CN105026744B - 用于内燃发动机的进气*** - Google Patents

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Abstract

提供了一种控制进入燃烧室的涡流的进气歧管。每个进气歧管包括翅片部或肋部，该翅片部或肋部定位成减小或消除由进气歧管的构型引起的涡流，特别是当该进气歧管在具有左列燃烧室和右列燃烧室的大型发动机中使用时。通过控制由进气歧管引起的涡流，改善了发动机气缸之间的涡流一致性以及左列与右列之间的涡流一致性，从而改善了动力输出的一致性并且减少了排放物，特别是也被称为烟尘的颗粒排放物。

Description

用于内燃发动机的进气***
优先权
本申请要求于2013年3月1日提交的名称为用于内燃发动机的进气***、序列号为No.13/782,997的美国专利申请的优先权。上述申请的公开内容通过参引并入本文。
技术领域
本公开涉及用于内燃发动机的进气***，并且更具体地涉及这样的进气***：该进气***包括翅片部或肋部，该翅片部或肋部定位在进气***与内燃发动机的燃烧室之间的接合部处，在该位置处，翅片部或肋部可以结合到进气***中。
背景技术
内燃发动机需要进气被引入燃烧室中以作为燃烧过程的一部分。通常以使进气在燃烧室中形成涡流的方式将进气引入燃烧室中，这有助于使引入燃烧室中的燃料和空气混合。进气的均匀且一致的混合提供了自每个燃烧室的一致的动力输出并且可以提供减少的排放物，尤其是减小的颗粒排放物，该颗粒排放物也被称为烟尘。
发明内容
本公开内容提供了一种内燃发动机，包括发动机机体、第一进气歧管和第二进气歧管。发动机机体包括多个左列燃烧室和多个右列燃烧室。第一进气歧管定位在左列侧上，第二进气歧管定位在右列侧上。第一进气歧管和第二进气歧管中的每一者附接至发动机机体。第一进气歧管和第二进气歧管中的每一者包括纵向延伸的气流通道、形成纵向延伸的气流通道的本体内表面、形成在本体内表面中的多个入口开口、多个出口开口以及多个横向气流通道。多个横向气流通道中的每个横向气流通道在多个入口开口中的至少一个入口开口与多个出口开口中的至少一个出口开口之间延伸并且包括横向通道纵向轴线和通道内表面。第一进气歧管和第二进气歧管中的每一者还包括至少一个翅片部，所述至少一个翅片部从通道内表面径向地向内延伸入多个横向气流通道中的每个横向气流通道中并且在沿横向通道纵向轴线的方向上延伸。横向通道纵向轴线弯曲成形成横向通道角，并且横向气流通道定位成与纵向延伸的气流通道以横向通道连接角相交。
本公开内容还提供了一种内燃发动机，包括发动机机体、第一进气歧管、第二进气歧管和间隔件部。发动机机体包括多个左列燃烧室和多个右列燃烧室。第一进气歧管定位在左列侧上，第二进气歧管定位在右列侧上。第一进气歧管和第二进气歧管中的每一者附接至发动机机体。第一进气歧管和第二进气歧管中的每一者包括纵向延伸的气流通道、形成纵向延伸的气流通道的本体内表面、形成在本体内表面中的多个入口开口、多个出口开口以及多个横向气流通道。多个横向气流通道中的每个横向气流通道在多个入口开口中的一个入口开口与多个出口开口中的一个出口开口之间延伸并且包括横向通道纵向轴线。横向通道纵向轴线弯曲成形成横向通道角，并且横向气流通道定位成与纵向延伸的气流通道以横向通道连接角相交。在第一进气歧管与发动机机体之间定位有间隔件部并且在第二进气歧管与发动机机体之间定位有间隔件部。每个间隔件部包括多个间隔件通道和至少一个翅片部。多个间隔件通道定位成将多个横向气流通道连接至发动机机体。至少一个翅片部在沿横向通道纵向轴线的方向上从间隔件部延伸入各个横向气流通道中。
本公开内容还提供了一种内燃发动机，包括发动机机体、第一进气歧管、第二进气歧管和翅片式***部。发动机机体包括多个左列燃烧室和多个右列燃烧室。第一进气歧管定位在左列侧上，第二进气歧管定位在右列侧上。第一进气歧管和第二进气歧管中的每一者附接至发动机机体。第一进气歧管和第二进气歧管中的每一者包括纵向延伸的气流通道、形成纵向延伸的气流通道的本体内表面、形成在本体内表面中的多个入口开口、多个出口开口以及多个通道内表面，每个通道内表面形成横向气流通道。多个横向气流通道中的每个横向气流通道在多个入口开口中的至少一个入口开口与多个出口开口中的至少一个出口开口之间延伸。多个横向气流通道中的每个横向气流通道包括横向通道纵向轴线并且包括至少一个凹槽，所述至少一个凹槽形成在每个通道内表面中并且在沿着横向通道纵向轴线的方向上延伸。横向通道纵向轴线弯曲成形成横向通道角。横向气流通道定位成与纵向延伸的气流通道以横向通道连接角相交。翅片式***部定位在该至少一个凹槽中。翅片式***部从通道内表面径向地向内延伸入横向气流通道中。
本公开内容还提供了一种内燃发动机，包括发动机机体、第一进气歧管、第二进气歧管、至少一个凹槽、以及翅片式***部。发动机机体包括多个左列燃烧室、多个右列燃烧室以及多个气缸盖，所述多个气缸盖定位成覆盖左列燃烧室和右列燃烧室。多个气缸盖中的每个气缸盖包括多个盖入口开口和多个盖内表面，每个盖内表面形成盖通道，每个盖通道包括盖通道纵向轴线并且将至少一个盖入口开口连接至至少一个燃烧室。第一进气歧管定位在左列侧上，第二进气歧管定位在右列侧上。第一进气歧管和第二进气歧管中的每一者附接至发动机机体并且包括纵向延伸的气流通道、形成纵向延伸的气流通道的本体内表面、形成在本体内表面中的多个入口开口、多个出口开口以及多个通道内表面。每个通道内表面形成横向气流通道。每个横向气流通道在多个入口开口中的至少一个入口开口与多个出口开口中的至少一个出口开口之间延伸并且包括横向通道纵向轴线。横向通道纵向轴线弯曲成形成横向通道角。横向气流通道定位成与纵向延伸的气流通道以横向通道连接角相交。每个出口开口定位成将至少一个纵向延伸的气流通道与至少一个盖通道连接。该至少一个凹槽形成在包括通道内表面和在每个入口开口与每个燃烧器之间延伸的盖内表面的每个组中的至少一者中。该至少一个凹槽在沿着横向通道纵向轴线和盖通道纵向轴线中的至少一者的方向上延伸。翅片式***部定位在至少一个凹槽中，翅片式***部从通道内表面和盖内表面中的至少一者径向地向内延伸入相应的横向气流通道或盖通道中。
根据下面结合附图对示例实施方式的详细描述，本公开内容的实施方式的优点和特征将变得更清楚。
附图说明
图1是第一种传统的内燃发动机的一部分的平面图。
图2是图1的内燃发动机的沿着线2-2的端视图。
图3是图1的内燃发动机的左列侧的气缸盖和进气歧管部以及图1的内燃发动机的右列侧的气缸盖和进气歧管部的平面图。
图4是图3的一个左列进气歧管部和一个右列进气歧管部的立体图，示出了源自每个进气歧管部的格式化气流。
图5是根据本公开内容的第一实施方式的进气歧管部的立体图。
图6是图5的进气歧管部沿着图5中的线6-6的立体截面图。
图7是根据本公开内容的第二实施方式的进气歧管部的立体图。
图8是根据本公开内容的第三实施方式的气缸盖的一部分的立体图。
图9是图8的气缸盖沿着线9-9的截面图。
图10是图8的气缸盖的一部分的端视图。
图11是根据本公开内容的第四实施方式的与图8的气缸盖兼容的翅片***部的立体图。
图12是根据本公开内容的第五示例实施方式的横向气流通道的立体图。
图13是根据本公开内容的第六示例实施方式的横向气流通道的立体图。
图14是根据本公开内容的第七示例实施方式的横向气流通道的立体图。
图15是根据本公开内容的第八示例实施方式的横向气流通道的端视图。
图16是根据本公开内容的第九示例实施方式的横向气流通道的端视图。
图17是根据本公开内容的第十示例实施方式的歧管部和间隔件部的分解立体图。
图18是横向气流通道的端视图，示出了本公开内容的一些特征。
图19是图17的横向气流通道沿着线18-18的截面图。
图20是第二种传统的内燃发动机的一部分的平面图。
具体实施方式
参照图1，内燃发动机的一部分以简化示意图示出并且总体上标示为10。发动机10包括发动机机体12，发动机机体12包括发动机缸体14和多个气缸(未示出)。发动机机体12还包括多个气缸盖16，所述多个气缸盖16中的每个气缸盖覆盖一个气缸并且与发动机机体12的其他元件一起工作以形成多个燃烧室。发动机10还包括进气***18，该进气***18包括进气回路20和一对进气歧管22，所述一对进气歧管22沿着进气回路20定位，每个进气歧管22都附接至发动机机体12。进气***18还可以包括沿着进气回路20定位的涡轮增压器24。每个进气歧管22包括多个相同构造的进气歧管部26a和26b。燃烧室、气缸盖16、以及进气歧管部26a排列在左列或左侧28中，而燃烧室、气缸盖16、以及进气歧管部26b排列在右列或右侧30中，从而可以形成“V”形构型或直线构型。左列28和右列30布置在竖向延伸的发动机机体平面32的相对的侧上。发动机10可以包括其他元件和***(未示出)，比如燃料***、排气***、控制***、以及后处理***。
发动机10属于具有较低产量(volume production)的尺寸等级。为使具有较低产量的发动机的成本减至最小，进气歧管部26a和26b构造相同，并且气缸盖16构造相同。在本公开内容的上下文中，“构造相同”是指每个进气歧管部26a和26b具有类似定向的气流通道以及类似构造的安装位置。由于相同的构型，每个进气歧管部26a和26b能够与任何其他进气歧管部26a或26b互换。每个进气歧管部26a或26b流体连接至一个燃烧室。每个进气歧管部26a或26b可以直接附接至一个气缸盖16。在示例实施方式中，每个进气歧管部26a或26b连接至至少一个相邻的进气歧管部26a或26b。无论发动机尺寸如何，对进入燃烧室的气流而言，重要的是当进气流入燃烧室时提供一致的空气运动，以提供燃烧室之间相似的输出动力并且具有自发动机的均匀的排放流，并且在适用的情况下，该排放流进入后处理***使得后处理***能够以最佳方式除去或中和排放物。申请人通过大量实验和建模确定出进气歧管部26a和26b的构型导致左列18中的涡流的量与右列30中的涡流的量存在差异。通过修改来自现有技术的进气歧管部，申请人已经研发出提供对左列28的燃烧室和右列30的燃烧室中的涡流均匀性有显著改进的进气歧管部。通过优化燃烧室中涡流的量，使也称为烟尘的颗粒排放物减至最少，并且提供了缸至缸及左列28与右列30之间的动力输出的一致性。
参照图3，示出了左列28的一部分和右列30的一部分。如上文所述，并且如图4中具体示出的，每个进气歧管部26a和26b构造相同。每个进气歧管部26a和26b包括本体部34、板部36、以及将板部36连接至本体部34的连接部38。本体部34包括本体纵向轴线40、第一端部42、第二端部44、以及沿着纵向轴线40从第一端部42延伸至第二端部44的纵向气流通道46。第二端部44包括外部直径或外侧直径56。每个进气歧管部26a和26b还包括第一横向气流通道48和第二横向气流通道50，第一横向气流通道48和第二横向气流通道50从板部36延伸穿过连接部38并连接至纵向气流通道46。第一横向气流通道48和第二横向气流通道50以在示例实施方式中为约90度的横向通道连接角51连接至纵向气流通道46。
第一端部42包括凸缘部52，凸缘部52包括定尺寸成接纳第二端部44的外侧直径56的内部直径或内侧直径54，这允许将一个进气歧管部26a或26b的第二端部44***另一进气歧管部26a或26b的第一端部42内。当每个进气歧管部26a或26b定位在发动机10上时，每个板部36固定至一个气缸盖16并且可以通过多个紧固件58、夹具或其他机构保持就位。每个第二端部44定位在相邻进气歧管部26a或26b的第一端部42内、定位在进气回路20的另一元件内、或由盖60覆盖，如图1中所示。至第二端部44的每个连接使用垫片材料进行密封，或可以使用诸如焊接的其他技术进行密封。类似地，每个第一端部42连接至相邻进气歧管部26a或26b的第二端部44或与相邻进气歧管部26a或26b的第二端部44配合、连接至进气回路20的另一元件或与进气回路20的另一元件配合、或由盖62覆盖，如图1中所示。至第一端部42的每个连接使用垫片材料进行密封，或可以使用诸如焊接的其他技术进行密封。为了使发动机10紧凑以满足顾客期望，进气歧管22位于下述位置中:所述位置需要连接部38是弯曲的或呈曲线型的并且用以形成横向通道角64，如图2中所示。因而，连接部38的构型使得第一横向气流通道48和第二横向气流通道50是弯曲或成曲线型的并且包括横向通道角64。在示例实施方式中，横向通道角64可以在70度至135度的范围内。
如上文中描述的，每个气缸盖16附接至或安装在发动机缸体14上并且覆盖燃烧室，可以在图3中看到以虚线示出并且总体上标示为66的燃烧室的一部分。气缸盖16还包括第一盖通道68和第二盖通道70。第一盖通道68将第一横向气流通道48连接至燃烧室66。第一盖通道68基本上沿着平面延伸直到其与燃烧室66在燃烧室66的位于第一室开口74处的一侧连接为止。第二盖通道70将第二横向气流通道50连接至燃烧室66。当从图1中和图3中所示方向观察发动机10时，第二盖通道70沿着平面72延伸，但在通入燃烧室66之前，第二盖通道70从平面72沿着顺时针方向延伸，从而在第二室开口76处连接至燃烧室66。
当发动机10运转时，外侧或外部的空气从进气口(未示出)流入进气回路20。空气可以流过一个或更多个过滤器(未示出)，并且在示例实施方式中流过涡轮增压器24。接着进气流入进气歧管22，左列28处设有一个进气歧管并且右列30处设有一个进气歧管。尽管并未示出，但空气还可以流动通过增压空气冷却器并且流过进气歧管22上游的其他元件。一旦进气流入进气歧管22，进气通过纵向气流通道46流入每个进气歧管部26a或26b中。在左列28中，空气从每个进气歧管部26a的第一端部42流入纵向气流通道46中。接着空气流入进气歧管部26a的第一横向气流通道48和第二横向气流通道50，从而移动经过第一角，该第一角为横向通道连接角51。当气流通过第一横向气流通道48和通过第二横向气流通道50时，气流流动经过第二角，该第二角为横向通道角64。通过板部36离开进气歧管26a的气流在图4中示出为格式化线条并且标示为78。
在右列30中，空气从每个进气歧管部26b的第二端部44流入纵向气流通道46中。接着空气流入进气歧管部26b的第一横向气流通道48和第二横向气流通道50，从而移动经过第一角，该第一角为横向通道连接角51。当气流通过第一横向气流通道48和通过第二横向气流通道50时，气流流动经过第二角，该第二角为横向通道角64。通过板部36离开进气歧管26b的气流在图4中示出为格式化线条并且标示为80。离开进气歧管部26a和26b的气流进入每个相应的气缸盖16的第一盖通道68和第二盖通道70。气流从第一盖通道68的第一室开口74和第二盖通道70的第二室开口76进入燃烧室66。第一室开口74和第二室开口76相对于燃烧室66的位置的作用是使流入燃烧室66的进气流形成当从图1和图3中示出的方向观察发动机10时的顺时针燃烧室涡流，该顺时针燃烧室涡流在图3中以82标示。
发动机10很好地实现了其预期目的，但发动机10存在挑战。申请人意识到发动机10的一个挑战在于左列28与右列30之间的输出动力和排放量是不同的。还没有理解的是左列28与右列30之间存在差异的原因。申请人对左列28和右列30的每个单独的部件进行了大量的分析和测试。申请人意外地发现气流78以顺时针旋转离开进气歧管部26a并且气流80以逆时针旋转离开进气歧管部26b。这样的旋转是由气流通过横向通道连接角51第一次改变方向并且通过横向通道角64第二次改变方向而引起的。由于横向通道角64的方向在发动机10的相对的侧——即左侧和右侧——是相反的，因此，从第一盖通道68和第二盖通道70进入燃烧室66的气流旋转方向在左侧和右侧上也是相反的，即顺时针方向对逆时针方向。申请人还发现气流78和气流80的旋转方向影响燃烧室66中的涡流的量。
在一个发动机构型中，基于进入每个左列28燃烧室的气流的涡流的量比预期高20％，基于进入每个右列30燃烧室66的气流的涡流的量比预期低30％。因此，右列30中的涡流与左列28中的涡流相差超过40％。因此，由于由纵向气流通道46、第一横向气流通道48和第二横向气流通道50引起的旋转，在左列28中的每个燃烧室66中的涡流——也被称为流漩涡——实际上比预期的行进穿过上述通道未引起涡流的情况高20％。此外，在右列30中的每个燃烧室66中的涡流实际上比预期的行进通过上述通道未引起涡流的情况低30％。如上文中指出的，如果涡流或流漩涡过高或过低，烟尘排放量会增大并且动力在左列38与右列30之间变化。因而，涡流在左列28与右列30之间的差异不期望地引起了颗粒排放物的增多并且引起了不期望的动力变化。流漩涡还可能在同一列中的气缸与气缸之间存在差异，但这些差异通常远小于列之间的差异。
为减小由进气歧管部26a和26b的构型引起的气流旋转的量，申请人确定的是布置在第一横向气流通道48和第二横向气流通道50中的一个或更多个翅片部或肋部将流动自第一横向气流通道48和第二横向气流通道50的空气的旋转减至接近零。通过将气流旋转减小至接近零，左列燃烧室和右列燃烧室中的涡流变得几乎相同，从而提高了左列28和右列30之间的空气和燃料的混合的均匀性。提高的混合改善了自左列28和右列30的动力输出的一致性以及从左列28和右列30的排放水平，从而几乎消除了先前观察到的差异。
尽管内燃发动机10示出了左列28和右列30的并列构型，然而，左列和右列的定义更多的是指通过进气歧管部的气流的取向，这与物理上对左列和右列的位置定向一样。图20示出了传统的内燃发动机400，该内燃发动机400包括发动机机体402，发动机机体402还包括气缸体406，气缸体406附接有一个或更多个气缸盖404。进气***408与图1的进气***18起类似的作用。进气***408包括进气歧管410，该进气歧管410包括可与进气歧管部26a和26b类似的多个进气歧管部412a和412b。由于进气***408在中心位置中连接至进气歧管410，因此，进气歧管410被分成左列410和右列416，其中，空气以如上面针对左列28的进气歧管部26a描述的方式流过进气歧管部412a并且空气以如上面针对右列30的进气歧管部26b描述的方式流过进气歧管412b。因此，从气流的角度来看，直列式内燃发动机可以具有左列和右列。
参照图5和图6，示出了本公开内容的第一示例实施方式的进气歧管部100。与进气歧管26a和26b一样，进气歧管部100包括本体部102、具有外表面124的板部104、以及从本体部102延伸至板部104的连接部106。进气歧管部100还包括本体纵向轴线108、第一端部110、第二端部112、以及本体内表面113，本体内表面113形成沿着本体纵向轴线108延伸的纵向气流通道114。进气歧管部100还包括第一入口开口134和第一出口开口120、以及第一通道内表面136，第一入口开口134形成在本体内表面113中，第一出口开口120形成在板部104的外表面124中，第一通道内表面136形成在第一入口开口134与第一出口开口120之间定位或延伸的第一横向气流通道116。因此，第一入口开口134位于第一横向气流通道116的第一端处而第一出口开口120位于第一横向气流通道116的第二端处。进气歧管部100还包括第二入口开口(未示出)和第二出口开口122、以及第二通道内表面138，第二入口开口形成在本体内表面113中，第二出口开口122形成在板部104的外表面124中，第二通道内表面138形成在第二入口开口与第二出口开口122之间定位或延伸的第二横向气流通道118。因此，第二入口开口位于第二横向气流通道118的第一端处而第二出口开口122位于第二横向气流通道118的第二端处。第一横向气流通道116包括第一横向通道纵向轴线130，该第一横向通道纵向轴线130在第一入口开口134与第一出口开口120之间延伸通过第一横向气流通道116的中心。第二横向气流通道118包括第二横向通道纵向轴线132，该第二横向通道纵向轴线132在第二入口开口与第二出口开口122之间延伸通过第一横向气流通道116的中心。每个横向通道纵向轴线以横向通道连接角51延伸至纵向气流通道114，并且每个横向通道纵向轴线的延伸部分可以与本体纵向轴线108相交。在示例实施方式中，横向通道连接角51为90度，但可以是任何角度。每个横向气流通道延伸通过连接部106至板部104。第一横向通道轴线130以横向通道角64从板部104延伸至横向通道轴线130的延伸到纵向气流通道114中的部分或可以与本体纵向轴线108相交的部分。当进气歧管部100定位在发动机机体12上时，第一出口开口120和第二出口开口122与燃烧室66流体连通，因而为进气提供了至燃烧室66的流动路径。
进气歧管部100还包括在板部104和连接部106中的至少一者中形成的至少一个翅片部或肋部126。每个翅片部或肋部126从第一通道内表面136径向地向内延伸入第一横向气流通道116中并且朝向第一横向通道轴线130延伸，或从第二通道内表面138径向地向内延伸入第二横向气流通道118中并且朝向第二通道轴线132延伸。每个翅片部或肋部126在沿着相应横向气流通道的方向上纵向地延伸，即，在相应横向气流通道的第一横向通道轴线130或第二横向通道轴线132延伸的相同方向上延伸。气流还沿着第一横向通道轴线130朝向燃烧室66流动通过第一横向气流通道116并且沿着第二横向通道轴线132朝向燃烧室66流动通过第二横向气流通道118。为了便于铸造，每个翅片部或肋部126可以沿着可能在进气歧管部100的制造期间形成的铸造分型线128。在示例实施方式中，第一横向气流通道116包括一对相对地设置的、水平延伸的、共面的翅片部126，并且第二横向气流通道118包括一对相对地设置的、水平延伸的、共面的翅片部126。在示例实施方式中，左列中的每个翅片部126与左列或左侧中的所有其他翅片部126共面，并且每个翅片部126与右列或右侧中的所有其他翅片部126共面。然而，在示例实施方式中，在一列中的每个翅片部126不与相对的列中的任何翅片部共面，尽管在其它实施方式中是可以的。由于翅片部126沿着第一横向气流通道116的第一横向通道轴线130延伸或沿着第二横向气流通道118的第二横向通道轴线132延伸，因此，翅片部126可以具有图6中可见的弯曲部140。由于涡流在每个横向气流通道延伸经过曲线型的横向通道角64之后更大，因此，翅片部126设置成距离第一出口开口120或第二出口开口122比距离第一入口开口134和第二入口开口(未示出)更近。此外，将翅片部126定位成更靠近于出口开口可以使得在制造期间更容易地形成翅片部126。在图6中所示的示例实施方式中，翅片部126从第一出口开口120或第二出口开口122纵向地延伸。
在下面的实施方式中，与第一示例实施方式的附图标记相同的元件的作用与第一示例实施方式中的类似，并且对先前已描述过的元件的任何说明是为了清楚起见。
参照图7，示出了第二示例实施方式的进气歧管部150。与进气歧管部26a、26b以及100一样，进气歧管部150包括本体部102、具有外表面174的板部154、以及从本体部102延伸至板部154的连接部156。进气歧管部150也包括与入口开口134类似的第一入口开口(未示出)和第一出口开口170、以及第一通道内表面180，第一出口开口170形成在板部154的外表面174中，第一通道内表面180形成在第一入口开口与第一出口开口170之间定位或延伸的第一横向气流通道166。进气歧管部150还包括与上文描述的第二入口开口类似的第二入口开口(未示出)和第二出口开口172、以及第二通道内表面182，第二出口开口172形成在板部154的外表面174中，第二通道内表面182形成在第二入口开口与第二出口开口172之间定位或延伸的第二横向气流通道168。第一横向气流通道166包括第一横向通道纵向轴线184，第一横向通道纵向轴线184在第一入口开口与第一出口开口170之间延伸。第二横向气流通道168包括第二横向通道纵向轴线186，第二横向通道纵向轴线186在第二入口开口与第二出口开口172之间延伸。每个横向气流通道延伸通过连接部156至板部154。
进气歧管部150还包括在板部154和连接部156中的至少一者中形成的至少一个翅片部或肋部176。每个翅片部或肋部176从第一通道内表面180径向地向内延伸入第一横向气流通道166或从第二通道内表面182径向地向内延伸入第二横向气流通道168。每个翅片部或肋部176可以沿与前述实施方式中的肋部126的方向垂直的方向定向，并且因而可以沿基本上竖向的方向定向。在示例实施方式中，每个翅片部或肋部176与左列或左侧以及右列或右侧中的所有其他翅片部或肋部176平行。每个翅片部或肋部176在沿着相应的横向气流通道的方向上纵向地延伸，即，在沿着相应的气流通道的第一横向通道轴线184或第二横向通道轴线186延伸的相同方向上延伸，该方向也是通过第一横向气流通道166和第二横向气流通道168的气流的方向。在示例实施方式中，进气歧管部150包括一对相对地设置的翅片部176。由于涡流在每个横向气流通道延伸经过先前描述的横向通道角64之后更大，因此，翅片部176设置成距离第一出口开口170或第二出口开口172比距离第一入口开口(未示出)和第二入口开口(未示出)更近，因而翅片部或肋部176在该位置中是最有效的。此外，将翅片部或肋部176定位成更靠近出口开口可以使得在制造期间更容易地形成翅片部或肋部176。在图7中所示的示例实施方式中，翅片部或肋部176从第一出口开口170或第二出口开口172纵向地延伸。
参照图8至图10，示出了根据本公开内容的第三示例实施方式的气缸盖并且该气缸盖总体上以200标示。气缸盖200包括外表面224以及在外表面224中形成的第一盖入口开口202和第二盖入口开口204。气缸盖200还包括第一盖内表面206，该第一盖内表面206从第一盖入口开口202向内延伸从而形成第一盖通道212。气缸盖200还包括第二盖内表面208，该第二盖内表面208从第二盖入口开口204向内延伸从而形成第二盖通道214。第一盖通道212以与图3中所示的第一盖通道68类似的方式从第一盖入口开口202延伸至燃烧室。第二盖通道214以与图3中所示的第二盖通道70类似的方式从第二盖入口开口204延伸至燃烧室。第一盖入口开口202将气流通道如第一横向气流通道48流体地连接至第一盖通道212。第二盖入口开口204将气流通道如第二横向气流通道50连接至第二盖通道214。第一盖通道212包括第一盖通道纵向轴线216，第一盖通道纵向轴线216沿着第一盖通道212延伸，并且可以沿着第一盖通道212的中心线延伸。第二盖通道218包括第二盖通道纵向轴线218，第二盖通道纵向轴线218沿着第二盖通道214延伸，并且可以沿着第二盖通道214的中心线延伸。
气缸盖200还包括在第一盖内表面206和第二盖内表面208中形成的一个或更多个凹槽、狭槽或沟槽228。每个凹槽或狭槽228在沿第一盖通道轴线216或第二盖通道轴线218的方向上延伸。尽管在前述实施方式中，先前描述的凹槽或狭槽228被描述为从各个开口延伸，然而，第三实施方式中的每个凹槽或狭槽228从距离第一盖入口开口202或第二盖入口开口204一定间隔距离的位置处延伸。间隔距离的原因在于第一盖通道212包括靠近或邻近第一盖入口开口202定位的喇叭口部220，并且第二盖通道214包括靠近或邻近第二盖入口开口204定位的喇叭口部222。每个凹槽或狭槽可以铸造在气缸盖200内或可以加工在气缸盖200内。
翅片式***部226定尺寸并定形状成与凹槽228配合。翅片式***部226包括纵向延伸部230和定尺寸成与凹槽228配合的一个或更多个接合部232。翅片式***部226通过将翅片式***部226安装入第一盖入口开口202或第二盖入口开口204中定位在至少一个凹槽228内。翅片式***部226可以与凹槽228压配合、可以焊接在凹槽228中、或者可以通过其他方式固定在凹槽228内，这意味着一个凹槽228可能足以适当地定位翅片式***部226。如果翅片式***部226与一对凹槽228松配合或滑动配合，则当进气歧管部如进气歧管部26a或26b附接、安装或定位在气缸盖200上时，进气歧管部26a或26b的尺寸和位置将翅片式***部226保持在凹槽228内。尽管为了便于制造，翅片式***部226可以与凹槽228配合，然而，翅片式***部226可以通过适合的固定装置保持就位并且接着通过焊接或其他适合的附接技术附接至气缸盖200的形成第一盖通道212的第一盖内表面206或形成第二盖通道214的第二盖内表面208。
气缸盖200的构型提供了进一步控制进入燃烧室66的气流的机会。如图11中所示，根据本公开内容的第四示例实施方式的翅片式***部234包括平的平面部242和从平的平面部242延伸的一个或更多个纵向部236。平的平面部242包括提供与先前描述的接合部232类似的功能的一个或更多个接合部244。接合部232可以包括变形部246，该变形部246可以呈正弦波的形状或其他变形构型。每个变形部246与凹槽、狭槽或沟槽228接合并且有助于将翅片式***部234保持在气缸盖200内。
每个纵向部236以相对于平的地点或位置或平面的地点或位置240的***角238偏斜、弯曲或变形。在示例实施方式中，***角238在零度至十度的范围内，并且每个纵向部236沿与形成在翅片式***部234上的另一纵向部236相反的方向偏斜。在其他实施方式中，***角238可以根据通过翅片式***部234的气流的速度、相关盖通道的直径以及其他因素在零度至三十度的范围内。这种构型的优点在于其允许在使得能够改变通过每个气缸盖200的气流的同时使用用于左列28和右列30的单个气缸盖200。翅片式***部234的构型可以有利于增大或减小燃烧室66中的涡流同时以下文关于图12至图14描述的气流的改型相似的方式保持涡流的一致性。
翅片式***部234的工作方式如下。从进气歧管部流出的进气流入第一盖入口开口202或第二盖入口开口204。当进气进入第一盖入口开口202或第二盖入口开口204时，进气包括顺时针或逆时针的涡流。当进气流动通过平的平面部242时，进气涡流被消除。当进气沿着第一盖通道212或第二盖通道214纵向流动时，纵向部236将在进气流中引起可控量的涡流。涡流的方向取决于纵向部236的变形的方向，这意味着由纵向部236引起的涡流可以是顺时针或逆时针的。***角238的大小决定了所引起的涡流的大小。如先前指出的，***角238可以在正负十度的范围内，但可以在正负三十度的范围内。这些范围的一个原因在于：当***角238增大时，翅片式***部234可能基于相关盖通道的尺寸对进气流提供压力降，从而减小发动机10的效率。
参照图12，示出了本公开内容的第五示例实施方式。为了简化说明，仅示出了包括第一横向通道纵向轴线256的第一横向气流通道250的图示。一个或更多个翅片部或肋部252延伸入第一横向气流通道250中并且以相对于横向气流通道250的第一横向通道轴线256的翅片角或肋角254沿着第一横向气流通道250纵向地延伸。在示例实施方式中，基于上文描述的原因，翅片角或肋角254在零度至十度的范围内，但可以在零度至三十度的范围内。所示构型的益处在于：如果顺时针涡流遇到翅片部或肋部252，则涡流的量减少，但保持顺时针方向。翅片部或肋部252可以从第一横向气流通道250的端部***，可以铸造入气流通道250中，或可以附接至形成第一横向气流通道250的内壁。
参照图13，示出了本公开内容的第六示例实施方式。为了简化说明，仅示出了包括第一横向通道纵向轴线276的第一横向气流通道270的图示。一个或更多个翅片部或肋部272延伸入第一横向气流通道270中并且以相对于第一横向气流通道270的第一横向通道轴线276的翅片角或肋角274沿着第一横向气流通道270纵向地延伸。在示例实施方式中，如上文所描述的，翅片角或肋角274在零度至十度的范围内，但可以在零度至三十度的范围内。所示构型的益处在于如果少量的顺时针涡流遇到肋部272，则涡流的量增多，但保持顺时针方向。这样的增多在进入燃烧室66时会是有益的。翅片部或肋部272可以从第一横向气流通道270的端部***，可以铸造入第一横向气流通道270中，或者可以附接至形成第一横向气流通道270的内壁。
参照图14，示出了本公开内容的第七示例实施方式。为了简化说明，仅示出了包括第一横向通道纵向轴线296的第一横向气流通道290的图示。一个或更多个翅片部或肋部292延伸入第一横向气流通道290中并且以相对于第一横向气流通道290的第一横向通道轴线296的翅片角或肋角294沿着第一横向气流通道290纵向地延伸。在示例实施方式中，翅片角或肋角294在零度至十度的范围内，但可以在零度至三十度的范围内。所述构型的益处在于：如果不具有涡流的气流遇到翅片部或肋部292，则在气流中引入涡流。根据翅片部或肋部292的角的方向，涡流的引入可以为顺时针的或逆时针的。涡流的这种引入在进入燃烧室66时可能是有益的。翅片部或肋部292可以从第一横向气流通道290的端部***，可以铸造入第一横向气流通道290中，或可以附接至形成第一横向气流通道290的内壁。
尽管图12、图13和图14的实施方式将翅片角或肋角描述为在零度直到三十度的范围内，更广义地，可以调整本文描述的各种翅片部或肋部的翅片角或肋角以改变燃烧室66中的涡流的量。与沿着气流通道的轴线延伸的翅片部或肋部对应的零度的翅片角或肋角在进入燃烧室66的气流中产生很少的涡流或不产生涡流。根据翅片角或肋角的方向，增大翅片部或肋部相对于纵向轴线的角度增加涡流或减少涡流。此外，由于翅片部或肋部可以在任一方向——即，当沿着翅片部或肋部的长度观察翅片部或肋部时的顺时针或逆时针方向——成角度，因此，根据对气流的期望的效果，翅片部或肋部的翅片角或肋角可以在-30度至+30度的范围内。尽管所示出的角度通常为平角或固定角，然而，只要角度范围可以观察到并且翅片部和肋部构型的尺寸满足下文所述的尺寸要求，则还可以以螺线形、螺旋形或丝锥式形状形成各种翅片部和肋部构型。
参照图15，示出了本公开内容的第八示例实施方式。出于简化目的，本实施方式的描述仅涉及第一横向气流通道。进气歧管部300包括形成第一横向气流通道304的第一通道内表面308，第一横向气流通道304包括第一横向通道轴线306和翅片部或肋部302，翅片部或肋部302从第一横向气流通道304的一侧延伸至第一横向气流通道304的相对侧。翅片部或肋部302可以以如上所述的通过使用诸如铸造的成形技术、***一个或更多个凹槽中、或者通过使用诸如焊接的方式保持和附接而定位在第一横向气流通道304内。对翅片部或肋部302的主要优点可以在于便于安装翅片部或肋部302。
参照图16，示出了本公开内容的第九示例实施方式。出于简化目的，本实施方式的描述仅涉及第一横向气流通道。进气歧管部320包括第一横向气流通道324和翅片部或肋部322，翅片部或肋部322包括从进气歧管部320延伸的多个壁部326。翅片部或肋部322可以以如上所述的方式定位或形成在第一横向气流通道324内。尽管示出了四个壁部326，然而只要壁部326不给流动经过翅片部或肋部322的气流提供过多的压降，可以包括任何数量的壁部。
参照图17，示出了本公开内容的第十示例实施方式。间隔件部330包括平的表面342、第一间隔件通道332、以及第二间隔件通道332，第一间隔件通道332离开平的表面243纵向地延伸入间隔件部330中，第二间隔件通道332离开平的表面342纵向地延伸入间隔件部330中。间隔件部330定尺寸并构造成定位在进气歧管部26a或26b与燃烧室66之间。第一间隔件通道332和第二间隔件通道334的位置使得当进气歧管部26a或26b附接至气缸盖16时，进气能够从第一横向气流通道48流入第一间隔件通道332并且流过第一间隔件通道332，然后流入气缸盖16的第一盖通道68，并且随后流入燃烧室66中。进气类似地能够从第二横向气流通道50流入第二间隔件通道334并且流过第二间隔件通道334，接着流入气缸盖16的第二盖通道70，并且接着流入燃烧室66中。间隔件部330还包括多个翅片部或肋部336，所述多个翅片部或肋部336至少部分地定位在第一间隔件通道332和第二间隔件通道334内并且可以包括接合部338，接合部338与狭槽或凹槽340配合以固定翅片部或肋部336从而防止翅片部或肋部336的运动。翅片部或肋部336离开间隔件部330的平的表面342纵向地延伸，并且可以与平的表面342垂直地延伸。当间隔件部330附接至进气歧管部26a或进气歧管部26b时，翅片部或肋部336延伸入第一横向气流通道48和第二横向气流通道50中并且沿着第一横向气流通道48和第二横向气流通道50纵向地延伸。第十实施方式的优点在于其在实现上文描述的本公开内容的益处的同时，允许使用所有现有的发动机部件。此外，由于翅片部或肋部在***第一横向气流通道48和第二横向气流通道50之前固定地附接至间隔件部330，因此极大地简化了翅片部或肋部的安装。然而，间隔件部330仅可以在允许使进气歧管22移动得距发动机机体平面32更远的应用中使用。
为提供最佳效果，本文描述的各个实施方式的翅片部或肋部可以与一些尺寸范围相关联。参照图18和图19，为说明适于与上文描述的实施方式一起使用的示例性尺寸，示出了进气歧管部352的一部分，所述进气歧管部352包括形成纵向的第一横向气流通道346的内壁354、包括第一横向通道轴线350并且具有孔径B。具有厚度T的一个或更多个翅片部或肋部348从内壁354延伸入气流通道346中的距离或宽度为P并且沿着气流通道346延伸了长度L。翅片部或肋部348说明了适于与上文描述的实施方式一起使用的示例性尺寸。当满足方程式(1)、(2)和(3)的要求时，尺寸P、T、L以及B最优地发挥作用。
方程式(1)
方程式(2)
方程式(3)
在示例实施方式中，方程式(1)的比值的最佳值为0.25，方程式(2)的比值的最佳值为0.25，而方程式(3)的比值的最佳值为1.0。如前面指出的，本公开内容的另一方面是对使压降最小化的需要。因而，期望的是在保持强度和通过适当加工方法形成翅片部或肋部的能力的同时使翅片部或肋部最薄。在示例实施方式中，上文描述的翅片部或肋部基于方程式(4)构造。
方程式(4)
尽管已经示出并描述了本公开内容的各种实施方式，应理解的是这些实施方式不限于此。本领域技术人员可以改变、修改并且进一步应用这些实施方式。因此，这些实施方式不限于先前示出和描述的细节，而是还包括所有这样的改变和改型。

Claims (21)

1.一种内燃发动机，包括：
发动机机体，所述发动机机体包括多个左列燃烧室和多个右列燃烧室；以及
第一进气歧管和第二进气歧管，所述第一进气歧管定位在左列侧上，所述第二进气歧管定位在右列侧上，所述第一进气歧管和所述第二进气歧管中的每一者附接至所述发动机机体并且包括纵向延伸的气流通道、形成所述纵向延伸的气流通道的本体内表面、形成在所述本体内表面中的多个入口开口、多个出口开口以及多个横向气流通道，所述多个横向气流通道中的每个横向气流通道在所述多个入口开口中的至少一个入口开口与所述多个出口开口中的至少一个出口开口之间延伸并且包括横向通道纵向轴线和通道内表面；所述第一进气歧管和所述第二进气歧管中的每一者还包括至少一个翅片部，所述至少一个翅片部从所述通道内表面径向地向内延伸入所述多个横向气流通道中的每个横向气流通道中并且在沿着所述横向通道纵向轴线的方向上延伸，所述横向通道纵向轴线弯曲成形成横向通道角，所述横向气流通道定位成与所述纵向延伸的气流通道以横向通道连接角相交。
2.根据权利要求1所述的内燃发动机，每个横向气流通道包括一对翅片部，所述一对翅片部从所述通道内表面径向地向内延伸入所述横向气流通道中并且在沿着所述横向通道纵向轴线的方向上延伸。
3.根据权利要求2所述的内燃发动机，其中，所述一对翅片部中的各个翅片部共面。
4.根据权利要求2所述的内燃发动机，其中，所述一对翅片部中的每个翅片部与所述第一进气歧管中的所述多个横向气流通道中的所有其他翅片部平行，并且与所述第二进气歧管中的所述多个横向气流通道中的所有其他翅片部平行。
5.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中，所述至少一个翅片部完全跨过所述横向气流通道而延伸。
6.根据权利要求2所述的内燃发动机，其中，每个横向气流通道的直径为B、且所述一对翅片部中的每个翅片部径向地延伸入所述横向气流通道中的距离为P，并且比值P/B在0.10至0.40的范围内。
7.根据权利要求2所述的内燃发动机，其中，每个横向气流通道的直径为B、且所述一对翅片部中的每个翅片部的厚度为T，并且比值T/B在0.02至0.20的范围内。
8.根据权利要求2所述的内燃发动机，其中，每个横向气流通道的直径为B、且所述一对翅片部中的每个翅片部的长度为L，并且比值L/B在0.60至3.00的范围内。
9.根据权利要求2所述的内燃发动机，其中，所述一对翅片部中的每个翅片部的厚度为T、且所述一对翅片部中的每个翅片部径向地延伸入所述横向气流通道中的距离为P，并且比值T/P在0.10至0.40的范围内。
10.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中，所述至少一个翅片部以相对于所述横向通道纵向轴线的翅片角定向，并且所述翅片角在-30度至+30度的范围内。
11.根据权利要求1所述的内燃发动机，所述发动机机体还包括多个气缸盖，并且每个进气歧管部附接至气缸盖。
12.一种内燃发动机，包括：
发动机机体，所述发动机机体包括多个左列燃烧室和多个右列燃烧室；
第一进气歧管和第二进气歧管，所述第一进气歧管定位在左列侧上，所述第二进气歧管定位在右列侧上，所述第一进气歧管和所述第二进气歧管中的每一者附接至所述发动机机体并且包括纵向延伸的气流通道、形成所述纵向延伸的气流通道的本体内表面、形成在所述本体内表面中的多个入口开口、多个出口开口以及多个横向气流通道，所述多个横向气流通道中的每个横向气流通道在所述多个入口开口中的至少一个入口开口与所述多个出口开口中的至少一个出口开口之间延伸并且包括横向通道纵向轴线，所述横向通道纵向轴线弯曲成形成横向通道角，所述横向气流通道定位成与所述纵向延伸的气流通道以横向通道连接角相交；以及
定位在所述第一进气歧管与所述发动机机体之间的间隔件部以及定位在所述第二进气歧管与所述发动机机体之间的间隔件部，每个间隔件部包括多个间隔件通道以及至少一个翅片部，所述多个间隔件通道定位成将所述多个横向气流通道连接至所述发动机机体，所述至少一个翅片部在沿着所述横向通道纵向轴线的方向上从所述间隔件部延伸入各个横向气流通道中，所述至少一个翅片部定形状并定尺寸成提高气缸之间的燃烧均匀性。
13.根据权利要求12所述的内燃发动机，每个进气歧管包括第一横向气流通道和第二横向气流通道，所述间隔件部包括定位成将所述第一横向气流通道连接至所述发动机机体的第一间隔件通道，并且所述间隔件部包括定位成将所述第二横向气流通道连接至所述发动机机体的第二间隔件通道、从所述间隔件部延伸入所述第一横向气流通道中的一对翅片部、以及从所述间隔件部延伸入所述第二横向气流通道中的一对翅片部。
14.根据权利要求12所述的内燃发动机，其中，每个横向气流通道的直径为B、且所述至少一个翅片部的宽度为P，并且比值P/B在0.10至0.40的范围内。
15.根据权利要求12所述的内燃发动机，其中，每个横向气流通道的直径为B、且所述至少一个翅片部的厚度为T，并且比值T/B在0.02至0.20的范围内。
16.根据权利要求12所述的内燃发动机，其中，每个横向气流通道的直径为B、且所述至少一个翅片部的长度为L，并且比值L/B在0.60至3.00的范围内。
17.根据权利要求12所述的内燃发动机，其中，所述至少一个翅片部的厚度为T、且所述至少一个翅片部的宽度为P，并且比值T/P在0.10至0.40的范围内。
18.根据权利要求12所述的内燃发动机，所述发动机机体还包括多个气缸盖，并且每个间隔件部附接至气缸盖。
19.一种内燃发动机，包括：
发动机机体，所述发动机机体包括多个左列燃烧室和多个右列燃烧室；以及
第一进气歧管和第二进气歧管，所述第一进气歧管定位在左列侧上，所述第二进气歧管定位在右列侧上，所述第一进气歧管和所述第二进气歧管中的每一者附接至所述发动机机体并且包括纵向延伸的气流通道、形成所述纵向延伸的气流通道的本体内表面、形成在所述本体内表面中的多个入口开口、多个出口开口以及多个通道内表面，每个通道内表面形成横向气流通道，所述多个横向气流通道中的每个横向气流通道在所述多个入口开口中的至少一个入口开口与所述多个出口开口中的至少一个出口开口之间延伸并且包括横向通道纵向轴线，所述多个横向气流通道中的每个横向气流通道包括至少一个凹槽，所述至少一个凹槽形成在每个通道内表面中并且在沿着所述横向通道纵向轴线的方向上延伸，所述横向通道纵向轴线弯曲成形成横向通道角，所述横向气流通道定位成与所述纵向延伸的气流通道以横向通道连接角相交，还包括定位在所述至少一个凹槽中的翅片式***部，所述翅片式***部从所述通道内表面径向地向内延伸入所述横向气流通道中。
20.根据权利要求19所述的内燃发动机，一对凹槽形成在所述通道内表面中并且沿着所述横向通道纵向轴线纵向地延伸，并且所述翅片式***部定位在所述一对凹槽中。
21.一种内燃发动机，包括：
发动机机体，所述发动机机体包括多个左列燃烧室、多个右列燃烧室、以及多个气缸盖，所述多个气缸盖定位成覆盖所述左列燃烧室和所述右列燃烧室，所述多个气缸盖中的每个气缸盖包括多个盖入口开口和多个盖内表面，每个盖内表面形成盖通道，每个盖通道包括盖通道纵向轴线并且将至少一个盖入口开口连接至至少一个燃烧室；
第一进气歧管和第二进气歧管，所述第一进气歧管定位在左列侧上，所述第二进气歧管定位在右列侧上，所述第一进气歧管和所述第二进气歧管中的每一者附接至所述发动机机体并且包括纵向延伸的气流通道、形成所述纵向延伸的气流通道的本体内表面、形成在所述本体内表面中的多个入口开口、多个出口开口以及多个通道内表面，每个通道内表面形成横向气流通道，每个横向气流通道在所述多个入口开口中的至少一个入口开口与所述多个出口开口中的至少一个出口开口之间延伸并且包括横向通道纵向轴线，所述横向通道纵向轴线弯曲成形成横向通道角，所述横向气流通道定位成与所述纵向延伸的气流通道以横向通道连接角相交，每个出口开口定位成将至少一个纵向延伸的气流通道与至少一个盖通道连接；以及
至少一个凹槽，所述至少一个凹槽形成在包括所述通道内表面和在每个入口开口与每个燃烧室之间延伸的所述盖内表面的每个组中的至少一者中，所述至少一个凹槽在沿所述横向通道纵向轴线和所述盖通道纵向轴线中的至少一者的方向上延伸，还包括定位在所述至少一个凹槽中的翅片式***部，所述翅片式***部从所述通道内表面和所述盖内表面中的至少一者径向地向内延伸入相应的横向气流通道或盖通道中。
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