參照以下附圖詳細(xì)地被描述。
[0015]圖2為具有汽缸蓋22和汽缸組24 (或發(fā)動(dòng)機(jī)組)的往復(fù)式或活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)12 (或更具體是其汽缸21)的實(shí)施例的一部分的截面?zhèn)纫晥D。在所示的實(shí)施例中，汽缸蓋22的底面26或平面與汽缸組24的頂面28對接(或取決于實(shí)施例，與其汽缸襯套)。此外，汽缸21的活塞30可設(shè)置在汽缸組24(或其汽缸襯套)內(nèi)的腔32中，其中活塞30在沿縱向方向34 (例如，軸向方向)延伸穿過汽缸21的縱軸線33上定心，且汽缸組24和汽缸蓋22圍繞縱軸線33環(huán)形地(例如，沿周向方向35)延伸，沿徑向95遠(yuǎn)離縱軸線一定距離。設(shè)置在腔32內(nèi)的活塞30可連接到曲軸36。汽缸21的這些構(gòu)件和其相應(yīng)的功能將在下文中詳細(xì)描述。
[0016]在所示的實(shí)施例中，汽缸蓋22包括用于接收燃料18、空氣20或燃料18和空氣20的混合物的進(jìn)氣端口 38，以及用于從發(fā)動(dòng)機(jī)12排出排氣的排氣端口 40。設(shè)置在汽缸蓋22和進(jìn)氣端口 38內(nèi)且延伸穿過汽缸蓋22的進(jìn)氣閥開口 43的進(jìn)氣閥42開啟和關(guān)閉來調(diào)節(jié)燃料18、空氣20或燃料18和空氣20的混合物進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)12中進(jìn)入活塞12上方的腔32的一部分44中，其中腔32從汽缸蓋24 (或其汽缸襯套)的底部46沿縱向方向34延伸至汽缸組24 (或其汽缸襯套)的頂面28。腔32的部分44可稱為汽缸21的燃燒室。設(shè)置在排氣端口 40內(nèi)且延伸穿過汽缸蓋22的排氣閥開口 49的排氣閥48打開和關(guān)閉來調(diào)節(jié)排氣從發(fā)動(dòng)機(jī)12的排出。在某些實(shí)施例中，點(diǎn)火塞50延伸穿過汽缸蓋22的一部分，且與發(fā)生燃燒的腔32的部分44對接。在火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施例中，點(diǎn)火塞50可為火花塞。在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施例(例如，柴油發(fā)動(dòng)機(jī))中，點(diǎn)火塞50可為熱線點(diǎn)火塞。盡管任何提到的火花塞、火花塞壁等都旨在包括任何點(diǎn)火塞，如，火花塞或熱線點(diǎn)火塞，但是，在以下論述中，點(diǎn)火塞50將在火花塞的背景下描述。
[0017]此外，應(yīng)當(dāng)注意的是，在一些實(shí)施例中，汽缸蓋22可包括每個(gè)汽缸的兩個(gè)進(jìn)氣端口 38和對應(yīng)的進(jìn)氣閥42，以及兩個(gè)排氣端口 40和對應(yīng)的排氣閥48。汽缸蓋22可構(gòu)造成與一個(gè)汽缸或多個(gè)汽缸對接，例如，2，3，4，5，…，24個(gè)汽缸，其中各個(gè)汽缸均包括兩個(gè)進(jìn)氣端口和閥38、42，以及兩個(gè)排氣端口和閥40、48。例如，各個(gè)汽缸的兩個(gè)排氣端口 40和閥48可設(shè)置成沿周向方向35遠(yuǎn)離彼此大致90度，而各個(gè)汽缸的兩個(gè)進(jìn)氣端口 38和閥42還可設(shè)置成遠(yuǎn)離彼此大約90度。此外，一組排氣端口 40和閥48可設(shè)置成與一組進(jìn)氣端口 38和閥42相對，使得排氣端口 48和進(jìn)氣端口 38與閥48、42形成正方形，其中各個(gè)均設(shè)置成遠(yuǎn)離彼此大約90度。
[0018]在所示的實(shí)施例中，活塞30(例如，沿周向方向35圍繞縱軸線33環(huán)形地延伸的圓柱形活塞30)包括頂面52、底面54和在頂面52與底面54之間延伸且圍繞縱軸線33沿周向方向35環(huán)形地延伸的圓柱形側(cè)表面56。側(cè)表面56可包括構(gòu)造成密封腔32的部分44(例如，燃燒室)的環(huán)或一些其它特征，以便氣體不會(huì)傳遞到活塞30下方的腔32的部分58中，且由汽缸組24包繞(或其汽缸襯套)。如下文所述，側(cè)表面56的環(huán)或密封特征可在活塞30沿縱軸線33線性地移動(dòng)時(shí)相對于汽缸組24的內(nèi)表面60 (或設(shè)置在汽缸組24內(nèi)的汽缸襯套)物理地接觸和施加側(cè)力，其中內(nèi)表面60沿周向方向35圍繞活塞30和縱軸線33環(huán)形地延伸。
[0019]進(jìn)氣閥42的開口允許燃料18和空氣20的混合物流過汽缸蓋22的進(jìn)氣通路61，且進(jìn)入活塞30上方的腔32的部分44。在進(jìn)氣閥42和排氣閥48兩者閉合且活塞30接近上死點(diǎn)(TDC) (S卩，或最遠(yuǎn)離曲軸36的活塞30的位置，例如，接近汽缸組24的頂端28)的情況下，空氣20和燃料18的混合物的燃燒由于通過點(diǎn)火塞50 (例如，火花塞，而在其它實(shí)施例中，點(diǎn)火由于利用或不利用熱線點(diǎn)火塞的壓燃而發(fā)生)的火花點(diǎn)火而發(fā)生。熱燃燒氣體膨脹且對活塞30施加壓力，在膨脹沖程期間，這將活塞30的位置從汽缸組24的頂部51 (例如，在TDC處)線性地移動(dòng)至底部54 (例如，在下死點(diǎn)(BDC)處，這是最接近曲軸36的活塞30的位置，例如，在汽缸組24的底端46附近)，其中汽缸組24可包括設(shè)置在其內(nèi)表面60上的汽缸襯套?；钊?0將由燃燒氣體施加的壓力(和活塞的線性運(yùn)動(dòng))轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(例如，經(jīng)由連桿62和經(jīng)由連桿62聯(lián)接到活塞30上的曲軸36)，其驅(qū)動(dòng)一個(gè)或更多個(gè)負(fù)載(例如，圖1中的發(fā)電機(jī)16)。排氣閥48然后打開，且允許燃燒氣體的排氣穿過排氣端口40，且如箭頭64指出那樣穿過汽缸蓋22的排氣通路63，同時(shí)活塞30向上朝TDC移動(dòng)。在活塞30接近且最終大致到達(dá)TDC時(shí)，進(jìn)氣閥42打開，且允許燃料18和空氣20進(jìn)入活塞30上方的腔32的部分44。當(dāng)活塞30朝BDC向下移動(dòng)時(shí)，腔32的部分44填充有燃料18和空氣20。燃料18和空氣20然后在活塞20朝TDC向上移動(dòng)時(shí)被壓縮。一旦活塞30大致到達(dá)TDC，則燃料空氣混合物被點(diǎn)燃，且該過程重復(fù)。
[0020]在該過程期間，活塞30上方的腔32的部分44中的燃燒生成熱。此外，離開發(fā)動(dòng)機(jī)12或其汽缸組24的排氣也可包括熱。通常期望的是在燃燒之前、期間和/或之后冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)12的構(gòu)件。在一些構(gòu)造中，單獨(dú)的點(diǎn)火塞套筒可設(shè)置或插入汽缸蓋22與點(diǎn)火塞50之間，且點(diǎn)火塞套筒可用作汽缸蓋22與點(diǎn)火塞50之間的隔層，同時(shí)還用于限定設(shè)置成鄰近點(diǎn)火塞50的旨在冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)12的構(gòu)件的腔的一部分。然而，使用單獨(dú)的點(diǎn)火塞套筒可能很昂貴，可使汽缸蓋22的組裝復(fù)雜化，且可提供鄰近的冷卻腔70 (例如，如下文所述)的較弱密封且可導(dǎo)致其內(nèi)的污染，特別是在暴露于鄰近的冷卻腔70的點(diǎn)火塞套筒與汽缸蓋22之間的縫隙或連接點(diǎn)中。此污染物可導(dǎo)致冷卻腔70中的堵塞，這大體上包括循環(huán)穿過冷卻腔70來與發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)件交換熱的流體。
[0021]因此，根據(jù)本實(shí)施例，冷卻腔70(例如，冷卻劑通路如水通路)設(shè)置成鄰近點(diǎn)火塞50，且點(diǎn)火塞50并未包括單獨(dú)的點(diǎn)火塞套筒。例如，汽缸蓋22包括鄰近點(diǎn)火塞50的冷卻腔70，其中冷卻腔70 (或水通路)的壁(例如，與汽缸蓋22整體結(jié)合形成為一件的點(diǎn)火塞)將點(diǎn)火塞50與冷卻腔70完全分開(例如，完全隔離)。壁72可稱為點(diǎn)火塞壁、一體的點(diǎn)火塞套筒，或點(diǎn)火塞隔離器。為了簡化論述，塞50和壁72可參照火花塞和對應(yīng)元件來區(qū)分，但旨在覆蓋火花塞和熱線點(diǎn)火塞的構(gòu)造。冷卻腔70的壁72用作一體的點(diǎn)火塞套筒，以允許點(diǎn)火塞50與冷卻腔70之間的隔層，使得不需要單獨(dú)的點(diǎn)火塞套筒。換言之，在所示實(shí)施例中，壁72的內(nèi)表面73物理地接觸點(diǎn)火塞50的外表面74。因此，使壁72與汽缸蓋22整體結(jié)合(例如，作為一件)允許優(yōu)于具有單獨(dú)套筒的構(gòu)造的更穩(wěn)健的汽缸蓋22，從而允許汽缸蓋22的有效組裝，降低了生產(chǎn)汽缸22的所有各種部分的總成本，且提供了冷卻腔70與點(diǎn)火塞50之間的加強(qiáng)的密封。此外，在沒有單獨(dú)的點(diǎn)火塞套筒的情況下，冷卻腔70中的殘余材料(例如，毛刺、砂等)不太可能沉積在單獨(dú)的點(diǎn)火塞套筒與汽缸蓋22之間的縫隙中或上。此外，包括與單獨(dú)的點(diǎn)火塞套筒相反的壁72可便于在殘余材料聚集或集中在冷卻腔70內(nèi)時(shí)容易清潔冷卻腔70。此外，包括壁72可允許更適當(dāng)確定冷卻腔70的輪廓(例如，具有針對更高壓力的錐形或限流通路)，這可允許較高流體流動(dòng)速度和較好的熱傳遞效率。更進(jìn)一步，包括壁72可允許改善汽缸蓋22的剛度，特別是在鄰近冷卻腔70的汽缸蓋22的部分中。壁72 (例如，用作一體的點(diǎn)火塞套筒)和汽缸蓋22的其它構(gòu)件的這些及其它優(yōu)點(diǎn)將在下文中詳細(xì)描述。
[0022]在一些實(shí)施例中，冷卻腔70可延伸至遠(yuǎn)離點(diǎn)火塞50的汽缸蓋22的區(qū)域。例如，冷卻腔70可環(huán)形地包繞(例如，沿周向方向35)進(jìn)氣端口 38、排氣端口 40或兩者，直至在徑向上(例如，沿徑向方向85)比進(jìn)氣端口 38和排氣端口 40離點(diǎn)火塞50更遠(yuǎn)的區(qū)域。鄰近點(diǎn)火塞50的冷卻腔70的部分可稱為冷卻腔70的向內(nèi)部分79。
[0023]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，示出了汽缸蓋22的實(shí)施例的透視圖。在所示的實(shí)施例中，汽缸蓋22包括多個(gè)開口 71。例如，開口 71(例如，緊固件開口，如螺栓開口)可用于將汽缸蓋22聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)12的其它構(gòu)件上，如，汽缸或組或發(fā)動(dòng)機(jī)組、閥蓋、導(dǎo)管等。汽缸蓋22還可包括開口 71，其用于收納或引導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)12的構(gòu)件穿過汽缸蓋22，以接近汽缸蓋22的內(nèi)部構(gòu)件或接近汽缸蓋22附近的構(gòu)件。例如，中心開口 80(例如，點(diǎn)火塞開口或開孔)包括在汽缸蓋22中，以收納點(diǎn)火塞50。中心開口 80由壁72(例如，點(diǎn)火塞壁)限定，其用作點(diǎn)火塞50 (見圖2)與嵌入汽缸蓋22中的冷卻腔70 (見圖2)之間的隔層。中心開口 80可為大致圓柱形的開孔。
[0024]在一些實(shí)施例中，中心開口 80可包括兩個(gè)或多個(gè)圓柱形部分(例如，開孔)，一個(gè)在另一個(gè)頂部上，分別由沿繞延伸穿過中心開口 80的縱軸線33周向方向35延伸的大體上平的表面(例如，軸向面對的環(huán)或環(huán)形肩部)分開。這些平表面可包括在內(nèi)來與點(diǎn)火塞50對接，使得點(diǎn)火塞50可配合到中心開口 80中，且點(diǎn)火塞50的表面可抵靠在平表面上。換言之，中心開口 80可包括一定數(shù)目的開孔，一個(gè)堆疊在另一個(gè)