[发明专利]具有两个活塞的发动机系统

说明书

技术领域

本申请涉及具有两个活塞的发动机系统。

背景技术

在内燃发动机的操作期间，在压缩冲程期间，燃料能够被推入到活塞和气缸壁之间的小间隙中。在下一次膨胀冲程期间，燃料仍然陷入在小间隙中并且不会燃烧。只有在随后的排气冲程期间，陷住的燃料可以从间隙排出到气缸中。被释放的燃料将流动到排气系统中，而不是在膨胀冲程期间被点燃。因此，可增加发动机排放并可降低发动机效率和燃料经济性。

发明内容

因此，在一种方法中，提供了一种发动机系统。发动机系统包括可在气缸内移动的第一活塞，可在第一活塞的中空体(hollow body)内移动的第二活塞，所述移动限定中空体内的储存器的边界，联接到第一活塞和第二活塞的弹簧装置，以及将储存器流体地连接到气缸的通气通道。以这种方式，通气通道能够在储存器和气缸之间提供流体连通，以使得储存器能够在排气冲程期间接收气体(例如碳氢化合物)，并在随后的膨胀冲程期间释放气体。因此，在先前的发动机中，将在排气冲程期间释放到气缸中的碳氢化合物能够被储存在储存器中，并在期望的燃烧循环阶段被释放。因此，减少了发动机排放。

本文的发明人已经认识到上述问题和潜在的选择以解决它们。当单独或结合附图时，根据以下的具体实施方式本说明书的上述优点和其它优点以及特征将是显而易见的。

应当理解，提供上面的发明内容是为以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的所选概念。并非旨在识别所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由随附权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上面或在本公开的任何部分提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了发动机中的发动机系统的视图，发动机系统包括可在第一活塞的中空体中移动的第二活塞；

图2-图5示出了在燃烧循环中的不同冲程期间的图1的发动机系统，其中第一活塞和第二活塞的相对位置变化；并且

图6示出了用于发动机系统的操作方法。

具体实施方式

本描述涉及用于使气体流入和流出活塞的中空体中的储存器的系统和方法。进入和离开活塞储存器的气体流动模式减少由碳氢化合物(例如，未燃烧的燃料)引起的排放，所述碳氢化合物在压缩冲程期间被陷入在气缸壁和活塞的外表面之间，并在随后的排气冲程期间被释放到气缸中。通过在排气冲程期间利用排气填充储存器并将排气存储在储存器中，直到其被释放回到气缸的随后的压缩冲程和膨胀冲程，进入到活塞储存器的气体流动模式还能够提供内部排气再循环(EGR)功能。气缸和储存器之间的气流通过将储存器与气缸流体连接的一个或多个通气(vent)通道来实现，通气通道向外延伸穿过第一活塞。相应地，通过在不同燃烧气缸冲程期间定位在第一活塞内的第二活塞的移动来产生进入和离开活塞储存器的气流。特别地，在排气冲程期间，第二活塞向上移动，增加了储存器的容积以产生进入到储存器的气流。以这种方式，气缸壁和活塞的外表面之间的间隙中的碳氢化合物流入到并临时储存在储存器中，而不是保持陷入在间隙中。在随后的压缩冲程期间，第二活塞向下移动，减小了储存器的容积以将储存在储存器中的碳氢化合物释放到气缸中。因此，碳氢化合物在随后的膨胀冲程期间燃烧。因此，来自发动机的排放减少，从而减少发动机对环境的影响。

图1示出了具有发动机系统102的发动机100的横截面视图。发动机100包括促进燃烧操作的各种组件，例如联接到气缸108的进气门104和排气门106。进气通道110也设置在发动机中以使进气气流能够进入到气缸108中。类似地，排气通道112设置在发动机100中以使排气能够从气缸108被排出。

进气门致动器114联接到进气门104并且被配置为以期望的时间间隔打开和关闭进气门104。类似地，排气门致动器116联接到排气门106并且被配置为以期望的时间间隔打开和关闭排气门106。进气门致动器114和排气门致动器116可以是凸轮、电子致动器或被配置为致动每个相应的气门的其它合适的装置。

气缸108包括气缸壁118，其中定位有第一活塞120。第一活塞120被包括在发动机系统102中。第一活塞120可以通过活塞杆123联接到曲轴122，使得第一活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。应当理解，在一个示例中，活塞杆123和第一活塞120可以由不同的材料制成。曲轴122可以经由中间变速器系统联接到车辆的至少一个驱动轮。此外，起动马达可以经由飞轮联接到曲轴122，以实现发动机100的起动操作。