自然吸氣發(fā)動機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及車輛發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，并且更具體而言，涉及一種自然吸氣發(fā)動機(jī)，其 特別適用于I. 3L及以下排量的經(jīng)濟(jì)型或入門級中型轎車。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全國汽車銷量的持續(xù)增長，越來越多的汽車對節(jié)能減排和環(huán)境污染的壓力也 在不斷增大。中國政府已經(jīng)制定了相應(yīng)的法規(guī)來限定汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性能，并且采取了一 系列財(cái)稅激勵措施來推進(jìn)汽車節(jié)能。2012年7月1日開始實(shí)施的第三階段油耗限值要求汽 車的燃油消耗比第二階段下降20%，而2016年至2020年之間的第四階段對車輛油耗的平均 要求將為5. 0L/100km。在此背景下，存在開發(fā)高能效、低油耗的小排量發(fā)動機(jī)的持續(xù)需求。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公開了一些自然吸氣發(fā)動機(jī)，例如上海通用汽車有限公司開發(fā) 的13VVT發(fā)動機(jī)。這些發(fā)動機(jī)通常采用可變進(jìn)氣長度的塑料進(jìn)氣歧管和進(jìn)排氣連續(xù)可變配 氣相位技術(shù)，使得它們在高速端和低速端都能進(jìn)行大的扭矩輸出，從而具有較好的動力性 能，并且能夠滿足中國第五階段排放要求。然而，由于這些發(fā)動機(jī)的動力輸出普遍不足，不 能滿足SUV或跨界車型等對動力性能要求更高的車型的應(yīng)用需求。因此，存在開發(fā)技術(shù)更 先進(jìn)、性能更好的自然吸氣發(fā)動機(jī)的持續(xù)需求。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的一個目的在于提供一種自然吸氣發(fā)動機(jī)，其能夠提供更強(qiáng)的功率和 扭矩輸出，以便解決上文所述的問題和其他問題。
[0005] 本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種自然吸氣發(fā)動機(jī)，其包括：
[0007] 氣門正時系統(tǒng)，其包括凸輪軸位置傳感器、液壓控制閥和凸輪軸相位調(diào)節(jié)器，其 中，凸輪軸位置傳感器安裝在凸輪軸罩蓋上，并且凸輪軸相位調(diào)節(jié)器和液壓控制閥安裝在 進(jìn)氣凸輪軸的前端上，車輛控制單元依據(jù)凸輪軸位置傳感器、空氣流量傳感器和節(jié)氣門位 置傳感器的信號來確定用于控制凸輪軸相位的控制指令，液壓控制閥進(jìn)而推動凸輪軸相位 調(diào)節(jié)器，從而調(diào)節(jié)配氣相位提前或推遲；
[0008] 進(jìn)氣系統(tǒng)，其位于自然吸氣發(fā)動機(jī)的上部。
[0009] 上述自然吸氣發(fā)動機(jī)，還包括冷卻系統(tǒng)，其包括：主節(jié)溫器、與主節(jié)溫器成流體連 通的缸體水套和缸蓋水套，以及副節(jié)溫器，副節(jié)溫器構(gòu)造為一側(cè)使缸體水套與缸蓋水套匯 合，并且其另一側(cè)與散熱器連通，并且副節(jié)溫器設(shè)置為在自然吸氣發(fā)動機(jī)啟動之后的加熱 暖機(jī)過程中控制缸體水套中的工作流體的流量，使得缸體水套中的工作流體滯止。
[0010] 上述自然吸氣發(fā)動機(jī)，其包括集成有低摩擦性能滾動軸承的凸輪軸。
[0011] 上述自然吸氣發(fā)動機(jī)，其包括至少一個氣缸，并且每個氣缸具有兩個進(jìn)氣門和兩 個排氣門，并且在每個進(jìn)氣門上設(shè)有一個噴油器。
[0012] 上述自然吸氣發(fā)動機(jī)，其還包括缸蓋，缸蓋包括集成的排氣歧管和鏈輪箱。
[0013] 上述自然吸氣發(fā)動機(jī)，其還包括布置在自然吸氣發(fā)動機(jī)的上油底殼中的機(jī)油泵， 機(jī)油泵為電磁閥控制式的，并且具有兩級可變排量，并且構(gòu)造為由曲軸鏈輪驅(qū)動。
[0014] 上述自然吸氣發(fā)動機(jī)，其還包括氣門系統(tǒng)，其包括滾子搖臂和液壓挺柱。
[0015] 上述自然吸氣發(fā)動機(jī)，其還包括前蓋，前蓋集成了前油封并且具有輻射筋結(jié)構(gòu)。
[0016] 上述自然吸氣發(fā)動機(jī)，自然吸氣發(fā)動機(jī)還包括集成了接口的水泵。
[0017] 上述自然吸氣發(fā)動機(jī)，自然吸氣發(fā)動機(jī)的排量為I. 3L。
[0018] 本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)具有結(jié)構(gòu)合理、設(shè)計(jì)巧妙、輸出 功率高、油耗低、重量輕、體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動機(jī)相比，本實(shí)用新型的發(fā)動 機(jī)能夠在占用更少的車輛內(nèi)部空間、消耗更少的燃料的情況下，提供更高的輸出功率和最 大扭矩，并且由于本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)具有更輕的重量，車輛的整體重量得以降低。本實(shí)用 新型的發(fā)動機(jī)能夠在轉(zhuǎn)速為6000rpm的情況下獲得75kw的最大功率輸出，并且能夠在轉(zhuǎn)速 為4000rpm的情況下獲得128Nm的最大扭矩輸出。在轉(zhuǎn)速為2000rpm、壓力為2巴的工況 下，本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)的部分負(fù)荷比油耗小于360g/kwh，從而符合中國各項(xiàng)環(huán)保節(jié)能政 策的要求。
【附圖說明】
[0019] 以下將結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例來對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述，但是應(yīng)當(dāng)知 道，這些附圖僅是出于解釋優(yōu)選實(shí)施例的目的而設(shè)計(jì)的，并且因此不應(yīng)當(dāng)作為對本實(shí)用新 型范圍的限定。此外，除非特別指出，附圖僅是意在概念性地表示所描述對象的組成或構(gòu)造 并且可能進(jìn)行了夸張性顯示，并且附圖也不必依照比例進(jìn)行繪制。
[0020] 圖1是本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)的一個實(shí)施例的立體圖。
[0021] 圖2是圖1所示的實(shí)施例的另一視角的立體圖。
[0022] 圖3是圖1所示的實(shí)施例的缸體的立體圖。
[0023] 圖4是圖1所示的實(shí)施例的燃燒室和氣道的立體圖。
[0024] 圖5是圖1所示的實(shí)施例的凸輪軸罩蓋的立體圖。
[0025] 圖6是圖1所示的實(shí)施例的進(jìn)氣歧管的立體圖。
[0026] 圖7是圖1所示的實(shí)施例的缸蓋的立體圖。
[0027] 圖8是圖1所示的實(shí)施例的機(jī)油泵和用于上油的底殼的立體圖。
[0028] 圖9是圖1所示的實(shí)施例的水泵的立體圖。
[0029] 圖10是圖1所示的實(shí)施例的前蓋的立體圖。
[0030] 圖11是圖1所示的實(shí)施例的正時系統(tǒng)的立體圖。
[0031] 圖12是圖1所示的實(shí)施例的氣門系統(tǒng)的立體圖。
[0032] 圖13是圖1所示的實(shí)施例的水套的立體圖。
[0033] 圖14是圖1所示的實(shí)施例的傳動系統(tǒng)的立體圖。
[0034] 圖15是圖1所示的實(shí)施例的凸輪軸的立體圖。
[0035] 圖16是圖1所示的實(shí)施例的雙噴油器油軌的立體圖。
[0036] 圖17是圖1所示的實(shí)施例的發(fā)動機(jī)的外特性性能圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 以下將參考附圖來詳細(xì)描述本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將領(lǐng) 會的是，這些描述僅為描述性的、示例性的，并且不應(yīng)被解釋為限定了本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍。
[0038] 首先，需要說明的是，在本文中所提到的頂部、底部、朝上、朝下等方位用語是相對 于各個附圖中的方向來定義的，它們是相對的概念，并且因此能夠根據(jù)其所處于的不同位 置和不同的實(shí)用狀態(tài)而變化。所以，不應(yīng)將這些或其他方位用語理解為限制性用語。
[0039] 此外，還應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本文的實(shí)施例中描述或隱含的任意單個技術(shù)特征，或 在附圖中示出或隱含的任意單個技術(shù)特征，仍能夠在這些技術(shù)特征（或其等同物）之間繼 續(xù)進(jìn)行組合，從而獲得未在本文中直接提及的本實(shí)用新型的其他實(shí)施例。
[0040] 應(yīng)當(dāng)注意的是，在不同的附圖中，相同的參考標(biāo)號表示相同的部件。
[0041] 圖1是本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)的一個實(shí)施例的立體圖，并且圖2是圖1所示的實(shí)施 例的另一視角的立體圖。圖1和圖2從不同的角度示出了本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)100,例如 為設(shè)置在車輛上的自然吸氣汽油發(fā)動機(jī)，該發(fā)動機(jī)100包括：氣門正時系統(tǒng)1，其優(yōu)選地為 中置OCV(Oil Control Valve)閥的進(jìn)排氣連續(xù)可變氣門正時（S-VVT)系統(tǒng)；冷卻水套2， 其優(yōu)選地為橫流式的，并且設(shè)置在汽缸蓋上；點(diǎn)火模塊3,其優(yōu)選地為獨(dú)立模塊；缸體4,其 優(yōu)選地為由鋁合金鑄造的；油氣分離器5,其優(yōu)選地為獨(dú)立式的；節(jié)氣門體6,其優(yōu)選地為電 子控制的；進(jìn)氣歧管7,其優(yōu)選地為上置式的，并且可由塑料制成；凸輪軸8,其優(yōu)選地集成 了滾動軸承，并且具有低摩擦性能；雙噴油器油軌9 ;傳動系統(tǒng)10,其優(yōu)選地采用皮帶來傳 動，并且設(shè)置為用于三缸汽油發(fā)動機(jī)；機(jī)油泵11，其優(yōu)選地是電磁閥控制式的，并且具有兩 級可變排量；以及雙節(jié)溫器12。
[0042] 需要指出的是，由于本實(shí)用新型采用了若干創(chuàng)新性的改進(jìn)設(shè)計(jì)，因此可以根據(jù)應(yīng) 用需要來對上述這些組成部分進(jìn)行任意組合，從而形成諸多可能的技術(shù)方案。
[0043] 例如，在一個實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)可集成有上述氣門正時系統(tǒng)1和進(jìn)氣歧管7,以便 改善發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣效率和運(yùn)行性能。
[0044] 圖3至圖16示出了本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)的不同的構(gòu)件。其中，圖3是圖1所示的 實(shí)施例的缸體的立體圖。缸體4優(yōu)選地由鋁合金鑄造，從而在重量上降低，使得發(fā)動機(jī)100 整體的重量降低。缸體4還集成了鏈輪箱系統(tǒng)，使得發(fā)動機(jī)100的尺寸進(jìn)一步縮減。
[0045] 圖4是圖1所示的實(shí)施例的燃燒室和氣道的立體圖。其中，燃燒室13采用了高滾 流設(shè)計(jì)，以提高燃燒速率并降低發(fā)動機(jī)100整體產(chǎn)生爆震的傾向。
[0046] 圖5是圖1所示的實(shí)施例的凸輪軸罩蓋的立體圖。該凸輪軸罩蓋14用于容納凸輪 軸，并且采用了高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以具有較高的剛度，從而降低了其在發(fā)動機(jī)100的運(yùn)行 期間可能產(chǎn)生的變形。通過采用本實(shí)用新型的凸輪軸罩蓋114可以有效地提高發(fā)動機(jī)100 的耐久性并延長其使用壽命。
[0047] 圖6是圖1所示的實(shí)施例的進(jìn)氣歧管的立體圖。該進(jìn)氣歧管7優(yōu)選地為緊湊型設(shè) 計(jì)，并且采用上置式架構(gòu)，即當(dāng)進(jìn)氣歧管7安裝就位時，其位于發(fā)動機(jī)100的上部。進(jìn)氣歧管 7優(yōu)選地可具有比現(xiàn)有技術(shù)中的進(jìn)氣歧管更長的長度，以便提高發(fā)動機(jī)100以中低性能運(yùn) 行時的性能。該進(jìn)氣歧管7優(yōu)選地可由塑料制成，然而，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將領(lǐng)會的是， 進(jìn)氣歧管7也可由本領(lǐng)域中的技術(shù)人員想到的任何其他合適的材料制成。進(jìn)氣歧管7還進(jìn) 一步集成了若干個屬于發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)EMS (Engine Management System)的部件，并且構(gòu) 造為具有優(yōu)化氣道諧振的設(shè)計(jì)，以改善發(fā)動機(jī)100的性能，使得發(fā)動機(jī)100的油耗下降并且 輸出扭矩提高。進(jìn)氣歧管7的末段具有分叉結(jié)構(gòu)，以形成兩個進(jìn)氣道，每個進(jìn)氣道中均設(shè)有 一個噴油器，以提高燃燒效率。
[0048] 圖7是圖1所示的實(shí)施例的缸蓋的立體圖。缸蓋15優(yōu)選地用于