CN1121366A - 内燃机进气系统 - Google Patents

Abstract

多缸往复活塞式内燃机，最好是按二冲程循环运行，具有一个包括气缸排(10)且每个气缸与曲轴箱(15)通连的缸体(8)，每个气缸(10)均有位于气缸排(10)每一相对的两侧上的进气口(21、29)，且一导管(17)使气缸排一侧的至少一个口(21)与气缸排对面一侧的至少一个口(29)通连。该导管(17)贯穿处于各气缸(10)下方的上述曲轴箱(15)中之缸体(8)的曲轴轴承支架部(14A)。

Description

内燃机进气系统

本发明涉及多缸内燃机的缸体及/或曲轴箱之结构，尤其涉及其中在多处位置所配备用以使气体出入于发动机各气缸之适宜的通道。本发明所要叙述者，与二冲程多缸内燃机中缸体及/或曲轴箱中所配备、便于从发动机一排气缸的一侧吸入的空气分布到另一侧之适宜的通道有关。然而要意识到，本发明不仅限于这种用途，也适于二冲程及四冲程的发动机的其他用途。

尤要充分意识到，在汽车发动机制造业中，使发动机尺寸及重量减至最小最为重要，因为这样会直接使得车体、悬挂系统和其他区域的设备之重量及所占空间的节省。此种使发动机尺寸及重量减至最小的做法，对于其他用途的发动机如船舶和摩托车所用者同样有益，尤其是在发动机的包装及机体整个重量方面。

为了使所需气体在发动机气缸中流动而使符合要求的动力产生，使燃料充分被利用且废气排放得到控制，废气排放口和进气口即输气口的配置是个至关紧要的因素，在发动机作二冲程循环运行时尤其如此。

在发动机作二冲程循环运行时有一共同特性，即当发动机燃烧循环过程中起码在一部份循环时输气口与排气口同时开着。相应的，在此期间(通常称为“短路”)，经过输气口而补充进入气缸中的新鲜空气，其中一部份就有可能穿过气缸经由排气口而逸出。现代的二冲程循环发动机通常都应用输气口构造，这些口子使补充进发动机气缸的新鲜空气形成一股通常是向上的气流，该气流继而被气缸盖堵得朝下向着排气孔偏移。

此类发动机一般称为回流换气发动机，其典型的一个时新例子是：气缸排气口的其中一侧装有几个主换气口用以将补充进来的新鲜空气导离排气口使之流向气缸的另一侧，通常在对着排气口处还装有辅助的输气口。主、辅输气口的合成功效，在于使补充进气缸一侧的新鲜空气形成一股对着排气口的向上气流，从而不致使充入的空气流向排气口时短路。

尽管上述输气口的配置，就达到有效清除气缸中的废气和使充入气缸中的新鲜空气正确定位而言是合乎要求的，但是，当为了减小发动机的尺寸及重量而需在气缸另一侧装配一些输气口时，要想在多缸直列式发动机上应用回流换气构造就成了一个难题。一个解决办法大概是在气缸内壁之间配备一些从发动机这一侧至另一侧的通道。然而这样做可能会使发动机缸体长度显著增大。发动机缸体长度的此种增大，显然会使发动机重量增加，且应用于汽车上，会增大发动机舱的尺寸进而增大整台汽车的尺寸与重量。

为使空气从发动机一侧分布至另一侧的许多现有技术的构造为人所知，且这类构造均对发动机有各种不同的要求与限制条件。一种此类现有技术的构造是将空气导往发动顶部，但是，这样做必定会使发动机的总高度增加且由于气缸盖上方发动机其他部件的出现和必要的定位而变得复杂。

另一种构造是配备一条穿过气缸盖而从发动机一侧至另一侧的通道，但这显然可能严重干扰气缸盖中的冷却通道从而严重影响发动机的总体冷却效率。而且，在气缸盖中安装火花塞和燃油喷嘴等这些部件也需要空间。相似地，若在缸体一端或两端周围装备通道，也可能会增加发动机的总长度，且肯定也会干扰水泵等构件及发动机、水泵、压气机等辅助设备的传动皮带的安装。

本发明的一个目的，是提供至少一种导管装置的改良配置方式，它避免额外增加发动机的长度、高度和重量。

出于这个目的，根据本发明的往复活塞式内燃机具有至少一只气缸，还包括贯穿位于上述至少一只气缸之下的发动机一部分的一个导管装置，该导管装置使上述那个气缸或每个气缸相对着的两侧通连。发动机最好有两个气缸，导管装置最好位于那个气缸或每只相邻气缸的接合部之下。

在一个推荐配置方式中，上述气缸或每个气缸的一侧有一个口，导管装置使那个或每个口与那个或每个气缸的对面那一侧通连。导管装置可以使那个气缸一侧的那个或每个口与那个或每个气缸对面那一侧上所配备的至少一个口通连。导管装置最好能使换气与那个或每个气缸中的燃烧过程共同进行。气体可为空气，那个或每个口可为向那个或每个气缸供应空气的进气口。也设想得到，废气可由导管装置移向和移出那个或每个气缸。

导管装置可安装得使两只相邻气缸之间的口通连。按此安装，可使两个相邻气缸的各个口任何时候只有一个开着。

当发动机为外部回流换气构造即发动机所获空气来自受压缩的来源例如鼓风机或压气机之场合，发动机的曲轴箱可在整整一排或几排气缸的下端限定单一个空腔。在这种构造中，那个或每个气缸一侧的那个或每个口可以与第一共用通道通连，那个或每个气缸对面一侧的那个或每个口最好与第二共用通道通连，导管装置延伸于上述两个共用通道之间以使它们彼此通连。这也适合于对每个气缸各有一个曲轴箱分隔舱那种发动机所作的配置。

导管装置最好贯穿发动机曲轴箱中的至少一个曲轴轴承支架。在缸体具有若干气缸且上述至少一个曲轴轴承有支架部的发动机中，那个或每个轴承支架部可位于那个气缸或每一相邻气缸的接合部之下，上述导管装置的一部份最好贯穿那个或每个上述轴承支架部。导管装置可在由轴承支架所支承的曲轴上方贯穿曲轴轴承支架部。也可使导管装置在轴承支架所支承的曲轴下方贯穿曲轴支架部。

也想象得到，导管装置可使液体在那个或每个气缸互相面对的两侧之间移换，该液体最好为用于发动机冷却的冷却剂，例如水。

上述发动机可以是二冲程发动机，尽管四冲程类型的发动机也会被想象到。该发动机可以是几个气缸构成单排的形式，每个气缸的轴线在一个共同的纵向平面上；该发动机或可有两排或更多排气缸，每一排有多个气缸，每个气缸按照处于一个相应共同的纵向平面上的轴线而排列，例如已知的多缸发动机各个气缸的V形构形那样。当本发明应用于有V形构形多排气缸的发动机时，两排气缸可按常规配备一个共用的曲轴箱，且最好带有使每排气缸的口通连的导管装置。

以上所建议的结构，能使导管装置将气体传往或传出发动机气缸排互相面对的两侧上之口，使该装置穿过位于各气缸下部末端之下的发动机曲轴箱，从而使各气缸位置定得让各相邻气缸之间的中心距离能减小到基本不大于两个相邻气缸符合要求的缸壁厚度之总和。另外，把穿过曲轴箱的导管装置处于轴承支架中那一部份包括在内，曲轴箱的尺寸不会为容纳导管而加大多少。这种结构所产生的结果，不会使得发动机组的长度和高度因配备导管以便把气体输入输出该机组气缸排任何哪一侧上的口而明显加大。

与发动机取向有关的“下部”、“上部”、“以下”、“以上”等词语均为一排气缸的轴线实为垂直时所用。但是，发动机也可有其他取向，使用这些词语并非意味着限制本发明的范围。

从下文对使用本发明的一台多缸发动机的一个实施例所作说明及附图中，会更容易理解本发明。

在各图中：

图1是一台直列式五缸发动机组纵向剖面图；

图2是沿图1中线2—2的剖面图；

图3是从图2中缸体长度那一部份沿线3—3的剖面图；

图4是从图2中缸体长度那一部份沿线4—4的剖面图。

现在参看附图，其中所示者为一台直列式五缸二冲程发动机的缸体8和曲轴箱15，该发动机的那些气缸10以每个气缸的轴线位于图2示为中心线11的那个共用纵长平面上的方式而配置。要注意，在各图中发动机的气缸盖及曲轴未显示出来，但是，熟练的专业人员可充分了解种种内燃机此类部件的结构，也无需对图示之缸体8及曲轴箱15的构造或相互作用再加说明。

曲轴箱15与缸体8一起装配着曲轴端部轴承12、13和四个曲轴中间轴承14，每个轴承12、13、14均沿着曲轴的轴线而分开，这样，它们的下部与曲轴箱15合为一体，而上部与缸体8合为一体。曲轴轴承12、13、14的这种结构通用于发动机制造业中。还要注意，曲轴箱15的结构方式为周知的按外部换气原则运行的四冲程类发动机和二冲程发动机之方式，该箱可包括一个贮液池。

中间轴承14为已知结构，其中轴承之上部与缸体8合构为一体且，包括从缸体8的各10的下端延伸到曲轴轴承12、13、14的轴中心线之承支架部14A。由于支承曲轴的各个实际的轴承在发动机的各气缸10的下端之下必须隔开一段距离以便容纳偏心定位的该曲轴之连杆轴承，在此轴承支架部14A上部就有充足空隙设置通道17。

如图2所示，通道17的一端直接与纵向地沿着缸体8左侧延伸的通道18通连，且它对面那一端与沿着缸体8对面即右侧沿伸的通道19通连。每个气缸10在其纵长平面11两侧均配备有两个或更多个口，即如图2所示左侧的口与通道18通连，而在发动机右侧的口与通道19通连。通道18通过常是与发动机进气装置(未显示)相连的进气口16而与发动机所用空气源通连。

现在特地参见描绘图2所示发动机左侧即进气口一侧的图3，要注意，图中每个气缸10均配备有通常称为“后口”的一个中心输气口20，在此口的每一侧均配有相应的辅助口21和22。每个后口20经由各自分开的通道25而与通道18通连，而每两个相邻气缸10的口21和22则经由共用通道26而与通道18通连。与共用通道26通连的口21和22通常称为“连体口”。

在图4所示的发动机的右侧即排气的一侧，每个气缸10均配备有中心定位的排气口28，在此口的每一侧分别配备有进气口29与30。各个气缸10的相邻口29与30都与共用通道31连接从而与通道19通连。口29与30也是连体构造。

从图3与图4来考虑要了解到，以连体方式配备的口21、22及29、30，均位于两个相邻气缸10的缸壁之间形成的凹部中，因而，通道26与31分别均能具有相当大的深度而又不致在与曲轴方向相横截的方向上使缸体8的整个形体尺寸加大多少。从图2来考虑也能了解到这一特性，在该图中，缸壁在35处显示为轮廓虚线，通道26与31实则从这些缸壁朝着气缸10的轴线向内伸展。这样，进一步有助于减小发动机整个横向上的尺寸。而且，通道18与19在缸体8的纵向平面上之缸体8的相应两侧也可配置得遵从气缸10的外形轮廓，从而有助于减小缸体8的整个宽度。

在参阅各图说明的结构中，通道17是贯穿曲轴中心线上面的轴承支架部14A的，然而，要明白，通道17也可配置得向下在轴承支架14两侧贯穿该支架，并经过曲轴中心线下方而贯穿轴承支架14。

关于为了供应进来的空气而为气缸两侧的输气口配备通道的本发明，业已说明。本发明的其他用途可想象得到。例如，本发明可用于废气再循环(EGR)而在各气缸之内或之间传送废气。本发明可替换来或更加使冷却剂便于分布，例如围绕着排气口或围绕着局部限制燃烧室的气缸上部而分布。

Claims (16)

1.具有至少一个气缸往复活塞式内燃机，包括一个贯穿位于所述至少一个气缸之下的一个发动机部份之导管装置，该导管装置使那个或每个气缸彼此面对的两侧通连。

2.如权利要求1所述的发动机，其特征在于：该发动机有至少两个气缸，所述导管装置位于相邻的气缸的接合部下方。

3.如权利要求1或2所述的发动机，其特征在于：那个或每个气缸的一侧有至少一个口，导管装置使那个或每个口与那个或每个气缸对面一侧通连。

4.如权利要求3所述的发动机，其特征在于：导管装置使那个或每个气缸一侧的那个或每个口与那个或每个气缸对面那一侧上的至少一个口通连。

5.如权利要求3或4所述的发动机，其特征在于：导管装置能使气体输送与那个或每个气缸中的燃烧过程共同进行。

6.如权利要求5所述的发动机，其特征在于：所述气体为空气，那个或每个口为向那个或每个气缸供应空气的进气口。

7.如权利要求4、5或6所述的发动机，其特征在于：导管装置配备得使两个相邻气缸的口通连。

8.如权利要求7所述的发动机，其特征在于：两个相邻气缸的口配备得任何时刻只有一个开着。

9.如权利要求4至8所述的发动机，其特征在于：所述发动机为外部换气式，那个或每个气缸一侧的那个或每个口与第一共用通道通连，那个或每个气缸对一侧的那个或每个口与第二共用通道通连，导管装置在上述通道之间延伸而使它们彼此通连。

10.如以上任一条权利要求所述的发动机，其特征在于：导管装置贯穿至少一个位于发动机曲轴箱内的曲轴轴承支架。

11.如权利要求1所述的发动机，包括具有若干气缸的一个气缸组件，并配有一部份上述至少一个曲轴轴承支架，那个或每个轴承支架部位于那只或每只相邻气缸的接头下方，上述导管装置有一部份贯穿那个或每个轴承支架部。

12.如权利要求11所述的发动机，其特征在于：导管装置贯穿由轴承支架所支承的曲轴之上方的曲轴轴承支架部。

13.如权利要求11所述的发动机，其特征在于：导管装置贯穿由轴承支架所支承的曲轴之下方的曲轴支架部。

14.如权利要求1或2所述的发动机，其特征在于：导管装置能使液体在那只或每只气缸彼此面对的两侧之间移换。

15.如权利要求14所述的发动机，其特征在于：液体的冷却剂。

16.如以上任一条权利要求所述的发动机，其特征在于：发动机是二冲程发动机。

Images