[发明专利]用于对置活塞发动机的汽缸的屏障环和组件

说明书

在限定燃烧室的汽缸衬套的容积中，用于对置活塞发动机的汽缸组件的屏障环装配到被制成为汽缸衬套的与活塞的端表面的上止点位置相邻的一部分的凹槽中。屏障环和凹槽是屏障组件的一部分，屏障组件防止在燃烧期间生成的热到达汽缸组件的外壁，从而减少对常规冷却系统的需要并且增加保持在燃烧室中的热量。由于燃烧室中保持的燃烧热，所以屏障组件允许发动机效率提高，而且由于所需的发动机冷却减少，所以屏障组件允许发动机的总尺寸减小。

优先权

本申请要求于2016年3月4日向美国专利及商标局提交的美国申请序列号15/060,933的优先权。

相关申请

本公开包括与以下共同拥有的美国专利申请的公开内容有关的材料：2011年7月29日提交的美国专利申请13/136,402，现为美国专利8,485,147；2012年2月2日提交的美国专利申请No.13/385,127，现为美国专利8,851,029；2014年4月17日提交的美国专利申请No.14/255,756，现为美国专利9,121,365；2015年3月31日提交的未决美国专利申请No.14/675,340；以及2015年6月5日提交的未决美国专利申请No.14/732,496。

技术领域

本领域包括对置活塞发动机。更特别地，本领域涉及包括用于汽缸组件的屏障环的屏障组件，其被构造成减少来自对置活塞发动机中的汽缸组件的排热。

背景技术

对置活塞发动机汽缸组件的构造是很好理解的。汽缸组件包括保持在形成于汽缸体中的汽缸通道中的衬套(有时称为“套筒”)。衬套包括镗孔和在衬套中靠近衬套的相应端部加工或形成的纵向移位的进气口和排气口。进气口和排气口中的每个包括一个或多个周向开口阵列，其中相邻的开口由汽缸壁的实心部分(也称为“桥”)分隔开。衬套的中间部分存在于进气口和排气口之间。在对置活塞发动机中，在衬套的镗孔中设置两个对置的反向移动的活塞，其中这两个活塞的端表面彼此面对。在动力冲程开始时，对置活塞到达衬套的中间部分中的相应的上止点(TDC)位置，在该位置处对置活塞在汽缸中彼此相互最紧密接近。在动力冲程期间，活塞远离彼此移动，直到它们接近衬套的端部部分中的相应的下止点(BDC)位置，在该位置处活塞彼此相距最远。在压缩冲程中，活塞反转方向并且从BDC朝向TDC移动。

在活塞靠近其TDC位置时，位于进气口和排气口之间的汽缸的中间部分界定被限定在活塞的端表面之间的燃烧室。此中间部分承受发动机操作期间发生的最高水平的燃烧温度和压力。在中间部分中发动机部件(诸如燃料喷射器、阀和/或传感器)的开口的存在减小了汽缸组件的强度并且使汽缸衬套易于破裂，特别是通过燃料喷射器和阀开口。

通过汽缸衬套的热损失是在对置活塞发动机的整个操作循环中使发动机性能降低的因素。当燃料喷射到当活塞相互紧密接近时被压缩在活塞端表面之间的空气中时发生燃烧，从而形成燃烧室。通过衬套的燃烧热的损失减少了可用于在动力冲程中驱动活塞分开的能量的量。通过限制这种热损失，将提高燃料效率，将减小对冷却剂的排热，并且能够实现较高的排气温度。较小的冷却系统和较低的泵送损失只是限制通过汽缸组件的热损失的一些益处。因此可期望在汽缸组件内保持尽可能多的燃烧热。

根据本公开的对置活塞汽缸组件构造满足热隔离的目的，从而允许对置活塞发动机比现有技术的对置活塞发动机操作更高的保热性。

发明内容

在发生燃烧的活塞的上止点(TDC)位置之间的汽缸衬套的环形部分中出现对置活塞发动机汽缸组件中的最高浓度的热。进入衬套的总热通量的近一半出现在此环形部分中。因此，用于以产生高耐热性的方式插入到汽缸衬套中的屏障环的构造将减少通过环形衬套部分的热通量。