内燃机制造技术

本发明专利技术涉及内燃机，其设置有曲轴（4）和一个或多个气缸（1），所述一个或多个气缸（1）在其壁上设置有排气口（2）并且通过设置有进气口（14）的气缸盖（3）在顶部处关闭；每个气缸（1）容纳连接到曲轴（4）的发动机活塞（6）和与发动机活塞（6）相对的同轴辅助活塞（7），从而限定进气室（8）和燃烧室（9）；所述辅助活塞（7）在燃烧室（9）的侧面上轴向确定壳体（10），所述壳体（10）经由传送口（11）与进气室（8）连通，其壳体（10）包括第二活塞（12），第二活塞（12）在后位置和前位置之间以来回运动打开和关闭传送口（11）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及压缩点火式或火花点火式的内燃机，其具有二冲程循环并且设置有容量泵以协助气缸的清空和填充；其中容量气缸由共享相同气缸、布置成与发动机活塞相对、具有往复运动的辅助活塞组成。
技术介绍
具有火花点火式的常规二冲程发动机设置有曲轴和泵以执行剩余燃烧气体的吹扫/排出和新鲜燃料/空气混合物的吸入/传送。这个系统具有缺点：在所述剩余气体和新鲜燃料/空气混合物之间存在有部分混合，从而导致所述新鲜燃料/空气混合物的一部分泄露到排气中，这是该类型发动机的低性能、高消耗和污染排放的决定因子。专利US779116、US1616064、US4206727以及WO2009/135274A3描述了这样的系统，其基本包括：-发动机活塞/连接杆/曲轴组件，其常规地使用在新鲜燃料/空气混合物的燃烧和膨胀期间产生的机械能。-气缸，发动机活塞在气缸中运动，该气缸设置有侧面排气口，该排气口当发动机活塞在其膨胀冲程结束时使该排气口露出时打开。-在气缸上部关闭气缸的气缸盖，其设置有具有止回阀的多个进气口。-放置在相同气缸中、在气缸盖和发动机活塞之间、并且与发动机活塞相对的辅助活塞，该辅助活塞设置有具有各自止回阀的多个传送口。该构造界定：-在辅助活塞的下面、气缸和发动机活塞的上面之间的燃烧室。-在气缸盖的下面、气缸和辅助活塞的上面之间的进气室。辅助活塞由气缸盖的侧面致动，使得其与发动机活塞同步，在发动机活塞的膨胀冲程的主要部分期间抵靠气缸盖在其最高位置中保持不动，并且在发动机的剩余的运行周期期间完成整个往复冲程，同时发动机活塞在膨胀冲程结束时使排气口露出直到其执行压缩冲程。为了实施完整的运行周期，曲轴执行完整的转动（360°）。在朝下冲程期间，当其运动更靠近发动机活塞时，辅助活塞同时将剩余气体从燃烧室吹扫到排气并且将新鲜燃料/空气混合物吸入到进气室中，从而避免两者混合。在辅助活塞的朝上冲程期间，在排气口现在关闭的情况下，当其阀打开时燃料/空气混合物从进气室逐渐通过打开的传送口到燃烧室。在辅助活塞的朝上冲程结束时，进气室包含最小容量，新鲜燃料/空气混合物已经传送到燃烧室；发动机活塞运动更靠近其上死点位置，准备开始燃烧阶段。尽管具有将新鲜燃料/空气混合物泄漏朝着排气移除的优势，然而具有曲轴和泵以及上述的结构类型的二冲程发动机的特征仍然具有一些缺点，其证明在这些发动机中直至今日对业界的不关注。这些缺点例如是：-相对于常规二冲程发动机的结构复杂性增加，甚至变得与四冲程发动机的结构复杂性是可比较的，同时在性能方面没有获得相对于四冲程发动机的优势。-由于始终将气缸盖与燃烧室分开的辅助活塞的存在，所以火花塞或喷射器不能放置在气缸盖中。这是因为火花塞或燃料喷射器侧向地定位在气缸的壁上，这对于伴随着最低水平的污染排放的均匀和完全燃烧是不利的。
技术实现思路
本专利技术提出具有满足以下目标的多个结构性解决方案的先前陈述类型的二冲程内燃机：-将火花塞和/或燃料喷射器定位在气缸盖的中心，以便保证与当前需求一致的燃烧质量。-执行不对称的冲程运动学，容量膨胀运动大于容量压缩运动，从而执行阿特金森（Atkinson）或米勒（Miller）类型热动力学循环。-直接调节发动机功率而没有节流进气，从而完全消除在常规火花点火式发动机中存在的部分负荷泵送损失。-获得取决于发动机负荷而变化的压缩比率，尤其从处于部分负荷时的最大值减少到处于完全负荷时的最小值，从而可以在所有情况下优化热动力性能。-不管负荷而获得绝对值的恒定膨胀比率，并且作为可变化的压缩比率的结果，膨胀/压缩系数从处于部分负荷时的单位值增加到处于完全负荷时的过度膨胀的大约50%的值。-优化辅助活塞和其部件的操作机构以完全控制进气、排气和传送冲程，从而使得能够进行在高旋转下的操作。将火花塞和/或燃料喷射器定位在气缸盖中的目标是通过辅助活塞经由特定负荷传送机构来实现的。根据本文的先前状态，将负荷从进气室传送到燃烧室通过在辅助活塞中的多个口来执行，该口的打开和关闭经由相似于在四冲程发动机的进气和排气中使用的常规阀来操作。该类型的阀经由弹簧的力保持在抵靠其座位的关闭位置（朝上）中，并且被动地由于在上面和下面之间的压力差从而克服弹簧的保持力，或通过凸轮的机械操作，利用朝下运动而打开。该类型的阀在燃烧期间不能保持在打开位置中，其使得在该类型的发动机中在燃烧阶段中在气缸盖和燃烧室之间不能存在有直接的连通。根据本专利技术的第一方面，活塞（此后被称为第二活塞）替代传送阀，该活塞以密封方式装配在位于辅助活塞内侧的圆柱形壳体中，其中可执行相对于所述辅助活塞的往复运动，以此在朝下冲程中该第二活塞阻塞位于辅助活塞中的壳体的侧壁中的多个传送口，并且在朝上冲程中其使所述口露出，从而使得能够进行在进气室和燃烧室之间新鲜燃料/空气混合物的负荷的传送。第二活塞的运动因此相反于常规阀的运动，由于第二活塞当其打开传送口时在缩回位置中，所以所述第二活塞不冲入到燃烧室中并且，因此在燃烧阶段期间可保持在该位置中，从而使得可以在燃烧气缸盖中将火花塞、燃料喷射器和/或预热塞放置成恰好与传送口中的一个相对，即在相对于燃烧室并且与其相连通的中心位置中。根据本专利技术的第二活塞，在进气室和燃烧室之间的密封件，在关闭的传送口的位置中，不能通过如在常规阀中在座位上的接触而实现，而是通过所述第二活塞的直径装配到辅助活塞中的其壳体的直径，或通过将第二活塞设置有一个或若干个适当定位的密封环来实现。用于打开和关闭传送口的这样新的操作动力学连接到进气室，其死容量在几何构造上等于零，即当辅助活塞在其上死点位置中时，其与气缸盖完全接触而不留下任何剩余的空腔，使得：-当辅助活塞到达其上死点位置时，全部燃料/空气混合物的新鲜负荷均传送到燃烧室。-甚至当传送口是打开时，燃烧不能朝着进气室传播。根据本专利技术的另外方面，在气缸盖中发现的进气口设置有阀，每个阀由柔性板确定，阀的打开和关闭由在进气收集器和进气室之间的压力差引起。所述板阀具有占用非常小的空间并且具有极其少的惯性的优势。除了关于定位燃料喷射器的上述可能性之外，使得燃料喷射器直接在与辅助活塞的传送口相关的燃烧室中起作用，在压缩点火式发动机（柴油机）的情况下的基本情况中，还可以在火花点燃式发动机（Otto）的情况下，定位燃料喷射器使得当辅助活塞移动时例如在进气冲程期间燃料在任何时刻喷射到进气室中，从而在新鲜燃料/空气混合物传送到燃烧室之前给予燃料时间汽化。附图说明图1示出根据本专利技术形成的发动机的截面，其功能性组件具有发动机活塞、辅助活塞以及第二活塞。图2A、2B、2C和2D示出发动机在其运行周期的不同阶段时的连续位置。图2E是图2C的上部的详细放大图。图3示出设置有辅助活塞和第二活塞组件的特定操作机构的发动机的截面，其确定这些活塞的恒定冲程。图4A、4B、4C、4D和4E示出在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机，其设置有曲轴（4）和一个或若干个气缸（1），每个气缸（1）设置有发动机活塞（6）、气缸盖（3）、排气口（2）以及同轴辅助活塞（7），所述发动机活塞（6）接合到所述曲轴（4）并且可在所述气缸（1）内侧执行往复运动，所述气缸盖（3）关闭所述气缸（1）的上部并且设置有进气口（14），所述排气口（2）位于所述气缸（1）的壁上，所述同轴辅助活塞（7）与所述发动机活塞（6）相对，其界定在所述辅助活塞（7）、所述气缸（1）和所述发动机活塞（6）之间的燃烧室（9）以及在所述辅助活塞（7）、所述气缸（1）和所述气缸盖（3）之间的进气室（8），所述辅助活塞（7）设置有与所述发动机活塞（6）机械地同步的往复运动以便使得剩余气体通过所述排气口（2）从所述燃烧室（9）排出，并且同时使得通过所述进气口（14）吸入在所述进气室（8）中的燃料/空气混合物的新鲜负荷；其特征在于，所述辅助活塞（7）轴向确定在所述燃烧室（9）的侧面上的壳体（10），所述壳体（10）通过传送口（11）与所述进气室（8）连通，第二活塞（12）被包括在所述壳体（10）中，所述第二活塞（12）分别在朝上的后位置和朝下的前位置之间以来回运动打开和关闭所述传送口（11）。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.02 ES P2013309851.一种内燃机，其设置有曲轴（4）和一个或若干个气缸（1），每个气缸（1）设置有发动机活塞（6）、气缸盖（3）、排气口（2）以及同轴辅助活塞（7），所述发动机活塞（6）接合到所述曲轴（4）并且可在所述气缸（1）内侧执行往复运动，所述气缸盖（3）关闭所述气缸（1）的上部并且设置有进气口（14），所述排气口（2）位于所述气缸（1）的壁上，所述同轴辅助活塞（7）与所述发动机活塞（6）相对，其界定在所述辅助活塞（7）、所述气缸（1）和所述发动机活塞（6）之间的燃烧室（9）以及在所述辅助活塞（7）、所述气缸（1）和所述气缸盖（3）之间的进气室（8），所述辅助活塞（7）设置有与所述发动机活塞（6）机械地同步的往复运动以便使得剩余气体通过所述排气口（2）从所述燃烧室（9）排出，并且同时使得通过所述进气口（14）吸入在所述进气室（8）中的燃料/空气混合物的新鲜负荷；其特征在于，所述辅助活塞（7）轴向确定在所述燃烧室（9）的侧面上的壳体（10），所述壳体（10）通过传送口（11）与所述进气室（8）连通，第二活塞（12）被包括在所述壳体（10）中，所述第二活塞（12）分别在朝上的后位置和朝下的前位置之间以来回运动打开和关闭所述传送口（11）。
2.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述第二活塞（12）经由多个密封环（12.1）相对于所述壳体（10）的壁利用密封件调节。
3.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，火花塞（36）和/或燃料喷射器（36.1）布置在所述气缸盖（3）中，当所述辅助活塞（7）在最靠近所述气缸盖（3）的其位置中时与所述传送口（11）中的一个相对并且与所述燃烧室（9）连通。
4.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述进气口（14）设置有多个止回板阀（15）。
5.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述辅助活塞（7）借助于滑动架通过所述气缸盖（3）。
6.如权利要求1和5所述的内燃机，其特征在于，所述辅助活塞（7）具有装配在所述气缸（1）的内侧的大直径（D1），和通过所述气缸盖（3）且比...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝诺瓦·劳伦特·菲利普，
申请(专利权)人：贝诺瓦·劳伦特·菲利普，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES