[发明专利]用于均分循环发动机的阀间隙调节系统

说明书

依据35U.S.C.§119(e)要求2009年1月22日申请的美国临时申请No.61/205,777的优先权，通过引用将其全部内容并入本文中。

技术领域

本发明整体上涉及阀间隙调节系统和用于内燃机的阀的阀致动系统。更具体地，本发明涉及用于均分循环发动机的阀的阀间隙调节系统。

背景技术

为了清楚起见，在本申请中所使用的术语“传统发动机”表示这样的内燃机：其中公知的奥托循环的所有四个冲程(即，进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程)包括在发动机的每一个活塞/气缸组合中。每一个冲程需要曲柄轴旋转半圈(180度曲柄角(CA))，而在传统的发动机的每一个气缸中完成整个奥托循环则需要曲柄轴旋转整整两圈(720度CA)。

此外，为了清楚起见，应用到现有技术中所公开的发动机和本申请中所涉及的术语“均分循环发动机”定义如下：

均分循环发动机包括：

曲柄轴，所述曲柄轴可绕着曲柄轴轴线旋转；

压缩活塞，所述压缩活塞可滑动地容纳在压缩气缸内并且操作性地连接到曲柄轴，使得压缩活塞在曲柄轴的一个旋转期间往复通过进气冲程和压缩冲程；

膨胀(动力)活塞，所述膨胀活塞可滑动地容纳在膨胀气缸内并且操作性地连接到曲柄轴，使得膨胀活塞在曲柄轴的一个旋转期间往复通过膨胀冲程和排气冲程；和

使压缩气缸和膨胀气缸相互连接的跨接通道，所述跨接通道包括在其间限定压力室的跨接压缩(XovrC)阀和跨接膨胀(XovrE)阀。

2003年4月8日授予Carmelo J.Scuderi的美国专利6,543,225(Scuderi的专利)和2005年10月11日授予David P.Branyon等人的美国专利申请6,952,923(Branyon的专利)每一个都包括对均分循环发动机和类似类型发动机的广泛论述。此外，Scuderi的专利和Branyon的专利公开现有型式发动机的细节，本发明则包括对所述现有型式发动机的进一步发展。通过引用，将Scuderi的专利和Branyon的专利全文并入本文中。

参照图1，类似于Scuderi的专利和Branyon的专利描述的所述类型的现有技术的均分循环发动机整体由数字10示出。均分循环发动机10由一个压缩气缸12和一个膨胀气缸14的组合来代替传统的发动机两个相邻气缸。奥托循环的四个冲程在两个气缸12和14上被“均分”，使得压缩气缸12包含进气冲程和压缩冲程，而膨胀气缸14包含膨胀冲程和排气冲程。因此，一旦每一个曲柄轴16旋转一周(360度CA)时，在这两个气缸12、14内完成奥托循环。

在进气冲程期间，吸入空气通过向内开口(向内开口到气缸)的升程型进气阀18被吸入到压缩气缸12中。在压缩冲程期间，压缩活塞20给空气装料增压并驱动空气装料穿过跨接通道22，所述跨接通道22用作膨胀气缸14的进气通道。

由于在压缩汽缸20内的非常高的体积压缩比(例如，20比1，30比1，40比1，或更大)，在跨接通道入口处的向外开口的(远离气缸向外开口)的提升式跨接压缩(XovrC)阀24用于控制从压缩气缸12进入到跨接通道22中的流量。由于在膨胀汽缸14内的非常高的体积压缩比(例如，20比1，30比1，40比1，或更大)，在跨接通道22的出口处的向外开口的提升式跨接膨胀(XovrE)阀26控制从跨接通道22进入到膨胀气缸14中的流量。XovrC阀24和XovrE阀26的致动率和相位被定时以在奥托循环的所有四个冲程期间保持跨接通道22中的压力处于高的最小压力(通常为20巴或更高)。

燃料喷射器28在跨接通道22的与XovrE阀26开口相对应的出口端处将燃料喷射到加压空气中。燃料-空气装料在膨胀活塞30抵达其上死点位置之后很快就完全进入膨胀气缸14。当活塞30开始从其上死点位置下降，并且同时XovrE阀26仍然打开时，火花塞32点火以开始燃烧(通常，在膨胀活塞30的上死点之后的10度与20度CA之间)。XovrE阀26之后在得到的燃烧作用可进入跨接通道22之前关闭。燃烧作用在动力冲程中向下驱动膨胀活塞30。在排气冲程期间，废气通过向内开口的提升式排气阀34被从膨胀气缸14抽取出。