分循环可变排量火花点火转子发动机制造技术

一种分循环可变排量火花点火转子发动机，包括：至少一个第一旋转结构（Ｃ１），其包括用于执行四相位发动机循环中的燃烧－膨胀和排气相位的多个重复性容积可变工作室（６０、６１、６２）；以及至少一个第二旋转结构（Ｃ２），其包括用于执行四相位发动机循环中的进气和压缩相位的多个重复性容积可变工作室（７０、７１、７２）。划分密封装置（Ｃ１的７３、７４和Ｃ２的７５、７６）将连续工作室中每个周期性地分为容积膨胀前段和容积收缩后段。排放阀装置用于通过从压缩室排放捕获进气的部分而改变压缩室排量。第一相位改变机构设置成用于改变所述第一旋转结构（Ｃ１）和所述第二旋转结构（Ｃ２）之间的相位关系。第二相位改变机构改变排放阀装置和相应的压缩室之间的相位关系。第一旋转结构（Ｃ１）具有可变排量燃烧室，与第二旋转结构（Ｃ２）的可变排量压缩室操作地同步，使得在较宽的发动机运转范围内获得全负荷状的燃烧环境。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及火花点火发动机，更具体地涉及分循环火花点火转子 发动机。本专利技术尤其涉及分循环可变排量火花点火转子发动机。
技术介绍
已知的是，当压缩相位末期的气缸压力和温度接近其最大容许极限时，火花点火(SI)内燃机(IC)通常具有最大的效率。在常规的火花点火发动机中，无论其是转子式的还是往复式的，都能够仅仅在 进气歧管中的节气门全开，以允许在进气相位期间在发动机气缸中获 得最大可能的空气或燃料-空气混合气并且在接下来的压缩相位期间 所述进气被压缩至由发动机的设计决定的最小室容积时，达到上述状 况。在节气门全开期间，进气歧管压力接近大气压或大约1巴。在通常覆盖整个驱动循环90%以上的典型驱动状况期间，进气歧管压力保 持为大约0.5巴或更小，使得在驱动轴上产生极大的拖曳，这种现象 通常称为"泵送损失"，这对发动机的效率将产生不利的影响。在压 缩相位末期，节流进一步降低室压力和温度，并且增大了进气稀释。 因此降低了燃烧速度，发动机经历不稳定燃烧，这导致效率降低和有 害尾气排放增加。通常，尽管汽车的额定峰值效率为大约33%，但是具有汽油发动 机的中级车在水平路面上巡航时的效率仅为大约20%。也就是，在巡 航期间，发动机的燃油消耗率(SFC)为大约400g/kWh，而在高负荷 状况下，相同的发动机的SFC可以达到255g/kWh。参见P丄edue， B. Dubar， A. Ranini和G. Monnier， "Downsizing of Gasoline Engine: an Efficient Way to Reduce C02 Emissions", Oil&Gas Science and Technology-Rev. IFP， Vol. 58 ( 2003 ) , No. 1， pp. 117-118。当发动机运转状况离开巡航模式进入比如城市行驶状况时，效率进一步显著降 低。考虑到这一点，如果发动机尺寸减小，在巡航或城市行驶状况期 间以较高的特定负荷运转，那么就不能很好地加速或爬坡。可以看到，正在进行中的研究工作大部分都在往复式发动机领域，指示出了改进SI发动机的热力学效率的未来趋势，这也可以延伸至转子发动机在相同参数条件下的实施和改进。因此，燃料有效转子发动 机的引入需要快速回顾这些在往复式发动机领域中已经做出的工作的 实施。在过去十年中，已经引入了一些有趣的思想，比如可变排量技术、 可变压缩比技术、可变气门技术、发动机小型化和增压、燃料的分层燃烧、受控制的自动点火、燃料的基于负荷的辛烷增强(Load Dependant Octane Enhancement of Fuel)，以便获得更好的SI发动 机效率，并且这些方法的各种组合也在单个发动机上进行了试验。在往复式活塞发动机中，通常通过断釭(cylinder deactivation ) 方法来获得发动机的可变排量，其中，在部分负荷运转期间，多气缸 发动机中的少数几个气缸选择性地不活动，使得不提供动力，从而减 小发动机的活动排量。因此，仅仅只有活动的气缸消耗燃料，并且处 在特定负荷比所有气缸都运转的情况更高的条件下运转，从而发动机 获得更高的燃料效率。不活动气缸的数量可选择为匹配发动机负荷， 这通常称为"按需排量"。因为活动的和不活动的气缸两者的活塞通 常都连接至共同的曲轴，所以不活动的活塞在相应的气缸中持续往复 运动，导致不期望的摩擦。不活动的气缸的气门需要专门的控制，这 导致进一步的复杂化。此外，气缸的不活动和再次活动是分步发生的， 因此需要进一步的措施，以便使得分步的转换变得平滑。对于这种方 法而言，应对可变排量发动机的不平衡冷却和振动是设计上其它待解 决的问题。在多数情况下，气缸不活动是应用于在小负荷时效率特别 低下的较大排量的发动机中。现代的电子发动机控制系统构造成电子控制各种部件，比如节气 门、点火定时器、进气-排气门等，以便使得可变排量IC发动机的转换分步变得平滑。美国专利6619267 (Pao)中公开了一种电子节气门 控制方法的例子，其描述了应对转换分步的进气流控制模式。美国专 利6640543 ( Seal)中公开了 一种用于往复式活塞发动机和转子IC发 动机的可变排量系统，其包括涡轮增压器，以增大工作效率。JP2001115865A ( Arai Masahiro， Nagaishi Hatsuo )中公开了一 种用于可变排量内燃机的控制系统，其描述了响应节气门位置确定有 效流动横截面积。有效流动横截面积用来确定容积气流比。控制单元 确定发动机气缸中某些气缸的不活动和再次活动以及循环中沖程的改 变。控制单元响应被激活的气缸的数量和当前循环中相位的数量来改 变预定的功能。WO 2006/042423 Al ( Pekau )中7>开了一种可变排量 转子发动机，其中转子发动机具有超环形气缸， 一组活塞能够在该气 缸内围绕驱动轴单向地和轴向地旋转。具有局部截断部分的旋转圆盘 阀顺序地截断超环形气缸，以便在活塞靠近圆盘阀时实现压缩相位， 在活塞远离圆盘阀时实现膨胀相位。旋转圆盘阀的截断部分同步地提 供开口，使得在压缩末期活塞可以穿过圆盘阀区域。在活塞穿过时， 所述圆盘阀关闭超环形气缸路径，以便在圆盘阀和刚刚穿过圆盘阀的 活塞之间形成膨胀室。容积可变的燃烧室流体地(fluidly)连接至压 缩室和膨胀室。沿着超环形气缸布置有多个能够选择性地操作的进气 门和排气门。特定进气门的选择开度表明进气量，类似地，排气门的 选择开度表明了膨胀极限。在这种发动机设计中，可以避免泵送损失， 但是其难以避免在圆盘阀打开期间压缩空气直接进入排气室的基本损 失。此外，从独立燃烧室至膨胀室的热气流可导致高的热损失、管道 和相应气门的过热，并且控制似乎非常复杂。与可变排量发动机技术类似，可变压缩比(VCR)技术也要求各 种相关的改变，比如发动机尺寸减小、涡轮增压或增压、可变气门技 术、燃料的基于负荷的辛烷增强等，以便满足日益迫切的排放标准和 燃料效率要求。基本VCR思想是在部分负荷运转状况下当消耗全部 进气排量的一部分时以较高的压缩比运行发动机，在大负荷运转状况 下当消耗全部进气排量时以较低的压缩比运行发动机。由此在宽的负荷状况范围内可以改进在压缩末期产生的气缸压力和温度，因此可以获得更好的燃料效率。因为VCR技术不能单独地避免部分负荷泵送 损失，所以其需要可变气门技术(VVT)的协助。VVT对SI发动机 提供不节流(im-throttled )进气的好处，其中通过提前关闭进气门以 停止过度进气或通过延时关闭进气门以将多余的进气排放回到进气歧 管中来控制部分负荷下的进气量。然而，VCR技术自身的设计和制造 相对复杂。参见"Benefits and Challenges of Variable Compression Ratio ( VCR ) "， Martyn Roberts, SAE Technical Paper No. 2003-01-0398。在SI发动机中的过膨胀循环对其热效率增加显著的好处。 Atkinson循环和Miller循环效率是建立在所述过膨胀循环原理上，参 见"Effect of over-expansio本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分循环可变排量火花点火转子发动机，包括：至少一个第一旋转结构（Ｃ１），其包括用于执行四相位发动机循环中的燃烧－膨胀和排气相位的多个重复性容积可变工作室；至少一个第二旋转结构（Ｃ２），其包括用于执行四相位发动机循环中的进气和压缩相位的多个重复性容积可变工作室；周期性密封装置（Ｃ１的７３、７４和Ｃ２的７５、７６），其用于将连续的工作室中的每个周期性地分为容积膨胀前段和容积收缩后段；用于将压缩气体从所述第二旋转结构（Ｃ２）顺序地传送至所述第一旋转结构（Ｃ１）的装置；用于借助在压缩相位期间排放捕获的进气的可变部分来改变有效发动机排量的装置；用于改变所述第一旋转结构（Ｃ１）和所述第二旋转结构（Ｃ２）之间的相位关系的装置（１００）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉班乔蒂米斯特里，
申请(专利权)人：昌丹库马尔塞特，吉班乔蒂米斯特里，
类型：发明
国别省市：IN[印度]