用于機器的進氣系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于機器的內燃機的進氣系統，其能更均勻地混合燃料和進氣。
【背景技術】
[0002]為機器的內燃機提供空氣和燃料的系統通常被稱為進氣系統。進氣系統一般具有空氣過濾器、燃料源以及進氣歧管等。在某些進氣系統中，可以采用渦輪增壓器或機械增壓器來增強空氣壓力以提高性能等。
[0003]空氣通常通過空氣過濾器進入發動機以過濾出可能損害發動機的顆粒。在空氣過濾器的下游，燃料通常被引入到空氣流中。例如，燃料噴射器通常包括噴射器，其配置成將一定量的燃料噴射到進氣系統的空氣中，從而產生空氣和燃料的混合物。
[0004]空氣在某些情況下可以被輸入至機械增壓器或渦輪增壓器系統。機械增壓器或渦輪增壓器系統通常增強空氣的壓力并且使發動機輸出更大的動力。
[0005]進氣歧管通常提供用于將空氣-燃料混合物輸送至氣缸的通道，其通常包括集氣室和進氣流道。集氣室通常將空氣-燃料混合物分配至多個氣缸。從集氣室處，空氣-燃料經由各自的進氣流道被導向氣缸。
[0006]授予Czapka的美國專利第8，757，133B1號(在下文中稱為’133專利)提供了一種用于內燃機的氣體燃料混合器，其包括混合器主體和混合器元件，混合器元件支撐在于混合器主體內形成的混合器通道中。氣體燃料混合器在第一端部附接至進氣歧管并且第二端部接收進氣。混合器元件的遠端接受來自歧管通道的氣體燃料，歧管通道從定位于進氣歧管內的端口延伸。氣體燃料流經混合器元件，然后通過多個形成于混合器元件的外露近端的開口。氣體燃料與進氣混合，且進氣和氣體燃料的混合物從混合器主體的第二端部流至混合器主體的第一端部，然后流至進氣歧管。’133專利中的氣體燃料混合器將燃料噴射入空氣流中，其中噴射的中心方向通常平行于空氣流。這種混合器的設置能提供的燃料與空氣的混合不充分。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型提高了燃料-空氣混合物的混合、分配和均勻度，以在不使進氣系統制造復雜化的如提下提尚發動機性能。
[0008]在本實用新型的一方面，一種用于機器的進氣系統，包括連接器，連接器包括入口部、混合部和出口部，其中，連接器配置成引導空氣順序地通過連接器內的入口部、混合部和出口部;連接至連接器外表面的燃料進入閥輸入端，其中，燃料進入閥輸入端配置成接收隨后進入連接器的燃料；以及設置于連接器內的燃料進入點，燃料進入點配置成接收來自燃料進入閥輸入端的燃料并將燃料引進連接器內，其中，燃料進入點進一步配置成與通過連接器的氣流成一定角度將燃料引入連接器內。
[0009]所述的燃料進入點進一步包括輸送管。
[0010]所述燃料進入點配置成至少部分地阻礙從所述入口部分流入的空氣流。
[0011]輸送管，所述輸送管與通過所述連接器的氣流成一定的角度連接至所述燃料進入點，以生成湍流，并使空氣和燃料混合。
[0012]所述輸送管的縱向方向與所述連接器的橫截面的中心線成90度角。
[0013]所述輸送管的縱向方向與所述連接器的橫截面的中心線不平行。
[0014]所述輸送管的一端連接至所述燃料進入點，并且所述輸送管的另一端定位于所述連接器的橫截面的中心線附近。
[0015]上述技術方案可以使燃料進入點周圍的空氣流部分地轉向，從而在燃料進入點周圍形成湍流。當湍流通過混合部并進入連接器的出口部時，湍流增強空氣與燃料的混合。
【附圖說明】
[0016]圖1是根據本實用新型的一方面的示例性機器的示意圖。
[0017]圖2是用于圖1的機器的進氣系統的示意圖。
[0018]圖3是用于圖2的進氣系統的進氣流道的示意圖。
[0019]圖4示出圖3中的示例性進氣流道的剖視圖。
[0020]圖5是根據本實用新型的進氣流道的另一方面的剖視圖。
【具體實施方式】
[0021]現為如附圖中的示例性說明做出詳細參考。盡可能地，在所有附圖中用相同的參考標號指相同或類似的部件。雖然在下文中討論了具體的配置和設置，但是應了解這樣做只是出于示例性目的。
[0022]圖1示出了示例性作業機器100，其可包含本實用新型公開的進氣系統200。所述作業機器100可包括發動機殼體102、操作室104和用于挖掘和裝載材料的作業工具106。示出的示例性作業機器100是輪式裝載機。作業工具106可以由包括工具致動器的多個致動器來提供動力和控制。作業機器100可包括前、后地面接合裝置，例如用于支撐作業機器100的前輪110和后輪112。
[0023]發動機殼體102可包括動力源例如發動機114，以及冷卻系統116。發動機114可以通過變速器向前輪110和/或后輪112提供動力。冷卻系統116可配置成通過熱交換器，例如散熱器來吸入或排出空氣，和/或為發動機114提供對流冷卻。發動機114可以連接到進氣系統200。發動機114和進氣系統200可與電子控制模塊118(ECM)等通信連接并被其控制。圖1示出的作業機器100只是示例性的。工作機器100可以是推土機、礦車、高速公路用卡車、汽車、機動車、非公路載重車、土方設備、材料裝卸機、伐木機、壓土機、施工設施、發電機、栗、機車、海上應用、采礦機器或其他任何采用本實用新型所公開的進氣系統200的設備或應用。
[0024]圖2示出示例性的進氣系統200。進氣系統200可以包括多個部件，例如多個進氣流道300和集氣室400。進氣系統200可進一步包括一個或多個部件，例如空氣過濾器210、入口管230、燃料噴射器240等。進氣系統200可以被實現為多燃料源系統。在一個方面，進氣系統200可以是雙燃料源系統。多燃料源系統或者雙燃料源系統可向進氣系統200提供多種燃料。例如，如果被實現為雙燃料源系統，進氣系統200可以噴射氣體燃料和液體燃料。氣體燃料可以是例如天然氣、丙烷、掩埋氣等。相應的氣體燃料系統可包括氣體燃料加壓源、壓力調節器和閥門等。液體燃料可以是柴油、汽油等。相應的液體燃料系統可包括液體燃料源、燃料栗、共軌、一個或多個燃料噴射器等等。進氣系統200也可以被實現為單燃料源系統。進氣系統200還可以包括其它部件，例如氣溫度傳感器、歧管壓力傳感器、安裝法蘭和其他(未示出)。此外，進氣系統200可包括渦輪增壓器220或類似部件，例如壓縮機、機械增壓器、或其他增加燃料空氣壓力的部件。在某些情況下，所述渦輪增壓器220可能未被使用。進氣系統200中的部件的排列方式是按照空氣進入進氣系統200及隨后進入發動機114的順序進行設置的。
[0025]在一個方面，進氣系統200可包括空氣過濾器210。空氣流經空氣過濾器210以向發動機114提供過濾后的空氣。就這方面而言，空氣過濾器210充分地從空氣中除去了微粒物質，以降低磨損和/或損壞進氣系統200和發動機114的可能性。
[0026]然后空氣流入為發動機114提供空氣的集氣室400，所述集氣室400也是一個巨大的風擋可以幫助減少任何振蕩或不穩定的氣流。該集氣室400的尺寸和形狀可以影響整體的發動機性能。空氣通過進氣流道300從集氣室400流向發動機114。進氣流道300可以連接到發送機的進氣口，例如發動機114的汽缸蓋250。進氣流道300的設計可以影響內燃機發動機114的功率和扭矩特性。在進氣流道300內，振動壓力波可以提高發動機114的容積效率。通過對進氣流道300的精心設計，發動機114可被“調整”到特定的期望運行參數，例如特定的運行PRM(每分鐘轉數)。
[0027]圖3根據本實用新型示出了示例性的進氣流道300的示意圖。進氣流道300可包括連接器320。來自集氣室400的空氣通過入口連接器310進入進氣流道300并且空氣流經連接器320 ο在一個方面，連接器320可以由該進氣流道300的圓柱表面組成。在某些方面，連接器320可以是橢圓、矩形等形狀以便為發動機114提供空氣。連接器320可形成預先設計的容積。來自集氣室400的空氣通過入口連接器310進入到連接器320。入口連接器310可以將集氣室400與連接器320連接。入口連接器310可以為圓柱形、橢圓形、矩形或者其他形狀以建立與集氣室400和進氣流道300的連接。進氣流道300可以包括出口連接器330。出口連接器330可以將進氣流道300與發動機114連接。例如，出口連接器330可將進氣流道300連接到發動機114的汽缸蓋250上。出口連接器330可包括如圖3中所公開的法蘭，以便可靠地連接在發動機114上。出口連接器330可以是圓柱形、橢圓形、矩形或其他形狀，以建立進氣流道300和發動機114之間的連接。進氣流道300可進一步包括燃料進入閥輸入端340和燃料進入點350。具體地，所述燃料進入閥輸入端340可以是配置成連接到氣體燃料系統的氣體燃料進入閥輸入端。更具體地，所述燃料進入閥輸入端340可以從燃料進入閥接收燃料，或者可以連接到燃料進入閥以向進氣流道300提供氣體燃料。
[0028]圖4示出圖3的示例性進氣流道300的剖視圖。燃料進入閥輸入端340可與燃料進入點350連接，使得進入燃料進入閥輸入端340的燃料隨后經由燃料進入點350引入連接器320內部。燃料進入閥輸入端340可與連接器320連接。沿燃料進入點350的縱向，燃料進入點350的一端可與燃料進入閥輸入端340流體連接，并且燃料進入點350的另一端可位于連接器320內部。在一個方面，燃料進入點350的一端可突出于連接器320內部。可選地，燃料進入閥輸入端340可配置成將燃料噴射器240(圖2中示出)連接于燃料進入點350，并且燃料進入點350可將燃料噴射器240保持在連接器320中。
[0029]在一個方面，燃料進入點350的縱向可與連接器320的截面的中心線(通過點虛線示出)成一定角度，使得燃料進入點350至少部分阻擋在連接器320內部流動的空氣流。在某些方面，燃料進入點350的縱向可不平行于連接器320的截面的中心線。在另一方面，燃料進入點350的縱向可配置成可調節地改變與連接器320的截面的中心線形成的角度。燃料進入點350與通過連接器320的空氣流成一定角度以提供燃料流，可增強空氣與噴射燃料的混合。連接器320可以分為入口部分370、混合部分380和出口部分。燃料進入閥輸入端340和燃料進入點350可位于混合部分380中。連接器320的入口部分370位于燃料進入點350上游。
[0030]應當認識到，在不偏離本實用新型的范圍的情況下，可使用具有多個燃料進入點350的應用。在不偏離本實用新型的范圍的情況下，燃料進入點350和燃料進入閥輸入端340