[发明专利]具有流体流动布局的单流式发动机

说明书

一种单流式发动机，包括：气缸，该气缸具有气缸壁；入口通道；该入口通道的中心轴线延伸成首先在气缸的第一部分中与气缸壁相交，然后在气缸的第二部分中与气缸壁相交，该第二部分与气缸的第一部分相对；进气廊道，该进气廊道具有廊道壁并且与所述入口通道流体连通；以及多个进气端口，所述多个进气端口在气缸壁和廊道壁之间延伸，所述多个进气端口中的至少一些进气端口在气缸壁处具有垂直于所述进气端口的纵向轴线测量的不同面积，并且其中，气缸的第一部分中的至少一个进气端口的面积大于气缸的第二部分中的至少一个进气端口的面积。

技术领域

本发明总体上涉及单流式发动机，更具体地，涉及用于对这种发动机进行扫气(scavenging)的布局。

背景技术

通常以两冲程循环工作的大多数带有端口的发动机使所进入的进气气流(aircharge)产生高度涡旋，以便使进气气流的进气端口区域的可用表面积最大，因此减少泵送工作并确保高的湍流而用于良好的燃烧。然而，对所进入的进气气流施加旋流需要一定量的能量，这增加了泵送工作，导致到气缸壁的高的热传递，造成新鲜的进气气流与残留在气缸中的排气混合，并且可能夹带有自来壁的润滑油，从而不利地影响排放。此外，对两冲程气缸的填充取决于进气端口和排气端口(阀)之间的压力差，而不取决于进气系统的绝对流量限制，并且，进气端口区域经常被限制以实现跨气缸的更有利的压力差。

无论发动机是活塞对置式发动机还是单活塞发动机，当进气在气缸的一端且排气在另一端时，该气缸和发动机被称为具有“单流式”设计或“单流式扫气”设计，扫气是对如下过程的描述：即，进气在由外部装置供应的压力下将排气从气缸中排出。活塞对置式发动机的典型结构和操作例如在美国专利申请公报US2013/0036999中示出，该美国专利申请通过引用的方式并入本文。

当气缸接近其最大容积(即，常规的单活塞发动机中的下止点)并且由在进气通道和排气通道之间产生压力差的一些外部装置驱动时，发生了两冲程发动机/机械中的气体交换过程。所进入的增压空气在气缸的一端处进入气缸并推动燃烧过的气体通过气缸的另一端中的排气通道的过程可以通过如下元件来实现：在常规单活塞发动机设计的情况下，通过未被气缸盖中的活塞、提升阀或其它排气阀覆盖的气缸或气缸衬套中的进气端口来实现；或者，在活塞对置式发动机的情况下，通过未被一个活塞覆盖的进气端口和未被第二活塞覆盖的排气端口来实现。在大多数带有端口的两冲程发动机中，进气端口可以是绕气缸的圆周的一部分或多或少地等距分布的一系列槽或孔的形式，它们通常被图案化或成形为使得进气绕气缸的轴线进行涡旋。

希望使进入带有端口的气缸中的进气的湍流最小化，以便最小化热传递，最小化引起增压运动所需的功，并且最小化新鲜气体和燃烧过的气体的混合，以便更接近地实现“完美驱替式(perfect displacement)”扫气。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种单流式发动机包括：气缸，所述气缸具有气缸壁；入口通道；所述入口通道的中心轴线延伸成首先在气缸的第一部分中与气缸壁相交，然后在气缸的第二部分中与气缸壁相交，该气缸的第二部分与气缸的第一部分相对；进气廊道，该进气廊道具有廊道壁并且与所述入口通道流体连通；以及多个进气端口，所述多个进气端口在气缸壁和廊道壁之间延伸，所述多个进气端口中的至少一些进气端口在气缸壁处具有垂直于所述进气端口的纵向轴线测量的不同面积，并且其中，气缸的第一部分中的至少一个进气端口的面积大于气缸的第二部分中的至少一个进气端口的面积。

附图说明

通过结合附图阅读以下详细描述，可以很好地理解本发明的特征和优点，在这些附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1是沿图2的截面1-1截取的根据本发明一个方面的具有对置式活塞的单流式发动机的一部分的局部剖视图；

图2是图1所示的单流式发动机的一部分的局部截面图；