具有布置成用于气体交换和燃料系统部件的紧凑封装的孔位置的气缸盖技术方案

一种气缸盖包括气缸盖铸件，所述气缸盖铸件具有形成在防火甲板中的四个气体交换开口。螺栓孔和电热塞孔在上表面与下表面之间延伸通过气缸盖铸件。四个气体交换开口周向地围绕喷射器孔中心轴线布置在十二点钟、三点钟、六点钟和九点钟位置。螺栓孔成角度地定位在十二点钟位置与三点钟位置之间，并且电热塞孔成角度地定位在三点钟位置与六点钟位置之间。度地定位在三点钟位置与六点钟位置之间。度地定位在三点钟位置与六点钟位置之间。

【技术实现步骤摘要】
具有布置成用于气体交换和燃料系统部件的紧凑封装的孔位置的气缸盖


[0001]本公开大体上涉及一种气缸盖，并且更具体地涉及一种具有与螺栓孔和电热塞孔一起布置的气体交换开口的气缸盖，用于气缸盖组件中的部件的紧凑封装。

技术介绍

[0002]内燃发动机是众所周知的，并在全世界范围内广泛用于各种用途，从载具推进和公路、非公路和海上应用到发电以及泵、压缩机和各种工业设备的操作。许多内燃发动机通常可以基于燃料在发动机中被点燃的方式进行分类。在火花点火式发动机中，电火花用于在期望的时间触发液体燃料或气体燃料的点火。在压燃式发动机中，缸内压力增加到自燃阈值，在该自燃阈值处燃料在没有额外外部能量输入的情况下点燃。多年来已开发出这些通用策略的许多不同变型和排列，包括前室点火、液体燃料引燃点火以及其他一些策略。
[0003]近年来，增加的研究和开发，尤其是在压燃式发动机的情况下，一直针对增加功率密度。功率密度通常可以定义为发动机的每单位体积可以产生的输出功率量。相对较大的功率密度使得发动机能够在较小的空间范围内产生给定的输出功率，并具有减轻重量和潜在地降低发动机构造中的材料成本的伴随优势。与以前的平台相比，通过使用具有相对较大功率密度的发动机可以实现许多商业和实用优势。
[0004]增加功率密度的努力集中在对发动机的特征和操作方面进行多种不同的改进，但往往会带来新的挑战。在某些情况下，增加可在发动机循环中喷射的燃料量可使得能够燃烧更多燃料，并且因此增加具有给定发动机尺寸的发动机的功率输出。然而，增加燃料喷射量可能需要极高的喷射压力和用于处理高压燃料的专用设备。增加燃料喷射量也可能需要增强的冷却策略来消散增加的热。每当燃烧温度升高时，如高功率密度发动机的常见情况，可能需要仔细调整部件材料、放置和部件几何形状以避免过热和/或热疲劳现象。增强冷却或其他温度管理方案的策略也集中在燃烧气缸内的结构，包括发动机活塞和燃料喷射器的特征上。在另外其他方面，气缸盖组件中的某些部件的组织和布置，例如电热塞和其他部件的位置，对于发动机性能和封装效率可能是重要的，尤其是在高功率密度发动机平台中。

技术实现思路

[0005]在一方面，一种气缸盖包括气缸盖铸件，所述气缸盖铸件具有上表面、形成防火甲板的下表面，并且具有形成在其中的喷射器孔以及在防火甲板中的四个气体交换开口，所述喷射器孔限定喷射器孔中心轴线并且在上表面与下表面之间延伸通过气缸盖铸件。气缸盖铸件还具有形成在其中的螺栓孔以及电热塞孔，所述螺栓孔限定平行于喷射器孔中心轴线的螺栓孔中心轴线，所述电热塞孔在上表面与下表面之间延伸通过气缸盖铸件。四个气体交换开口周向地围绕喷射器孔中心轴线分别布置在十二点钟、三点钟、六点钟和九点钟位置。螺栓孔起源于上表面并且终止于下表面的向内的位置处，并且周向地围绕喷射器孔中心轴线成角度地定位在十二点钟位置与三点钟位置之间。电热塞孔起源于上表面并且终
止于下表面，并且周向地围绕中心轴线成角度地定位在三点钟位置与六点钟位置之间。
[0006]在另一方面，一种发动机系统包括发动机壳体，所述发动机壳体具有形成燃烧气缸的气缸体和气缸盖。活塞可在燃烧气缸中在下止点位置与上止点位置之间移动以将缸内压力增加到空气和喷射液体燃料的自燃阈值。发动机系统还包括燃料喷射器，所述燃料喷射器具有在燃烧气缸内的喷嘴尖端，以及形成在喷嘴尖端中的喷射出口。气缸盖包括上表面、形成防火甲板的下表面，并且具有形成在其中的喷射器孔以及在防火甲板中的四个气体交换开口，所述喷射器孔限定喷射器孔中心轴线。四个气体交换开口周向地围绕喷射器孔中心轴线分别布置在十二点钟、三点钟、六点钟和九点钟位置。气缸盖还具有形成在其中的螺栓孔以及电热塞孔，所述螺栓孔限定螺栓孔中心轴线，所述螺栓孔周向地围绕喷射器孔中心轴线成角度地定位在十二点钟位置与三点钟位置之间，所述电热塞孔周向地围绕中心轴线成角度地定位在三点钟位置与六点钟位置之间。夹具联接到燃料喷射器，并且螺栓孔内的螺栓延伸通过夹具以在喷射器孔内将燃料喷射器夹持到气缸盖。
[0007]在又一方面，一种气缸盖包括气缸盖铸件，所述气缸盖铸件具有上表面、形成防火甲板的下表面，并且具有形成在其中的喷射器孔以及在防火甲板中的四个气体交换开口，所述喷射器孔限定喷射器孔中心轴线并且在上表面与下表面之间延伸通过气缸盖铸件。气缸盖铸件还具有形成在其中的螺栓孔，所述螺栓孔限定平行于喷射器孔中心轴线的螺栓孔中心轴线。四个气体交换开口周向地围绕喷射器孔中心轴线分别布置在十二点钟、三点钟、六点钟和九点钟位置。螺栓孔周向地围绕喷射器孔中心轴线成角度地定位在十二点钟位置与三点钟位置之间，并且与三点钟位置相比更靠近十二点钟位置。
附图说明
[0008]图1是根据一个实施例的内燃发动机系统的示意图；
[0009]图2是根据一个实施例的内燃发动机系统的剖视侧视示意图；
[0010]图3是根据一个实施例的气缸盖组件的俯视图；
[0011]图4是根据一个实施例的气缸盖组件的俯视图；
[0012]图5是根据一个实施例的气缸盖组件的仰视图；
[0013]图6是根据一个实施例的燃料喷射器组件的示意图；
[0014]图7是根据一个实施例的燃料喷射器组件的示意图；
[0015]图8是根据一个实施例的燃料喷射器夹具的示意图；
[0016]图9是根据一个实施例的燃料喷射器夹具的俯视图；
[0017]图10是根据一个实施例的燃料喷射器组件的剖视侧视示意图；
[0018]图11是根据一个实施例的燃料喷射器的侧视示意图；
[0019]图12是根据一个实施例的燃料喷射器的侧视示意图；
[0020]图13是根据一个实施例的燃烧系统的侧视示意图；
[0021]图14是根据一个实施例的用于气缸盖中的燃料喷射器的喷嘴组件的透视示意图；
[0022]图15是根据一个实施例的燃料喷射器的端视图；
[0023]图16是根据一个实施例的发动机中的燃烧状态的示意图；以及
[0024]图17是根据一个实施例的发动机中的燃烧状态的示意图。
具体实施方式
[0025]参考图1，示出了根据一个实施例的内燃发动机系统10。在图示的实施例中，发动机系统10包括具有气缸体14的发动机12，所述气缸体具有在气缸套16内形成在其中的燃烧气缸18。包括气缸体14、气缸套16和气缸盖34的发动机12的部件一起形成发动机壳体。活塞20可在燃烧气缸18内在下止点位置和上止点位置之间移动以将燃烧气缸18内的压力增加到喷射液体燃料和空气的自燃阈值，如本文进一步所述的。活塞20联接到连杆22，所述连杆又以通常常规的方式联接到曲轴24，从而为诸如发电机、泵、压缩机的负载提供动力，或用于推进载具，仅举几例。在实际实施方式中，发动机系统10在传统的四冲程发动机循环中操作。燃烧气缸18可以是发动机12中的以任何合适布置(例如，直列、V型或其它布置)的许多燃烧气缸中的一个。发动机系统10可以包括压燃式发动机系统，其配置用于提高功率密度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气缸盖，包括：气缸盖铸件，所述气缸盖铸件包括上表面、形成防火甲板的下表面，并且具有形成在其中的喷射器孔以及在所述防火甲板中的四个气体交换开口，所述喷射器孔限定喷射器孔中心轴线并且在所述上表面与所述下表面之间延伸通过所述气缸盖铸件；所述气缸盖铸件还具有形成在其中的螺栓孔以及电热塞孔，所述螺栓孔限定平行于所述喷射器孔中心轴线的螺栓孔中心轴线，所述电热塞孔在所述上表面与所述下表面之间延伸通过所述气缸盖铸件；所述四个气体交换开口周向地围绕所述喷射器孔中心轴线分别布置在十二点钟、三点钟、六点钟和九点钟位置；所述螺栓孔起源于所述上表面并且终止于所述下表面的向内的位置处，并且周向地围绕所述喷射器孔中心轴线成角度地定位在所述十二点钟位置与所述三点钟位置之间；并且所述电热塞孔起源于所述上表面并且终止于所述下表面，并且周向地围绕所述喷射器孔中心轴线成角度地定位在所述三点钟位置与所述六点钟位置之间。2.根据权利要求1所述的气缸盖，其中：由所述四个气体交换开口中的每一个的中心轴线限定圆，并且其中所述螺栓孔和所述电热塞孔中的每一个在所述圆内；所述螺栓孔周向地围绕所述喷射器孔中心轴线定位成与所述三点钟位置相比更靠近所述十二点钟位置；所述电热塞孔周向地围绕所述喷射器孔中心轴线定位成与所述六点钟位置相比更靠近所述三点钟位置；并且所述电热塞孔限定与所述喷射器孔中心轴线成对角的塞孔中心轴线，并且在所述上表面中的径向向外位置与所述下表面中的径向向内位置之间延伸。3.根据权利要求1或2所述的气缸盖，其中：中线由所述四个气体交换开口限定；在所述十二点钟位置和所述九点钟位置处的气体交换开口位于所述中线的第一侧；在所述三点钟位置和所述六点钟位置处的气体交换开口位于所述中线的第二侧；并且周向地围绕所述喷射器孔中心轴线的5
°
加或减2.5
°
的偏移角限定在所述中线与所述螺栓孔中心轴线之间。4.一种发动机系统，包括：发动机壳体，所述发动机壳体包括形成燃烧气缸的气缸体和气缸盖；活塞，所述活塞可在所述燃烧气缸中在下止点位置与上止点位置之间移动以将缸内压力增加到空气和喷射...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：