[发明专利]增压的两冲程或四冲程内燃机

说明书

本发明涉及了一种增压的两冲程或四冲程内燃机，它具有一个或几个气缸，并且依靠导入汽化混合物或依靠导入带有直接或间接燃料喷射的新鲜空气来进行工作。本发明适用于装有火花塞的汽油发动机，同样适用于采用压缩点火的柴油发动机。

虽然这里本发明的描述特别参照了两冲程发动机情形中的单缸发动机，它非常适合于所有小型工业发动机的应用，用于带发动机的耕种机、花园工具、草坪除草机、切割机、擦洗清洁机之类，但本发明无论如何不受此限制，它也适用于两冲程或四冲程的多缸直列式或V式发动机。

已经知道一种两冲程的单缸发动机，它把经过曲轴箱的汽化混合物自然吸入气缸来进行工作。这种发动机具有一个用于导入空气/燃料混合物的管道和一个用于排出已燃烧气体的管道，这两个管道均以入口的形式通向气缸的底部，靠近底部的死点(PMB)。在引起曲轴箱减压的活塞向上冲程期间，来自汽化器的汽化混合物经过一个阀门被吸入曲轴箱，然后在引起曲轴箱升压的活塞向下冲程期间输送到气缸中。在活塞向下冲程期间，混合物进气口实际上与排气口同时打开，这意味着约20％的混合物被直接排出，导致高的燃料消耗和大量的大气污染。这种发动机的主要优点是成本低，但新的防污染标准将最终结束这种发动机类型。

另一种已知的发动机是回流换气式发动机，它采用一个正位移压缩机来进行工作，例如罗茨式压缩机，使得更容易把汽化混合物引入气缸和产生低压的增压。这种发动机也具有一个混合物进气管和一个排气管，管道均通过入口通向气缸的底部。在这种发动机中，把汽化混合物从压缩机导入气缸中，其方位使得混合物按照在气缸中的“环路火车”方式，承受一个向上的成圈转动运动，同时把上次循环的已燃烧气体排放到排气口。进气口和排气口的特定布局有可能使一部分已导入的混合物不被直接排出，这同时减少了燃料消耗和环境污染。

又一个已知的发动机是单流式发动机，它也采用一个正位移压缩机来进行工作。这个发动机具有一个进气管，在其上游端与压缩机连接，在其下游端与一个进气环连接，进气环通过许多入口通向气缸的底部，其方位使得以大量的转动运动引入混合物。通过一个或几个排气阀在气缸顶部排出已燃烧气体。这种发动机类型容许控制气缸的充填和已燃烧气体可能的再循环，从而得到污染较少的燃烧。此外，当这种发动机类型在柴油发动机循环中工作时，靠近气缸底部引入空气有可能得到为了获得良好效率所需的大量空气转动。这种发动机可能比回流换气式发动机消耗更少的燃料，也可能减少污染的辐射。

但是，这后两种发动机类型的成本比通过曲轴箱传送的发动机大得多，因为它们包括了更多的零件，特别是压缩机，另外，在单流式发动机情形中还包括阀门控制装置。此外，罗茨式压缩机为低效率压缩机；例如，具有1升气缸容量和55kW功率的两冲程单缸发动机将消耗17kW来驱动压缩机。更不好的是，超过高于1.2巴压力，罗茨式压缩机就不能工作。

最后，已知具有排气阀和进气阀的发动机，它们能够得到最低的消耗和最低的辐射，但这类发动机也是最昂贵的，因为排气阀和进气阀均必须得到控制。这种发动机的效率较好，因为采用气缸之外的部分来控制阀门的打开和关闭，这意味着可以利用整个活塞的冲程，而先前的发动机是通过入口导入气体，损失了一部分压缩冲程和膨胀冲程。

本发明的目的是提供一种增压的两冲程或四冲程内燃机，例如回流换气式、单流式或阀门式的发动机，或者四冲程阀门式的发动机，容许提高效率和减少辐射。

为此，本发明的主要内容是一种两冲程或四冲程内燃机，依靠导入汽化混合物或依靠导入带有直接或间接燃料喷射的新鲜空气来进行工作，发动机具有至少一个气缸和一个压缩机，气缸确定了一个变容量的燃烧室，其中一个依靠连杆与曲轴的曲柄销连接的发动机活塞完成往复运动，压缩机与每个气缸连接，为了用汽化混合物或用新鲜空气来增压气缸，其特征在于：上述压缩机是一个具有至少一级的压缩机，在其压缩室中有一个压缩机活塞在运动，用一个铰接在偏心件上的连接杆把压缩机活塞与曲轴连接，上述偏心件装在上述曲轴的轴上。

最好是，两面体立体角的角度(两面体的交线由曲轴的轴线形成，两面体的两个半平面一个伸向偏心件，另一个伸向曲柄销)为90°量级，从而在发动机活塞的上死点(PMH)位置和与同一气缸连接的压缩机活塞上死点之间，得到一个相位偏移，这个相位偏移保证了在汽化混合物或新鲜空气导入燃烧室内之前，压缩室中的压力为其最大值。