集成气缸盖流体喷射设备制造技术

本公开提供了“集成气缸盖流体喷射设备”。提供了用于一体地形成在气缸盖中的流体喷射布置的方法和系统。在一个实例中，一种方法可包括将聚合物复合结构作为单部件模制，流体喷射布置一体地布置在其中。

Integrated cylinder head fluid injection equipment

【技术实现步骤摘要】
集成气缸盖流体喷射设备
本说明书总体涉及一种一体地形成在气缸盖内的流体喷射布置。
技术介绍
气缸盖可包括诸如铸铁和/或铝的材料。诸如由铸铁制成的金属气缸盖可能很重并且呈现低热导率。虽然铝制气缸盖可能更轻，但制造起来比铸铁气缸盖更贵。另外，铝制气缸盖在某些情况下可能呈现出不足的耐腐蚀性和不期望的热膨胀。其他类型的气缸盖可包括不锈钢、陶瓷、陶瓷复合材料、镁等。然而，这些气缸盖也可能具有类似缺陷。然而，本专利技术人已经认识到此类系统的更多潜在问题。作为一个实例，将辅助部件(诸如流体喷射布置)布置到已经形成的气缸盖中可能既繁琐又昂贵。另外，辅助部件的装配可能存在包装限制，从而限制辅助部件的尺寸和/或形状。
技术实现思路
在一个实例中，可以通过模制外部聚合物复合结构以至少部分地围绕内部金属结构的方法来解决上述问题，该内部金属结构包括一体地形成在其中的流体喷射设备。以这种方式，气缸盖的复杂性和制造成本相对于前面的实例可以降低。作为一个实例，3D打印气缸盖和流体喷射布置可以允许集成使用先前制造方法难以实现的更复杂的特征。这些特征可包括模制气缸盖的至少一部分，使气缸盖具有流体通道，该流体通道成形为使流体从流体喷射布置流动到邻近一个或多个气缸布置的一个或多个喷射喷嘴。由于将气缸盖和流体喷射布置作为单部件进行3D打印，所以喷射喷嘴可小于先前实例中使用的喷嘴。较小的喷射喷嘴可允许引入更多数量的喷射喷嘴，从而提供更大的喷射控制，而不会由于喷射喷嘴尺寸和/或位置影响燃烧条件。应当理解，提供以上专利技术内容以便以简化形式介绍一系列概念，这些概念在具体实施方式中进一步描述。这并不意味着标识所要求保护的主题的关键或基本特征，该主题的范围是由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出了包括在混合动力车辆中的发动机的示意图。图2示出了没有气门盖的气缸盖的视图，暴露出进气口和排气口以及流体喷射布置。图3示出了与一个或多个排气口邻近的一个或多个流体喷射喷嘴的视图。图4示出了气缸盖的截面图，暴露出从流体歧管朝向排气口延伸的流体通道。图5示出了流体通道的透视图。图6示出了单个流体喷射喷嘴的三维视图。图7示出了用于形成具有流体喷射布置的气缸盖的方法。图2至图6大致按比例示出。具体实施方式以下描述涉及用于将气缸盖和流体喷射布置作为单部件一体地形成的系统和方法。形成气缸盖还可包括在气缸盖内形成一个或多个导管，以使流体从流体喷射歧管流到一个或多个流体喷射喷嘴。气缸盖可以进一步成形为容纳一个或多个气门、一个或多个燃料喷射器、火花塞等，如图1所示。在图2中暴露出多个气缸的进气口和排气口。流体喷射布置可以与气缸盖一体地形成，使得流体喷射喷嘴以及从流体喷射歧管通向喷嘴的流体通道可以与气缸盖的至少一部分作为单部件形成。流体喷射喷嘴在图3中进一步示出。在气缸盖的打印期间可以成形流体通道，如图4所示。其中，示出了通道朝向流体喷射孔口的位置分叉。图5中示出了流体喷射孔口和通向其的流体喷射通道的透视图。图6中示出了多个流体喷射喷嘴的流体喷射喷嘴的特写图。图7中示出了用于制造气缸盖和流体喷射布置的方法。图1至图6示出了在各种部件的相对定位的情况下的示例性配置。如果被示出为彼此直接接触或直接联接，那么至少在一个实例中此类元件可以分别被称为直接接触的或直接联接的。类似地，至少在一个实例中，被示出为彼此邻接或邻近的元件可以分别是彼此邻接的或邻近的。作为一个实例，放置成彼此共面接触的部件可以被称为共面接触。作为另一个实例，在至少一个实例中，被定位成彼此间隔开使得仅在其间具有间隔而没有其他部件的元件可以被如此称之。作为又一个实例，被示出为在彼此的上方/下方、在彼此的相对侧或者在彼此的左侧/右侧的元件相对于彼此可以被如此称之。此外，如图所示，在至少一个实例中，最顶部元件或元件的最顶点可以被称为部件的“顶部”，并且最底部元件或元件的最底点可以被称为部件的“底部”。如本文所使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以是相对于附图的竖直轴而言的，并且用于描述附图中的元件相对于彼此的定位。因此，在一个实例中，被示出为在其他元件上方的元件竖直地定位在其他元件上方。作为又一个实例，图中示出的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如，诸如圆形的、直线的、平面的、弯曲的、圆形、倒角的、成角度等)。此外，在至少一个实例中，被示出为彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。此外，在一个实例中，显示在另一个元件内或显示在另一个元件外的元件可以被如此称之。应当理解，被称为“基本上类似和/或相同”的一个或多个部件根据制造公差而彼此不同(例如，在1％至5％的偏差内)。图1描绘了用于车辆的发动机系统100。车辆可以是具有与路面接触的驱动轮的道路车辆。发动机系统100包括发动机10，所述发动机10包括多个气缸。图1详细描述了一个这样的气缸或燃烧室。发动机10的各个部件可以由电子发动机控制器12控制。发动机10包括气缸体14和气缸盖16，所述气缸体14包括至少一个气缸孔20，所述气缸盖16包括进气门152和排气门154。在其他实例中，在发动机10被配置为二冲程发动机的实例中，气缸盖16可以包括一个或多个进气口和/或排气口。气缸体14包括气缸壁32，活塞36位于所述气缸壁32中并连接到曲轴40。因此，当联接在一起时，气缸盖16和气缸体14可以形成一个或多个燃烧室。因此，基于活塞36的振荡来调节燃烧室30的容积。燃烧室30在本文中也可以称为气缸30。燃烧室30示出为经由相应的进气门152和排气门154与进气歧管144和排气歧管148连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮51和排气凸轮53操作。另选地，进气门和排气门中的一者或多者可以由机电控制的阀线圈和电枢组件操作。进气凸轮51的位置可通过进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可通过排气凸轮传感器57确定。因此，当气门152和154关闭时，燃烧室30和气缸孔可以流体密封，使得气体不会进入或离开燃烧室30。燃烧室30可以由气缸体14的气缸壁32、活塞36和气缸盖16形成。气缸体14可以包括气缸壁32、活塞36、曲轴40等。气缸盖16可以包括一个或多个燃料喷射器(诸如燃料喷射器66)、一个或多个进气门152以及一个或多个排气门诸如(排气门154)。气缸盖16可以经由紧固件(诸如螺栓和/或螺钉)联接到气缸体14。特别地，当联接时，气缸体14和气缸盖16可以经由垫圈彼此密封接触，并且因此气缸体14和气缸盖16可以密封燃烧室30，使得当进气门152打开时气体可以仅经由进气歧管144流入和/或流出燃烧室30，并且/或者当排气门154打开时仅经由排气歧管148流入和/或流出燃烧室。在一些实例中，每个燃烧室30可以包括仅一个进气门和一个排气门。然而，在其他实例中，可以在发动机10的每个燃烧室30中包括多于一个进气门和/或多于一个排气门。在一些实例中，发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，其包括：/n发动机，所述发动机包括布置在外部聚合物复合结构的燃烧室侧上的内部金属结构，其中所述外部聚合物复合结构作为单部件模制在所述内部金属结构上并且至少部分地围绕所述内部金属结构，并且其中所述内部金属结构包括一体地形成在其中的流体喷射布置。/n

【技术特征摘要】
20180710 US 16/031,7911.一种系统，其包括：
发动机，所述发动机包括布置在外部聚合物复合结构的燃烧室侧上的内部金属结构，其中所述外部聚合物复合结构作为单部件模制在所述内部金属结构上并且至少部分地围绕所述内部金属结构，并且其中所述内部金属结构包括一体地形成在其中的流体喷射布置。


2.如权利要求1所述的系统，其中所述流体喷射布置包括布置在所述内部金属结构外部的主流体通道和多个阀。


3.如权利要求2所述的系统，其中多个辅助流体通道从所述主流体通道延伸并且流体联接到一体地形成在所述内部金属结构中的多个内部流体通道。


4.如权利要求3所述的系统，其中所述多个辅助流体通道的数量等于所述多个阀的数量。


5.如权利要求3所述的系统，其中所述多个内部流体通道在所述内部金属结构内分开，以使流体流动到多个喷射口。


6.如权利要求1所述的系统，其中所述流体喷射布置布置在所述内部金属结构的排气侧上。


7.如权利要求1所述的系统，其中所述流体喷射布置成形为在所述燃烧室的排气口附近喷射流体。


8.一种发动机气缸盖，其包括：
下部部分，所述下部部分包括内部金属结构；以及
上部部分，所述上部部分包括至少部分地围绕所述内部金属结构的外部聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯多夫·唐纳德·威克斯，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US