓降。即使在直的開口的條件下，由于集氣室和其它供給管道的幾何結(jié)構(gòu)，附圖4的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生的渦流比是附圖3的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生的渦流比的兩倍多。[0082]附圖10示出了氣缸壁10的一部分，該部分具有在開口 222之間的橋接部224。渦流226從橋接部224的直角流出。附圖11示出了改進(jìn)后的橋接部230的形狀，其中，流體232在橋接部230的下游部幾乎沒有產(chǎn)生急流。在具有附圖4所示的集氣室和留意開口之間的橋接部的形狀的情況下，流動(dòng)能量可用于形成大型結(jié)構(gòu)，如產(chǎn)生高渦流比的結(jié)構(gòu)，而不是小型結(jié)構(gòu)，如渦流226。渦流226確實(shí)產(chǎn)生充量運(yùn)動(dòng)。但是，渦流226產(chǎn)生的這種充量運(yùn)動(dòng)很容易散熱，且在壓縮行程中產(chǎn)生多余的升溫。另一方面，渦旋在壓縮行程中持續(xù)，并且為了改善混合和燃燒效果，在即將點(diǎn)火時(shí)減弱為小型急流。此外，由于在點(diǎn)火時(shí)渦旋減弱，在有利的時(shí)間點(diǎn)散熱導(dǎo)致循環(huán)內(nèi)的溫度升高。甚至可以通過設(shè)計(jì)開口之間的橋接部，進(jìn)一步提高渦流比。在一些具體實(shí)施例中，為了將進(jìn)入的流體有效地引導(dǎo)到各個(gè)位置，每個(gè)橋接部都是獨(dú)特的。[0083]集氣室60和80，以及通道72和過渡段74，位于附圖4所示的橫截面中。替代地，集氣室和相應(yīng)的供給管道可沿著氣缸螺旋設(shè)置。在另外一個(gè)替代方案中，兩個(gè)以上螺旋形狀用于互不連通的開口部。附圖4中的具體實(shí)施例示出了 12個(gè)進(jìn)氣口的孔，其中，集氣室60與六個(gè)開口聯(lián)接，集氣室80與六個(gè)開口聯(lián)接。在另外一個(gè)替代方案中，其中一個(gè)集氣室與多于半數(shù)的開口聯(lián)接，即，在大于180度的圓周上與氣缸壁上的進(jìn)氣口聯(lián)接。[0084]在與具體實(shí)施例相關(guān)的最佳模式被詳細(xì)描述的條件下，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能識(shí)別所述權(quán)利要求的范圍內(nèi)的其它不同設(shè)計(jì)和實(shí)施例。當(dāng)描述不同的實(shí)施例時(shí)，如相比其它實(shí)施例，描述與某個(gè)或某些所需的特征相關(guān)其所具有的優(yōu)點(diǎn)或優(yōu)勢(shì)，本領(lǐng)域技術(shù)人員明白，為了實(shí)現(xiàn)具體應(yīng)用和實(shí)施過程要求的系統(tǒng)特性，可適應(yīng)性地改變一個(gè)或多個(gè)特征。這些特性包括但不局限于以下方面:成本、強(qiáng)度、耐久性、使用壽命周期成本、適銷性、外表、包裝、尺寸、可用性、重量、可制造性、組裝難度等。就某個(gè)或多個(gè)特征而言，此處描述的實(shí)施例相比其它具體實(shí)施例或本領(lǐng)域已知的實(shí)施過程并不令人滿意，但這并不說明其超出本申請(qǐng)的范圍，并能在特殊應(yīng)用的下能達(dá)到理想效果。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，包括: 氣缸壁，具有沿著所述氣缸壁以第一距離限定的多個(gè)進(jìn)氣口和沿著所述氣缸壁以第二距離限定的多個(gè)排氣口； 曲軸； 進(jìn)氣活塞，其設(shè)置在所述氣缸壁內(nèi)并通過第一連接桿與所述曲軸聯(lián)接，所述活塞能夠響應(yīng)于所述曲軸的旋轉(zhuǎn)在所述氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而遮蓋和暴露所述進(jìn)氣口 ； 與所述進(jìn)氣口聯(lián)接的進(jìn)氣系統(tǒng)，所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括: 大致呈螺旋狀的第一集氣室，其與所述進(jìn)氣口的第一部分流體連通，所述第一集氣室的橫截面的幾何中心的軌跡向內(nèi)螺旋且半徑在流動(dòng)方向上單向減??； 大致呈螺旋狀的第二集氣室，其與所述進(jìn)氣口的第二部分流體連通，所述第二集氣室的橫截面的幾何中心的軌跡向內(nèi)螺旋且半徑在流動(dòng)方向上大致減小，其中，所述第一集氣室和第二集氣室沿著各集氣室內(nèi)具有相同取向的流動(dòng)方向環(huán)繞所述氣缸壁的外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其中，所述進(jìn)氣系統(tǒng)還包括: 過渡段，與第一集氣室流體連通并剛好位于所述第一集氣室的上游，所述過渡段的橫截面面積沿著流動(dòng)方向大致增大。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其中，所述進(jìn)氣系統(tǒng)還包括: 供給通道，與所述過渡段聯(lián)接并剛好位于所述過渡段的上游，所述供給通道具有基本恒定的橫截面面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)還包括: 與所述進(jìn)氣活塞聯(lián)接的第二連接桿； 在所述進(jìn)氣活塞和所述連接桿之間聯(lián)接的橋接部，其中，所述連接桿在所述進(jìn)氣活塞外側(cè)彼此直徑上對(duì)置地布置； 用于容納所述第一連接桿的第一連接桿通道；以及 用于包圍并容納所述第二連接桿的第二連接桿通道，其中，所述第一連接桿通道設(shè)置在所述第二集氣室和所述供給通道之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其中，所述第一集氣室和第二集氣室、所述進(jìn)氣口、所述氣缸壁、所述連接桿通道、所述過渡段和所述供給通道在單一的鑄件中形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其中，所述第一集氣室和第二集氣室、所述過渡段和所述供給通道大致設(shè)置在與所述氣缸壁的中心軸線垂直的平面內(nèi)，或沿著所述氣缸壁螺旋設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其中，所述第一集氣室和所述第二集氣室在進(jìn)氣口的上游不流體連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其中，所述集氣室的橫截面形狀包括至少一條大體上直的邊。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其中，在與所述氣缸壁的中心軸線相交的平面內(nèi)截取的所述第一集氣室的橫截面面積沿著向氣缸運(yùn)動(dòng)的方向減小。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其中，在鄰近的所述進(jìn)氣口之間設(shè)置豎直橋接部，其為流向進(jìn)氣口的氣體提供上游面和下游面，且至少一些所述上游面和下游面具有大致圓的角。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)。具體地，一種對(duì)置活塞發(fā)動(dòng)機(jī)具有圍繞氣缸壁的多個(gè)進(jìn)氣口。其旨在在于最小壓降下獲得具有高渦流比的流體。揭示了一種具有大致呈螺旋狀的集氣室的系統(tǒng)。螺旋形狀的中心線向內(nèi)螺旋。另外，螺旋形狀的橫截面面積沿著流動(dòng)方向減小。隨著流體從集氣室進(jìn)入進(jìn)氣口，面積減小，從而，集氣室內(nèi)的流體速度在接近下游端處不會(huì)急劇變小。進(jìn)氣系統(tǒng)可具有多個(gè)這樣的螺旋狀集氣室，其與互不連通的多組進(jìn)氣口聯(lián)接。螺旋形狀產(chǎn)生高渦流比，且流動(dòng)能量有限減少。
文檔編號(hào)F02B25/08GK202991218SQ20122062214
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者R·萊維, A·G·薩米 申請(qǐng)人:艾克莫特國(guó)際公司