本公開涉及一種包括端口式燃料噴射器和直接燃料噴射器的發(fā)動(dòng)機(jī)組件。

背景技術(shù)：

某些車輛包括用于推進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)采用燃料來點(diǎn)燃空氣-燃料混合物。此點(diǎn)燃導(dǎo)致活塞以往復(fù)式方式移動(dòng)。曲柄軸接著將往復(fù)式運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以推進(jìn)車輛。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在頂閥(OHV)發(fā)動(dòng)機(jī)組件中，閥門系的推桿設(shè)置在每個(gè)進(jìn)氣端口的相對(duì)側(cè)上。因此，將直接燃料噴射器和端口式燃料噴射器二者放置在汽缸蓋的進(jìn)氣側(cè)上具有挑戰(zhàn)性。然而，將直接燃料噴射器和端口式燃料噴射器結(jié)合至發(fā)動(dòng)機(jī)組件中是理想的，因?yàn)樗鰪?qiáng)了發(fā)動(dòng)機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性。除了增強(qiáng)燃料經(jīng)濟(jì)性之外，還希望包括直接燃料噴射器和端口式燃料噴射器，以能夠?qū)⑷剂蠂娚渲吝M(jìn)氣閥上游的進(jìn)氣端口中以便：(a)在冷啟動(dòng)時(shí)降低燃料對(duì)油的稀釋；(b)增強(qiáng)顆粒排放性能；(c)減少進(jìn)氣閥結(jié)焦；(d)減小活塞環(huán)中的張力；(e)歸因于增強(qiáng)油質(zhì)量減小油槽填充體積；以及(f)輔助延長(zhǎng)油的壽命。因此，當(dāng)前公開的發(fā)動(dòng)機(jī)組件包括汽缸蓋的進(jìn)氣側(cè)上的直接燃料噴射器和汽缸蓋的排氣側(cè)上的端口式燃料噴射器。通過將直接燃料噴射器放置在汽缸蓋的進(jìn)氣側(cè)上且將端口式燃料噴射器放置在汽缸蓋的排氣側(cè)上，直接燃料噴射器和端口式燃料噴射器二者均可結(jié)合至發(fā)動(dòng)機(jī)組件中。

在某些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)組件包括具有進(jìn)氣側(cè)和與進(jìn)氣側(cè)相對(duì)的排氣側(cè)的汽缸蓋。汽缸蓋具有至少一個(gè)進(jìn)氣端口、至少一個(gè)排氣端口和至少一個(gè)燃燒室。每個(gè)燃燒室與一個(gè)進(jìn)氣端口和一個(gè)排氣端口流體連通。發(fā)動(dòng)機(jī)組件進(jìn)一步包括耦接至汽缸蓋的至少一個(gè)端口式燃料噴射器。端口式燃料噴射器設(shè)置為更靠近汽缸蓋的排氣側(cè)而非汽缸蓋的進(jìn)氣側(cè)。另外，端口式燃料噴射器與進(jìn)氣端口流體連通以允許燃料直接噴射至進(jìn)氣端口中。發(fā)動(dòng)機(jī)組件進(jìn)一步包括耦接至汽缸蓋的至少一個(gè)直接燃料噴射器。直接噴射器與燃燒室流體連通以允許燃料直接噴射至燃燒室中。本公開還描述了包括上述發(fā)動(dòng)機(jī)組件的車輛。

從以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施本教導(dǎo)的最佳方式進(jìn)行的詳細(xì)描述中能夠很容易了解到本教導(dǎo)的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)。。

附圖說明

圖1是根據(jù)本公開的實(shí)施例的車輛的頂閥(OHV)發(fā)動(dòng)機(jī)組件的示意透視圖。

圖2是圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)組件的示意前視圖。

圖3是圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)組件的示意仰視局部視圖。

圖4是圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)組件的端口式燃料噴射系統(tǒng)和水套的示意透視圖。

圖5是圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)組件的示意橫截面局部視圖，其示出了汽缸蓋、進(jìn)氣端口、進(jìn)氣閥和端口式燃料噴射系統(tǒng)。

圖6是圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)組件的示意橫截面局部視圖，其示出了汽缸蓋和閥門系。

圖7是圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)組件的示意橫截面視圖，其示出了進(jìn)氣歧管、汽缸蓋、排氣歧管、活塞、直接燃料噴射系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)組。

具體實(shí)施方式

參考附圖，其中所有幾個(gè)附圖中相同的參考編號(hào)對(duì)應(yīng)相同的或相似的部件，并開始于圖17，車輛10包括用于推進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)組件12。車輛10可以是卡車、汽車、商用車、軍用車輛、自主車輛、農(nóng)用設(shè)備、施工設(shè)備或能夠運(yùn)輸乘客和/或物體的任何其它種類的車輛。在所描繪的實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)組件12包括頂閥(OHV)內(nèi)燃機(jī)13。換句話說，發(fā)動(dòng)機(jī)組件12具有OHV架構(gòu)。在發(fā)動(dòng)機(jī)組件12的操作期間，內(nèi)燃機(jī)13點(diǎn)燃空氣-燃料混合物以推進(jìn)車輛10。

在所描繪的實(shí)施例中，內(nèi)燃機(jī)13包括汽缸蓋14和耦接至汽缸蓋14的發(fā)動(dòng)機(jī)組16(圖7)。在所描繪的實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)組16具有多個(gè)汽缸29。發(fā)動(dòng)機(jī)組件12包括耦接至汽缸蓋14的進(jìn)氣歧管18和耦接至汽缸蓋14的排氣歧管20。汽缸蓋14具有至少一個(gè)進(jìn)氣端口22和至少一個(gè)排氣端口24。在所描繪的實(shí)施例中，汽缸蓋14包括多個(gè)進(jìn)氣端口22和排氣端口24。進(jìn)氣歧管18與進(jìn)氣端口22流體連通。因而，進(jìn)氣I可從進(jìn)氣歧管18流至進(jìn)氣端口22中。排氣端口24與排氣歧管20流體連通。因而，廢氣E可在發(fā)動(dòng)機(jī)組件12內(nèi)側(cè)燃燒之后從排氣端口24流至排氣歧管20中。

汽缸蓋14具有第一或進(jìn)氣側(cè)15a和與進(jìn)氣側(cè)15a相對(duì)的第二或排氣側(cè)15b。汽缸蓋14的進(jìn)氣側(cè)15a更靠近進(jìn)氣歧管18而非排氣歧管20。汽缸蓋14的排氣側(cè)15b更靠近排氣歧管20而非進(jìn)氣歧管18。汽缸蓋14具有第一或進(jìn)氣側(cè)壁17和與第一進(jìn)氣側(cè)壁17相對(duì)的第二或排氣側(cè)壁19。第一側(cè)壁17是在汽缸蓋14的進(jìn)氣側(cè)15a上且第二側(cè)壁19是在汽缸蓋14的排氣側(cè)15b上。因此，第一側(cè)壁17更靠近進(jìn)氣歧管18而非排氣歧管20，且第二側(cè)壁19更靠近排氣歧管20而非進(jìn)氣歧管18。在所描繪的實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)組件12進(jìn)一步包括用于冷卻的水套21。水(或任何其它冷卻劑)流過水套21以將發(fā)動(dòng)機(jī)組件12冷卻。水套21可以耦接至汽缸蓋14或與汽缸蓋14形成為一體。

汽缸蓋14限定多個(gè)燃燒室26。每個(gè)燃燒室26與一個(gè)進(jìn)氣端口22和一個(gè)排氣端口24流體連通。因此，進(jìn)氣I可經(jīng)由進(jìn)氣端口22從進(jìn)氣歧管18流至燃燒室26，且廢氣E可經(jīng)由排氣端口24從燃燒室26流至排氣歧管20中。發(fā)動(dòng)機(jī)13進(jìn)一步包括用于控制進(jìn)入燃燒室26的進(jìn)氣I的流量的進(jìn)氣閥28a，并且包括用于控制進(jìn)入排氣歧管20的廢氣E的流量的排氣閥28b。每個(gè)進(jìn)氣閥28a至少部分設(shè)置在進(jìn)氣端口22內(nèi)側(cè)并且可相對(duì)于汽缸蓋14在打開位置與封閉位置之間移動(dòng)。當(dāng)進(jìn)氣閥28a是在打開位置中時(shí)，進(jìn)氣I可從進(jìn)氣端口22流至燃燒室26中。在封閉位置中，進(jìn)氣閥28a防止進(jìn)氣I從進(jìn)氣端口22流至燃燒室26中。每個(gè)排氣閥28b至少部分設(shè)置在排氣端口24內(nèi)側(cè)并且可相對(duì)于汽缸蓋14在打開位置與封閉位置之間移動(dòng)。當(dāng)排氣閥28b是在打開位置中時(shí)，廢氣E可從燃燒室26流至排氣端口24中。在封閉位置中，排氣閥28b防止廢氣E從燃燒室26流至排氣端口24中。

發(fā)動(dòng)機(jī)組件12包括用于控制進(jìn)氣閥28a和排氣閥28b的操作的閥門系30。閥門系30包括設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)組16內(nèi)側(cè)的凸輪軸32和耦接至凸輪軸32的多個(gè)推桿34。推桿34位于每個(gè)進(jìn)氣端口22的相對(duì)側(cè)上。每個(gè)推桿34耦接至搖臂36，且每個(gè)搖臂36耦接至一個(gè)進(jìn)氣閥28a或一個(gè)排氣閥28b。旋轉(zhuǎn)凸輪軸32導(dǎo)致推桿34沿雙箭頭4指示的方向上下移動(dòng)。因此，搖臂36樞轉(zhuǎn)以將進(jìn)氣閥28a或排氣閥28b在打開位置與封閉位置之間移動(dòng)。閥門系30進(jìn)一步包括彈簧38，其耦接在汽缸蓋14與進(jìn)氣閥28a或排氣閥28b之間以將進(jìn)氣閥28a或排氣閥28b朝封閉位置偏置。

具體參考圖7，內(nèi)燃機(jī)13進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)組16內(nèi)側(cè)的多個(gè)活塞23。每個(gè)活塞23機(jī)械地耦接至連桿25。連桿25將活塞23和曲柄軸互連，從而將活塞23的往復(fù)式運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在內(nèi)燃機(jī)13的操作期間，每個(gè)活塞23以往復(fù)式方式沿活塞軸P移動(dòng)穿過汽缸29。

發(fā)動(dòng)機(jī)組件12進(jìn)一步包括用于點(diǎn)燃所述燃燒室26中的空氣-燃料混合物的點(diǎn)火系統(tǒng)40。點(diǎn)火系統(tǒng)40包括多個(gè)火花塞42，其被配置為將電流輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)組件12的燃燒室26。在發(fā)動(dòng)機(jī)組件12的操作期間，由火花塞42輸送的電流點(diǎn)燃燃燒室26中的空氣-燃料混合物。

發(fā)動(dòng)機(jī)組件12進(jìn)一步包括用于將燃料(諸如汽油)輸送至燃燒室26的燃料輸送裝置44。燃料輸送裝置44包括直接噴射(DI)系統(tǒng)46和端口式燃料噴射(PFI)系統(tǒng)48。DI系統(tǒng)46可將燃料(諸如汽油)直接輸送至燃燒室26中并且包括DI燃料軌50和多個(gè)直接燃料噴射器52。每個(gè)直接燃料噴射器52與DI燃料軌50流體連通，由此允許燃料F從DI燃料軌50流至每個(gè)直接燃料噴射器52。全部直接燃料噴射器52均耦接至汽缸蓋14。因而，每個(gè)直接燃料噴射器52可將燃料F直接輸送至燃燒室26中。直接燃料噴射器52耦接在汽缸蓋14的進(jìn)氣側(cè)15a上。因此，直接燃料噴射器52分別更靠近進(jìn)氣歧管18和第一側(cè)壁17而非排氣歧管20和第二側(cè)壁19。每個(gè)直接燃料噴射器52延伸穿過汽缸蓋14并且歸因于發(fā)動(dòng)機(jī)組件12的封裝約束而相對(duì)于活塞軸P傾斜地成角度。在所描繪的實(shí)施例中，每個(gè)直接燃料噴射器52具有第一直接噴射器端部54和與第一直接噴射器端部54相對(duì)的第二直接噴射器端部56。第一直接噴射器端部54直接耦接至DI燃料軌50，而第二直接噴射器端部56設(shè)置在燃燒室26內(nèi)(或鄰近于燃燒室26)以允許直接燃料噴射器52將燃料F直接噴射至燃燒室26中。歸因于發(fā)動(dòng)機(jī)組件12中的封裝約束，DI燃料軌50更靠近汽缸蓋14的進(jìn)氣側(cè)15a而非汽缸蓋14的排氣側(cè)15b。

PFI系統(tǒng)48可將燃料F(諸如汽油)直接輸送至進(jìn)氣閥28a上游的進(jìn)氣端口22中并且包括PFI燃料軌58和多個(gè)端口式燃料噴射器60。每個(gè)端口式燃料噴射器60與PFI燃料軌58流體連通，由此允許燃料F從PFI燃料軌58流至每個(gè)端口式燃料噴射器60。全部端口式燃料噴射器60均耦接至汽缸蓋14。因而，每個(gè)端口式燃料噴射器60可將燃料F直接輸送至進(jìn)氣端口22中。歸因于發(fā)動(dòng)機(jī)組件12中的封裝約束，端口式燃料噴射器60耦接在汽缸蓋14的排氣側(cè)15b上。具體地，因?yàn)橥茥U34設(shè)置在每個(gè)進(jìn)氣端口22的相對(duì)側(cè)上，所以推桿34阻止將直接燃料噴射器52和端口式燃料噴射器60二者放置在汽缸蓋14的進(jìn)氣側(cè)15a上。然而，將直接燃料噴射器52和端口式燃料噴射器60結(jié)合至發(fā)動(dòng)機(jī)組件12中是理想的，因?yàn)樗鰪?qiáng)了發(fā)動(dòng)機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性。除了增強(qiáng)燃料經(jīng)濟(jì)性之外，還希望包括直接燃料噴射器52和端口式燃料噴射器60，以能夠?qū)⑷剂蠂娚渲吝M(jìn)氣閥28a上游的進(jìn)氣端口22中以便：(a)在冷啟動(dòng)時(shí)降低燃料對(duì)油的稀釋；(b)增強(qiáng)顆粒排放性能；(c)減少進(jìn)氣閥結(jié)焦；(d)減小活塞環(huán)中的張力；(e)歸因于增強(qiáng)油質(zhì)量減小油槽填充體積；以及(f)輔助延長(zhǎng)油的壽命。因此，當(dāng)前公開的發(fā)動(dòng)機(jī)組件12包括汽缸蓋14的進(jìn)氣側(cè)15a上的直接燃料噴射器52和汽缸蓋14的排氣側(cè)上的端口式燃料噴射器60。通過將直接燃料噴射器52放置在汽缸蓋14的進(jìn)氣側(cè)上15a且將端口式燃料噴射器60放置在汽缸蓋14的排氣側(cè)15b上，直接燃料噴射器52和端口式燃料噴射器60二者均可結(jié)合至發(fā)動(dòng)機(jī)組件12中。

具體地，端口式燃料噴射器60分別更靠近排氣歧管20和第二側(cè)壁19而非進(jìn)氣歧管18和第一側(cè)壁17。每個(gè)端口式燃料噴射器60延伸穿過汽缸蓋14并且歸因于發(fā)動(dòng)機(jī)組件12的封裝約束而相對(duì)于活塞軸P傾斜地成角度。在所描繪的實(shí)施例中，每個(gè)端口式燃料噴射器60具有第一端口式燃料噴射器端部62和與第一端口式燃料噴射器62相對(duì)的第二端口式燃料噴射器64。第一端口式燃料噴射器端部62直接耦接至PFI燃料軌58，而第二端口式燃料噴射器64設(shè)置在進(jìn)氣端口22內(nèi)(或鄰近于進(jìn)氣端口22)以允許端口式燃料噴射器60將燃料F直接噴射至進(jìn)氣閥28a上游的進(jìn)氣端口22中。歸因于發(fā)動(dòng)機(jī)組件12中的封裝約束，PFI燃料軌58更靠近汽缸蓋14的排氣側(cè)15b而非汽缸蓋14的進(jìn)氣側(cè)15a。如圖4和5中所示，水套21限定多個(gè)噴射器容納開口66。每個(gè)噴射器容納開口66被配置、塑形和調(diào)整大小以容納一個(gè)端口式燃料噴射器60以便將端口式燃料噴射器60冷卻。

雖然已經(jīng)詳細(xì)地描述了本教導(dǎo)的最佳模式，但是熟悉本公開所涉及的領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到用于實(shí)施本教導(dǎo)的各種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例是在隨附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。