用于柴油发动机的受控空气夹带通道制造技术

本发明专利技术涉及用于柴油发动机的受控空气夹带通道。提供用于冷却燃烧室气体和增加在喷射的燃料喷雾中夹带的空气的量的系统。在一个示例中，可以在内燃发动机中包括冷却通道，所述冷却通道定位在发动机的气缸孔外部并在第一开口和第二开口处联接到所述气缸孔。冷却通道可以经由第一开口接收来自气缸孔的气体，并且在经由第二开口使气体返回气缸孔之前，在气体行进穿过冷却通道时将其冷却。

Controlled air entrainment channel for diesel engine

The invention relates to a controlled air entrainment channel for a diesel engine. The system provides a system for cooling the gas of the combustor and increasing the amount of air entrapped in the spray fuel spray. In one example, a cooling channel can be included in the internal combustion engine, and the cooling channel is positioned outside the cylinder bore of the engine and connected to the cylinder bore at the first opening and the second opening. The cooling passage can receive the gas from the cylinder bore through the first opening, and cool it before the gas passes through the cooling passage before the gas is returned to the cylinder bore through the second opening.

【技术实现步骤摘要】
用于柴油发动机的受控空气夹带通道
本描述通常涉及用于燃料喷射的系统和方法。
技术介绍
在常规柴油发动机中，在进气冲程期间通过打开一个或多个进气门而将空气抽吸到燃烧室中。然后，在随后的压缩冲程期间，进气门关闭，并且燃烧室的往复活塞压缩在进气冲程期间允许进入的气体，从而增加燃烧室中的气体的温度。然后，燃料喷射到燃烧室中的热的、压缩气体混合物中，从而导致燃料的燃烧。因此，在柴油发动机中，由于空气的高温，燃料可以与燃烧室中的空气一起燃烧，而不是如在汽油发动机中那样经由火花塞点燃。燃烧的空气-燃料混合物推动活塞，从而驱动活塞的运动，然后，活塞的运动转化为曲轴的旋转能量。
技术实现思路
然而，本专利技术人已经认识到关于此类柴油发动机的潜在问题。作为一个示例，柴油燃料可不与燃烧室中的空气均匀地混合，从而导致在燃烧室中形成稠密的燃料包。当燃料燃烧时，这些稠密的燃料区域可以产生烟粒。由此，常规柴油发动机包括用于减少其排放物中的烟粒和其他微粒物质的微粒过滤器。然而，此类微粒过滤器导致增加的成本和增加的燃料消耗。在一个示例中，上述问题可以由用于内燃发动机的冷却通道解决，所述冷却通道定位在气缸孔外部并且其中冷却通道可以在第一开口处联接到气缸孔用于接收来自气缸孔的气体，以及其中冷却通道可以进一步在第二开口处联接到气缸孔用于使经由第一开口从气缸孔接收的气体返回到气缸孔。以这种方式，通过使气体从燃烧室流出，可以降低燃烧室中的所喷射的燃料与其初始地混合的气体的温度。通过降低所喷射的燃料与其初始地混合的气体的温度，可以增加喷射燃料和空气在燃烧之前混合的时间量和/或距离，从而减少微粒和/或烟粒产生。在另一表示中，上述问题可以由一种方法解决，所述方法包括在进气冲程期间通过打开一个或多个进气门允许进气气体从进气歧管进入燃烧室中，以及在压缩冲程期间使进气气体的至少一部分从燃烧室流出并流入流体地联接到燃烧室的混合通道中。通过在压缩冲程期间使进气气体从燃烧室流出，可以降低所喷射的燃料与其初始地混合的气体的温度。通过增加所喷射的燃料与其初始地混合的气体的冷却，可以增加在燃烧之前混合的空气和燃料的量。因此，燃料的举升长度和/或空气夹带可以增加，并且因此可以在燃烧循环期间减少烟粒产生。在另一表示中，上述问题可以由一种发动机解决，所述发动机包括燃烧室和散热导管，其中散热导管可以流体地联接到燃烧室并定位在燃烧室外部，用于使燃烧室中的气体流出并朝向燃料喷射器远离燃烧室。在上述示例发动机中，散热导管可以在第一端处联接到燃烧室的防火甲板，其中第一端可以在防火甲板中形成第一开口，第一开口在燃烧室和散热导管之间提供流体连通。在另一表示中，发动机可以包括燃烧室、经由一个或多个进气门与燃烧室流体连通的进气歧管、经由一个或多个排气门与燃烧室流体连通的排气歧管、燃料喷射器和联接到燃烧室并通向燃烧室的用于接收来自燃烧室的气体的混合通道，所述混合通道定位在燃烧室外部。在一些示例中，混合通道可以包括冷却空气导管和燃料喷雾导管，其中冷却空气导管可以在第一端处联接到燃烧室并且在相对的第二端处联接到燃料喷雾导管，用于将气体从燃烧室引导至燃料喷雾导管。燃料喷雾导管可以在第一端处联接到燃烧室并在相对的第二端处联接到燃料喷射器，用于经由第二开口将由燃料喷射器喷射的燃料从燃料喷射器引导至燃烧室。以这种方式，通过使气体从燃烧室流出，可以降低燃烧室中的所喷射的燃料与其初始地混合的气体的温度。气体可以将热消散至周围环境，诸如至气缸盖和/或环境空气。通过降低所喷射的燃料与其初始地混合的气体的温度，可以增加其中所喷射的燃料和空气在燃烧之前混合的时间量和/或距离，从而导致在燃烧之前由燃料夹带的(entrained)空气的量增加。因此，燃料和空气的更全面和均匀的混合可以导致微粒物质和/或烟粒产生减少。以这种方式，再生微粒物质过滤器的频率可以减小，从而减少燃料消耗。在一些示例中，烟粒和微粒物质可以减少至充分低的水平，使得微粒物质过滤器可以不包括在发动机中，从而降低发动机的成本。应该理解，提供上述
技术实现思路
是为以简化形式介绍在具体实施方式中进一步描述的所选概念。其并非旨在确立所要求保护的主题的关键或主要特征，所要求保护的主题的范围由随附权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出根据本公开的实施例的包括燃料-空气混合室的示例发动机系统的示意图。图2A示出根据本公开的实施例的图1的燃料-空气混合室的侧剖视图。图2B示出根据本公开的实施例的图1的燃料-空气混合室的侧剖视图。图2C示出根据本公开的实施例的图1的燃料-空气混合室的侧剖视图。图2D示出根据本公开的实施例的图1的燃料-空气混合室的侧剖视图。图3A示出根据本公开的实施例的图1的燃料-空气混合室的分解侧剖视图。图3B示出根据本公开的实施例的图1的燃料-空气混合室的分解侧剖视图。图3C示出根据本公开的实施例的图1的燃料-空气混合室的分解侧剖视图。图4示出根据本公开的实施例的包括各种内部表面特征的图1的燃料-空气混合室的剖视图。图5示出根据本公开的实施例的包括图1的燃料-空气混合室的发动机系统的气缸的顶剖视图。图6示出根据本公开的实施例的图1的燃料-空气混合室的侧剖视图。图7示出根据本公开的实施例的图1的燃料-空气混合室的侧剖视图。图8示出根据本公开的实施例的可以包括在对置式活塞发动机中的燃料-空气混合室的顶剖视图。图9示出根据本公开的实施例的用于在发动机的燃烧循环期间冷却燃烧室气体的示例方法的流程图。具体实施方式下列描述涉及用于将燃料喷射到发动机气缸中的系统和方法。具体地，下列描述涉及用于喷射柴油燃料的系统和方法。发动机系统诸如图1中所示的发动机系统可以包括一个或多个发动机气缸，每个发动机气缸包括至少一个燃料喷射器。燃料喷射器可以是将燃料直接喷射到发动机气缸中的直接喷射器。然而，当直接喷射到气缸中时，柴油燃料可不与气缸中的空气均匀地混合，从而在气缸中导致较稠密的和/或更少氧化的燃料包，其中在燃烧循环期间可以产生烟粒。为减少由发动机产生的烟粒的量，可以在发动机中包括冷却空气通道。在燃料喷射到燃烧室之前，冷却空气通道可以冷却燃烧室中的气体。具体地，冷却空气通道可以定位在燃烧室外部并与燃烧室流体连通。以这种方式，来自燃烧室的气体可以从燃烧室流出并流过冷却空气通道，从而将热消散到在燃烧室外部的环境中。在冷却空气通道中被冷却之后，气体可以返回到燃烧室并且/或者与所喷射的燃料混合。在一些示例诸如在图2A至图3C中所述的示例中，冷却空气通道可以包括在燃料喷射器和燃烧室之间。然而，在其他示例诸如在图6至图7中所述的示例中，冷却空气通道可以与燃料喷射器相邻定位。进一步地，冷却空气通道可以包括在燃烧室上面，接近气缸盖，如图5的示例中所示。然而，在其他示例诸如在图8中所述的示例中，冷却空气通道可以包括在燃烧室的侧面上，诸如在对置式活塞发动机中。燃烧室中的空气可以穿过冷却空气通道，并且可以将热消散到气缸盖和周围环境。通过预先冷却喷射燃料与其初始地混合的空气，可以在燃烧之前实现燃料和空气的更全面和均匀的混合。具体地，可以增加举升(lift-off)长度，术语举升长度通常由本领域的技术人员用于描述燃料喷雾和燃烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，所述系统包括用于发动机的冷却通道，所述冷却通道定位在气缸孔外部并在第一端处联接到所述气缸孔，在所述气缸孔中形成第一开口用于接收来自所述气缸孔的气体，其中所述冷却通道进一步在第二端处联接到所述气缸孔，在所述气缸孔中形成第二开口，用于使经由所述第一开口从所述气缸孔接收的气体返回到所述气缸孔。

【技术特征摘要】
2016.06.01 US 15/170,5611.一种系统，所述系统包括用于发动机的冷却通道，所述冷却通道定位在气缸孔外部并在第一端处联接到所述气缸孔，在所述气缸孔中形成第一开口用于接收来自所述气缸孔的气体，其中所述冷却通道进一步在第二端处联接到所述气缸孔，在所述气缸孔中形成第二开口，用于使经由所述第一开口从所述气缸孔接收的气体返回到所述气缸孔。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却通道与燃料喷射器流体连通，并且其中所述冷却通道定位在所述燃料喷射器和所述气缸孔之间，使得从所述燃料喷射器喷射的燃料在到所述气缸孔途中穿过所述冷却通道。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却通道包括冷却空气导管和燃料喷雾导管，所述冷却空气导管在第一端处联接到所述气缸孔并在相对的第二端处联接到所述燃料喷雾导管，用于将燃烧室气体从所述气缸孔引导至所述燃料喷雾导管，并且其中所述燃料喷雾导管的第一端联接到所述气缸孔并且所述燃料喷雾导管的相对第二端定位在燃料喷射器的前面，用于将来自所述燃料喷射器的燃料喷雾和来自所述冷却空气导管的气体中的一个或多个引导至所述气缸孔。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述冷却空气导管的所述第一端和第一开口垂直地定位在往复活塞的唇缘上面，所述往复活塞定位在所述气缸孔内，所述唇缘围绕所述活塞的顶表面的圆周形成。5.根据权利要求3所述的系统，其中所述冷却通道进一步包括中心空气导管，所述中心空气导管在第一端处联接到所述气缸孔并在相对的第二端处联接到所述燃料喷雾导管，用于将气体从所述气缸孔引导至所述燃料喷雾导管，其中所述中心空气导管的所述第一端垂直地定位在往复活塞的凸部上面，所述往复活塞定位在所述气缸孔内，并且其中所述凸部在所述活塞的顶表面的中心处形成。6.根据权利要求3所述的系统，其中所述燃料喷雾导管的所述第一端和第二开口垂直地定位在往复活塞的凹腔上面，所述往复活塞定位在所述气缸孔内，其中所述凹腔定位在所述活塞的顶表面的唇缘和凸部之间，并且其中所述凹腔相对于所述唇缘和所述凸部凹陷，使得比在所述唇缘和所述第一开口之间的容积大的容积存在于所述凹腔和所述第二开口之间。7.根据权利要求3所述的系统，其中所述燃料喷雾导管包括从所述燃料喷雾导管的壁的内表面凸起的一个或多个表面特征部。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却通道在所述发动机的气缸盖内整体地形成并包括在其内。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却通道在所述发动机的气缸体内整体地形成并包括在其内，其中所述气缸体包括所述气缸孔。10.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却通道在燃料喷射器...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·波洛诺斯基，E·M·库尔茨，D·W·堪特罗，易建文，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US