二冲程内燃机的制作方法 2

二冲程内燃机的制作方法2

二冲程内燃机的制作方法专利名称:二冲程内燃机的制作方法技术领域:本创造涉及一种依据二冲程原理工作的内燃机工作的方法,其包括交替的做功冲程和压縮冲程,其中内燃机包括至少一个气缸和在气缸中进行往复运动的活塞,和由气缸和活塞限定的燃烧室,以及用于将燃烧空气导入到燃烧室的至少一个进气口,以及配置有用于将废气从燃烧室排出的自由地可操作的排气阀的至少一个排气口。

本创造还涉及一种依据二冲程原理工作的内燃机,包括交替的做功冲程和压縮冲程,其中内燃机包括至少一个气缸和在所述气缸中进行往复运动的活塞,和由所述气缸和活塞限定的燃烧室,以及用于将燃烧空气导入到燃烧室的至少一个进气口,以及配置有用于将废气从燃烧室排出的自由地可操作的排气阀的至少一个排气口。

优选地进气口也配置有自由的可操作阀,但可能仅配置有通过经过的活塞打开和关闭的进气口,所述口配置在气缸壁中,优选地在活塞的下死点的区域中。

自由的可操作阀适合于通过基于计算机的掌握系统掌握,所述基于计算机的掌握系统例如可以构成用于掌握点火和燃料、水、水蒸汽等喷射到燃烧室的现有的掌握系统的一部分。

自由的可操作阀可以通过压力液体,优选地空气驱动的压力液体驱动。

掌握系统可以包括掌握单元,掌握信号通过该掌握单元被传输到掌握压力液体线路中压力液体的流淌的操纵阀处,其中线路中配置有压力液体启动致动器,该压力液体启动致动器通过压力液体的作用驱动自由可操作阀,即排气阀,并且还可能驱动内燃机的进气阀。

在所述气缸中,活塞在分别为上死点和下死点的两个端位置之间往复地移动。

从上死点至下死点的路径被称作做功冲程,以及活塞从下死点至上死点的路径被称作压縮冲程。

当发动机工作时,压縮冲程的结束伴随着燃烧的开头,并且做功冲程的结束伴随燃烧气体的排出的开头。

背景技术:当前的二冲程发动机通常使用用于排出废气和用于导入新的空气的口,伴随活塞的下死点所述口被露出。

该技术的缺点在于,当活塞和其活塞环通过所述口时,将会刮走所述口的边缘的油并且在废气排出时油将会流入废气。

在下面的状况时将会消失另一缺点,当活塞被用作扫气泵时,其中来自曲轴箱的油将会跟随将参加燃烧的空气。

由于上述缺点,当前的需求,并且尤其是将来低废气排放的需求将不行能实1。

气缸盖中自由的可操作提升阀与由发动机轴驱动的扫气泵的结合将会解决上述问题是公知常识。

但仅在发动机起动期间和电动机制动之后的加速期间需要扫气泵,若非,对于其余时间其可以关闭并且由当排出废气时气缸中产生的动态影响所替代,这也是公知常识。

假如在发动机起动和电动机制动之后的加速期间也能够运用这些动态效应,并且因此,将不需要扫气泵,则可以改进发动机效率并且可以降低发动机成本。

创造内容本创造的目的是改进用于利用内燃机的燃烧室中的气体交换的动态效应的前提条件,以及当这些前提条件通常不满意时的工作条件。

这样的工作条件例如可以包括发动机的起动,以及马达制动之后的加速,其中通常对于燃烧室中足够的气体交换的完成而言扫气泵是必需的。

气体交换被认为是废气的排出和新的燃烧空气的导入。

换句话说,本创造的目标是在肯定条件下,诸如发动机起动期间以及电动机制动之后的加速期间产生动态效应,其中,为了通过进气通道导入足够量的新奇空气需要扫气泵,因此,以产生使得不需要扫气泵的燃烧室与进气通道之间的压力关系。

本创造的目标是通过用于二冲程内燃机的最初限定的方法实现的,所述方法的特征在于至少在压縮冲程的一部分期间,排气阀保持打开,并且在随后的做功冲程期间在燃烧室中存在与进气通道中的压力相关的负压的压縮冲程的后期阶段执行排气阀的关闭。

由于本创造,在所述压縮冲程后的随后的做功冲程期间在燃烧室中获得与进气通道中的压力相关的负压。

为了在所述做功期间供应快速导入的足够量的燃烧空气可以利用该负压。

在没有任何点火或燃烧的状况下,按挨次进行本创造的周期,并且在所述做功冲程期间没有执行实际的工作。

在随后的周期期间,以及同样在以后的周期期间,由于本创造的挨次当足够量的新奇空气导入时,如平常一样执行点火和燃烧。

换句话说,为了预备由燃烧室中的负压引起的前提条件,为了在没有任何扫气泵的关心下有足够的空气导入燃烧室,本创造包括在冲程中排气阀的关闭的临时延迟。

应当理解,本创造的挨次主要认为是在工作挨次中应用,否则将需要扫气泵。

依据优选实施例,在所述压縮冲程的后一半期间,即在活塞到达其上死点之前的最终90度曲柄转角期间在活塞的下死点和上死点之间有180度的曲柄转角,排气阀关闭。

因此,在随后的做功冲程期间燃烧室中可以获得相对较大的负压,由此促进了燃烧空气的快速导入。

优选地,在所述压縮冲程的后四分之一期间,排气阀关闭,并且更优选的,在所述压缩冲程结束时排气阀关闭,优选地,在活塞到达其上死点时的瞬间之间的最终20度,或甚至更优选地最终10度曲柄转角期间。

因此,在随后的做功冲程期间在燃烧室中获得最大的负压。

此外,优选地在所述压縮冲程开头时排气阀打开,优选地在活塞朝向其上死点的移动期间的最开头45度曲柄转角期间。

在该阶段,燃烧室中存在最小的压力,并且为了打开阀需要最小的工作,假定阀是与其打开相关从阀座移动到燃烧室的这一类型的。

依据本创造,在所述压縮冲程后的做功冲程期间用于将空气导入燃烧室的进气口打开。

优选地,当燃烧室中的负压最大时在做功冲程的一部分期间,即,在做功冲程结束时,进气口临时打开,优选地活塞到达其下死点之前的最终45度曲柄转角期间。

为了获得最大的效果,在当空气流入燃烧室自然地结束的一瞬间,进气口关闭。

这可能在做功冲程结束时或在随后的压縮冲程开头时发生。

在低转速时,还可能在所述做功冲程之后的所述压縮冲程开头一样迟地执行进气口的打开。

换句话说,当气缸中的负压在最小时,在接近于活塞的下死点的曲柄转角范围期间,最好临时打开进气口。

为了使得进气口的打开和关闭的正时变化,与排气口之一类似,后者最好具有自由可操作阀。

依据本创造,与工作条件相关在压縮冲程的至少一部分期间排气阀最好打开,在所述至少一部分压縮冲程期间完成了用于燃烧室中气体交换的动态效应的前提条件的改进。

依据本创造的优选实施例,所述工作条件包括在马达制动之后的发动机的起动或加速中的至少一个条件。

换句话说,在压縮冲程期间燃烧室的废气的排出将在预定条件下发生,随后发动机可以回到排气阀的正常打开和关闭挨次。

此外,优选地,所述阀通过气动操作。

更优选地,阀位于气缸盖中并且通过移动到燃烧室而打开。

本创造的目标还通过最初限定的发动机实现,其特征在于其包括在压縮冲程的至少一部分期间用于保持排气阀打开的装置,其中在随后的做功冲程期间在燃烧室中产生了与进气口中的压力相关负压的压縮冲程的后期阶段进行所述排气阀的关闭。

所述装置适于包括存储在存储器上的计算机程序挨次,以及用于依据本创造的原理掌握排气阀的处理器等。

适当地,与工作条件相关该掌握主要地被执行,在该工作条件期间,完成了使用燃烧室中气体交换的动态效应的前提条件的改进。

此外,发动机包括用于寄存实现依据本创造的原理的条件的装置。

此外,发动机优选地包括用于依据本创造的方法的上述进一步的实施例掌握进气阀和排气阀的一装置,优选地计算机程序挨次。

优选地,本创造可以与通过诸如机械压縮机或涡轮结合而实现的增压器相结合。

可操作阀被认为是发动机气缸的燃烧室的阀,其中所述阀基于来自掌握系统的信号,优选地电子类型的,并且依据计算机程序,通过加压流体的作用被打开和关闭。

在以下的说明书和所附的权利要求书中体现了本创造的进一步的特征和优点。

下文中,参照附图将通过举例的方式说明本创造,其中图是依据本创造的内燃机的一部分的图示,图2是用于内燃机的二冲程工作的正常工作挨次的视图,以及图3是用于创造的方法的优选实施例的步骤时间图的视图。

详细实施例方式图是示意性地示出了依据本创造的内燃机的一部分。

内燃机包括气缸1,以及布置为在气缸中往复移动的活塞2,以及由气缸和活塞限定的燃烧室3,进气阀4,排气阀5,以及用于除了燃料外的液体的喷射的阀或喷嘴6。

可以想象,喷嘴6除喷射所述液体外,也喷射至少一部分燃料,例如诸如乙醇的酒精。

喷嘴6也可以仅用于燃料喷射。

废气系统等可以在排气阀5布置处连接至排气口。

图1中,活塞2在二冲程循环的压縮冲程期间进行运动,并且空气,可能连同燃料通过打开的进气阀4流入到燃烧室。

当活塞2在下死点时,排气阀4通常打开,但现在是关闭的。

在二冲程工作期间,这是正常的挨次,即在下死点处气体的交换。

线路7用作阀4和5以及喷嘴6的致动器的工作。

为了通过信号掌握线路7以及阀4和5以及连接至线路的喷嘴6,掌握单元8可操作地连接至线路7。

线路7可以包括电子元件以及压力液体线路,优选地气动型。

例如,为了作用在配置在其中的致动器活塞上,通过该活塞进气阀4和排气阀5被驱动,其可以包括通过电磁铁操作的并且为了掌握诸如空气的受压流体向致动器腔未示出的流淌而设置的操纵阀。

为了作用转矩,诸如气动踏板的构件9可操作地连接至掌握单元8上。

邻近于布置在曲轴11上的阶梯板12的传感器10可操作地连接至掌握单元8并且为掌握单元8连续地供应关于气缸中的发动机转速和曲轴位置和或活塞2的位置的信息。

掌握单元8,或配置的更精确软件等将确定可操作阀4和5何时打开或关闭,以及喷嘴6何时打开喷射所述液体。

图2示出了在正常工作模式中工作的二冲程发动机。

由此,如图2所示,依据本创造的燃烧气体的排出和空气的供应,即,气体的交换应当如下。

在做功冲程结束时,为了排出燃烧气体,排气阀5打开,由于燃烧室3内的压力明显地高于属于废气系统的废气或废气通道14中的压力,废气以脉冲的形式流出燃烧室3。

由于所述脉冲,燃烧室3中的压力将变得比供应空气的入口通道13中的压力低。

当燃烧室3中废气的自然产生的流淌结束时,压力将为最小,并且,在一个优选实施例中,用于废气的一个或多个排气阀5应当关闭,随后尽可能接近所述废气地,为了将空气导入,一个或多个进气阀5应当打开。

由于燃烧室3中的压力明显地比用于导入空气的通道13中的压力低,空气将以脉冲形式流入到燃烧室3中,并且燃烧室中的压力将会增加。

在当空气流入到燃烧室3自然地结束的一瞬间,压力为最大,依照一个优选实施例,应当尽可能地接近压力最大的瞬间通过进气阀4的关闭结束空气的导入。

这里,动态效应被认为是使用燃烧气体流出燃烧室3的脉冲的上述方法,以及为了启动空气进入燃烧室3的脉冲使用燃烧室3中产生的低压。

然而,使用脉冲的可能性是特别临时性的。

通常,脉冲发生在临界流淌,为最大速度的声速。

其需要在几千分之一秒内能够打开和关闭用于将燃烧气体从燃烧室3排出的排气阀5,并且能够打开和关闭用于将空气导入燃烧室3的进气阀4。

当已经形成动态效应时,为了实现气体充分的交换不再需要任意扫气泵的关心。

为了发动机的起动和为了在发动机制动之后就加速以快速地实现高转矩,当代的二冲程发动机必需具有扫气泵。

为了通过常规方法削减车辆速度,限制了空气流淌的供应或关闭将空气导入燃烧室3的通道,于是在做功冲程结束时,燃烧室3中的压力将会很低所以将不会产生燃烧气体流出燃烧室的所述脉冲,导致将不能够产生动态效应。

图3示出了依据本创造的方法的优选实施例。

本创造的特征在于,在发动机起动以及在发动机制动后的加速时,并且当需要最大转矩时,通过在压縮冲程期间排出可能的剩余燃烧气体,并且通过结束与活塞到达其上死点相关的排出可以快速地建立动态效应,并且然后,在随后的做功冲程期间,当关于用于导入空气的通道13存在燃烧室3中需要的负压时,用于将空气导入燃烧室3的一个或多个阀4快速地,即,临时地,打开并且然后关闭。

在所述做功冲程期间,没有点火或燃烧。

然后,压縮冲程和做功冲程将正常地跟随有不同的,优选为常用类型的排气阀的打开挨次,其中在二冲程发动机工作期间以前面己经进行说明的用于二冲程发动机的挨次维持动态效应。

在动态效应可以优选地在如在发动机制动期间压縮的空气存储在容器中并且在随后的加速期间使用的空气混合类型的燃烧发动机的工作期间建优选地,动态效应也可以在蒸汽膨胀后建立,所述蒸汽通过废气热量使水沸腾而产生,在混合动力车中通过膨胀燃烧气体产生的做功冲程与通过膨胀蒸汽产生的做功冲程交替进行。

当采纳的高压蒸汽可以到达时,在开头做功冲程之前执行所述蒸汽的供应。

在做功冲程结束时,为了依据以上公开的内容建立动态效应,存在有足够压力的蒸汽。

为了通过自由可操作的进气阀和排气阀4,5建立动态效应,为了燃烧气体的排出并且为了用最大质量的空气布满燃烧室3以供应空气,能够足够快地打开和关闭排气阀,并且排气阀具有足够的面积是特别重要的。

同时自由可操作的阀的打开器是电动机械的、液压的、或气动的。

为了不比所述功能所需的给定质量大,气动阀给与其它方法相比能够较快地完成预定提上升度并且具有较低的能量消耗。

通过气动阀将所述质量的阀打开至某一提上升度与其闭合之间的时间实质上比通过其它方法短。

依据能够更快地执行阀移动的需要,即,打开和关闭足够的面积区域,为了最好的动态效应而排出燃烧气体和供应空气,依据本创造最好使用气动阀。

为了改进动态效应,为了将使燃烧气体从燃烧室3排出的通道和用于将空气供应到燃烧室3的通道适应所述的一个或多个阀打开器的性能本创造的特征在于使用公知的原理。

动态效应的意思是燃烧室3中负压的产生与用于供应空气的通道13中的压力相关。

进一步降低燃烧室3中的压力的另一个方法是,即,本创造的特征在于,当流出燃烧室3的燃烧气体的流淌结束时并且当开头将燃料和空气的混合物的供应时,喷射液体,优选为水到燃烧室3中。

为此目的,依据图1的内燃机具有喷嘴6。

残留再燃烧气体中的热量将使得液体产生自然蒸发并且同时使得燃烧气体冷却,由此燃烧室3中的压力将减小。

由此,可以供应大量的空气。

通过供应的、喷射的液体的质量的协作,可以掌握温度。

这对均质充量压縮点火,期间有利。

期间,并且由于较大的负载,由于温度变高点火可能提前发生。

所述液体的蒸发和冷却的另一个优点是在燃烧期间氮氧化物,的产生将实质削减一个程度。

当液体包括水时,水蒸气与抑制的产生中常常使用的方法的废气再循环,具有相同的效果。

通过喷出的水的供应质量,掌握的产生将会变得可能。

当柴油被用作燃料时,可以抑制和碳黑的产生,这是一优点。

没有蒸发但在压縮冲程被蒸发的可能的残留喷雾将降低压缩功,当热量由此去除,产生了改进的效率和可能进一步抑制的的产生。

本创造还涉及一种为了在依据本创造的内燃机上实现依据本创造的方法存在在可读计算机程序介质上的计算机程序产品。

本创造不是限制在是固定不变的二冲程工作,而是包括二冲程工作与四冲程