[发明专利]内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及一种在四冲程或二冲程内燃机循环下操作的火花点火往复式内燃机。

背景技术

本发明尤其涉及使用分层进气方法的稀薄火花点火式内燃机。本内燃机能够在不限制进气的情况下在部分负载甚至是无负载下进行操作，从而促使在部分负载下具有更高的热效率。

本发明适用于汽车和摩托车的使用中，并且具有能够大量节省燃料的潜力。

发明内容

根据本发明的内燃机可构造成在常数压缩率或者可变压缩率下进行操作。

本发明尤其涉及一些在WO2005/052335专利申请所描述的内燃机基础上的发展与改进。

因此，本发明提供了一种内燃机，其包括：

气缸；

在气缸中往复移动的活塞；

与气缸连通的进气装置；

与气缸连通的排气装置；

与气缸连通的非直接燃烧室，该非直接燃烧室包括相对于活塞的近端和远端；

位于燃烧室附近将气缸与所述燃烧室连通的传输孔口，该传输孔口适于在活塞的压缩冲程期间将空气射流送入燃烧室；

促使燃烧室内的空气以螺旋涡流运动的装置，该螺旋涡流运动包括围绕燃烧室周边的切向速度分量和沿着燃烧室的轴向速度分量，该轴向速度分量呈远离近端并指向远端；

位于燃烧室内的火花点火装置；

与燃烧室连通的燃料喷射装置，该燃料喷射装置适于在一方向上将一些燃料送入燃烧室中的空气射流中，其也使火花可点燃混合物能够在到达所述火花点火装置处的气体中形成；

控制燃料喷射过程和火花点火过程的控制器；

其特征在于，螺旋涡流运动的轴向速度分量是由位于燃烧室内的表面所引起的。

大家会注意到，在前WO2005/052335专利申请中所描述的内燃机中，传输孔口是用做控制涡流速度分量和以促进燃烧室内螺旋涡流的轴向速度分量的唯一装置。螺旋涡流是提高本发明中分层的关键。轴向速度分量是由传输孔口的轴与燃烧室的轴之间的倾斜角大于90度而产生的。传输孔口的切线位置决定切向或涡流速度分量。然而，为使穿过传输孔口的空气流具有稳定的轴向速度分量，如此简单的设计却需要相当长的传输孔口。由于空气高速移动穿过传输孔口时与传输孔口壁之间的空气摩擦和热量损失增加，因此传输孔口额外的长度降低内燃机的热效率。传输孔口在气缸端的倾斜入口导致伸长的椭圆孔，从而减少阀可用面积及阻碍内燃机进气。

本发明提供一种提高在燃烧室内驱动螺旋涡流的最少一个轴向速度分量的改良的、新的装置。该装置克服在上段提到的所有缺点。本发明通过在燃烧室内构造合适的内表面来实现。本发明克服了对倾斜传输孔口的需求。优选地，本发明或者通过在燃烧室的近端构造端壁以形成螺旋坡道，或者通过在燃烧室的外围提供螺旋凹槽，或者是两种方法的混合使用。在这两种方法中，空气通过为本目的而设计的内倾斜面而具有轴向速度分量。既然轴向与切向速度分量的比率对于得到稳定燃烧所需的螺旋涡流是关键的，上述表面的构造需要仔细的设计。

螺旋坡道形成如围绕燃烧室轴的楔形蜿蜒，象螺纹，跨过相当短的距离。在围绕轴转了合适的角度后坡道终止，角度最好不少于270度。坡道的结构之后将在图示的帮助下进行讲解。

另一种螺旋凹槽为刻入燃烧室圆周壁的外围通道(例如图2中的22)，就象与带有螺纹的螺钉配合的螺母的凹槽。优选地，凹槽由传输孔口进入燃烧室处的附近开始。既然空气被导入围绕燃烧室外围的涡流，部分空气也将由凹槽推向燃烧室的远端。内燃机设计人员可以选择凹槽的尺度，也就是凹槽的深度、形状及进入燃烧室的轴穿透。该结构相信是可以自我说明的(self explanatory)，因此没有图示的辅助说明。