專利名稱：調(diào)控汽缸蓋氣口內(nèi)及附近氣流的部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)。特別地，本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)通過(guò)汽缸蓋進(jìn)氣口從汽化器到汽缸的空氣-燃料混合物的流動(dòng)，也還涉及該發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸蓋和該汽化器附近冷卻空氣的流動(dòng)。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)的汽缸蓋包括把來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)汽化器的空氣-燃料混合物送入的進(jìn)氣口。該進(jìn)氣口通常由彼此成90(或大約90)度的第一和第二通道而形成，因此為L(zhǎng)型。通常，所述兩個(gè)通道為圓柱型或大約為圓柱型(或圓錐型)，例如，通道的橫截面為圓形或橢圓型。所述L型進(jìn)氣口的汽化器端，此處是所述兩個(gè)通道的第一個(gè)的開(kāi)口，接收來(lái)自所述汽化器的空氣-燃料混合物。所述L型進(jìn)氣口的汽缸端，此處是所述兩個(gè)通道的另一個(gè)的開(kāi)口，同所述發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的內(nèi)部連接，并且形成進(jìn)氣閥的閥座，該進(jìn)氣閥調(diào)控進(jìn)入所述汽缸的空氣-燃料混合物的流動(dòng)。另一個(gè)通道從第一和第二通道的交叉處延伸出來(lái)，同第二通道平行，且形成了閥桿的引導(dǎo)/支撐件。
用這種設(shè)計(jì)來(lái)制造進(jìn)氣口執(zhí)行起來(lái)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，因此更具成本效率。該進(jìn)氣口的形成只需在汽缸蓋內(nèi)澆鑄/壓鑄或鉆出(從垂直的角度)所述兩個(gè)通道即可。然而，憑借低成本的鑄造或鉆孔工藝制造的進(jìn)氣口使空氣-燃料混合物在該進(jìn)氣口內(nèi)部的氣流特性有缺陷，由此又能影響該發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。特別是，L型進(jìn)氣口內(nèi)部的90度拐角在空氣-燃料混合物的流動(dòng)中引入了一個(gè)停滯區(qū)域。即，由于該拐角，經(jīng)過(guò)閥門進(jìn)入到汽缸的空氣-燃料混合物的流動(dòng)在所述拐角處減慢。結(jié)果，相比流入該汽缸其他部分的空氣-燃料混合物的量，流入該汽缸靠近所述內(nèi)部90度拐角處一側(cè)的空氣-燃料混合物的量減少了。結(jié)果，該汽缸的進(jìn)氣不夠充分，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒不均勻，效率較低。
形成進(jìn)氣口的其它常規(guī)方式不能顯著地解決這些問(wèn)題，并且也會(huì)引入了其他的問(wèn)題。例如，盡管可以把進(jìn)氣口制成一對(duì)彼此之間大于90度(例如，120度)的通道，但這并不能顯著消除在這兩個(gè)通道的交叉處所形成的內(nèi)部拐角附近的空氣-燃料混合物流動(dòng)的停滯問(wèn)題。此外，很難以這樣的鈍角來(lái)壓鑄通道，因此更花費(fèi)成本。另外例如，盡管可以通過(guò)磨去該拐角(或“研磨頭部(porting the head)”)改良此內(nèi)部拐角的效果，但這樣的工藝同樣相對(duì)很難實(shí)施，并且成本昂貴，而且特別難以用一種標(biāo)準(zhǔn)化的、一致的方式去實(shí)施。
傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)也普遍具有與汽缸蓋外部周圍的不良空氣流通特性有關(guān)的問(wèn)題。傳統(tǒng)汽缸蓋通常連接在提供所述空氣-燃料混合物的汽化器上。這種物理連接/接近會(huì)是不利的，這是因?yàn)槠缀推咨w的熱量可被傳遞到汽化器，使該汽化器過(guò)熱，從而對(duì)其性能產(chǎn)生負(fù)面影響。實(shí)際上，由于該汽化器和所述汽缸蓋很接近，則有可能僅僅會(huì)因?yàn)樵谶@些部件周圍發(fā)生的空氣流動(dòng)，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇提供的冷卻空氣流，就會(huì)使汽缸蓋的熱量影響到汽化器的溫度和性能。
因此，如果可以設(shè)計(jì)一種新式的汽缸蓋裝置，其中經(jīng)過(guò)其進(jìn)氣口的空氣-燃料混合物流動(dòng)不會(huì)被顯著地阻礙，使得空氣-燃料混合物被均勻地傳送到所述汽缸，這將是十分有利的。此外，如果此新式汽缸蓋可以減少?gòu)钠缀推咨w傳遞到連接在汽缸蓋的汽化器的熱量，那將是更為有利的。如果該新式汽缸蓋裝置制造簡(jiǎn)單且成本低廉，則更加有利。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種部件，當(dāng)將其同傳統(tǒng)汽缸蓋連接時(shí)，可減小通過(guò)汽缸蓋進(jìn)氣口的空氣-燃料混合物流動(dòng)的停滯，并且因此改善了向該汽缸的空氣-燃料混合物傳送，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)性能。具體來(lái)講，這種部件在L型進(jìn)氣口的汽化器端處被安裝到汽缸蓋上，并且包括了一個(gè)伸入該進(jìn)氣口內(nèi)的舌狀物。該舌狀物沿著L型進(jìn)氣口的第一通道一側(cè)從汽化器端延伸到L型進(jìn)氣口的內(nèi)部90度拐角。該舌狀物的表面連同第一通道的其余暴露部分形成了一個(gè)從汽化器端延伸到L型通道的內(nèi)部90度拐角的變型通道。當(dāng)接近所述內(nèi)部90度拐角時(shí)，該舌狀物的表面逐漸變小，并且/或者變圓，使得由于增加了該舌狀物，空氣-燃料混合物流動(dòng)的停滯被很大程度地消除或完全消除。通過(guò)采用一種舌狀物來(lái)改變L型進(jìn)氣口，仍能使用傳統(tǒng)的低成本鑄造或鉆孔工藝來(lái)制造所述的L型進(jìn)氣口。
由第一通道和舌狀物形成的變型通道的形狀可依據(jù)實(shí)施例而變化。在某些實(shí)施例中，第一通道具有逐漸減小的表面，該表面同放置舌狀物的表面相對(duì)，使得第一通道的橫截面為橢圓形，且當(dāng)向著所述內(nèi)部90度拐角前進(jìn)時(shí)，其橫截面面積不斷減小。在某些這樣的實(shí)施例中，該舌狀物的增加會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大體為圓柱型且與第二通道的交角大于90度的變型通道。
在某些實(shí)施中，所述部件連接在所述汽缸蓋和所述汽化器之間中的該L型進(jìn)氣口的汽化器端，所述汽缸蓋和所述汽化器被連接在該部件的相對(duì)側(cè)上。該部件優(yōu)選由一種耐熱材料制造，使得通過(guò)該部件從汽缸蓋傳遞到汽化器的熱量受到限制。另外，在一些實(shí)施例中，該部件包括了一個(gè)導(dǎo)流板，該導(dǎo)流板在汽化器和汽缸蓋間的連接處的兩側(cè)向外延伸，并進(jìn)一步向外延伸以在汽化器的上方彎曲，而且進(jìn)一步向外延伸以在汽缸蓋下方彎曲。因此，從該汽缸蓋到該汽化器的空氣流動(dòng)受到限制，且來(lái)自風(fēng)扇的冷卻空氣被主要導(dǎo)向該汽缸蓋，而遠(yuǎn)離該汽化器。
特別地，本發(fā)明涉及一種汽缸蓋裝置，包括一個(gè)汽缸蓋以及連到該汽缸蓋的一個(gè)部件。該汽缸蓋包括了第一氣口，該氣口具有將第一端連接到交叉除的第一通道以及將第二端連接到交叉處的第二通道，其中該交叉處包括位于第一和第二通道之間的一個(gè)突然過(guò)渡。該部件包括一個(gè)舌狀物，該舌狀物從第一端伸入進(jìn)第一通道中接近該交叉處的地方，其中該舌狀物至少沿第一通道內(nèi)側(cè)的一部分設(shè)置，并且其中該舌狀物至少在接近交叉處的地方其厚度逐漸減少。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)中的部件，該部件被放置在該發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸蓋和汽化器之間。該部件包括伸入到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸蓋氣口中并限制氣口內(nèi)空氣-燃料混合物流動(dòng)停滯的裝置。
本發(fā)明此外涉及一種從汽化器向內(nèi)燃機(jī)汽缸提供空氣-燃料混合物的方法。該方法包括為汽缸蓋提供一個(gè)由第一和第二通道形成的L型進(jìn)氣口，第一和第二通道在一個(gè)突然改變的交叉處相交，其中該L型進(jìn)氣口的第一端至少間接連接該汽化器，以便接收來(lái)自該汽化器的空氣-燃料混合物，并且其中該L型進(jìn)氣口的第二端被連到汽缸。該方法進(jìn)一步包括在該L型進(jìn)氣口的第一通道內(nèi)的第一端和交叉處之間提供一個(gè)舌狀物，其中該L型進(jìn)氣口的開(kāi)放的用來(lái)傳導(dǎo)空氣-燃料混合物的內(nèi)部體積被該舌狀物減小。該方法還包括將來(lái)自汽化器的空氣-燃料混合物提供給L型進(jìn)氣口的第一端，并引導(dǎo)這些空氣-燃料混合物通過(guò)被舌狀物減小的L型進(jìn)氣口的內(nèi)部空間。該方法進(jìn)一步包括了傳送所述空氣-燃料混合物通過(guò)一個(gè)打開(kāi)的閥門并進(jìn)入到所述汽缸中，其中第一和第二通道間突然變化的交叉處的突然變化被該舌狀物減小。
圖1是單汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的第一透視圖，取自發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)置啟動(dòng)器和汽缸蓋的一側(cè)；圖2是圖1單汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的第二透視圖，取自該發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)置空氣濾清器和濾油器的一側(cè)；圖3是圖1單汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的第三透視圖，其中為了示出該發(fā)動(dòng)機(jī)的其他部件，已將該發(fā)動(dòng)機(jī)的某些部件拿掉移除；圖4是圖1單汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的第四透視圖，其中為了示出該發(fā)動(dòng)機(jī)的其他部件，已將該發(fā)動(dòng)機(jī)的某些部件移除；圖5是圖1中的部分單汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的第五透視圖，其中為了示出曲軸箱的內(nèi)部，已將曲軸箱頂移去；圖6是圖1中的部分單汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的第六透視圖，其中曲軸箱頂從曲軸箱底部分解出來(lái)；圖7是圖1單汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的頂視圖，顯示了該發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部部件；圖8是圖1單汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)閥機(jī)構(gòu)的部件的透視圖；圖9和10提供了圖1發(fā)動(dòng)機(jī)一部分的分解透視圖，包括汽缸蓋和發(fā)動(dòng)機(jī)汽化器，以及連接在汽缸蓋和發(fā)動(dòng)機(jī)汽化器間的附加部件；圖11是圖9和10的汽缸蓋和附加部件一部分的剖視圖，它特別顯示了該附加部件的伸入汽缸蓋進(jìn)氣口的舌狀物；
圖12和16是連接在圖9-11的汽缸蓋和汽化器間的附加部件的兩種可選實(shí)施例的正視圖；圖13和17是圖12和16的分別沿這些圖的線13-13和17-17取得的附加部件的剖視圖；圖14和18分別是圖12和16的附加部件的側(cè)視圖；并且圖15和19分別是圖12和16的附加部件的后視圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1和2，一種由威斯康星州科勒的科勒公司設(shè)計(jì)的新式單汽缸、4-沖程、內(nèi)燃機(jī)100包括了一個(gè)曲軸箱110和一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)外殼120，在鼓風(fēng)機(jī)外殼120的內(nèi)部是一個(gè)風(fēng)扇130和一個(gè)飛輪140。該發(fā)動(dòng)機(jī)100還包括了一個(gè)啟動(dòng)器150，一個(gè)汽缸160，一個(gè)汽缸蓋170，以及一個(gè)搖臂蓋180。同汽缸蓋170連接的是圖1中所示的排氣口190以及圖2中所示的進(jìn)氣口200。本領(lǐng)域中眾所周知的是，在發(fā)動(dòng)機(jī)100運(yùn)轉(zhuǎn)期間，一個(gè)活塞210(見(jiàn)圖7)在汽缸160內(nèi)部朝向和遠(yuǎn)離汽缸蓋170前后運(yùn)動(dòng)?；钊?10的運(yùn)動(dòng)接著引起了曲柄軸220(見(jiàn)圖7)的轉(zhuǎn)動(dòng)以及與該曲柄軸相連的風(fēng)扇130和飛輪140的轉(zhuǎn)動(dòng)。風(fēng)扇130的轉(zhuǎn)動(dòng)冷卻該發(fā)動(dòng)機(jī)，且飛輪140的轉(zhuǎn)動(dòng)使得保持相對(duì)恒定的旋轉(zhuǎn)動(dòng)量。
具體參考圖2，發(fā)動(dòng)機(jī)100還包括一個(gè)空氣過(guò)濾器230，它過(guò)濾該發(fā)動(dòng)機(jī)所需的空氣。空氣從空氣過(guò)濾器230被提供給一個(gè)汽化器510，它將燃料與空氣混合(見(jiàn)圖9-10)。然后，這些空氣-燃料混合物通過(guò)將參考圖9-19進(jìn)一步討論的附加部件被供給汽缸蓋170。供給汽缸蓋170進(jìn)氣口200的空氣被傳送到汽缸160，并且通過(guò)汽缸蓋170的排氣口190流出汽缸，從而該發(fā)動(dòng)機(jī)中排出。空氣經(jīng)過(guò)汽缸蓋170流入和流出汽缸160分別是由進(jìn)氣閥240和排氣閥250控制的(見(jiàn)圖8)。如圖2中所示，發(fā)動(dòng)機(jī)100包括了一個(gè)濾油器260，發(fā)動(dòng)機(jī)100的油通過(guò)該過(guò)濾器并被過(guò)濾。具體說(shuō)，濾油器260分別經(jīng)輸入管和輸出管270、280同曲軸箱110相連，藉此加壓后的油被供進(jìn)濾油器，然后從此濾油器返回到曲軸箱。
參考圖3和4，發(fā)動(dòng)機(jī)100被移去鼓風(fēng)機(jī)外殼120，以便露出曲軸箱110的頂部290。參考圖3，其中風(fēng)扇130和飛輪140也都被移去，示出了線圈300，該線圈300基于連接在飛輪140(見(jiàn)圖4)的磁體135的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電流。線圈300和磁體135一起作為磁發(fā)電機(jī)工作。此外，曲軸箱110的頂部290顯示有一對(duì)突起310，用來(lái)覆蓋一對(duì)齒輪320(見(jiàn)圖5和7-8)。參考圖4，風(fēng)扇130和飛輪140顯示在曲軸箱110的頂部290之上。此外，圖4顯示了沒(méi)有搖臂蓋180的發(fā)動(dòng)機(jī)100，以便更清晰地示出一對(duì)管子330，一對(duì)推桿340分別延伸通過(guò)這對(duì)管子。推桿340分別在曲軸箱110內(nèi)的一對(duì)搖臂350和一對(duì)凸輪從動(dòng)臂470(見(jiàn)圖8)間延伸，這將在下面進(jìn)一步討論。
轉(zhuǎn)到圖5和6，所示的發(fā)動(dòng)機(jī)100從曲軸箱110的底部370移去了曲軸箱110的頂部290，以便示出該曲軸箱的內(nèi)部380。此外，在圖5和6中，所示的發(fā)動(dòng)機(jī)100以剖開(kāi)方式排除了該發(fā)動(dòng)機(jī)上超出汽缸160的部分，如汽缸蓋170。參考圖6，以分解圖的方式顯示了位于曲軸箱底部370上方的曲軸箱110的頂部290。在此實(shí)施例中，底部370不僅包括該曲軸箱的底板390，而且包括了該曲軸箱的所有四面?zhèn)缺?00，然而頂部290僅作為該曲軸箱的頂板。頂部290和底部370被制造成兩個(gè)分離的部件，使得為了打開(kāi)曲軸箱110，可以物理地將該頂部從該底部移開(kāi)。另外，如圖5中所示，曲軸箱110內(nèi)的那對(duì)齒輪320由軸410支撐，且在軸410上旋轉(zhuǎn)，而該軸是由曲軸箱110的底部370所支撐。
參考圖7，提供了發(fā)動(dòng)機(jī)100的頂視圖，其中顯示了發(fā)動(dòng)機(jī)的其它內(nèi)部部件。特別是，圖7顯示了汽缸60內(nèi)的活塞210，它通過(guò)一根連桿420被連接到了曲柄軸220。而曲柄軸220被連接到一個(gè)旋轉(zhuǎn)的平衡配重430以及互補(bǔ)配重440，用來(lái)平衡由活塞210施加在曲柄軸220上的力。曲柄軸220還與齒輪320的每一個(gè)接觸，因此把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到了這些齒輪。在本實(shí)施例中，支持齒輪320的軸410能將油從曲軸箱110的底板390(見(jiàn)圖5)向上傳送到齒輪320。到濾油器260的輸入管270被連接到軸410中的一個(gè)以便接收油，而來(lái)自該濾油器的輸出管280被連接到曲柄軸220，以便對(duì)其提供潤(rùn)滑。圖7還顯示了位于汽缸蓋170上的一個(gè)火花塞，該火花塞在該發(fā)動(dòng)機(jī)的工作沖程期間提供火花，以在汽缸160內(nèi)引起燃燒?；鸹ㄈ?50的電能由線圈300以及旋轉(zhuǎn)磁體135提供(見(jiàn)圖3和4)。
進(jìn)一步參考圖7，此外參考圖8，顯示了發(fā)動(dòng)機(jī)100的氣閥機(jī)構(gòu)460的部件。氣閥機(jī)構(gòu)460包括位于軸410上的齒輪320，并各自包括齒輪下面的凸輪360。此外，旋轉(zhuǎn)安裝到曲軸箱110的各凸輪從動(dòng)臂470延伸并放置在各凸輪360上。而各推桿340又位于各凸輪從動(dòng)臂470上。當(dāng)凸輪360旋轉(zhuǎn)時(shí)，推桿340臨時(shí)被凸輪從動(dòng)臂470向外推離曲軸箱110。這使得搖臂350搖動(dòng)(或繞各自樞紐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng))，并且從而使各閥門240和250向著曲軸箱110打開(kāi)。然而當(dāng)凸輪360繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，凸輪從動(dòng)臂470使得推桿340向內(nèi)返回到它們的初始位置。位于汽缸蓋170和搖臂350之間并與閥門240，50相連的一對(duì)彈簧480，490分別提供關(guān)閉閥門240，250的力。作為彈簧480，490對(duì)閥門240，250作用力的進(jìn)一步結(jié)果，搖臂350和推桿340被推回到它們的初始位置。
轉(zhuǎn)到圖9和10，提供的是發(fā)動(dòng)機(jī)100前面部分，特別是汽缸蓋170和汽化器510的兩個(gè)分解透視圖。此外，按照本發(fā)明的一種實(shí)施例，顯示了一個(gè)附加部件520，在裝配發(fā)動(dòng)機(jī)100后，該附加部件520位于汽缸蓋170和汽化器510之間。如圖所示，部件520包括一體形成的一個(gè)舌狀物530和一個(gè)凸緣540。當(dāng)部件520被組裝到汽缸蓋170時(shí)，舌狀物530伸進(jìn)到進(jìn)氣口200內(nèi)，同時(shí)凸緣540圍繞進(jìn)氣口的一端向外延伸，其設(shè)置使得該凸緣的第一表面545與汽缸蓋170的外表面550鄰接。在裝配發(fā)動(dòng)機(jī)100后，汽化器510又與和第一側(cè)相對(duì)的凸緣520的第二側(cè)555鄰接。在發(fā)動(dòng)機(jī)100運(yùn)轉(zhuǎn)期間，汽化器510輸出的空氣和燃料的混合物通過(guò)部件520中的孔口560被傳送進(jìn)進(jìn)氣口200。
參考圖11，提供了部分汽缸蓋170和附加部件520在相互裝配時(shí)的剖視圖。如圖所示，汽缸蓋170的進(jìn)氣口200大體為L(zhǎng)型，且形成大約以90度角相交的第一通道570和第二通道580。另一通道585從第一和第二通道570，580的交叉處延伸出去，并基本與第二通道平行，在此該另外通道的直徑比第一和第二通道中的每一個(gè)都小很多，且作為進(jìn)氣閥240的導(dǎo)孔。附加部件520分別通過(guò)螺栓(未顯示)與汽缸蓋170相連，該螺栓突出穿過(guò)凸緣540和汽缸蓋上的對(duì)齊的螺孔525和535。在其他可選實(shí)施例中，部件520和汽缸蓋170可通過(guò)如螺釘、焊接、粘合劑等方式的其他常規(guī)連接裝置或機(jī)構(gòu)彼此相連。
當(dāng)從第一通道570向第二通道580前進(jìn)時(shí)，進(jìn)氣口200表面的方向會(huì)突然變化。尤其是沿該L型進(jìn)氣口的內(nèi)表面會(huì)形成一個(gè)拐角590。然而如圖11中進(jìn)一步所顯示的，舌狀物530從進(jìn)氣口200的一端595一直突出到拐角590，或接近該拐角。沿進(jìn)氣口200壁部的一部分設(shè)置(在某些實(shí)施例中，是由該部分所支持)的舌狀物530的厚度從一端595到拐角590不斷減小。舌狀物530的作用是減小從第一通道570往第二通道580前進(jìn)時(shí)進(jìn)氣口200表面的突然變化，特別是在拐角590處。舌狀物530也用來(lái)改變通道570的形狀，以便優(yōu)化(盡可能小地限制)流動(dòng)。在舌狀物530和設(shè)置舌狀物的進(jìn)氣口200壁部之間不希望產(chǎn)生十分顯著的流動(dòng)。相反，流動(dòng)只是發(fā)生(或至少主要發(fā)生)在由舌狀物530和第一通道570形成的變型通道574內(nèi)。由于舌狀物530對(duì)進(jìn)氣口200的改變，增加了容積效率，并且提高了發(fā)動(dòng)機(jī)功率(馬力更大)。
與沒(méi)有舌狀物存在而第一和第二通道570，580突然交叉的情況相比，因?yàn)樯酄钗锏拇嬖?，從汽化?10經(jīng)進(jìn)氣口200到汽缸160內(nèi)的空氣-燃料混合物的流動(dòng)不會(huì)受到很大影響。特別是，在存在舌狀物530時(shí)，空氣-燃料混合物的流動(dòng)不會(huì)出現(xiàn)(或至少不會(huì)出現(xiàn)很大程度的)像沒(méi)有舌狀物時(shí)由于拐角590造成的停滯。因此，舌狀物530會(huì)阻止流動(dòng)的空氣-燃料混合物的分離或發(fā)散，因此使該空氣-燃料混合物被更均勻地供給了汽缸160的所有部分。相比而言，沒(méi)有采用舌狀物的傳統(tǒng)汽缸蓋往往會(huì)使更多的空氣-燃料混合物分配到與拐角590相對(duì)的汽缸一側(cè)。
根據(jù)本實(shí)施例，第一和第二通道570，580可具有多種形狀。通常，通道570，580為圓柱形或圓錐形。特別如圖11中所示，在一些實(shí)施例中，第一通道570在放置舌狀物的表面的相對(duì)一側(cè)具有逐漸減小的表面572，以至于第一通道的橫截面為橢圓形，且隨第一通道向著所述內(nèi)部90度拐角前進(jìn)，第一通道的橫截面面積越來(lái)越小。在某些這樣的實(shí)施例中，如圖11中所示，增加舌狀物會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大體為圓柱形的變型通道，它與第二通道以大于90度的角度相交。
如所討論的，在發(fā)動(dòng)機(jī)100裝配后，附加部件520的凸緣540位于汽化器510和汽缸蓋170間中。在一種優(yōu)選實(shí)施例中，附加部件520或至少凸緣540是由一種耐熱材料制成的，使得該凸緣作為一個(gè)熱障，阻礙從該汽缸蓋到該汽化器的熱傳遞。這是所期望的，因?yàn)樵谶\(yùn)轉(zhuǎn)期間汽缸蓋是發(fā)動(dòng)機(jī)100最熱的部分之一，另外也不希望汽化器510太熱或溫度急劇變化，因?yàn)檫@會(huì)影響汽化器的性能，從而又會(huì)影響空氣-燃料混合物的組成，并因此影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。部件520/凸緣540可采用各種耐熱材料，例如聚合物。
轉(zhuǎn)到圖12-19，顯示了附加部件520的可選實(shí)施例。特別是圖12-15中顯示的部件620以及圖16-19中顯示的另一種部件720。具體就圖12-15而言，除了舌狀物630以及凸緣640外，部件620還包括一個(gè)從凸緣640向外延伸的導(dǎo)流板650(該導(dǎo)流板可被認(rèn)為是凸緣的延伸部)。如部件620側(cè)視14所清晰顯示的，導(dǎo)流板650包括了一個(gè)下部670，該下部位于該舌狀物630的下方并向下繞舌狀物630彎曲，以及一個(gè)上部680，該上部向上彎曲并遠(yuǎn)離舌狀物。結(jié)果，當(dāng)裝配發(fā)動(dòng)機(jī)100使得凸緣640位于汽缸口170和汽化器510之間時(shí)(舌狀物630位于汽缸蓋進(jìn)氣口200中)，由風(fēng)扇130向下吹向汽缸160和汽缸蓋170的空氣被導(dǎo)向或引向汽缸/汽缸蓋，并且遠(yuǎn)離汽化器510(如圖14中沿導(dǎo)流板650的箭頭所示)。導(dǎo)流板650，憑借其相對(duì)較大的表面面積，基本上限制了在汽缸160/汽缸蓋170以及所述汽化器間的空氣流動(dòng)，因此阻止了在其他情況下由于空氣流動(dòng)而對(duì)汽化器的過(guò)多熱傳遞。這樣，假設(shè)凸緣640(且也有可能包括導(dǎo)流板650)由如上所述的一種耐熱材料構(gòu)成，該汽化器510既不會(huì)受到發(fā)動(dòng)機(jī)零件發(fā)生的熱流動(dòng)影響，也不會(huì)受到空氣的熱流動(dòng)影響，因此不會(huì)接收來(lái)自汽缸160/汽缸蓋170的熱量，從而得到了雙重保護(hù)。
特別參考圖13，圖13是部件620沿圖12(它是該部件的正視圖)的線13-13的橫截面圖，部件620的舌狀物630被顯示成具有一種特殊的截面形狀。具體地，舌狀物630包括了一個(gè)向內(nèi)的臺(tái)階685、舌尖690以及一個(gè)中間部695，在臺(tái)階685處舌狀物同凸緣640相接，該中間部695逐漸變細(xì)，使得該舌狀物的厚度隨著從凸緣640向舌尖690前進(jìn)而不斷減小。舌尖690本身為圓形，在一種實(shí)施例中，該舌尖的圓形部分具有6mm的半徑。從臺(tái)階685到舌尖690的中間部695延伸了舌狀物630長(zhǎng)度的至少四分之三。
參考圖16-19，示出的部件720具有與部件620的凸緣640和導(dǎo)流板750基本相同的凸緣740以及導(dǎo)流板750。具體來(lái)說(shuō)，導(dǎo)流板750也包括一個(gè)在部件的舌狀物730之下向下彎曲的下部770，以及一個(gè)向上彎曲遠(yuǎn)離舌狀物的上部780。盡管具有這些相同點(diǎn)，部件720的舌狀物730(如圖17中所示)具有一種不同與部件620的舌狀物630的形狀。特別地，舌狀物730不具有對(duì)應(yīng)臺(tái)階685的臺(tái)階。另外，盡管舌狀物730有一個(gè)圓舌尖790，但是相對(duì)于舌狀物的總體尺寸，舌尖790比部件620的舌尖690更大，例如，舌尖790占該舌狀物長(zhǎng)度的至少四分之一。在一個(gè)與部件620的實(shí)施例總體尺寸相同的部件720的實(shí)施例中，舌尖790具有15mm的半徑，而在部件620中，舌尖690的半徑為6mm。此外，舌狀物730具有一個(gè)從凸緣740延伸到舌尖790的基本平坦部795(通常大于舌狀物長(zhǎng)度的一半)。相對(duì)于中間部695，基本平坦部795僅僅是略微逐漸變細(xì)(即使有這種情況)，以至于該舌狀物的厚度隨著從凸緣740到舌尖790僅僅略微減小。進(jìn)一步如圖15和19所示，舌狀物630和730的區(qū)別還在于，當(dāng)從舌狀物630的前面看去時(shí)，中間部695具有一個(gè)凹形表面699，但當(dāng)從舌狀物730的前面看去時(shí)，基本平坦部795具有一個(gè)平坦表面799。
形狀不同的舌狀物630，730使得空氣-燃料混合物從各自的凸緣620，720的孔口660，760中分別流過(guò)時(shí)產(chǎn)生有所不同的效果。具體而言，當(dāng)空氣-燃料混合物沿舌狀物流動(dòng)時(shí)，部件620的舌狀物630產(chǎn)生相對(duì)更多的空氣-燃料混合物的翻騰(使得混合物以一定程度連續(xù)打漩)。因?yàn)檫@種翻騰作用，該空氣-燃料混合物更徹底地混合，從而又導(dǎo)致汽缸160內(nèi)的更完全且更快速的燃燒。相比而言，部件720的舌狀物730產(chǎn)生相對(duì)較小的湍流，相反，當(dāng)空氣-燃料混合物到達(dá)汽缸160時(shí)，空氣-燃料混合物的流動(dòng)較少分散。結(jié)果，和采用舌狀物630的情況相比(盡管和沒(méi)有舌狀物的情況相比，該舌狀物已經(jīng)提供了更均勻的空氣-燃料混合物)，空氣-燃料混合物相對(duì)更均勻地提供給汽缸160，使得同汽缸其他部分比較起來(lái)，汽缸160中接近拐角590的部分并未喪失空氣-燃料混合物。因?yàn)榭諝?燃料混合物被更均勻地供給了汽缸，更多空氣-燃料混合物被有效地提供給了該汽缸。和沒(méi)有舌狀物的情況相比，舌狀物630，730的每一個(gè)都增加了發(fā)動(dòng)機(jī)100產(chǎn)生的總功率，盡管舌狀物630是通過(guò)既相對(duì)較為均勻地分配又充分混合空氣-燃料混合物來(lái)提高所述發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，而舌狀物730是通過(guò)非常均勻地分配實(shí)際混合物來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，因此提高了提供給所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣-燃料混合物的效率。
如上所述，當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)100中裝配部件520，620和720的凸緣540，640和740時(shí)，它們被置于汽化器510和汽缸蓋160之間。如所述的，部件520示出了在凸緣540內(nèi)具有兩個(gè)螺孔525(位于舌狀物530的上方和下方)，用來(lái)使螺栓從汽化器510一直延伸到汽缸蓋160，從而將這三個(gè)零件連接在一起。相比而言，凸緣640顯示了三個(gè)螺孔625，626以及627，并且凸緣740顯示了三個(gè)螺孔725，726和727。如同螺孔525的情況，螺孔625，725分別設(shè)置用來(lái)接收從汽化器510分別通過(guò)凸緣640，740延伸到汽缸蓋170的螺栓，并將這些零件相互連接。然而，螺孔626，726只是分別用來(lái)接收將凸緣640，740固定到汽缸蓋170的螺栓。而螺孔627，727是用來(lái)接收將汽化器510固定在相應(yīng)凸緣640，740上的螺栓。如圖所示，螺孔627，727分別延伸進(jìn)并終止于舌狀物630，730內(nèi)。因此，在凸緣640，740的情況中，只有一個(gè)螺栓將汽缸蓋170連接到汽化器510，因此所述汽缸蓋和汽化器之間的熱傳遞被進(jìn)一步地彼此隔離。
在本實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)100是能輸出15-20馬力的單缸垂直軸內(nèi)燃機(jī)，用在如割草機(jī)以及草坪和園藝拖拉機(jī)的各種用戶草坪和園藝機(jī)械中。在其他可選實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)100也用于如V型雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)或者直排雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)的雙缸(或多缸)垂直軸發(fā)動(dòng)機(jī)，以及/或用于各種其他類型的機(jī)器(例如4-汽缸)。另外，在其他可選實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)100內(nèi)零件的具體設(shè)置可以不同于以上所示和討論的內(nèi)容。例如，在一種可選實(shí)施例中，凸輪360可被置于齒輪320上面，而不是該齒輪的下面。
在其他可選實(shí)施例中，汽缸蓋170和汽化器510間中的附加部件的配置可以和舉例說(shuō)明的實(shí)施例520，620和720不同。具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)進(jìn)氣口200的尺寸和形狀，并且根據(jù)所希望的空氣-燃料混合物流動(dòng)的具體流動(dòng)特性，舌狀物的尺寸和形狀可以不同于舌狀物530，630和730。凸緣的尺寸和形狀也會(huì)與凸緣540，640以及740的尺寸和形狀有所不同。例如，盡管每個(gè)凸緣540，640以及740都具有大致為橢圓的形狀(大體對(duì)應(yīng)于進(jìn)氣口200的橫截面形狀)，但在其他可選實(shí)施例中，其形狀可以是矩形。此外，所述導(dǎo)流板的尺寸和形狀可有別于導(dǎo)流板650，750的尺寸和形狀。
盡管前述的說(shuō)明書說(shuō)明并且描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，要理解的是本發(fā)明并不限于此處所公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)。在不背離本發(fā)明精神和實(shí)質(zhì)的情況下，本發(fā)明可以其他具體方式所體現(xiàn)。因此，應(yīng)以下述的權(quán)利要求而不是前述的說(shuō)明作為本發(fā)明的指定范圍。
權(quán)利要求
1.一種汽缸蓋裝置，包括一個(gè)汽缸蓋，該汽缸蓋包括有將第一端連到一個(gè)交叉處的第一通道以及將第二端連到所述交叉處的第二通道的第一氣口，其中所述交叉處包括一個(gè)位于所述第一和第二通道之間的突然變化區(qū)；以及一個(gè)與所述汽缸蓋相連的部件，所述部件包括一個(gè)從所述第一端伸入所述第一通道并接近所述交叉處的舌狀物，其中所述舌狀物至少沿所述第一通道內(nèi)側(cè)的一部分設(shè)置，且其中所述舌狀物的厚度至少在靠近所述交叉處的地方逐漸減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽缸蓋裝置，其中所述部件包括一個(gè)與所述舌狀物相連的凸緣，所述凸緣至少在所述汽缸蓋外表面的一部分上面延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽缸蓋裝置，其中所述凸緣包括第一孔，并且所述汽缸蓋的外表面包括第二孔，其中所述部件通過(guò)穿過(guò)所述第一和第二孔延伸的螺栓與所述汽缸蓋連接，當(dāng)所述部件與所述汽缸蓋連接時(shí)，所述的孔對(duì)齊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽缸蓋裝置，其中所述凸緣被設(shè)置為與一個(gè)汽化器連接，并且其中當(dāng)所述凸緣被連接到該汽化器時(shí)，所述凸緣被置于所述汽化器和所述汽缸蓋之間，并且使所述汽化器和所述汽缸蓋分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽缸蓋裝置，其中所述凸緣由限制熱量從所述汽缸蓋傳遞到所述汽化器的耐熱材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽缸蓋裝置，其中所述耐熱材料為聚合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽缸蓋裝置，其中所述凸緣包括設(shè)置用來(lái)接收螺栓的孔，所述汽化器通過(guò)該螺栓與所述凸緣相連，其中所述孔延伸進(jìn)所述舌狀物的內(nèi)部。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽缸蓋裝置，其中所述部件的凸緣向外延伸超出所述汽缸蓋以形成一個(gè)導(dǎo)流板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽缸蓋裝置，其中所述導(dǎo)流板的橫截面基本上為S形。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽缸蓋裝置，其中所述導(dǎo)流板以第一方向向外延伸，然后向前繞所述汽缸蓋彎曲。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的汽缸蓋裝置，其中所述凸緣被設(shè)置為與一個(gè)汽化器相連，其中當(dāng)所述凸緣與所述汽化器相連時(shí)，所述導(dǎo)流板以第二方向向外延伸，然后向前繞所述汽化器彎曲，其中所述第二方向基本上與所述第一方向相反。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的所述的汽缸蓋裝置，其中所述導(dǎo)流板以與所述第一和第二方向基本垂直的第三和第四方向向外延伸離開(kāi)所述第一氣口。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的汽缸蓋裝置，其中所述導(dǎo)流板至少阻止一些從所述汽缸蓋到所述汽化器的空氣流動(dòng)，并且其中所述導(dǎo)流板的位置被設(shè)置為引導(dǎo)來(lái)自風(fēng)扇的空氣向著所述汽缸蓋流動(dòng)，而不是向所述汽化器流動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽缸蓋裝置，其中所述舌狀物的一個(gè)外表面在所述舌狀物總長(zhǎng)度的至少一半上基本平坦，且在所述舌狀物總長(zhǎng)度的大約四分之一上基本為圓形，而且其中所述舌狀物的基本為圓形的部分比所述舌狀物的基本平坦部分更接近所述交叉處。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽缸蓋裝置，其中所述舌狀物的一個(gè)外表面包括一臺(tái)階、一逐漸縮小的部分、以及一圓形部分，其中所述臺(tái)階靠近所述第一端，所述圓形部分靠近所述交叉處，且所述逐漸縮小的部分在所述臺(tái)階和所述圓形部分之間，其中所述圓形部分在大于所述舌狀物總長(zhǎng)度的四分之三上的長(zhǎng)度上基本平坦。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽缸蓋裝置，其中所述第一通道包括與所述內(nèi)側(cè)相對(duì)的逐漸縮小的一側(cè)，且其中由第一通道和所述舌狀物形成的變型通道基本為圓柱形，且與所述第二通道以大于90度的角度相交。
17.一種用于內(nèi)燃機(jī)中的部件，所述部件被置于發(fā)動(dòng)機(jī)的所述汽缸蓋和汽化器之間，所述部件包括突出進(jìn)入所述汽缸蓋的一個(gè)氣口并限制所述氣口內(nèi)空氣-燃料混合物流動(dòng)停滯的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的中間部件，進(jìn)一步包括緩沖所述汽缸蓋和所述汽化器以限制其間熱傳遞的裝置，以及限制空氣從所述汽缸蓋向所述汽化器流動(dòng)，并引導(dǎo)來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇的空氣向所述汽缸蓋流動(dòng)而不是向所述汽化器流動(dòng)的裝置。
19.一種從內(nèi)燃機(jī)的汽化器向汽缸提供空氣-燃料混合物的方法，所述方法包括為汽缸蓋提供由第一和第二通道形成的L形進(jìn)氣口，所述第一和第二通道在一個(gè)突然變化的交叉處相交，其中所述L形進(jìn)氣口的第一端至少間接與所述汽化器相連，以便從所述汽化器接收空氣-燃料混合物，并且其中所述L形進(jìn)氣口的第二端與所述汽缸相連；在所述L形進(jìn)氣口第一通道內(nèi)第一端和所述交叉處之間提供舌狀物，其中用來(lái)引導(dǎo)空氣-燃料混合物的開(kāi)放的L形進(jìn)氣口的內(nèi)部空間由于所述舌狀物而減??；從所述汽化器向所述L形進(jìn)氣口第一端提供空氣-燃料混合物；引導(dǎo)所述空氣-燃料混合物通過(guò)被所述舌狀物減小了的L形進(jìn)氣口內(nèi)部空間；傳送所述空氣-燃料混合物通過(guò)打開(kāi)的閥門并進(jìn)入所述汽缸，其中所述第一和第二通道間的突然交叉處的突然變化被所述舌狀物減小。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述舌狀物與一個(gè)凸緣相連，該凸緣位于所述汽缸蓋和所述汽化器之間，并且使所述汽缸蓋和所述汽化器分離開(kāi)，其中所述凸緣由可以減小所述汽缸蓋和所述汽化器間的熱傳遞量的耐熱材料制成。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述凸緣向外延伸形成一個(gè)限制所述汽缸蓋和所述汽化器間空氣流動(dòng)的導(dǎo)流板。
全文摘要
公開(kāi)了一種汽缸蓋裝置以及一種從內(nèi)燃機(jī)(100)的汽化器(510)向汽缸(160)供應(yīng)空氣－燃料混合物的方法。所述汽缸蓋裝置包括汽缸蓋(170)和與該汽缸蓋(170)相連的部件(520)。該汽缸蓋(170)包括了第一氣口(200)，該氣口具有將第一端(595)連接到一個(gè)交叉處的第一通道，以及將第二端連接到該交叉處的第二通道(580)，其中該交叉處(590)包括一個(gè)位于第一和第二通道(570，580)間的突然變化區(qū)。所述部件(520)包括了一個(gè)從第一端(595)伸進(jìn)到第一通道(570)中并接近所述交叉處的舌狀物，其中該舌狀物(530)至少沿第一通道(570)內(nèi)側(cè)的一部分設(shè)置，并且其中所述舌狀物(530)至少在接近該交叉處(590)時(shí)其厚度逐漸減小。
文檔編號(hào)F02M35/10GK1682028SQ03821793
公開(kāi)日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2003年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月18日
發(fā)明者K·G·邦德, Y·黃, T·M·羅特, S·P·劉易斯 申請(qǐng)人:科勒公司