[发明专利]多缸两冲程发动机缸体

说明书

本发明涉及多缸两冲程发动机缸体。

为了在两冲程发动机的气缸中获得理想的气流，为了获得需要的功率输出，燃油经济性和排气污染控制，排气孔和输气孔的配置是一个关键的因素。

两冲程发动机的一个特点是，输气孔和排气孔在发动机循环中是同时打开的，因此部分新鲜可燃混合气有可能通过输气孔进入气缸，横过气缸流动，并且在排气孔和输气孔同时打开的期间通过排气孔排出。这个问题不可能通过安排输气孔和排气孔，使其不同时打开的方法加以解决，因为通过输气孔进入的新的可燃混合气必需有助于通过排气孔从气缸中清除废气。

已经有人提出过沿两冲程发动机气缸周壁配置输气孔和排气孔的各种方法，其目的是使通过排气孔的新鲜可燃混合气的损失最小而从发动机中有效地扫除废气。

在早期的方案中，输气孔一般位于发动机气缸的排气孔的相对侧，在发动机活塞顶上设有一隆起，使通过输气孔进入气缸的新鲜可燃混合气在气缸内向上流动。新鲜可燃混合气的这一向上的流动增加了其通向排气孔的流动路径的长度，因而减少了在有效时间内到达排气孔的新鲜可燃混合气量。而且新鲜可燃混合气的这一向上流动促进了废气在气缸上部内向着并通过排气孔的流动。

虽然在活塞顶上设有隆起有助于获得对新鲜可燃混合气流的所需要的控制，但是对两冲程发动机的有效运转也带来问题。特别是，为了得到可接受的压缩比，活塞顶的隆起要求在气缸盖内设有一个与其大约互补的空穴，因此，就对气缸盖及燃烧室的设计引起严重的限制。这种限制已经防碍了为对燃烧过程取得理想的控制以获得最高的效率和对废气污染的控制，而对燃烧室形状的优化设计。此外，活塞顶隆起对燃烧气体提供了一个很大的表面积，因此产生对活塞的很高的热输入，从而引起难于冷却活塞和活塞热应力的问题。

以上所讨论的两冲程发动机一般称为横流扫气发动机，识别以这种原理工作的发动机的标志是活塞顶上的隆起，该隆起一般从活塞中心线向着输气孔一侧偏置，其位置基本横跨了活塞顶的整个范围。为了克服横流扫气发动机中存在的问题，随后又研制出一种输气孔配置，这种输气孔配置可以使进入的新鲜可燃混合气在发动机气缸内形成基本向上的流动，而无需在活塞顶设置隆起。

这种后来的发展一般称作环流扫气发动机，在一种最近的典型实例中，气缸有一个或者若干基本位于中心的输气孔，它（它们）与排气孔相对，另外的在中心输气孔两侧的输气孔的定向可以使从这些侧孔进入的新鲜可燃混合气离开排气孔而导向中心输气孔。中心输气孔和侧输气孔的这种综合效果可以在气缸相对排气孔一侧产生进入的新鲜可燃混合气的向上气流，从而避免了进入的新鲜可燃混合气向着排气孔的直接横流。在英国专利1021378号中公开了一种环流扫气发动机中的排气孔和输气孔的实例，这种发动机在排气孔19和各侧输气孔20之间还设有输气孔26。但是，应当注意，这种增设的输气孔26的定向也使通过其进入的可燃混合气横过气缸流向中心输气孔23。

在环流扫气发动机中输气孔的这种配置避免了在活塞顶采用隆起，克服了因此引起的缺点，成功地获得了对从输气孔进入的新鲜可燃混合气流的所需控制，因而获得了对发动机废气的有效扫气，并限制了新鲜可燃混合气通过排气孔的损失。但是，这些输气孔的设置，以及在发动机相对两侧的，在孔和发动机曲轴箱之间的所需输气通路，引起气缸总体尺寸显著增加，并使一道工作的输气孔及输气通路的方向与排气孔轴线呈直角。在上述英国专利的图3中可清楚地看到这一点，图中，在各输气通路的后壁之间横过发动机的尺寸大约是发动机气缸直径的1.6倍。

虽然在单缸发动机中，特别是在具有输气通路21位于发动机上所设冷却片结构中的冷却结构的那种单缸发动机中，这种总体尺寸的增大是可以容忍的，但是，每个气缸及其输气孔和输气通路的总体尺寸的增大，在多缸发动机，特别是直列式多缸发动机中却是一个主要的考虑因素。环流扫气发动机中输气孔和排气孔的其它设置也可在澳大利亚专利152471号和联邦德国专利590331号中见到，后一个专利是授予Dr.Adolph    Schnewrle的，他被誉为环流扫气系统的发明人，所以环流扫气系统有时也称为Schnewrle扫气系统。