專利名稱：用于具有差異氣門升程的凸輪軸的發(fā)動機燃燒室特征的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機氣門機構(gòu)，且更具體地涉及用于具有差異氣門升程的同心凸輪 軸組件的發(fā)動機燃燒室特征。
背景技術：
該部分的內(nèi)容僅提供與本發(fā)明有關的背景信息，且不必構(gòu)成現(xiàn)有技術。內(nèi)燃機可燃燒氣缸中的空氣和燃料混合物，從而產(chǎn)生驅(qū)動扭矩。流入和流出氣缸 的空氣和燃料流可以由氣門機構(gòu)控制。氣門機構(gòu)可包括凸輪軸，凸輪軸致動進氣門和排氣 門，從而控制進入氣缸的空氣和燃料以及離開氣缸的排氣的定時和量。
發(fā)明內(nèi)容
一種發(fā)動機組件可包括發(fā)動機結(jié)構(gòu)、活塞、第一和第二進氣門、第一和第二氣門升 程組件、以及凸輪軸組件。所述發(fā)動機結(jié)構(gòu)可包括限定氣缸孔的發(fā)動機本體和被聯(lián)接到所 述發(fā)動機本體的氣缸蓋。所述氣缸蓋可限定第一進氣口 ；鄰近所述第一進氣口的第二進 氣口 ；以及鄰近所述第一進氣口的第一排氣口?；钊晌挥跉飧卓字校钊?、氣缸蓋和氣缸 孔可協(xié)作限定燃燒室。燃燒室可包括由氣缸蓋限定的第一縱向端表面、由活塞限定的第二 縱向端表面、以及第一突起。所述第一縱向端表面可包括第一和第二進氣口以及第一排氣 口。所述第一突起可從所述第一和第二縱向端表面中的一個朝所述第一和第二縱向端表面 中的另一個縱向地延伸。所述第一突起還可從燃燒室的周邊徑向向內(nèi)延伸至第一進氣口和 第一排氣口之間的位置。第一進氣門可由發(fā)動機結(jié)構(gòu)支撐且可選擇性地開啟和關閉第一進 氣口。第二進氣門可由發(fā)動機結(jié)構(gòu)支撐且可選擇性地開啟和關閉第二進氣口。第一氣門升 程組件可與第一進氣門接合，第二氣門升程組件可與第二進氣門接合。凸輪軸組件可由發(fā) 動機結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)地支撐，且可包括與第一氣門升程機構(gòu)接合的第一進氣凸角和與第二氣門升 程機構(gòu)接合的第二進氣凸角。第一進氣凸角可在凸輪軸組件的旋轉(zhuǎn)方向上從第二進氣凸角 旋轉(zhuǎn)地偏移。在另一設置中，活塞可包括適合于定位在發(fā)動機燃燒室中的圓柱形本體。所述圓 柱形本體可包括與燃燒室中的第一和第二進氣口以及第一排氣口相對的端表面。第一突起 可從所述端表面縱向地延伸且從活塞的周邊徑向向內(nèi)延伸至第一進氣口和第一排氣口之 間的位置。第一突起可限定第一側(cè)面和第二側(cè)面，所述第一側(cè)面包括面對第一進氣口的第 一平坦表面，所述第二側(cè)面面對第一排氣口。方案1. 一種發(fā)動機組件，包括發(fā)動機結(jié)構(gòu)，所述發(fā)動機結(jié)構(gòu)包括限定氣缸孔的發(fā)動機本體；和被聯(lián)接到所述發(fā)動機本體的氣缸蓋，所述氣缸蓋限定第一進氣口、鄰近所述第一 進氣口的第二進氣口、以及鄰近所述第一進氣口的第一排氣口 ；活塞，所述活塞位于氣缸孔中，所述活塞、氣缸蓋和氣缸孔協(xié)作限定燃燒室，燃燒室包括第一縱向端表面，所述第一縱向端表面由氣缸蓋限定且包括第一和第二進氣口以 及第一排氣口；由活塞限定的第二縱向端表面；以及第一突起，所述第一突起從所述第一和第二縱向端表面中的一個朝所述第一和第 二縱向端表面中的另一個縱向地延伸，且從燃燒室的周邊徑向向內(nèi)延伸至第一進氣口和第 一排氣口之間的位置；第一進氣門，所述第一進氣門由發(fā)動機結(jié)構(gòu)支撐且選擇性地開啟和關閉第一進氣 Π ；第二進氣門，所述第二進氣門由發(fā)動機結(jié)構(gòu)支撐且選擇性地開啟和關閉第二進氣 Π ；第一氣門升程組件，所述第一氣門升程組件與第一進氣門接合；第二氣門升程組件，所述第二氣門升程組件與第二進氣門接合；以及凸輪軸組件，所述凸輪軸組件由發(fā)動機結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)地支撐，且包括與第一氣門升程 機構(gòu)接合的第一進氣凸角和與第二氣門升程機構(gòu)接合的第二進氣凸角，所述第一進氣凸角 在凸輪軸組件的旋轉(zhuǎn)方向上從第二進氣凸角旋轉(zhuǎn)地偏移。方案2.根據(jù)方案1所述的發(fā)動機組件，其中，所述第一突起包括第一側(cè)面，所述第 一側(cè)面限定面對第一進氣口的平坦表面。方案3.根據(jù)方案2所述的發(fā)動機組件，其中，第一側(cè)面的縱向范圍是至少1. Omm0方案4.根據(jù)方案2所述的發(fā)動機組件，其中，所述平坦表面相對于燃燒室的中心 線以小于45度的角度延伸，所述中心線在第一進氣口和第一排氣口之間延伸經(jīng)過燃燒室 的周邊。方案5.根據(jù)方案4所述的發(fā)動機組件，其中，所述平坦表面相對于所述中心線以 小于15度的角度延伸。方案6.根據(jù)方案1所述的發(fā)動機組件，其中，所述第一突起從燃燒室的周邊徑向 向內(nèi)延伸的距離為所述燃燒室的直徑的至少15%。方案7.根據(jù)方案6所述的發(fā)動機組件，其中，所述第一突起從燃燒室的周邊徑向 向內(nèi)延伸的距離在所述燃燒室的直徑的20%和50%之間。方案8.根據(jù)方案1所述的發(fā)動機組件，其中，所述第一突起的縱向范圍從徑向最 外部分向內(nèi)增加。方案9.根據(jù)方案1所述的發(fā)動機組件，還包括第二突起，所述第二突起從所述燃 燒室的第一和第二縱向端表面中限定第一突起的所述一個朝第一和第二縱向端表面中的 另一個縱向延伸，氣缸蓋限定鄰近第二進氣口和第一進氣口的第二排氣口，第二突起從燃 燒室的外部周邊徑向向內(nèi)延伸至第二進氣口和第二排氣口之間的位置。方案10.根據(jù)方案9所述的發(fā)動機組件，其中，所述第一突起包括第一側(cè)面，所述 第一突起的第一側(cè)面限定面對第一進氣口的第一平坦表面，所述第二突起包括第一側(cè)面， 所述第二突起的第一側(cè)面限定面對第二排氣口的第二平坦表面。方案11.根據(jù)方案1所述的發(fā)動機組件，其中，所述第一突起在氣缸蓋的第一縱向 端表面上限定。
方案12.根據(jù)方案1所述的發(fā)動機組件，其中，所述第一突起在活塞的第二縱向端 表面上限定。方案13.根據(jù)方案1所述的發(fā)動機組件，其中，所述凸輪軸組件包括第一軸和第二 軸，所述第二軸與所述第一軸同軸且能相對于所述第一軸旋轉(zhuǎn)，所述第一進氣凸角與第一 軸固定以便一起旋轉(zhuǎn)，第二進氣凸角與第二軸固定以便一起旋轉(zhuǎn)。方案14.根據(jù)方案13所述的發(fā)動機組件，還包括凸輪移相器，所述凸輪移相器被 聯(lián)接到第一軸和第二軸，且適合于將第二軸相對于第一軸從第一旋轉(zhuǎn)位置旋轉(zhuǎn)至第二旋轉(zhuǎn) 位置，當?shù)诙S處于第一旋轉(zhuǎn)位置時，第一進氣凸角在凸輪軸組件的旋轉(zhuǎn)方向上從第二進 氣凸角旋轉(zhuǎn)地偏移。方案15.根據(jù)方案14所述的發(fā)動機組件，其中，所述凸輪移相器包括由曲軸旋轉(zhuǎn) 地驅(qū)動的第一構(gòu)件和能相對于第一構(gòu)件旋轉(zhuǎn)的第二構(gòu)件，第一軸與第一構(gòu)件固定以便一起 旋轉(zhuǎn)，第二軸與第二構(gòu)件固定以便一起旋轉(zhuǎn)。方案16.根據(jù)方案1所述的發(fā)動機組件，其中，所述第一進氣凸角在活塞的進氣沖 程的膨脹部分期間提供第一進氣門的第一開啟持續(xù)時間，所述第一開啟持續(xù)時間大于在進 氣沖程的膨脹部分期間第二進氣門的第二開啟持續(xù)時間。方案17. —種活塞，包括適合于定位在發(fā)動機燃燒室中的圓柱形本體，所述圓柱形本體包括與燃燒室中的 第一和第二進氣口以及第一排氣口相對的端表面；以及第一突起，所述第一突起從所述端表面縱向地延伸且從活塞的周邊徑向向內(nèi)延伸 至第一進氣口和第一排氣口之間的位置，所述第一突起限定第一側(cè)面，所述第一側(cè)面包括 適合于面對第一進氣口的第一平坦表面。方案18.根據(jù)方案18所述的活塞，還包括第二突起，所述第二突起從所述端表面 縱向地延伸且從活塞的與第一突起相對的周邊徑向向內(nèi)延伸至第二進氣口和第二排氣口 之間的位置，所述第二突起限定第一側(cè)面，所述第一側(cè)面包括適合于面對第二排氣口的第 二平坦表面。方案19.根據(jù)方案18所述的活塞，其中，所述第一突起從活塞的周邊徑向向內(nèi)延 伸的距離為所述活塞的直徑的至少15%。方案20.根據(jù)方案19所述的活塞，其中，所述第一突起從活塞的周邊徑向向內(nèi)延 伸的距離在所述活塞的直徑的20%和50%之間。進一步的應用領域從下文提供的說明顯而易見。應當理解的是，該發(fā)明內(nèi)容中的 說明和具體示例僅旨在用于說明的目的且并不旨在限制本發(fā)明的范圍。
本文所述的附圖僅僅用于圖示目的，且不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。圖1是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機組件的平面圖；圖2是圖1的發(fā)動機組件的示意性截面圖；圖3是圖1的發(fā)動機組件的進氣口和排氣口以及燃燒室特征的示意性俯視圖；圖4是圖1所示的進氣凸輪移相器和進氣凸輪軸組件的透視圖；圖5是圖1所示的進氣凸輪軸組件的分解透視圖6是圖1的進氣凸輪移相器處于提前位置的示意圖；圖7是圖1的進氣凸輪移相器處于延遲位置的示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的進氣凸輪凸角處于提前位置的示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的圖8的進氣凸輪凸角處于延遲位置的示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的進氣口和排氣口以及替代性燃燒室特征的示意性俯視圖；圖11是包括圖3的燃燒室特征的氣缸蓋的底部部分透視圖；圖12是包括圖10的燃燒室特征的替代性氣缸蓋的底部部分透視圖；圖13是包括圖3的燃燒室特征的活塞的部分透視圖；圖14是包括圖10的燃燒室特征的替代性活塞的部分透視圖；和圖15是根據(jù)本發(fā)明的氣門開啟曲線的曲線圖。在附圖的幾個視圖中，相應的附圖標記表示相應的部件。
具體實施例方式現(xiàn)在將參考附圖更充分地描述本發(fā)明的示例。以下描述本質(zhì)上僅僅是示例性的， 且不旨在限制本發(fā)明、應用或使用。參考圖1-3，示出了發(fā)動機組件10。發(fā)動機組件10可包括發(fā)動機結(jié)構(gòu)12 ；旋轉(zhuǎn) 地支撐在發(fā)動機結(jié)構(gòu)12上的進氣和排氣凸輪軸組件14、16 ；進氣和排氣凸輪移相器18、20 ； 氣門升程組件22 ；第一和第二進氣門24,26 ；排氣門28 ；活塞30和火花塞31。在該非限制 性示例中，發(fā)動機組件10顯示為具有發(fā)動機結(jié)構(gòu)12的雙頂置式凸輪軸發(fā)動機，發(fā)動機結(jié)構(gòu) 12包括旋轉(zhuǎn)地支撐進氣和排氣凸輪軸組件14、16的氣缸蓋32。發(fā)動機結(jié)構(gòu)12還可包括發(fā) 動機本體34，發(fā)動機本體34限定接收活塞30的氣缸孔35且與氣缸蓋32和活塞30協(xié)作以 限定燃燒室36(圖2)。如圖2和3所示，氣缸蓋32可限定用于每個燃燒室36的第一和第二進氣口 38、40 以及第一和第二排氣口 42、44。氣門升程組件22可與第一進氣門24、第二進氣門沈和排 氣門觀接合，以開啟第一和第二進氣口 38、40以及第一和第二排氣口 42、44。具體地，第一 進氣門M可開啟和關閉第一進氣口 38，第二進氣門沈可開啟和關閉第二進氣口 40。如圖4和5所示，進氣凸輪軸組件14可包括第一和第二進氣凸角46、48 ；第一和 第二軸50、52 ；以及燃料泵驅(qū)動凸角M。然而，應當理解的是，本發(fā)明同樣適用于不包括燃 料泵驅(qū)動凸角的凸輪軸組件。第一軸50可由發(fā)動機結(jié)構(gòu)12旋轉(zhuǎn)地支撐，第二軸52可旋轉(zhuǎn) 地支撐在第一軸50內(nèi)。第一進氣凸角46可定位在第一軸50上且與第一軸50固定以便一 起旋轉(zhuǎn)。第二進氣凸角48可被旋轉(zhuǎn)地支撐在第一軸50上且與第二軸52固定以便一起旋 轉(zhuǎn)。通過非限制性示例，第二進氣凸角48可由銷56聯(lián)接至第二軸52，所述銷56延伸通過 第二進氣凸角48中的孔58和第二軸52中的孔60。雖然示出為同心凸輪軸組件，但是應當 理解的是，本發(fā)明并不限于這種設置且同樣適用于固定凸角凸輪軸。如圖6和7所示，進氣凸輪移相器18可包括轉(zhuǎn)子62、定子64和鎖定機構(gòu)66。定 子64可由發(fā)動機曲軸(未示出)旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動，且轉(zhuǎn)子62可被旋轉(zhuǎn)地支撐在定子64內(nèi)。轉(zhuǎn) 子62可包括徑向延伸葉片68，其與定子64協(xié)作以限定與加壓流體(例如，油)連通的液壓 提前腔室70和液壓延遲腔室72。第一軸50 (從而第一進氣凸角46)可與定子64固定以便一起旋轉(zhuǎn)，第二軸52 (從而第二進氣凸角48)可與轉(zhuǎn)子62固定以便一起旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子62可從提前位置(圖6)移動 至延遲位置(圖7)，以改變第二進氣門沈的開啟定時。提前位置可對應于完全提前位置， 延遲位置可對應于完全延遲位置。雖然顯示為液壓致動葉片移相器，但是應當理解的是，本 發(fā)明并不限于這種設置。此外，雖然圖6和7示出了進氣凸輪移相器18處于完全提前位置 和完全延遲位置，但是進氣凸輪移相器18還可提供中間停放位置。通過非限制性示例，中 間停放位置可包括鎖定機構(gòu)66在提前和延遲位置之間緊固轉(zhuǎn)子62。圖8和9中示出了第一和第二進氣凸角46、48。第一進氣凸角46可限定第一氣 門開啟區(qū)域74，第一氣門開啟區(qū)域74在第一開始(開啟)點(O1)和第一結(jié)束(關閉)點 (C1)之間具有第一角范圍(θ》。第二進氣凸角48可限定第二氣門開啟區(qū)域76，第二氣門 開啟區(qū)域76在第二開始(開啟)點(O2)和第二結(jié)束(關閉)點(C2)之間具有第二角范圍 (θ 2)。第二角范圍(θ 2)可大于第一角范圍(θ》。通過非限制性示例，第二角范圍(θ2)可比第一角范圍(Q1)大至少5%，更具體 地比第一角范圍(θ》大10%和25%之間。因而，第二角范圍(θ 2)可比第一角范圍(θ》 大至少5度，更具體地比第一角范圍(Q1)大10度和25度之間。然而，應當理解的是，本 發(fā)明同樣適用于第一角范圍(Q1)等于第二角范圍(θ2)或第一角范圍(Q1)大于第二角 范圍(θ2)的設置。進氣凸輪移相器18可將第二進氣凸角48從第一(提前)位置(圖8)移動至第 二(延遲)位置(圖9)。在提前位置中，第一和第二開始點(O1W2)可彼此旋轉(zhuǎn)地偏移，第 一和第二結(jié)束點(CpC2)可彼此在5度內(nèi)。更具體地，第一和第二結(jié)束點(CpC2)可與彼此 旋轉(zhuǎn)地對齊。通過非限制性示例，第二開始點(O2)可在第一和第二進氣凸角46、48的旋轉(zhuǎn) 方向(R)上位于第一開始點(O1)前面一定角度(θ 3)。偏移角度(θ3)可以是至少5度，且 更具體地在10度和25度之間。在延遲位置中，第一和第二開始點(Op O2)可彼此旋轉(zhuǎn)地偏移，第一和第二結(jié)束點 (C1X2)也可彼此旋轉(zhuǎn)地偏移。更具體地，第二開始點(O2)在旋轉(zhuǎn)方向(R)上可位于第一開 始點(O1)的后面。第二結(jié)束點(C2)在旋轉(zhuǎn)方向(R)上也可位于第一結(jié)束點(C1)的后面。 在進氣凸輪移相器18提供中間停放位置的設置中，鎖定機構(gòu)66可將轉(zhuǎn)子62緊固在第一和 第二開始點(OpO2)彼此旋轉(zhuǎn)地對齊的位置?，F(xiàn)在參考圖2、3、11和13，燃燒室36可限定在氣缸蓋32和活塞30之間。更具體 地，氣缸蓋32可限定第一縱向端表面75，活塞30可限定燃燒室36的第二縱向端表面77。 如圖3所示，突起78可限定在第一和第二縱向端表面75、77中的一個上。在圖11所示的 第一非限制性示例中，突起78可以是氣缸蓋32的一部分，從第一縱向端表面75朝活塞30 的第二縱向端表面77縱向延伸。由于圖3表示俯視圖且圖11表示仰視圖，因而圖11的取 向與圖3的取向相反。在圖13所示的替代性設置中，突起78可以是活塞30的一部分，從 第二縱向端表面77朝氣缸蓋32的第一縱向端表面75縱向延伸。在任一設置中，突起78可以從燃燒室36的周邊80徑向向內(nèi)延伸至第一進氣口 38 和第一排氣口 42之間的位置。通過非限制性示例，突起78可從周邊80徑向向內(nèi)延伸距離 (Dl)，距離(Dl)是燃燒室36的直徑(D2)的至少15 %，更具體地在20 %和50 %之間。直 徑0 可大體上對應于活塞30的直徑。突起78可包括第一側(cè)面82和第二側(cè)面84。替代 地，不是具有獨立的第二側(cè)面84，突起78的與第一側(cè)面82相對的部分可彎曲到由氣缸蓋32限定的第 縱向端表面75中。第一側(cè)面82可面對第一進氣口 38，第二側(cè)面84可面對 第一排氣口 42。通過非限制性示例，第一側(cè)面82可具有縱向范圍(Li)，縱向范圍(Li)至少為1.0 毫米(mm)，更具體地在1. Omm和10. Omm之間。第一側(cè)面82可限定從燃燒室36的周邊80 大體上線性地延伸的平坦表面86，從而形成尖銳邊緣。燃燒室36的中心線(Cl)可在第一 進氣口 38和第一排氣口 42之間限定。平坦表面86可相對于中心線(Cl)以小于45度且 更具體地小于15度的角度延伸。通過非限制性示例，平坦表面86可大體上平行于中心線 (Cl)延伸。第二側(cè)面84可限定環(huán)繞第一排氣口 42的一部分的彎曲表面88。第二側(cè)面84的 縱向范圍可從徑向最外部分向內(nèi)增加。類似地，第一側(cè)面82的縱向范圍可從徑向最外部分 向內(nèi)增加。在圖11的設置中，第一側(cè)面82和第二側(cè)面84的徑向最外部分可位于第一縱向 端表面75上。類似地，在圖13的設置中，第一側(cè)面82和第二側(cè)面84的徑向最外部分可位 于第二縱向端表面77上。如上文參考圖11所述，不是具有獨立的第二側(cè)面84，突起78的 與第一側(cè)面82相對的部分可彎曲到由活塞30限定的第二縱向端表面77中。在圖3、11和13所示的設置中，突起78形成非對稱設置，其中，燃燒室36的相對 側(cè)面不包括類似結(jié)構(gòu)。具體地，燃燒室36的周邊80的與突起78相對的部分可具有從第二 進氣口 40至第二排氣口 44的連續(xù)凹弧形(actuate)。在圖10、12和14所示的替代性設置中，可包括第一突起178和第二突起179，而不 是單個突起。在圖12所示的第一非限制性示例中，第一突起178和第二突起179可以是氣 缸蓋132的一部分，從第一縱向端表面175縱向延伸。在圖14所示的另一個非限制性示例 中，第一突起178和第二突起179可以是活塞130的一部分，從第二縱向端表面177縱向延 伸。替代地，第一突起178和第二突起179中的一個可定位在活塞130上，第一突起178和 第二突起179中的另一個可定位在氣缸蓋132上。第一突起178可大體上類似于上述突起78，因而將不詳細討論，應當理解，上述說 明同樣適用。第二突起179在結(jié)構(gòu)上可類似于第一突起178，但是在燃燒室136中定位成 與第一突起178相對。具體地，在圖12的設置或圖14的設置中，第二突起179可從燃燒室 136的周邊180徑向向內(nèi)朝第一突起178延伸至第二進氣口 40和第二排氣口 144之間的位置。通過非限制性示例，第二突起179可從周邊180徑向向內(nèi)延伸距離(D3)，距離 (D3)是燃燒室136的直徑(D4)的至少15%，更具體地在20%和50%之間。直徑(D4)可 大體上對應于活塞130的直徑。第二突起1798可包括第一側(cè)面183和第二側(cè)面185。替代 地，不是具有獨立的第二側(cè)面186，第二突起179的與第一側(cè)面183相對的部分可彎曲到由 氣缸蓋132限定的第一縱向端表面175中。第一側(cè)面183可面對第二排氣口 144，第二側(cè)面 185可面對第二進氣口 140。通過非限制性示例，第一側(cè)面183可具有縱向范圍(L2)，縱向范圍(L2)至少為 1. 0毫米(mm)，更具體地在1. Omm和10. Omm之間。第一側(cè)面183可限定從燃燒室136的周 邊180大體上線性地延伸的平坦表面187，從而形成尖銳邊緣。燃燒室136的中心線(C2) 可在第二進氣口 140和第二排氣口 144之間限定。平坦表面187可相對于中心線(Cl)以 小于45度且更具體地小于15度的角度延伸。通過非限制性示例，平坦表面187可大體上平行于中心線(Cl)延伸。第二側(cè)面185可限定環(huán)繞第二進氣口 140的一部分的彎曲表面189。第二側(cè)面185的縱向范圍可從徑向最外部分向內(nèi)增加。類似地，第一側(cè)面183的縱向范圍可從徑向最外 部分向內(nèi)增加。在圖12的設置中，第一側(cè)面183和第二側(cè)面185的徑向最外部分可位于第 一縱向端表面175上。類似地，在圖14的設置中，第一側(cè)面183和第二側(cè)面185的徑向最 外部分可位于第二縱向端表面177上。如上文參考圖12所述，不是具有獨立的第二側(cè)面 185，第二突起179的與第一側(cè)面183相對的部分可彎曲到由活塞130限定的第二縱向端表 面177中。圖15示出了在操作期間第二進氣門26相對于第一進氣門24且相對于排氣門28 的移動。在圖15所示的曲線圖中，χ軸表示進氣和排氣凸輪軸組件14、16的旋轉(zhuǎn)角度，y軸 表示氣門升程。曲線(Ea)表示排氣凸輪軸組件16提前，曲線(Ek)表示排氣凸輪軸組件16 延遲。曲線(I1)表示第一(固定)進氣凸角46，曲線(I2a)表示第二(移相)進氣凸角48 提前，曲線(I2k)表示第二(移相)進氣凸角48延遲。排氣凸輪軸組件16和第二(移相) 進氣凸角48的提前和延遲位置可分別對應于完全提前和完全延遲位置。如圖15所示，在第二進氣凸角48處于提前位置時，第二進氣門26的開啟在第一 進氣門24的開啟之前發(fā)生，且第二進氣門26的關閉與第一進氣門24的關閉對齊。然而， 如上所述，本發(fā)明并不限于這種設置。當?shù)诙M氣凸角48處于延遲位置時，第二進氣門26 的開啟在第一進氣門24的開啟之后發(fā)生，且第二進氣門26的關閉在第一進氣門24的關閉 之后發(fā)生。同樣，如圖14所示，改變第二進氣門26和排氣門28的開啟和關閉定時可用于 改變氣門重疊狀況。本發(fā)明提供氣門定時的更大可變性，以在不同發(fā)動機操作條件下實現(xiàn) 有益效果。通過非限制性示例，在低發(fā)動機速度寬開啟節(jié)氣門(WOT)條件期間，第二進氣凸 角48可處于第一(提前)位置，以優(yōu)化容積效率和扭矩。在環(huán)境冷啟動條件期間，第二進 氣凸角48也可處于第一(提前)位置，以增加第二進氣門26和排氣門28的開啟之間的重 疊水平。增加的重疊通?？商峁┯糜跍p少來自于發(fā)動機組件10的烴(HC)排放物。在部分 負載發(fā)動機條件期間，第二進氣凸角48可處于第二(延遲)位置，以提供第二進氣門26的 延遲關閉，用于減少發(fā)動機泵送損失并改進燃料經(jīng)濟性。在中等速度和高速WOT操作條件期間，第二進氣凸角48可處于中間位置(在提前 和延遲之間)，以優(yōu)化第二進氣門26的關閉定時，用于改進容積效率并增加扭矩和功率。在 輕負載條件(例如，怠速)期間，第二進氣凸角48還可處于中間位置，以提供第二進氣門26 和排氣門28之間的減少重疊，并減少有效壓縮比以優(yōu)化輕負載燃燒穩(wěn)定性。當?shù)诙M氣凸角48處于延遲位置時，第一進氣門24在活塞30的進氣沖程的膨脹 部分期間可具有第一開啟持續(xù)時間，第一開啟持續(xù)時間大于第二進氣門26的第二開啟持 續(xù)時間。在活塞30的進氣沖程的膨脹部分期間，由于來自于第一和第二進氣口 38、40的進 氣空氣流的不平衡，第一進氣門24的較大開啟持續(xù)時間通常可在燃燒室36產(chǎn)生渦流。上 述示例中的每個可減少燃燒室36、136中的渦流。具體地，上述示例可將渦流轉(zhuǎn)換為小規(guī)模 紊流，以增強燃燒。
權利要求
1.一種發(fā)動機組件，包括 發(fā)動機結(jié)構(gòu)，所述發(fā)動機結(jié)構(gòu)包括 限定氣缸孔的發(fā)動機本體；和被聯(lián)接到所述發(fā)動機本體的氣缸蓋，所述氣缸蓋限定第一進氣口、鄰近所述第一進氣 口的第二進氣口、以及鄰近所述第一進氣口的第一排氣口 ；活塞，所述活塞位于氣缸孔中，所述活塞、氣缸蓋和氣缸孔協(xié)作限定燃燒室，燃燒室包括第一縱向端表面，所述第一縱向端表面由氣缸蓋限定且包括第一和第二進氣口以及第 一排氣口 ；由活塞限定的第二縱向端表面；以及第一突起，所述第一突起從所述第一和第二縱向端表面中的一個朝所述第一和第二縱 向端表面中的另一個縱向地延伸，且從燃燒室的周邊徑向向內(nèi)延伸至第一進氣口和第一排 氣口之間的位置；第一進氣門，所述第一進氣門由發(fā)動機結(jié)構(gòu)支撐且選擇性地開啟和關閉第一進氣口 ； 第二進氣門，所述第二進氣門由發(fā)動機結(jié)構(gòu)支撐且選擇性地開啟和關閉第二進氣口 ； 第一氣門升程組件，所述第一氣門升程組件與第一進氣門接合； 第二氣門升程組件，所述第二氣門升程組件與第二進氣門接合；以及 凸輪軸組件，所述凸輪軸組件由發(fā)動機結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)地支撐，且包括與第一氣門升程機構(gòu) 接合的第一進氣凸角和與第二氣門升程機構(gòu)接合的第二進氣凸角，所述第一進氣凸角在凸 輪軸組件的旋轉(zhuǎn)方向上從第二進氣凸角旋轉(zhuǎn)地偏移。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機組件，其中，所述第一突起包括第一側(cè)面，所述第一側(cè) 面限定面對第一進氣口的平坦表面。
3.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機組件，其中，所述第一突起的縱向范圍從徑向最外部 分向內(nèi)增加。
4.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機組件，還包括第二突起，所述第二突起從所述燃燒室 的第一和第二縱向端表面中限定第一突起的所述一個朝第一和第二縱向端表面中的另一 個縱向延伸，氣缸蓋限定鄰近第二進氣口和第一進氣口的第二排氣口，第二突起從燃燒室 的外部周邊徑向向內(nèi)延伸至第二進氣口和第二排氣口之間的位置。
5.根據(jù)權利要求4所述的發(fā)動機組件，其中，所述第一突起包括第一側(cè)面，所述第一突 起的第一側(cè)面限定面對第一進氣口的第一平坦表面，所述第二突起包括第一側(cè)面，所述第 二突起的第一側(cè)面限定面對第二排氣口的第二平坦表面。
6.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機組件，其中，所述第一突起在氣缸蓋的第一縱向端表 面上限定。
7.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機組件，其中，所述第一突起在活塞的第二縱向端表面 上限定。
8.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機組件，其中，所述凸輪軸組件包括第一軸和第二軸，所 述第二軸與所述第一軸同軸且能相對于所述第一軸旋轉(zhuǎn)，所述第一進氣凸角與第一軸固定 以便一起旋轉(zhuǎn)，第二進氣凸角與第二軸固定以便一起旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權利要求8所述的發(fā)動機組件，還包括凸輪移相器，所述凸輪移相器被聯(lián)接到第一軸和第二軸，且適合于將第二軸相對于第一軸從第一旋轉(zhuǎn)位置旋轉(zhuǎn)至第二旋轉(zhuǎn)位置， 當?shù)诙S處于第一旋轉(zhuǎn)位置時，第一進氣凸角在凸輪軸組件的旋轉(zhuǎn)方向上從第二進氣凸角 旋轉(zhuǎn)地偏移。
10.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機組件，其中，所述第一進氣凸角在活塞的進氣沖程的 膨脹部分期間提供第一進氣門的第一開啟持續(xù)時間，所述第一開啟持續(xù)時間大于在進氣沖 程的膨脹部分期間第二進氣門的第二開啟持續(xù)時間。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于具有差異氣門升程的凸輪軸的發(fā)動機燃燒室特征。一種發(fā)動機組件包括發(fā)動機結(jié)構(gòu)，發(fā)動機結(jié)構(gòu)包括限定氣缸孔的發(fā)動機本體和氣缸蓋；位于氣缸孔中的活塞；以及凸輪軸組件。活塞、氣缸蓋和氣缸孔協(xié)作限定燃燒室，燃燒室包括由氣缸蓋和活塞限定的第一和第二縱向端表面。第一突起可從所述第一和第二縱向端表面中的一個縱向地延伸，且從燃燒室的周邊徑向向內(nèi)延伸至與燃燒室連通的第一進氣口和第一排氣口之間的位置。凸輪軸組件可包括開啟第一進氣門的第一進氣凸角和開啟第二進氣門的第二進氣凸角。第一進氣凸角可在凸輪軸組件的旋轉(zhuǎn)方向上從第二進氣凸角旋轉(zhuǎn)地偏移。
文檔編號F01L1/34GK102102555SQ20101027537
公開日2011年6月22日 申請日期2010年9月6日 優(yōu)先權日2009年12月16日
發(fā)明者R.S.戴維斯 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司