[发明专利]二冲程发动机及相关方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及内燃机，并且更具体地涉及一种改进的二冲程发动机。

背景技术

已知的是，内燃机用于产生动力，动力例如用于驱动车辆。在内燃机中，发动机的工作流体包括空气和燃料以及燃烧产物。此外，有用功由直接作用于发动机运动表面上的热气体膨胀产生，运动表面诸如为活塞的顶部，其中活塞的往复线性运动通过连接杆或类似的装置转变成曲轴的旋转运动。

常规内燃机可为二冲程或四冲程类型。在常规四冲程发动机中，动力在单个活塞的四个单独的活塞运动或冲程中从燃烧过程被获得（recover）。在此类发动机中，对于曲轴的每两个单次旋转（revolution）而言，活塞就运动穿过动力冲程一次。另一方面，在常规二冲程发动机中，动力在该活塞的仅两次活塞运动或冲程中从燃烧过程被获得。在此类发动机中，曲轴的每个单次旋转活塞都运动穿过动力冲程一次。

尽管已知的是二冲程发动机具有优于与其对应的四冲程发动机的优点，但其操作使它们在某些应用中有些不受欢迎。例如，已知的是常规二冲程发动机具有较弱的燃烧控制，这导致相对较高的排放水平。在一些情况下，与常规二冲程发动机相关的排放太高而不符合针对车辆污染排放所提出的法规。此外，常规二冲程发动机需要使用者提供预定比例的燃料和油的混合物来操作发动机，这可能很不方便。

因此，所需的是一种解决与常规二冲程发动机相关的这些及其它缺陷的二冲程发动机。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种二冲程发动机。该发动机包括可围绕轴线旋转的曲轴，以及包括燃烧缸和压缩缸的发动机机体。第一活塞可滑动地设置在燃烧缸内，且可操作地联接到曲轴上，用于在曲轴围绕轴线的各次旋转(即，单次旋转)期间，通过动力冲程在燃烧缸内往复运动。第二活塞可滑动地设置在压缩缸内，且可操作地联接到曲轴上来在压缩缸内往复运动，使得新鲜空气在曲轴围绕轴线的各次旋转(即，单次旋转)期间在压缩缸中被接收和压缩。

导管提供燃烧缸与压缩缸之间的流体连通，且燃料喷射器与燃烧缸连通来容许燃料进入燃烧缸中。发动机机体中的第一回转阀和第二回转阀可操作地联接到曲轴上来相对于曲轴旋转。第一回转阀和第二回转阀分别可旋转，以便有选择地容许新鲜空气进入压缩缸中，且允许压缩空气流入导管中。第一回转阀和第二回转阀可操作成使得在压缩缸中的压缩空气经由导管传送至燃烧缸，且在允许燃料通过燃料喷射器进入燃烧缸中之前清除燃烧缸的大致所有内容物。

在特定实施例中，第一回转阀和第二回转阀中的每个均可操作地联接到曲轴上来以曲轴旋转速度的大约一半旋转。在特定实施例的一个方面中，导管可限定用于保持空气的第一容积，且燃烧缸可限定用于保持空气和燃料的第一最大容积，其中第一容积大于燃烧缸的最大容积。此外或作为备选，压缩缸可限定用于保持空气的第二最大容积，第二最大容积大于燃烧缸的第一最大容积。导管可包括用于冷却导管中的空气的多个翼片。在一个实施例中，第一回转阀包括大致横切于第一回转阀旋转轴线延伸的第一通路，并且其中第一回转阀的旋转通过第一通路间断地提供压缩缸与导管之间的流体连通。第二回转阀可包括大致横切于第二回转阀旋转轴线延伸的第二通路，其中第二回转阀的旋转通过第二通路间断地提供压缩缸与外部空气源之间的流体连通。

第一回转阀和第二回转阀可定位成邻近压缩缸的端部，且可围绕相应的轴线旋转，相应的轴线大致平行于彼此且大致平行于曲轴的旋转轴线。燃料喷射器可操作地联接到导管上来用于将燃料喷射到导管中。发动机还可包括与燃烧缸流体连通的排气管，其用于从燃烧缸排出废气。排气管可从邻近燃烧缸的位置处的第一截面面积扩大到在燃烧缸远端的另一位置处大于第一截面面积的第二截面面积。排气管可包括至少一个侧壁，侧壁相对于排气管的纵轴线以大约45°的角倾斜。

附图说明                               

图1为根据本公开内容的二冲程发动机的示例性实施例的示意性透视图。

图2A为大致沿图1中的线2A-2A截取的截面视图，示出了在相应的第一定向上的其第一活塞和第二活塞。

图2B为类似于图2A的视图，示出了在不同于图2A中的那些的相应定向上的第一活塞和第二活塞。

图2C为类似于图2A和图2B的视图，示出了在不同于图2A和图2B中的那些的相应定向上的第一活塞和第二活塞。

图2D为类似于图2A-图2C的视图，示出了在不同于图2A至图2C中的那些的相应定向上的第一活塞和第二活塞。