СИСТЕМА (ВАРИАНТЫ)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к системам непосредственного впрыска топлива, которые используются в двигателях для подачи топлива непосредственно в камеру сгорания.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Системы непосредственного впрыска топлива используются в двигателях для подачи топлива непосредственно в камеру сгорания. Системы непосредственного впрыска топлива имеют несколько преимуществ, таких как обеспечение повышенной точности при дозировании топлива и установке момента впрыска по сравнению с системами впрыска топлива во впускной канал. Как результат, эффективность сгорания может увеличиваться, тем самым, увеличивая эффективность использования топлива и/или выходную мощность двигателя.
Ранее были предложены различные системы непосредственного впрыска. Например, в US 7,966,984 (опубл. 28.01.2011) описана система непосредственного впрыска с резервуаром, в US 7,448,361 (опубл. 11.11.2008) описана система непосредственного впрыска с использованием эффекта гидроудара. Каждая из указанных систем содержит форсунки непосредственного впрыска.
Однако системы непосредственного впрыска, как описанная в US 7,966,984 и выбранная в качестве прототипа, влекут за собой компромиссы между воздушно-топливным смешиванием, смачиванием поверхности и температурой форсунки. Смачивание поверхности может приводить к повышенным выбросам и разбавлению масла в двигателе. Дополнительно, повышение температуры форсунки может приводить к закоксовыванию форсунки. Например, наконечники форсунок непосредственного впрыска могут быть расположены прилегающими к впускному клапану в цилиндре. Для снижения вероятности смачивания впускного клапана, форма факела распыла наконечника может изменяться, что может уменьшать смешивание факела распыла топлива с всасываемым воздухом, тем самым, уменьшая эффективность сгорания. Более того, в условиях мгновенного вскипания, факел распыла по-прежнему может смачивать впускные клапаны. Дополнительно, беспорядочное движение заряда в камере сгорания может увеличиваться, когда используется форсунка стороны впуска.
В других примерах, центральные форсунки могут использоваться для увеличения воздушно-топливного смешивания в камере сгорания. Однако центральные форсунки могут иметь более высокую температуру наконечника вследствие их близости к сжигаемым газам в камере сгорания по сравнению с форсункой непосредственного впрыска, расположенной дальше от свечи зажигания. Более высокие температуры наконечника могут приводить к повышенному закоксовыванию и отложениям наконечника, тем самым, увеличивая выбросы двигателя (например, выбросы твердых частиц (PM)).
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Для принятия мер в ответ на по меньшей мере вышеупомянутые проблемы, предложена система в двигателе внутреннего сгорания. Система содержит камеру сгорания, первое выпускное отверстие в сообщении по текучей среде с камерой сгорания, второе выпускное отверстие в сообщении по текучей среде с камерой сгорания, и форсунку непосредственного впрыска, расположенную между первым и вторым выпускным отверстием и сообщающуюся по текучей среде непосредственно с камерой сгорания. Таким образом, может сильно снижаться взаимодействие между факелом распыла топлива из топливной форсунки непосредственного впрыска и впускным клапаном. Например, когда топливная форсунка непосредственного впрыска размещена между выпускными отверстиями, вероятность смачивания впускного клапана уменьшается, особенно в течение периодов мгновенного вскипания и определенных профилей впрыска и установки фаз кулачкового распределения. Кроме того, по-прежнему можно располагать наконечник форсунки вне условий пиковой температуры, а также по-прежнему можно обеспечивать требуемый угол впрыска в цилиндр.
В некоторых вариантах предложена система, в которой первое выпускное отверстие и второе выпускное отверстие находятся в непосредственном сообщении по текучей среде с камерой сгорания.
В некоторых вариантах предложена система, дополнительно содержащая первую выпускную направляющую в непосредственном сообщении по текучей среде с первым выпускным отверстием и вторую выпускную направляющую в непосредственном сообщении по текучей среде с вторым выпускным отверстием, причем первая и вторая выпускные направляющие сходятся в точке схождения, первая выпускная направляющая и вторая выпускная направляющая имеют неравную длину.
В некоторых вариантах предложена система, в которой первая и вторая выпускные направляющие изогнуты в противоположных направлениях.
В некоторых вариантах предложена система, в которой первый угол между радиальной осью второго выпускного отверстия и центральной осью камеры сгорания меньше, чем второй угол между радиальной осью впускного отверстия и центральной осью, впускное отверстие находится в непосредственном сообщении по текучей среде с камерой сгорания.
В некоторых вариантах предложена система, дополнительно содержащая поршень, по меньшей мере частично расположенный внутри камеры сгорания, содержащий днище поршня, имеющее свою самую низкую точку, расположенную на стороне выпуска камеры сгорания.
В некоторых вариантах предложена система, в которой топливная форсунка непосредственного впрыска содержит наконечник, направляющий факел распыла топлива в камеру сгорания в направлении, по меньшей мере частично противоположном потоку всасываемого воздуха, через впускное отверстие в непосредственном сообщении по текучей среде с камерой сгорания.
В некоторых вариантах предложена система, в которой ось наконечника образует угол между 45 и 80 градусами с центральной осью камеры сгорания, и форма факела распыла из наконечника отклоняется от оси наконечника на более чем 30 градусов.
В некоторых вариантах предложена система, дополнительно содержащая головку блока цилиндров и блок цилиндров, соединенные вместе для образования камеры сгорания, дополнительно содержащая первую выпускную направляющую в непосредственном сообщении по текучей среде с первым выпускным отверстием, и вторую выпускную направляющую в непосредственном сообщении по текучей среде с вторым выпускным отверстием, причем первая и вторая выпускные направляющие содержатся в выпускном коллекторе, встроенном в головку блока цилиндров.
В некоторых вариантах предложена система, дополнительно содержащая канал хладагента, проходящий через головку блока цилиндров, прилегающий к топливной форсунке непосредственного впрыска.
В некоторых вариантах предложена система, в которой топливная форсунка непосредственного впрыска расположена вертикально ниже первой и второй выпускных направляющих.
В некоторых вариантах предложена система, в которой ширина участка траверсы впускного клапана, содержащегося в головке блока цилиндров меньше, чем ширина участка траверсы выпускного клапана, содержащегося в головке блока цилиндров, при этом участок траверсы выпускного клапана продолжается между первым и вторым выпускными отверстиями, а участок траверсы впускного клапана продолжается между первым впускным отверстием и вторым впускным отверстием, причем первое и второе впускные отверстия находятся в непосредственном сообщении по текучей среде с камерой сгорания.
В некоторых вариантах предложена система, в которой топливная форсунка непосредственного впрыска расположена между первой выпускной направляющей и второй выпускной направляющей, причем первая выпускная направляющая находится в непосредственном сообщении по текучей среде с первым выпускным отверстием, а вторая выпускная направляющая находится в сообщении по текучей среде с вторым выпускным отверстием.
В некоторых вариантах предложена система, дополнительно содержащая впускное отверстие в непосредственном сообщении по текучей среде с камерой сгорания и устройство зажигания, расположенное между впускным отверстием и первым и вторым выпускными отверстиями.
В некоторых вариантах предложена система, содержащая:
головку блока цилиндров, присоединенную к блоку цилиндров с образованием камеры сгорания;
первое выпускное отверстие в непосредственном сообщении по текучей среде с камерой сгорания;
второе выпускное отверстие в непосредственном сообщении по текучей среде с камерой сгорания;
выпускной коллектор, встроенный в головку блока цилиндров, содержащий первую выпускную направляющую в непосредственном сообщении по текучей среде с первым выпускным отверстием и вторую выпускную направляющую в непосредственном сообщении по текучей среде с вторым выпускным отверстием; и
топливную форсунку непосредственного впрыска, расположенную между первым и вторым выпускным отверстием и напротив первого впускного отверстия и второго впускного отверстия, причем первое и второе впускные отверстия находятся в сообщении по текучей среде с камерой сгорания.
В некоторых вариантах предложена система, в которой топливная форсунка непосредственного впрыска расположена вертикально ниже первой и второй выпускных направляющих и направлена по меньшей мере частично на сторону впускного клапана камеры сгорания.
В некоторых вариантах предложена система, в которой выпускной коллектор дополнительно содержит выходное отверстие, расположенное на боковой поверхности головки блока цилиндров, находящееся в сообщении по текучей среде с первой выпускной направляющей и второй выпускной направляющей, причем топливная форсунка непосредственного впрыска продолжается через боковую поверхность головки блока цилиндров.
В некоторых вариантах предложена система, дополнительно содержащая поршень, по меньшей мере частично расположенный в камере сгорания, содержащий днище поршня, имеющее свою самую низкую точку, расположенную на стороне выпуска камеры сгорания.
В некоторых вариантах предложена система, содержащая:
головку блока цилиндров, присоединенную к блоку цилиндров с образованием камеры сгорания;
поршень, по меньшей мере частично расположенный внутри камеры сгорания;
впускное отверстие в непосредственном сообщении по текучей среде с камерой сгорания;
первое выпускное отверстие в непосредственном сообщении по текучей среде с камерой сгорания;
второе выпускное отверстие в непосредственном сообщении по текучей среде с камерой сгорания;
выпускной коллектор, встроенный в головку блока цилиндров, содержащий первую выпускную направляющую в непосредственном сообщении по текучей среде с первым выпускным отверстием и вторую выпускную направляющую в непосредственном сообщении по текучей среде с вторым выпускным отверстием; и
топливную форсунку непосредственного впрыска, расположенную между первым и вторым впускным отверстием, и содержащую наконечник, направляющий факел распыла топлива в направлении, по меньшей мере частично противоположном потоку всасываемого воздуха через впускное отверстие.
В некоторых вариантах предложена система, в которой ось наконечника образует угол между 45 и 80 градусами с центральной осью камеры сгорания, и форма факела распыла из наконечника отклоняется от оси наконечника на более чем 30 градусов.
В некоторых вариантах предложена система, в которой поршень расположен в камере сгорания и содержит днище поршня, имеющее свою самую низкую точку, расположенную на стороне выпуска камеры сгорания.
Кроме того, расположение топливной форсунки непосредственного впрыска между выпускными отверстиями также может увеличивать противоток между всасываемым воздухом, поступающим в камеру сгорания, и факелом распыла топлива из форсунки, тем самым, снижая глубину проникновения факела распыла, а потому, смачивание поверхности в камере сгорания. Более того, непредвиденно, во время условий низкой скорости вращения, положение топливной форсунки непосредственного впрыска формирует повышенное беспорядочное движение заряда в камере сгорания и в требуемом направлении, которое не увеличивает смачивание поверхности. Это расположение топливной форсунки непосредственного впрыска также дает возможность направляемого воздухом расслоения для прогрева каталитического нейтрализатора при холодном запуске, тем самым, улучшая работу каталитического нейтрализатора и уменьшая выбросы во время холодных запусков.
В некоторых примерах, ширина участка траверсы впускного клапана, содержащегося в головке блока цилиндров меньше, чем ширина участка траверсы выпускного клапана, содержащегося в головке блока цилиндров, участок траверсы выпускного клапана продолжается между первым и вторым выпускными отверстиями, а участок траверсы впускного клапана продолжается между первым впускным отверстием и вторым впускным отверстием, первое и второе впускные отверстия находятся в непосредственном сообщении по текучей среде с камерой сгорания. Головка блока цилиндров может быть сконструирована таким образом, чтобы приспосабливаться к топливной форсунке непосредственного впрыска стороны впуска.
Кроме того, в некоторых примерах, днище поршня может иметь свою самую низкую точку на стороне выпуска камеры сгорания. Когда днище поршня имеет эти геометрические характеристики, дополнительно улучшается направляемое воздухом расслоение для прогрева каталитического нейтрализатора при холодном запуске.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, предоставлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 показывает схематичное изображение двигателя внутреннего сгорания, содержащегося в транспортном средстве; и
фиг.2-4 показывают иллюстрацию двигателя внутреннего сгорания, содержащего топливную форсунку непосредственного впрыска, показанную на фиг.1.
Фиг.2-4 начерчены приблизительно в масштабе, хотя, если требуется, могут использоваться другие относительные размеры.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
В материалах настоящего описания раскрыта топливная форсунка непосредственного впрыска, продолжающаяся между двумя выпускными отверстиями и выпускными клапанами. Топливная форсунка непосредственного впрыска выполнена с возможностью создания факела распыла топлива в направлении, которое по меньшей мере частично располагается против направления всасываемого воздуха, поступающего в камеру сгорания через впускные отверстия. Когда топливная форсунка непосредственного впрыска расположена таким образом, смешивание факела распыла топлива с воздухом увеличивается, давая возможность повышенной эффективности сгорания и выходной мощности двигателя, одновременно наряду с уменьшением вероятности смачивания впускного клапана. Дополнительно, топливная форсунка непосредственного впрыска может увеличивать беспорядочное движение заряда в камере сгорания во время некоторых условий эксплуатации, дополнительно усиливая смешивание.
Фиг.1 показывает схематичное изображение двигателя 10 внутреннего сгорания, содержащегося в транспортном средстве 50. Система 12 впуска также содержится в транспортном средстве 50. Система 12 впуска выполнена с возможностью подачи всасываемого воздуха в двигатель 10.
Система 12 впуска может содержать дроссель, выполненный с возможностью регулирования расхода всасываемого воздуха через систему 12 впуска. Система 12 впуска дополнительно может содержать впускной коллектор в сообщении по текучей среде с камерами сгорания в двигателе 10. В некоторых примерах, впускной коллектор может быть встроен в головку 14 блока цилиндров.
Первая впускная направляющая 16, обозначенная посредством стрелки, находится в непосредственном сообщении по текучей среде с первым впускным отверстием 18. Подобным образом, вторая впускная направляющая 17, обозначенная посредством стрелки, находится в непосредственном сообщении по текучей среде с вторым впускным отверстием 20. Таким образом, воздух может протекать через впускные воздуховоды в двигатель 10. Как показано, всасываемый воздух может выдаваться в первое впускное отверстие 18 и второе впускное отверстие 20, содержащиеся в двигателе 10. Впускные отверстия (18 и 20) находятся в непосредственном сообщении по текучей среде с камерой 22 сгорания, содержащейся в двигателе. В непосредственном сообщении по текучей среде означает, что компоненты находятся в сообщении по текучей среде (например, соединены вместе) друг с другом без каких бы то ни было промежуточных компонентов, расположенных между ними.
Первый впускной клапан 24, в общем изображенный посредством прямоугольника, может быть расположен в первом впускном отверстии 18. Подобным образом, второй впускной клапан 26, в общем изображенный посредством прямоугольника, может быть расположен во втором впускном отверстии 20.
Впускные клапаны (24 и 26) выполнены с возможностью избирательного обеспечения возможности втекания воздуха в камеру сгорания через свое соответствующее впускное отверстие. Таким образом, впускные клапаны каждый может иметь по меньшей мере открытое положение, в котором воздух может протекать через соответствующее впускное отверстие, и закрытое положение, в котором всасываемый воздух по существу сдерживается от протекания через соответствующее впускное отверстие. Впускные клапаны (24 и 26) могут приводиться в действие посредством кулачков или посредством электромагнитной системы. Следует принимать во внимание, что впускные клапаны (24 и 26) могут циклически приводиться в действие для выполнения сгорания. Система 12 впуска может содержать дополнительные компоненты, которые дают возможность подачи всасываемого воздуха в двигатель 10, такие как дроссель, впускной трубопровод, компрессор, и т.д.
Первое выпускное отверстие 28 и второе выпускное отверстие 30 также содержатся в двигателе 10, а более точно, головке 14 блока цилиндров. Первое выпускное отверстие 28 и второе выпускное отверстие 30 находятся в непосредственном сообщении по текучей среде с камерой сгорания 22. Первый выпускной клапан 32, в общем изображенный посредством прямоугольника, может быть расположен в первом выпускном отверстии 28. Подобным образом, второй выпускной клапан 34, в общем изображенный посредством прямоугольника, может быть расположен во втором выпускном отверстии 30. Выпускные клапаны (32 и 34) выполнены с возможностью избирательного обеспечения возможности вытекания воздуха из камеры 22 сгорания в систему 36 выпуска через свои соответствующие выпускные отверстия. Таким образом, выпускные клапаны каждый может иметь по меньшей мере открытое положение, в котором выхлопные газы могут протекать через соответствующее выпускное отверстие, и закрытое положение, в котором выхлопным газам по существу сдерживается от протекания через соответствующее выпускное отверстие.
Двигатель 10 также содержит головку 14 блока цилиндров. Блок 202 цилиндров, показанный на фиг.2, присоединен к головке 14 блока цилиндров. Когда соединены, головка 14 блока цилиндров и блок 202 цилиндров формируют камеру 22 сгорания.
Головка 14 блока цилиндров содержит отверстие 38 устройства зажигания. Устройство 40 зажигания (например, свеча зажигания), в общем изображенное посредством прямоугольника, расположено в отверстии 38 устройства зажигания. Таким образом, отверстие 38 устройства зажигания принимает устройство 40 зажигания. Устройство 40 зажигания выполнено с возможностью выдавать искру зажигания в топливно-воздушную смесь в камере 22 сгорания. Отверстие 38 устройства зажигания, а потому, устройство 40 зажигания, расположены между впускными отверстиями (18 и 20) и выпускными отверстиями (28 и 30). Дополнительно или в качестве альтернативы, может использоваться воспламенение от сжатия.
Отверстие 42 топливной форсунки также содержится в головке 14 блока цилиндров. Топливная форсунка 44 непосредственного впрыска, в общем изображенная посредством прямоугольника, включенная в двигатель 10, продолжается через отверстие 42 топливной форсунки в камеру 22 сгорания, чтобы обеспечивать то, что указывается ссылкой как непосредственный впрыск. Другими словами, топливная форсунка 44 непосредственного впрыска сообщается по текучей среде непосредственно с камерой 22 сгорания. Топливная форсунка 44 непосредственного впрыска выполнена с возможностью распыления топлива непосредственно в камеру 22 сгорания с требуемыми временными интервалами. Подробная иллюстрация топливной форсунки 44 непосредственного впрыска показана на фиг.3-4 и подробнее описана в материалах настоящего описания.
Топливная форсунка 44 непосредственного впрыска находится в сообщении по текучей среде с топливным баком 70, вмещающим топливо 72, такое как бензин, дизельное топливо, биодизельное топливо, спирт, и т.д. Топливный насос 74, содержащий заборную магистраль 76, расположенный в топливном баке, включен в транспортное средство 50. Топливопровод 78 присоединяет выход топливного насоса 74 к топливной форсунке 44 непосредственного впрыска. Таким образом, топливо может подвергаться потоку из топливного бака 70, через насос 74 и через топливопровод 78 в топливную форсунку 44 непосредственного впрыска. Следует принимать во внимание, что второй топливный насос, который может иметь более высокое давление, чем первый, может содержаться в транспортном средстве 50.
Как показано, топливная форсунка 44 непосредственного впрыска расположена между первым выпускным отверстием 28 и вторым выпускным отверстием 30, а потому, между первым выпускным клапаном 32 и вторым выпускным клапаном 34. Таким образом, топливная форсунка 44 непосредственного впрыска расположена между первым выпускным отверстием 28 и вторым выпускным отверстием 30. Более того, топливная форсунка непосредственного впрыска расположена напротив первого впускного отверстия 18 и второго впускного отверстия 20. Дополнительно, топливная форсунка 44 непосредственного впрыска направляет факел распыла топлива по меньшей мере частично на сторону впуска камеры 22 сгорания.
Следует принимать во внимание, что расположение топливной форсунки 44 непосредственного впрыска таким образом имеет многообразие преимуществ, таких как уменьшение смачивания стенок камеры сгорания, впускного клапана, и т.д., посредством факела распыла топлива из топливной форсунки непосредственного впрыска, усиление воздушно-топливного смешивания в камере сгорания и уменьшение температуры форсунки. Более точно, когда топливная форсунка непосредственного впрыска расположена таким образом, противоток между всасываемым воздухом, поступающим в камеру 22 сгорания, и факелом распыла топлива из топливной форсунки непосредственного впрыска увеличивается, тем самым, уменьшая глубину проникновения факела распыла, а потому, смачивание поверхности в камере сгорания и на впускных клапанах. Противоток также может усиливать смешивание воздуха и топлива, увеличивая эффективность сгорания. Более того, температура топливной форсунки 44 непосредственного впрыска, а в особенности ее выходного наконечника, может находиться в пределах требуемого диапазона вследствие расстояния от устройства 40 зажигания. Более того, во время условий низкой скорости вращения, положение топливной форсунки непосредственного впрыска увеличивает беспорядочное движение заряда. Расположение топливной форсунки непосредственного впрыска также дает возможность направляемого воздухом расслоения для прогрева каталитического нейтрализатора при холодном запуске, тем самым, улучшая работу каталитического нейтрализатора и уменьшая выбросы во время холодных запусков.
Система 36 выпуска находится в сообщении по текучей среде с камерой 22 сгорания. Первая выпускная направляющая 46, изображенная посредством линии, находится в непосредственном сообщении по текучей среде с первым выпускным отверстием 28. Подобным образом, вторая выпускная направляющая 48, изображенная посредством линии, находится в непосредственном сообщении по текучей среде с вторым выпускным отверстием 30.
Первая и вторая выпускные направляющие (46 и 48) встроены в головку 14 блока цилиндров в изображенном варианте осуществления. Более точно, первая и вторая выпускные направляющие (46 и 48) могут содержаться в выпускном коллекторе 60, встроенном в головку 14 блока цилиндров. Встроенный выпускной коллектор 60 дополнительно содержит коллектор 62 выхлопных газов, расположенный ниже по потоку от точки 64 схождения первой выпускной направляющей 46 и второй выпускной направляющей 48. Следует принимать во внимание, что топливная форсунка 44 непосредственного впрыска расположена между первой и второй выпускными направляющими (46 и 48) выше по потоку от точки 64 схождения.
Выпускной коллектор содержит выходное отверстие 65, расположенное на стороне 67 выпуска головки 14 блока цилиндров. Выходное отверстие 65 может быть присоединено к выпускному каналу, турбине, устройству снижения токсичности выхлопных газов, и т.д., содержащимся в системе 36 выпуска. Выходное отверстие 65 находится в сообщении по текучей среде с системой 36 выпуска. Система 36 выпуска может содержать устройство 66 снижения токсичности выхлопных газов (например, каталитический нейтрализатор, сажевый фильтр, и т.д.). Система 36 выпуска также может содержать выхлопные трубы для вытекания выхлопных газов в окружающую среду. Следует принимать во внимание, что система выпуска может содержать дополнительные компоненты, которые не изображены, такие как дополнительные устройства снижения токсичности выхлопных газов, устройства борьбы с шумом (например, глушитель), и т.д.
Контроллер 100 показан на фиг.1 в качестве традиционного микрокомпьютера, содержащего: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и традиционную шину данных. Контроллер 100 может отправлять сигналы на топливную форсунку 44 непосредственного впрыска для регулирования форсунки. Сигнал может быть выполнен с возможностью управления дозированием и временными характеристиками факела распыла топлива посредством топливной форсунки 44 непосредственного впрыска. Таким образом, подача топлива в камеру 22 сгорания через топливную форсунку 44 непосредственного впрыска может управляться посредством контроллера 100. Контроллер 100 также может выдавать сигнал на устройство 40 зажигания. Поэтому, контроллер 100 может быть выполнен с возможностью регулирования установки опережения зажигания в двигателе 10.
Следует принимать во внимание, что контроллер 100 может отправлять дополнительные сигналы на другие компоненты в двигателе 10 и/или транспортном средстве 50. Более того, контроллер 100 может принимать сигналы с различных компонентов в транспортном средстве 50, таких как датчик (например, датчики температуры, датчики давления, датчики кислорода, и т.д.).
Топливная форсунка 44, впускные отверстия (18 и 20), впускные клапаны (24 и 26), выпускные отверстия (28 и 30), выпускные клапаны (32 и 34), камера 22 сгорания, выпускной коллектор 60, впускная направляющая (16 и 17), головка 14 блока цилиндров и контроллер 100 могут содержаться в системе 90. Дополнительные части, которые не были упомянуты, могут содержаться в систему 90, если требуется. Система 90 защиты может быть системой впрыска топлива.
Головка 14 блока цилиндров содержит участок 80 траверсы впускного клапана. Участок 80 траверсы впускного клапана продолжается между первым впускным отверстием 18 и вторым впускным отверстием 20. Ширина 82 участка 80 траверсы впускного клапана изображена в поперечном направлении. Поперечная ось 85 и продольная ось 87 предусмотрены для начала отсчета. Головка 14 блока цилиндров также содержит участок 84 траверсы выпускного клапана. Участок 84 траверсы выпускного клапана продолжается между первым выпускным отверстием 28 и вторым выпускным отверстием 30. Ширина 86 участка 84 траверсы выпускного клапана изображена в поперечном направлении.
Ширина 86 участка 84 траверсы выпускного клапана больше, чем ширина 82 участка 80 траверсы впускного клапана, чтобы приспосабливаться под топливную форсунку 44 непосредственного впрыска. Однако, в других вариантах осуществления, ширины участков траверс могут быть равнозначными, или ширина участка траверсы впускного клапана может быть большей, чем ширина участка траверсы выпускного клапана. Следует принимать во внимание, что дополнительные камеры сгорания могут содержаться в двигателе 10, содержащем подобные клапаны, форсунки непосредственного впрыска, устройства зажигания, и т.д. Дополнительно, во время работы, камера 22 сгорания внутри двигателя 10 типично подвергается четырехтактному циклу: цикл содержит такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска.
Фиг.1 также показывает канал 95 хладагента. Канал 95 хладагента проходит через головку 14 блока цилиндра прилегающим к отверстию форсунки, а потому, к форсунке. Дополнительно, канал 95 хладагента также является прилегающим к первому выпускному отверстию 28, тем самым, обеспечивая охлаждение для выпускного отверстия. Система охлаждения двигателя выполнена с возможностью осуществления потока хладагента через канал 95 хладагента. Таким образом, канал 14 хладагента находится в сообщении по текучей среде с системой охлаждения двигателя. Охлаждение двигателя может содержать теплообменник (не показан), насос хладагента (не показан), дополнительные каналы хладагента (не показаны), и т.д. Дополнительные каналы хладагента могут проходить через другие части двигателя 10, такие как другие части головки 14 блока цилиндров и/или блока 202 цилиндров, показанные на фиг.2. Система охлаждения двигателя может быть выполнена с возможностью отведения тепла от головки 14 блока цилиндров и/или блока 202 цилиндров, показанных на фиг.2.
Фиг.2-4 показывают вариант осуществления примерного двигателя 10, содержащего головку 14 блока цилиндров, камеру 22 сгорания и топливную форсунку 44. Следует принимать во внимание, что топливная форсунка 44 непосредственного впрыска, показанная на фиг.2-4, находится в сообщении по текучей среде с топливным баком 79, показанным на фиг.1. В особенности, фиг.2 показывает топливную форсунку 44 непосредственного впрыска, распыляющую факел 210 распыла топлива в камеру 22 сгорания через наконечник 220. Наконечник 220 может содержать сопло. Головка 14 блока цилиндров показана присоединенной к блоку 202 цилиндров с образованием камеры 22 сгорания на фиг.2. Второе впускное отверстие 20, второе выпускное отверстие 30, вторая выпускная направляющая 48 и вторая впускная направляющая 17 также проиллюстрированы. Как обсуждено ранее, впускное и выпускное отверстия находятся в сообщении по текучей среде с камерой 22 сгорания. Стенки 212 камеры сгорания также показаны. Стенки 212 и днище 214 поршня 200 определяют границу камеры 22 сгорания. Следует принимать во внимание, что поршень 200 присоединен к коленчатому валу (не показан). Днище 214 поршня может иметь свою самую низкую точку, расположенную на стороне выпуска камеры 22 сгорания, в некоторых вариантах осуществления.
Расходящийся угол 217 факела 210 распыла топлива может находиться между 30 и 70 градусами. Расходящийся угол 217 является угловым измерением между линиями 215, продолжающимися вплоть до границы факела 210 распыла топлива. Таким образом, форма факела распыла расходится от оси 222 между 0 и 50 градусами с каждой стороны. В некоторых примерах, форма факела распыла является несимметричной относительно оси форсунки.
Ось 222 наконечника 220 пересекает центральную ось 224 камеры сгорания под углом 226 распыла в 62,5 градуса. Однако предполагались другие углы распыла. В некоторых примерах, угол 226 распыла может иметь значение между 30 и 90 градусами или 45 и 80. Следует принимать во внимание, что ось 222 наконечника 220 может не быть выровненной с центральной осью трубки 228 подачи в топливной форсунке 44 непосредственного впрыска в некоторых вариантах осуществления.
Стрелка 230 обозначает общий поток всасываемого воздуха через второе впускное отверстие 20 в камеру 22 сгорания. Следует принимать во внимание, что поток всасываемого воздуха обладает дополнительной сложностью, которая не изображена. Как проиллюстрировано, направление факела 210 распыла топлива по меньшей мере частично является противоположным потоку всасываемого воздуха в камеру сгорания. Как результат, смешивание топлива и воздуха может усиливаться, тем самым, увеличивая эффективность сгорания. Дополнительно, топливная форсунка 44 непосредственного впрыска расположена вертикально ниже выпускной направляющей 48. Однако предполагались другие относительные положения. Вертикальная ось 290 и поперечная ось 292 предусмотрены для начала отсчета.
Фиг.2 также показывает, что первый угол 260, образованный между радиальной осью 262 второго выпускного отверстия 30 и центральной осью 224 камеры 22 сгорания, меньше, чем второй угол между радиальной осью второго впускного отверстия 20 и центральной осью 224. Фиг.2 также показывает второй угол 264, образованный между радиальной осью 266 второго впускного отверстия 20 и центральной осью 224. Первый угол 260 меньше, чем второй угол 264, в изображенном варианте осуществления. Однако, в других вариантах осуществления, первый угол может быть большим, чем второй угол, или два угла могут быть равнозначными. Радиальная ось 262 второго выпускного отверстия 30 перпендикулярна и продолжается через выровненную в осевом направлении ось второго выпускного отверстия. Подобным образом, радиальная ось 266 перпендикулярна и продолжается через выровненную в осевом направлении ось второго выпускного отверстия 20. Следует принимать во внимание, что первое и второе впускные отверстия имеют сходные геометрии и углы. Подобным образом, первое и второе выпускные отверстия имеют сходные геометрии и углы. Плоскость, продолжающаяся в и из листа чертежа (то есть, перпендикулярная листу чертежа) и через центральную ось 224, может быть разделительной линией между стороной выпуска и стороной впуска камеры 22 сгорания. Как показано, электрический разъем 270, содержащийся в топливной форсунке 44 непосредственного впрыска, продолжается вертикально из топливной форсунки непосредственного впрыска. Электрический разъем 270 может быть выполнен с возможностью приема сигналов от контроллера 100 через проводное или беспроводное электрическое соединение. В других вариантах осуществления, электрический разъем 270 может продолжаться в ином направлении, таком как по направлению вниз к блоку 202 цилиндров.
Фиг.3 показывает вид сверху двигателя 10, содержащего головку 14 блока цилиндров. Показаны первая впускная направляющая 16 и вторая впускная направляющая 17. Дополнительно, также проиллюстрированы первое впускное отверстие 18 и второе впускное отверстие 20. Устройство 40 зажигания также показано. Первое выпускное отверстие 28 и второе выпускное отверстие 30 также показаны. Дополнительно, изображены первая выпускная направляющая 46 и вторая выпускная направляющая 48. Топливная форсунка 44 непосредственного впрыска показана продолжающейся между первой выпускной направляющей 46 и второй выпускной направляющей 48. Таким образом, может быть увеличена компактность головки 14 блока цилиндров. Однако предполагались другие положения топливной форсунки. Следует принимать во внимание, что первая выпускная направляющая 46 и вторая выпускная направляющая 48 встроены в головку 14 блока цилиндров в изображенном варианте осуществления. Это встраивание увеличивает компактность двигателя 10. Также изображена ширина 82 участка 80 траверсы впускного клапана. Дополнительно, также изображена ширина 86 участка 84 траверсы выпускного клапана.
Как показано, первая выпускная направляющая 46 и вторая выпускная направляющая 48 сходятся в точке 64 схождения двух направляющих, имеют неравную длину, чтобы приспосабливаться под топливную форсунку 44 непосредственного впрыска. Длина первой выпускной направляющей 46 может измеряться вдоль оси 320 направляющей от границы раздела первой выпускной направляющей с первым выпускным отверстием 28 до точки 64 схождения. Таким конец выпускных направляющих может находиться в точке 64 схождения. Следует принимать во внимание, что выпускные каналы могут продолжаться ниже по потоку от выходного отверстия выпускного коллектора. Длина второй выпускной направляющей 48 может измеряться от ее границы раздела со вторым выпускным отверстием 30 и точкой 64 схождения. Длина второй выпускной направляющей 48 может измеряться вдоль оси 322 направляющей от границы раздела второй выпускной направляющей с вторым выпускным отверстием 30 до точки 64 схождения. Оси 320 направляющих могут быть центральными осями своих соответствующих выпускных направляющих. Таким конец выпускных направляющих может находиться в точке 64 схождения. Вторая выпускная направляющая 48 является более длинной, чем первая выпускная направляющая 46, в изображенном варианте осуществления. Однако, в других вариантах осуществления, первая и вторая выпускные направляющие могут иметь равнозначную длину, или первая выпускная направляющая могут иметь большую длину, чем вторая выпускная направляющая.
Более того, первая выпускная направляющая 46 и вторая выпускная направляющая 48 изогнуты. Изгибы выпускных направляющих противоположны друг другу. Более точно, выпускные направляющие (46 и 48) изогнуты в противоположных поперечных направлениях. Поэтому, первая выпускная направляющая 46 изогнута в отрицательном поперечном направлении, а вторая выпускная направляющая 48 изогнута в положительном поперечном направлении. Положительное поперечное направление является направлением, продолжающимся к верхней части листа чертежа. Поперечная ось 292 и продольная ось 310 предусмотрены для начала отсчета. Выпускные направляющие изогнуты таким образом, чтобы приспосабливаться под топливную форсунку 44 непосредственного впрыска. Однако предполагались другие геометрии выпускных направляющих. Например, одна выпускная направляющая может быть изогнута наряду с тем, что другая выпускная направляющая является по существу прямолинейной, или обе выпускных направляющих могут быть прямолинейными.
Фиг.4 показывает еще один вид двигателя 10, содержащего головку 14 блока цилиндров. Следует принимать во внимание, что блок 202 цилиндров не показан на фиг.4, но может быть присоединен к головке 14 блока цилиндров и содержатся в двигателе 10. Также показаны топливная форсунка 44 непосредственного впрыска, первое впускное отверстие 18, второе впускное отверстие 20, первое выпускное отверстие 28 и второе выпускное отверстие 30. Более того, первая впускная направляющая 16, вторая впускная направляющая 17, первая выпускная направляющая 46 и вторая выпускная направляющая 48 также показаны.
Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по сути, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, многоцилиндровые рядные двигатели, V-образные двигатели и горизонтально оппозитные двигатели, работающие на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных топливных конфигурациях, могли бы использовать настоящую полезную модель, чтобы давать преимущество. Предмет настоящего описания включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Последующая формула полезной модель подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы полезной модели включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке. Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в качестве включенной в предмет полезной модели настоящего описания.