二冲程发动机中的方法和二冲程发动机技术

本发明专利技术涉及一种二冲程发动机中的方法，所述二冲程发动机包括：具有往复活塞(2)的至少一个汽缸(1)；定界的燃烧空间(5)；在所述活塞的底部死点位置处都显露的至少一个出口(7)和入口(9)；致动器(8)，其激活阀(17)以打开并通过入口管(6)引入燃烧空气；控制系统(15)，其控制所述致动器打开所述阀以便通过所述入口引入燃烧空气。本发明专利技术特征在于，在闭合所述出口后，所述入口通过所述活塞关闭，因此与当今的二冲程发动机相比是相反的。

Method and two stroke engine in two stroke engine

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二冲程发动机中的方法和二冲程发动机
本专利技术涉及一种二冲程发动机中的方法，和一种根据所述方法操作的二冲程发动机。本专利技术涉及一种新二冲程发动机，在于引入燃烧空气和燃料前抽空废气的意义上，所述新二冲程发动机像普通二冲程发动机一样操作，但具有的大体差异为，入口坐落于排气口上方。在常规二冲程发动机中，入口坐落于排气口下方。
技术介绍
活塞在两个端位置(顶部死点与底部死点)之间移动。在顶部死点，压缩空间转变成燃烧空间，所述空间由可移动活塞和汽缸盖定界。活塞从底部死点朝向顶部死点的移动被称作压缩冲程，并且从顶部死点朝向底部死点的后续移动被称作膨胀或工作冲程。在工作冲程后，发生气体交换。废气被去除，并且引入新的燃烧空气，在此之后，跟着是新压缩冲程。这二冲程过程是发动机的主要原理。在当今的二冲程发动机中，借助于活塞首先显露废气流出所通过的排气口(由于过压，常以脉动方式)，气体交换发生于工作冲程的末尾。其后，显露入口，并且引入新的燃烧空气，然后压缩冲程开始。主要劣势是通过与燃料和/或润滑油的燃烧空气造成的不清洁的废气，在一定程度上，所述燃烧空气通过废气口流出到周围大气。这是因以下事实造成：用于入口和排气的口同时重叠地打开，并且在入口后关闭废气口。在汽缸盖中使用可自由控制阀，像在当今的四冲程发动机中一样的提升阀，可在较大程度上减少不清洁废气的问题。瑞典专利SE529569和SE529570中提出的发动机在汽缸盖中具有可自由控制且电磁、液压或气动激活的阀，希望所述阀尤其达成具有较高效率和较清洁废气的二冲程发动机。在这些专利中，为了减少不清洁废气的排放，排气阀应打开以排出废气，且在入口阀打开并关闭以用于燃烧空气的吸入前关闭。在以上提到的类型的可自由控制阀当中，气动激活的阀迄今为可达成打开和关闭电动机阀的最短时间的阀。在8mm阀升程(是从汽缸盖中的阀座到完全打开阀的最大距离)，最短时间是5ms(普通400cm3汽缸中的持续时间)，这意味从那个出口阀打开直到入口阀关闭需要的时间是10ms。当发动机一转的时间是60ms时，这时间在诸如1000RPM的低速下没问题，但因为需要较高速度，例如，从2000RPM向上，所以执行气体交换的时间变得越短，且因此，用于压缩的时间变得越短，并且压缩冲程的长度变得越来越短，从而导致减小的压缩速率。在具有最大速度3000RPM(对应于四冲程发动机中正常的最大速度6000RPM)的二冲程发动机中，一转的时间是20ms。如果那个时间的一半将用于气体交换，则认识到问题发生，可总结为，在恒定填充空气压力和加压的燃烧空气吸入下，随着发动机速度增大，压缩速率减小，伴着所得的效率降低。通过分别以活塞的往复移动显露和闭合的在汽缸中的用于吸入和排气的口，如在当今的二冲程发动机中，或在根据本专利技术的二冲程发动机中，随着速度增大，减小的压缩速度和降低的效率的所述问题不会发生。然而，当今的二冲程发动机具有与不清洁废气有关的问题，如在以上
技术介绍
下的第二段中所提到，这是由于用于入口和排气的口同时打开，并且排气口在入口后关闭。
技术实现思路
本专利技术的目的是减少在当今的二冲程发动机中的不清洁废气的问题。本专利技术涉及一种二冲程发动机，在于引入具有或无燃料的燃烧空气前抽空废气的意义上，所述二冲程发动机像普通二冲程发动机一样操作，但具有大体且特征化差异，即，一方面，入口坐落于排气口上方，且另一方面，在已在压缩冲程期间通过活塞关闭排气口后引入燃烧空气。在工作冲程期间，所述活塞首先经过所述入口，在所述入口外通过可控制阀将其关闭，且其后，经过所述排气口，借此抽空废气且所述活塞到达其底部死点区域。随着所述活塞其后在其朝向其顶部死点位置的途中，其首先经过所述排气口，因此所述排气口关闭，然后所述活塞到达所述显露的入口。当所述活塞到达所述入口时，所述可控制阀打开且燃烧空气流过所述可控制阀和所述入口，到所述汽缸内，直到所述入口通过所述活塞关闭。由此，起始引入的燃烧空气的压缩。压缩速率是恒定的且独立于速度，且随着速度增加，口的打开持续时间减小。当活塞显露出口时，加压的废气的脉冲通过出口流出，借此产生负压，当活塞到达入口且燃烧空气流入时，负压保持。随着速度和发动机负荷增加，负压增大，这促进了增添新燃烧空气，且随着速度增加，补偿增添之较短时间。由于出口与入口并不同时打开，因此如在当今的二冲程发动机中的不清洁废气的问题不会出现。当今的二冲程发动机的另一问题是，用于产生填充空气、加压的燃烧空气的排气驱动式涡轮的益处受到重叠开放口限制，同时填充空气流出到排气口内，而非在起始压缩冲程前保持于汽缸中且增大其中的压力。本专利技术还解决这问题。在活塞的底部死点位置周围的区中，活塞速度低，且在底部死点，活塞在片刻内完全静止。这意味着，由于存在较多时间用于抽空废气，与当今的二冲程发动机相比，可使出口面积较小。如果排气区进一步分布于若干个低排气口上，则工作冲程变得较长，从而导致提高的效率。通过实现具有使其大小针对发动机的不同操作条件可变地调整的布置的排气区，可在汽缸中产生通过废气的脉动流出造成的连续负压，而当排气由活塞关闭时，所述负压保持，并且当可控制阀打开以用于引入新燃烧空气时，所述负压可因此被投入使用。所述可控制阀可被气动、液压或电磁激活，其中后者类型是优选的，因为不需要加压空气或液压油，而是取而代之，身边总是有的是电。此外，新技术可用于电磁激活或螺线管激活的发动机阀，所述阀导致与对于气动激活的阀打开同等快的阀打开的可能性。本专利技术的以上描述的目的是通过由在描述后描述的专利权利要求定义的保护范围达成。具体实施方式图1展示根据本专利技术的二冲程发动机，包括具有汽缸盖11的至少一个汽缸1、在汽缸中往复运动的活塞2，当入口9关闭时，所述活塞盖住排气口7。燃烧和膨胀冲程将被起始。飞轮3安装于曲柄轴4上，以常规方式将具有所述活塞的活塞杆布置于所述曲柄轴4上。燃烧空间5设置于活塞与汽缸盖之间。通过由致动器8控制为打开和关闭的可控制阀17，将燃烧空气从入口管6引入到燃烧空间。在曲柄轴上，布置传感器或曲柄轴探头19，其信号由电动机控制系统15读取，所述系统由此登记活塞在汽缸中的位置，并命令致动器在适当时间打开和关闭所述阀。展示活塞在其顶部死点位置处，在这里，它盖住出口7。在排气管中，布置氧传感器22，其信号由发动机控制系统15读取。使用氧检测器，可基于目前排气后处理系统将燃料与燃烧空气之间的比率控制为最优。应提到，在一些情况中的氧检测器并不合适，例如，在较小发动机中，诸如在链锯中，链锯必须是轻型且在闲置时或在全节流时操作。为发动机布置任一火花塞16，在这里，燃料将借助于由发动机控制系统在关于发动机效率的最优计时命令的火花点燃。在柴油发动机应用中，16表示柴油燃料注入器。展示的实施例在较小发动机(诸如，其中有园艺机、链锯、摩托车)中也是合适的。应注意，所述图以原理展示应用本专利技术所需要之物。图2展示活塞在汽缸中的底部死点位置，其中已显露排气口7，借此加压的废气常以脉动方式经由所述口流出到排气系统。如果在排气系统中存在环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二冲程发动机中的方法，所述二冲程发动机包括：具有往复活塞(2)的至少一个汽缸(1)；定界的燃烧空间(5)；至少一个出口(7)和设置于所述出口上方的入口(9)，所述口在所述活塞的底部死点位置处都显露；致动器(8)，其被布置成打开连接到其处的阀(17)以便通过入口管(6)和所述入口将燃烧空气引入到所述燃烧空间内；控制系统(15)，其在所述活塞的所述底部死点位置后命令所述致动器打开所述阀，其特征在于，使所述阀与通过所述活塞闭合的所述出口相连地打开。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171016 SE 1700245-21.一种二冲程发动机中的方法，所述二冲程发动机包括：具有往复活塞(2)的至少一个汽缸(1)；定界的燃烧空间(5)；至少一个出口(7)和设置于所述出口上方的入口(9)，所述口在所述活塞的底部死点位置处都显露；致动器(8)，其被布置成打开连接到其处的阀(17)以便通过入口管(6)和所述入口将燃烧空气引入到所述燃烧空间内；控制系统(15)，其在所述活塞的所述底部死点位置后命令所述致动器打开所述阀，其特征在于，使所述阀与通过所述活塞闭合的所述出口相连地打开。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阀(17)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马茨·海德曼，
申请(专利权)人：海德曼爱立信专利公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE