排氣閥和包括具有泄壓裝置的排氣閥的發(fā)動機組件的制作方法
【專利摘要】一種排氣閥包括延伸到閥端部的桿。該閥端部包括泄壓裝置。一種發(fā)動機組件包括限定汽缸孔、燃燒室和排氣通道的殼體。燃燒室布置在排氣通道與汽缸孔之間。發(fā)動機組件還包括在汽缸孔內(nèi)可移動的活塞。發(fā)動機組件還包括排氣閥，其可在第一位置與第二位置之間移動，所述第一位置阻斷通過排氣通道的流體連通，而所述第二位置允許通過排氣通道的流體連通。排氣閥包括泄壓裝置，其構(gòu)造為在排氣閥處于第一位置并且預(yù)定壓力閾值在排氣閥與活塞之間的汽缸孔中出現(xiàn)時，允許從汽缸孔通過排氣閥到排氣通道的流體連通。
【專利說明】排氣閥和包括具有泄壓裝置的排氣閥的發(fā)動機組件
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2015年2月27日提交的編號為62/121,880的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，其通過引用以其整體并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開涉及一種排氣閥和包括具有泄壓裝置(pressure relief apparatus)的排氣閥的發(fā)動機組件。
【背景技術(shù)】
[0004]在發(fā)動機運行期間，預(yù)點火事件可發(fā)生在發(fā)動機中，其中點火在來自火花塞的火花之前發(fā)生。預(yù)點火事件可以導(dǎo)致在關(guān)閉的排氣閥與朝上止點位置移動的活塞之間的壓力尖峰。當(dāng)該尖峰出現(xiàn)時，額外的力施加到一個或多個排氣閥、附接到曲軸的連桿、活塞和相關(guān)聯(lián)的活塞環(huán)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及一種發(fā)動機組件，包括:
[0006]殼體，其限定汽缸孔、燃燒室和排氣通道，所述燃燒室布置在排氣通道與汽缸孔之間；
[0007]活塞，其可移動地布置在所述汽缸孔內(nèi)；
[0008]排氣閥，其能夠在第一位置與第二位置之間移動，所述第一位置阻斷通過所述排氣通道的流體連通，而所述第二位置允許通過所述排氣通道的流體連通;并且
[0009]其中，所述排氣閥包括泄壓裝置，該泄壓裝置構(gòu)造為，在所述排氣閥處于第一位置并且預(yù)定壓力閾值在所述排氣閥與活塞之間的燃燒室中出現(xiàn)時，允許從所述燃燒室通過所述排氣閥到排氣通道的流體連通。
[0010]在上述發(fā)動機組件中，所述泄壓裝置包括阻擋構(gòu)件和將所述阻擋構(gòu)件持續(xù)地偏壓到關(guān)閉位置的偏壓構(gòu)件，并且當(dāng)所述預(yù)定壓力閾值出現(xiàn)時，所述阻擋構(gòu)件能夠移動到打開位置，這允許通過所述排氣閥的流體連通。
[0011]在上述發(fā)動機組件中，所述泄壓裝置包括通過所述排氣閥限定的通路，并且在所述阻擋構(gòu)件處于打開位置時，所述通路允許在所述燃燒室與所述排氣通道之間的流體連通。
[0012]在上述發(fā)動機組件中，所述通路被進一步限定為彼此間隔的多個通路，當(dāng)所述阻擋構(gòu)件處于打開位置時，每個通路允許所述燃燒室與所述排氣通道之間的流體連通。
[0013]在上述發(fā)動機組件中，所述泄壓裝置包括由所述排氣閥限定的凹部，所述凹部與所述通路流體連通，所述阻擋構(gòu)件和所述偏壓構(gòu)件布置在所述凹部中。
[0014]在上述發(fā)動機組件中，所述泄壓裝置包括布置在所述凹部中的止動件，所述偏壓構(gòu)件將所述阻擋構(gòu)件持續(xù)地偏壓為與所述止動件接合，并且其中，所述阻擋構(gòu)件在處于關(guān)閉位置時接合所述止動件、以防止通過所述通路到排氣通道內(nèi)的流體連通，并且所述阻擋構(gòu)件在處于打開位置時從所述止動件間隔開、以允許通過所述通路到排氣通道內(nèi)的流體連通。
[0015]在上述發(fā)動機組件中，所述止動件限定開口，并且所述阻擋構(gòu)件選擇性地覆蓋所述開口。
[0016]在上述發(fā)動機組件中，所述排氣閥包括桿和閥端部，所述閥端部選擇性地阻斷所述排氣通道，并且其中，所述閥端部包括面向所述燃燒室并且限定所述凹部的第一側(cè)。
[0017]在上述發(fā)動機組件中，所述閥端部包括與所述第一側(cè)間隔開的第二側(cè)，所述通路限定為穿過所述第二側(cè)。
[0018]在上述發(fā)動機組件中，所述阻擋構(gòu)件是杯形件。
[0019]在上述發(fā)動機組件中，所述杯形件包括前側(cè)，并且所述前側(cè)包括選擇性地接合止動件的臺階。
[0020]在上述發(fā)動機組件中，所述阻擋構(gòu)件是球形件。
[0021 ]在上述發(fā)動機組件中，所述偏壓構(gòu)件是螺旋彈簧。
[0022]在上述發(fā)動機組件中，
[0023]其中，所述活塞在所述汽缸孔中、在上止點位置與下止點位置之間可移動；
[0024]其中，所述活塞聯(lián)接到曲軸，并且所述曲軸可繞樞轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，并且在所述活塞到達上止點位置之前，所述曲軸是在小于零度的曲柄角處;并且
[0025]其中，當(dāng)所述排氣閥處于所述第一位置時，所述預(yù)定壓力閾值在所述活塞到達上止點位置之前在所述排氣閥與所述活塞之間的燃燒室中出現(xiàn)。
[0026]本發(fā)明還涉及一種排氣閥，包括:
[0027]延伸到閥端部的桿，所述閥端部包括第一側(cè)和從所述第一側(cè)間隔開的第二側(cè);并且
[0028]其中，所述閥端部包括泄壓裝置，該泄壓裝置構(gòu)造為在預(yù)定壓力閾值從所述閥端部的第一側(cè)出現(xiàn)時，允許穿過所述第一側(cè)和第二側(cè)的流體連通。
[0029]在上述排氣閥中，所述泄壓裝置包括阻擋構(gòu)件和將所述阻擋構(gòu)件持續(xù)地偏壓到關(guān)閉位置的偏壓構(gòu)件，并且當(dāng)所述預(yù)定壓力閾值出現(xiàn)時，所述阻擋構(gòu)件能夠移動到打開位置，這允許穿過所述第一側(cè)和第二側(cè)的流體連通。
[0030]在上述排氣閥中，所述泄壓裝置包括穿過所述閥端部的第二側(cè)限定的通路，并且當(dāng)所述阻擋構(gòu)件處于打開位置時，所述通路允許所述第一側(cè)與第二側(cè)之間的流體連通。
[0031]在上述排氣閥中，所述通路被進一步限定為彼此間隔的多個通路，當(dāng)所述阻擋構(gòu)件處于打開位置時，每個通路允許所述第一側(cè)與第二側(cè)之間的流體連通。
[0032]在上述排氣閥中，所述泄壓裝置包括穿過所述閥端部的第一側(cè)限定的凹部，并且所述通路和所述凹部彼此靠近地并置，使得所述凹部和通路流體連通，所述阻擋構(gòu)件和偏壓構(gòu)件布置在所述凹部中。
[0033]在上述排氣閥中，所述泄壓裝置包括布置在所述凹部中的止動件，所述偏壓構(gòu)件將所述阻擋構(gòu)件持續(xù)地偏壓為與所述止動件接合，并且其中，所述阻擋構(gòu)件在處于關(guān)閉位置時接合所述止動件、以防止通過所述通路并且到所述第二側(cè)外的流體連通，并且所述阻擋構(gòu)件在處于打開位置時從所述止動件間隔開、以允許通過所述通路并且到所述第二側(cè)外的流體連通。
[0034]本公開提供了一種發(fā)動機組件，其包括限定汽缸孔、燃燒室和排氣通道的殼體。燃燒室布置在排氣通道與汽缸孔之間。發(fā)動機組件還包括可移動地布置在汽缸孔內(nèi)的活塞。發(fā)動機組件還包括可在第一位置與第二位置之間移動的排氣閥，所述第一位置阻斷通過排氣通道的流體連通，而所述第二位置允許通過排氣通道的流體連通。排氣閥包括泄壓裝置，其構(gòu)造為在排氣閥處于第一位置并且預(yù)定的壓力閾值在排氣閥與活塞之間的燃燒室中出現(xiàn)時，允許從燃燒室通過排氣閥到排氣通道的流體連通。
[0035]本公開還提供了包括延伸至閥端部的桿的排氣閥。閥端部包括第一側(cè)和與第一側(cè)間隔開的第二側(cè)。閥端部包括泄壓裝置，其構(gòu)造為當(dāng)預(yù)定的壓力閾值從閥端部的第一側(cè)出現(xiàn)時，允許穿過所述第一和第二側(cè)的流體連通。
[0036]詳細描述和附圖或視圖對本公開是支持性和描述性的，但本公開的權(quán)利要求的范圍由權(quán)利要求書限定。雖然已經(jīng)詳細描述了用于執(zhí)行權(quán)利要求的一些最佳模式和其他實施例，存在用于實施在所附權(quán)利要求中限定的公開內(nèi)容的各種替代設(shè)計和實施例。
【附圖說明】
[0037]圖1是活塞處于上止點位置中的發(fā)動機組件的示意性剖視圖。
[0038]圖2是從圖1中的圓圈區(qū)2獲取的通過排氣閥限定的通路的放大的透視圖。
[0039]圖3是包括第一構(gòu)造的泄壓裝置的排氣閥的示意性局部剖視圖，其中，阻擋構(gòu)件處于關(guān)閉位置中。
[0040]圖4是包括泄壓裝置的排氣閥的示意性局部剖視圖，其中，阻擋構(gòu)件處于打開位置中。
[0041]圖5是包括處于關(guān)閉位置中的第二構(gòu)造的阻擋構(gòu)件的排氣閥的示意性局部剖視圖。
[0042]圖6是壓力關(guān)于曲柄角以及質(zhì)量流率關(guān)于曲柄角的示意圖。
【具體實施方式】
[0043]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到的是，諸如“上方”、“下方”、“向上”、“上”、“向下，，、“下”、“頂”、“底”、“左”、“右”、“后”、“前”等的方向標(biāo)記描述性地用于附圖，從而幫助讀者理解本公開，而不產(chǎn)生限制，特別不產(chǎn)生關(guān)于位置、取向、本公開的用途或由所附權(quán)利要求限定的范圍的限制。此外，術(shù)語“基本上”可以指條件、數(shù)量、數(shù)值或尺寸等的輕微的不精確性或微小方差，其中一些是在制造方差或公差范圍內(nèi)的。
[0044]參考附圖，其中遍及幾個附圖的相同的編號表示相同或相應(yīng)的部件，諸如內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機總體地示于圖1中。發(fā)動機包括多個部件并且將在下面討論中被稱為發(fā)動機組件10。
[0045]參照圖1，發(fā)動機組件10通?？梢园んw12，油底殼等。殼體12可包括多個彼此附接以支撐各個部件的段。例如，殼體12可以包括汽缸蓋13和附接到彼此的發(fā)動機缸體15。
[0046]殼體12限定了汽缸孔14，并包括可移動地布置在汽缸孔14內(nèi)的活塞16。在某些實施例中，殼體12可限定彼此間隔的多個汽缸孔14，相應(yīng)的活塞16布置在相應(yīng)的汽缸孔14中。因此，活塞16能夠在相應(yīng)的汽缸孔14中往復(fù)運動。一般地，活塞16在相應(yīng)的汽缸孔14中來回平移。在某些實施例中，發(fā)動機缸體15限定了汽缸孔14。在其他實施例中，汽缸蓋13與發(fā)動機缸體15可以協(xié)作以限定汽缸孔14。活塞16可在發(fā)動機缸體15的相應(yīng)汽缸孔14內(nèi)移動，并且在某些實施例中進入汽缸蓋13的相應(yīng)汽缸孔14。
[0047]汽缸孔14能夠以任何合適的方式布置，諸如但不限于V型發(fā)動機布置、直列發(fā)動機布置、和水平對置發(fā)動機布置，以及同時使用頂置凸輪和缸體內(nèi)凸輪(cam-1n-block)的構(gòu)造。
[0048]繼續(xù)圖1，殼體12能夠限定用于每個相應(yīng)汽缸孔14的燃燒室18。因此，如果使用了一個以上的汽缸孔14，對每個汽缸孔14將會有相應(yīng)的一個燃燒室18。在某些實施例中，發(fā)動機缸體15和汽缸蓋13各自限定用于每個相應(yīng)汽缸孔14的燃燒室18的一部分。另外，殼體12可限定各自鄰近相應(yīng)的汽缸孔14布置的一個或多個進氣通道20和一個或多個排氣通道22。燃燒室18布置在(多個)排氣通道22與汽缸孔14之間。如果使用了一個以上的汽缸孔14，每個燃燒室18布置在相應(yīng)的(多個)排氣通道22與相應(yīng)的汽缸孔14之間。在某些實施例中，燃燒室18、進氣通道20和排氣通道22可以部分地或全部地通過殼體12的汽缸蓋13形成。進氣通道20和排氣通道22與每個燃燒室18選擇性地流體連通。每個進氣通道20可以從進氣歧管傳輸空氣/燃料混合物到相應(yīng)的燃燒室18。在空氣/燃料混合物的燃燒之后(該燃燒當(dāng)被來自火花塞24的火花點燃時發(fā)生)，排氣通道22將廢氣帶出燃燒室18。
[0049]活塞16聯(lián)接到曲軸28。例如，連桿26可以將活塞16聯(lián)接到曲軸28。曲軸28可繞樞轉(zhuǎn)軸線30旋轉(zhuǎn)。因此，每個活塞16通過相應(yīng)的連桿26聯(lián)接到曲軸28，活塞16的往復(fù)運動是通過燃燒室18內(nèi)的燃燒引起的?？諝?燃料混合物的燃燒施加力至活塞16，這導(dǎo)致活塞16在相應(yīng)的汽缸孔14中移動，這導(dǎo)致連桿26旋轉(zhuǎn)曲軸28，使得曲軸28輸出轉(zhuǎn)矩。
[0050]—般地，活塞16可在汽缸孔14內(nèi)移動。因此，每個活塞16的可在相應(yīng)汽缸孔14中在上止點位置(其示于圖1中)與下止點位置之間移動。上止點位置是當(dāng)活塞16位于它在汽缸孔14中的最高點時的位置。換句話說，上止點位置是當(dāng)活塞16處于離樞轉(zhuǎn)軸線30距離最大時的位置。另外，當(dāng)活塞16在上止點位置時，曲軸28是在大約零度的曲柄角處。因此，在活塞16到達上止點位置之前，曲軸28是在小于零度的曲柄角處。下止點位置是當(dāng)活塞16位于它在汽缸孔14中的最低點時的位置。換句話說，下止點位置是當(dāng)活塞16處于離樞轉(zhuǎn)軸線30距離最小時的位置。
[0051]發(fā)動機組件10還可以包括與相應(yīng)的汽缸孔14配合的一個或多個進氣閥32和一個或多個排氣閥34。具體地，每個汽缸孔14可以有與其配合的一個或多個進氣閥32，并且可以有與其配合的一個或多個排氣閥34。例如，每個汽缸孔14可以有與其配合的兩個排氣閥34和兩個進氣閥32。一個或多個旋轉(zhuǎn)凸輪軸36能夠可操作地耦合到每個進氣閥32和排氣閥34，從而在一個方向上移動所述閥32、34中的一個或多個，并且復(fù)位彈簧37能夠可操作地耦合至相應(yīng)的進氣閥32和排氣閥34，從而在另一方向上移動閥32、34。通常地，閥32、34來回平移，因此相應(yīng)凸輪軸36的轉(zhuǎn)動相應(yīng)地導(dǎo)致相應(yīng)進氣閥32和排氣閥34在一個方向的平移，而復(fù)位彈簧37將相應(yīng)閥32、34在相反的方向上移回閥32、34的原始位置。在某些實施例中，進氣閥32和排氣閥34是由殼體12的汽缸蓋13支撐的。
[0052]進氣閥32可在第一位置與第二位置之間移動，所述第一位置阻斷通過進氣通道20的流體連通，而所述第二位置允許通過進氣通道20的流體連通。因此，進氣閥32控制空氣/燃料混合物何時可以進入燃燒室18。出于說明的目的，圖1示出了在阻斷進氣通道20的第一位置中的進氣閥32 ο當(dāng)與進氣閥32配合的凸輪軸36的偏心部分31旋轉(zhuǎn)到特定位置時，偏心部分31移動搖桿33，然后搖桿33將進氣閥32移到第二位置。一旦偏心部分31移過搖桿33，復(fù)位彈簧37將進氣閥32移回第一位置。搖桿33可以是如圖1所示的輥指從動件(roller-finger follower)、與推桿配合的搖臂或可根據(jù)需要移動進氣閥32的任何其他類型的搖桿?？蛇x地，其他類型的致動器或致動器系統(tǒng)可與凸輪軸36—起用于移動進氣閥32。
[0053]排氣閥34可在第一位置與第二位置之間移動，所述第一位置阻斷通過排氣通道22的流體連通，而所述第二位置允許通過排氣通道22的流體連通。因此，排氣閥34控制廢氣何時可以離開燃燒室18。出于說明的目的，圖1示出了在阻斷排氣通道22的第一位置的排氣閥34。當(dāng)與排氣閥34配合的凸輪軸36的偏心部分35旋轉(zhuǎn)到特定位置時，偏心部分35移動搖桿39，然后搖桿39將排氣閥34移到第二位置。一旦偏心部分35移過搖桿39，復(fù)位彈簧37將排氣閥34移回第一位置。搖桿39可以是如圖1所示的輥指從動件、與推桿配合的搖臂或可根據(jù)需要移動排氣閥34的任何其他類型的搖桿。可選地，其他類型的致動器或致動器系統(tǒng)可與凸輪軸36—起用于移動排氣閥34。
[0054]通常，當(dāng)活塞16在上止點位置與下止點位置之間移動時，活塞16建立進氣沖程，并且進氣閥32相應(yīng)地處于第二位置，以允許空氣/燃料混合物進入燃燒室18。此外，當(dāng)活塞16在下止點位置與上止點位置之間移動時，活塞16建立排氣沖程，并且排氣閥34相應(yīng)地處于第二位置，以允許廢氣離開燃燒室18。
[0055]參照圖2-5，排氣閥34包括泄壓裝置38，其構(gòu)造為在排氣閥34處于第一位置并且預(yù)定壓力閾值出現(xiàn)在排氣閥34與活塞16之間的燃燒室18中時，允許從燃燒室18通過排氣閥34到排氣通道22的流體連通。當(dāng)在燃燒室18中達到預(yù)定壓力閾值時，活塞16可以處于汽缸孔14內(nèi)的任何位置中，并且作為在下面進一步討論的一個例子，該位置可以在活塞16到達上止點位置之前。換句話說，當(dāng)排氣閥34阻斷排氣通道22并且預(yù)定壓力閾值出現(xiàn)在燃燒室18中時，泄壓裝置38允許從燃燒室18通過排氣通道22的流體連通。因此，例如，當(dāng)排氣閥34處于第一位置時，預(yù)定壓力閾值可以在活塞16到達上止點位置之前出現(xiàn)在排氣閥34與活塞16之間的燃燒室18中。泄壓裝置38在某些情況下允許燃燒室18中的壓力量減少。例如，如果預(yù)點火事件發(fā)生在燃燒室18中，壓力中的尖峰出現(xiàn)在燃燒室18中，并且如果這種壓力中的尖峰達到預(yù)定閾值時，泄壓裝置38將放出或排出過度的壓力，即放出或排出氣體。
[0056]預(yù)點火事件可以是各種情況，并且其示例在下面討論。預(yù)點火事件可以是在燃燒室18中的空氣/燃料混合物在來自火花塞24的火花出現(xiàn)之前的點火。簡單地說，燃燒是由于來自火花塞24的火花之外的原因而在燃燒室18中發(fā)生的。此外，預(yù)點火事件可以是來自火花塞24的火花在不同于預(yù)期的時刻發(fā)生。一般地，預(yù)點火事件可包括異常燃燒現(xiàn)象，這可被稱為隨機預(yù)點火或特大爆震。
[0057]作為預(yù)點火事件的一個例子，事件可以在活塞16正朝向上止點位置移動但尚未達到該位置時發(fā)生。換句話說，預(yù)點火事件可能發(fā)生在活塞16到達上止點位置之前。這樣，燃燒施加迫使活塞16向下的力到活塞16的頂部，但活塞16仍朝向上止點位置向上移動，因此壓力上的尖峰出現(xiàn)在燃燒室18中，泄壓裝置38釋放所述尖峰。此外，當(dāng)活塞16在預(yù)點火事件發(fā)生時仍朝向上止點位置向上移動時，泄壓裝置38可以減輕施加到排氣閥34的壓力上的增加。如圖6所示，壓力Yl的尖峰在曲軸28達到零度曲柄角X之前開始出現(xiàn)，但泄壓裝置38通過釋放壓力阻遏了此尖峰(見虛線所示，其在曲軸角X為零度之前(即在大約負(fù)二度至負(fù)一度處)開始向上移動，然后從約兩度的曲柄角X開始穩(wěn)定地向下傾斜)。如上所述，對于圖6的曲線圖，壓力Yl以巴(bar)為單位，而曲柄角X以度為單位。圖6還示出了泄壓裝置38阻遏壓力尖峰時的質(zhì)量流率Y2 (以千克/秒為單位)(示出質(zhì)量流率Y2的實線在約1度曲柄角X處達到約0.012千克/秒的峰值)。
[0058]泄壓裝置38可以限制在燃燒室18中的壓力的最大量，并相應(yīng)地限制根據(jù)燃燒室18中的最大壓力施加到發(fā)動機的各個部件的(多個)負(fù)載。因此，泄壓裝置38可提供部件的成本和質(zhì)量的節(jié)省，因為所述部件將不必被設(shè)計為承受極端壓力尖峰。
[0059]一般地，排氣閥34支撐泄壓裝置38。這樣，泄壓裝置38被結(jié)合在排氣閥34中，如在下面詳細地討論并且在圖2-5中示出的。
[0060]參照圖3-5，一般地，泄壓裝置38可以包括阻擋構(gòu)件40和將阻擋構(gòu)件40持續(xù)地偏壓到關(guān)閉位置的偏壓構(gòu)件42。當(dāng)預(yù)定壓力閾值出現(xiàn)時，阻擋構(gòu)件40可移動到允許通過排氣閥34的流體連通的打開位置。圖3和圖5示出了在關(guān)閉位置中的阻擋構(gòu)件40，而圖4示出了在打開位置中的阻擋構(gòu)件40。
[0061]因此，阻擋構(gòu)件40通常處于關(guān)閉位置，以當(dāng)沒有發(fā)生預(yù)點火事件時防止通過排氣閥34的流體連通。這樣，在排氣閥34的正常操作中，阻擋構(gòu)件40通常處于關(guān)閉位置中。當(dāng)預(yù)點火事件發(fā)生使得達到了預(yù)定壓力閾值時，阻擋構(gòu)件40移動到打開位置，因為施加到阻擋構(gòu)件40上的預(yù)定壓力克服了由偏壓構(gòu)件42施加到阻擋構(gòu)件40上的力，由此允許廢氣通過排氣閥34、通過排氣通道22離開，從而釋放燃燒室18中的過度壓力。
[0062]如在圖3-5中最佳地示出的，泄壓裝置38還可以包括通過排氣閥34限定的通路44。在阻擋構(gòu)件40處于打開位置時，通路44允許在燃燒室18與排氣通道22之間的流體連通。具體地，當(dāng)阻擋構(gòu)件40處于打開位置時，在燃燒室18與排氣通道22之間通過排氣閥34的通路44的流體連通被允許。
[0063]在某些實施例中，通路44被進一步限定為彼此間隔的多個通路44。因此，當(dāng)阻擋構(gòu)件40處于打開位置時，每個通路44允許燃燒室18與排氣通道22之間的流體連通。這樣，當(dāng)在燃燒室18中達到預(yù)定壓力閾值時，當(dāng)排氣閥34處于阻斷排氣通道22的第一位置時，廢氣可以通過通路44從燃燒室18放出或排出到排氣通道22之外。
[0064]繼續(xù)參考圖3-5，泄壓裝置38包括由排氣閥34限定的凹部46，其中，凹部46與通路44流體連通。凹部46與通路44配合或彼此鄰接以選擇性地允許通過排氣閥34的流體連通。因此，例如，通路44和凹部46彼此并置，使得凹部46與通路44流體連通。阻擋構(gòu)件40和偏壓構(gòu)件42布置在凹部46中。因此，當(dāng)阻擋構(gòu)件40處于打開位置時，通過凹部46和通路44向外到排氣通道22的流體連通是被允許的。
[0065]泄壓裝置38還可以包括布置在凹部46中的止動件48。偏壓構(gòu)件42將阻擋構(gòu)件40持續(xù)地偏壓為與止動件48接合。因此，如圖3和圖5所示，阻擋構(gòu)件40在處于關(guān)閉位置時接合止動件48，從而防止通過通路44到排氣通道22內(nèi)的流體連通。如圖4所示，阻擋構(gòu)件40在處于打開位置時從止動件48間隔開，以允許通過通路44到排氣通道22內(nèi)的流體連通。箭頭已被添加到圖4以總體地說明流體(諸如氣體)在阻擋構(gòu)件40處于打開位置時通過排氣閥34的流動。
[0066]繼續(xù)圖3-5，排氣閥34可以包括桿50和閥端部52。桿50可以延伸到閥端部52。在某些實施例中，閥端部52可相比于桿50而擴大。此外，閥端部52選擇性地阻斷排氣通道22。閥端部52還可以包括面向燃燒室18的第一側(cè)54。另外，第一側(cè)54背向排氣通道22。凹部46限定為穿過閥端部52的第一側(cè)54。
[0067]一般地，第一側(cè)54限定凹部46。因此，凹部46延伸遠離第一側(cè)并鄰近所述第一側(cè)開口。在某些實施例中，止動件48鄰近所述第一側(cè)54布置，并且阻擋構(gòu)件40選擇性地防止通過排氣閥34的第一側(cè)54的流體連通。止動件48限定阻擋構(gòu)件40選擇性地覆蓋的開口 58。開口58與凹部46選擇性地流體連通。當(dāng)阻擋構(gòu)件40在關(guān)閉位置中接合止動件48時，通過開口 58的流體連通被防止。當(dāng)阻擋構(gòu)件40在打開位置中從止動件48間隔開時，流體可通過開口 58流入凹部46并流出通路44。
[0068]閥端部52還可以包括與第一側(cè)54間隔開的第二側(cè)56。第二側(cè)56面向排氣通道22，并由此背向燃燒室18。閥端部52可以包括泄壓裝置38，其構(gòu)造為當(dāng)預(yù)定壓力閾值從閥端部52的第一側(cè)54出現(xiàn)時，允許穿過第一側(cè)54和第二側(cè)56的流體連通。通路44限定為穿過第二側(cè)56而不穿過第一側(cè)54，而凹部46限定為穿過第一側(cè)54而不穿過第二側(cè)56。如上所述，凹部46和通路44彼此處于流體連通。如圖3所示，阻擋構(gòu)件40在處于關(guān)閉位置時接合止動件48，以防止通過通路44并且到第二側(cè)56之外的流體連通。如圖4所示，阻擋構(gòu)件40在打開位置時從止動件48間隔開，以允許通過通路44并且到第二側(cè)56之外的流體連通。因此，當(dāng)廢氣在阻擋構(gòu)件40處于打開位置時通過排氣閥34放出或排出時，氣體從燃燒室18通過凹部46和(多個)通路44流到排氣通道22中。
[0069]通路44可以是任何合適的方向、位置、角度和構(gòu)造，并且圖3-5示出了一個非限制性的例子。圖3-5示出的通路44橫向于第二側(cè)56延伸。通路44的入口可靠近與凹部46相鄰的止動件48布置，并且可以朝向第二側(cè)56成角度地延伸。通過將通路44的入口接近阻擋構(gòu)件40的前側(cè)60定位，到達偏壓構(gòu)件42和阻擋構(gòu)件40的背側(cè)62的氣體量被最小化，因為氣體在到達通路44之前不一定要經(jīng)過這些部件?？蛇x地，通路44可以從凹部46基本上平行于第一側(cè)54延伸。
[0070]阻擋構(gòu)件40在預(yù)定壓力閾值出現(xiàn)時可移動到打開位置，這允許通過(閥端部52的)第一側(cè)54和第二側(cè)56的流體連通。(多個)通路44限定為通過閥端部52的第二側(cè)56，并且在阻擋構(gòu)件40處于打開位置時，(多個)通路44允許第一側(cè)54與第二側(cè)56之間的流體連通。阻擋構(gòu)件40可以是任何合適的構(gòu)造，并且非限制性的例子示于圖3-5中。在如圖3和圖4所示的某些實施例中，阻擋構(gòu)件40是杯形件。杯形件的總體面向止動件48的部分可以是平的、錐形的、弧形的、彎曲的、階梯形的或任何其他合適的構(gòu)造，或它們的任意組合。在如圖5所示的其他實施例中，阻擋構(gòu)件40是球形件。
[0071]圖3和圖4的杯形件示出了包括臺階64的前側(cè)60，并且臺階64選擇性地接合止動件48?？蛇x地，止動件48可包括鄰近開口 58設(shè)置的錐形表面66。通常地，當(dāng)阻擋構(gòu)件40處于關(guān)閉位置時，臺階64接合錐形表面66，這防止了通過開口 58的流體連通。
[0072]阻擋構(gòu)件40可以由任何合適的材料形成。例如，阻擋構(gòu)件40可由金屬材料形成，并且一個非限制性的具體例子是鋼。作為另一示例，所述阻擋構(gòu)件40可以是由陶瓷材料形成的。
[0073]此外，可選地，阻擋構(gòu)件40可以涂覆有任何適合的材料。例如，阻擋構(gòu)件40可涂覆有陶瓷材料。
[0074]在多種實施例中，偏壓構(gòu)件42是螺旋彈簧。偏壓構(gòu)件42可以是其它構(gòu)造，諸如板簧等，或任何其它合適的偏壓特征。偏壓構(gòu)件42能夠被調(diào)整到所需的彈簧系數(shù)，其允許阻擋構(gòu)件40在達到預(yù)定壓力閾值時移動到打開位置。因此，偏壓構(gòu)件42的彈簧系數(shù)可以根據(jù)所期望的在泄壓裝置38運轉(zhuǎn)之前出現(xiàn)在燃燒室18中的壓力積聚的量而調(diào)整。
[0075]泄壓裝置38可以結(jié)合在每個汽缸孔14的兩個排氣閥34的一個中?？蛇x地，泄壓裝置38可以結(jié)合在每個汽缸孔14的全部兩個排氣閥34中。應(yīng)當(dāng)理解的是，可以在所期望的發(fā)動機構(gòu)造中使用任何適當(dāng)數(shù)量的泄壓裝置38。
[0076]雖然已經(jīng)詳細描述了用于實施本公開的最佳模式和其他實施例，但是熟悉本公開涉及領(lǐng)域的人員將認(rèn)識到在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)用于實行本公開的各種替代設(shè)計和實施例。此外，圖中示出的實施例或本說明書中提到的各種實施例的特征不必須被理解為彼此獨立的實施例。相反，可能的是，實施例的示例的一個中描述的每個特征可以與來自其他實施例的一個或多個期望特征結(jié)合，導(dǎo)致出現(xiàn)沒有用文字或參照附圖描述的其他實施例。因此，這樣的其他的實施例落入所附權(quán)利要求范圍的框架內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種發(fā)動機組件，包括: 殼體，其限定汽缸孔、燃燒室和排氣通道，所述燃燒室布置在排氣通道與汽缸孔之間； 活塞，其可移動地布置在所述汽缸孔內(nèi)； 排氣閥，其能夠在第一位置與第二位置之間移動，所述第一位置阻斷通過所述排氣通道的流體連通，而所述第二位置允許通過所述排氣通道的流體連通;并且 其中，所述排氣閥包括泄壓裝置，該泄壓裝置構(gòu)造為，在所述排氣閥處于第一位置并且預(yù)定壓力閾值在所述排氣閥與活塞之間的燃燒室中出現(xiàn)時，允許從所述燃燒室通過所述排氣閥到排氣通道的流體連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述泄壓裝置包括阻擋構(gòu)件和將所述阻擋構(gòu)件持續(xù)地偏壓到關(guān)閉位置的偏壓構(gòu)件，并且當(dāng)所述預(yù)定壓力閾值出現(xiàn)時，所述阻擋構(gòu)件能夠移動到打開位置，這允許通過所述排氣閥的流體連通。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其中，所述泄壓裝置包括通過所述排氣閥限定的通路，并且在所述阻擋構(gòu)件處于打開位置時，所述通路允許在所述燃燒室與所述排氣通道之間的流體連通。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組件，其中，所述通路被進一步限定為彼此間隔的多個通路，當(dāng)所述阻擋構(gòu)件處于打開位置時，每個通路允許所述燃燒室與所述排氣通道之間的流體連通。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組件，其中，所述泄壓裝置包括由所述排氣閥限定的凹部，所述凹部與所述通路流體連通，所述阻擋構(gòu)件和所述偏壓構(gòu)件布置在所述凹部中。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組件，其中，所述泄壓裝置包括布置在所述凹部中的止動件，所述偏壓構(gòu)件將所述阻擋構(gòu)件持續(xù)地偏壓為與所述止動件接合，并且其中，所述阻擋構(gòu)件在處于關(guān)閉位置時接合所述止動件、以防止通過所述通路到排氣通道內(nèi)的流體連通，并且所述阻擋構(gòu)件在處于打開位置時從所述止動件間隔開、以允許通過所述通路到排氣通道內(nèi)的流體連通。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組件，其中，所述止動件限定開口，并且所述阻擋構(gòu)件選擇性地覆蓋所述開口。8.一種排氣閥，包括: 延伸到閥端部的桿，所述閥端部包括第一側(cè)和從所述第一側(cè)間隔開的第二側(cè);并且 其中，所述閥端部包括泄壓裝置，該泄壓裝置構(gòu)造為在預(yù)定壓力閾值從所述閥端部的第一側(cè)出現(xiàn)時，允許穿過所述第一側(cè)和第二側(cè)的流體連通。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的閥，其中，所述泄壓裝置包括阻擋構(gòu)件和將所述阻擋構(gòu)件持續(xù)地偏壓到關(guān)閉位置的偏壓構(gòu)件，并且當(dāng)所述預(yù)定壓力閾值出現(xiàn)時，所述阻擋構(gòu)件能夠移動到打開位置，這允許穿過所述第一側(cè)和第二側(cè)的流體連通。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的閥，其中，所述泄壓裝置包括穿過所述閥端部的第二側(cè)限定的通路，并且當(dāng)所述阻擋構(gòu)件處于打開位置時，所述通路允許所述第一側(cè)與第二側(cè)之間的流體連通。
【文檔編號】F02D13/02GK105927394SQ201610012268
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年1月8日
【發(fā)明人】T.A.托馬斯, K.L.布里斯科, R.S.麥卡爾平
【申請人】通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司