[发明专利]两冲程往复式内燃机

说明书

本发明涉及两冲程循环的往复式内燃机，该种发动机具有进气阀，排气阀，燃烧和换气燃室，这种发动机可以是受控制的点燃式或者是压燃式。

为了改进这种发动机的运转性能，一般是进行如下方面的改进：

（a）提高气缸的透气性，即利用进排气之间的压力差和/或进排气门同时开启的时间，允许发动机所要求的空气流流过;当然，进排气阀同时开启的时间要尽可能的短。

（b）减小进气门和排气门之间空气流的短路循环，这是通过对进入气缸的空气流定向，从而防止气流从进气阀直接流向排气阀，从而改善换气效率。

（c）尽可能的防止在循环中吸入气缸的新鲜空气。在换气过程中与上一个循环的正从气缸向排气孔流动的燃烧废气相混合。

（d）对于非均匀燃烧或压燃式发动机，设法在燃烧室产生强烈的空气运动，这种强烈的空气运动是与燃料的喷射同步的，因此可以改善燃料与空气的混合。

为了保证离心分层的燃烧，美国专利No.4，224，905中提出了使进入气缸的空气以这样的方式来流动，即每一循环进入气缸的空气绕基本与气缸轴线一致的轴线作螺旋运动，但是，为实现这一方式在该专利文献中提出的结构十分复杂，因为它要求预燃室的开口呈切线方向通入气缸，这样所引入的空气与气缸头的平面呈切线，同进，还要装有中央排气阀和直接供给预燃室空气的进气阀，并且一般还要有两个开口向着气缸的进气阀，它们位于中央排气阀的两侧。

本发明的目的是提供一种使进入气缸的空气产生螺旋流动，同时减小进排气阀之间空气的短路流动，保证在燃烧室中旋流的形成的两冲程内燃机。本发明的另一个目的是按上述准则（b）来设计一台带有阀的两冲程往复式内燃机，即使得进入气缸的新鲜空气运离排气孔，要注意的是，空气流是被迫按定向路径移动。本发明还有一个目的是改善美国专利No.4，854，280中所述的两冲程发动机，并在下面选定作为最接近的现有技术。

为此目的，本发明提供了两冲程循环内燃机，它包括：

至少一个没有横向孔口的气缸;燃烧室，它由相对于气缸固定的缸头以及在气缸中往复运动的活塞限定于所述气缸中;设置在缸头上的燃烧和换气预燃室，它包括进气阀座，并通过带有出口的传递通道与燃烧室相通，该出口开向燃烧室并具有垂直于气缸轴线的横截面，该横截面为椭圆形，该出口与气缸内壁大致呈切线方向;进气阀，该阀的轴线至少大致上与气缸轴线正交，最好是相对于气缸轴线正割，该阀的安置要使阀杆比阀头更远地离开气缸轴线，所述阀头在所述预燃室内可移动，以便从所述进气阀座上升起或落座;将气流直接引导到所述阀座周侧的进气管;至少一个排气阀，它的布置使其轴线至少大致平行于气缸轴线，它可以进行协同操作，并且至少其周围的主要部分可以作为废气的排气通路，排气阀座安置在缸头下平面，与传递通道相对，排气阀座的设置最好是使活塞头的横向表面在上死点时与排气阀和缸头底平面之间只留下运转所要求的间隙;其特征在于，所述预燃室除了与传递通道连通外，其基本的形状是绕平行于所述进气阀的轴线的轴线旋转成形，并且最好是大致与该进气阀轴线一致或稍微偏离谝轴线;偏斜装置，它设置于进气管的端部之内，即尽可能直接在该进气阀座的进气侧边，这样的安置是为了在进气阀开启时，通过进气管而来的空气流可以产生对所述进气阀轴线单方向的偏斜;传递通道，它具有这样的形状，一方面，在换气阶段由于偏斜装置所产生的偏斜在气缸中产生大致为螺旋形旋流，另一方面，当活塞上升时，所述基本为螺旋形旋流又在预燃室中产生同方向的旋流。

换句话说，在换气阶段引入气缸的旋流，在压缩阶段在预燃室产生旋流。因此，压缩阶段在预燃室中产生的旋流，在膨胀阶段并不改变方向，这一点与已知的RICARDO预燃室正好相反。

所述的偏斜装置，可以在进气阀座的上游侧通过特殊设计的进气管来实现，但是，最好是利用叶片装置，该装置可连接到进气阀，或者连接到进气阀座上。当连接到进气阀时，叶片装置带有间隙地设置在进气管端部内侧，进气管要设有导向装置，以防止进气管绕自身旋转。当设置在进气阀座上时，叶片装置带有间隙地环绕进气阀阀杆。

预燃室的高度（即平行于所述轴线的尺寸）最好大致等于进气阀开启移动的路程。虽然不一定必要，但是给出预燃室和传递通道总的形状以及传递通道的形状还是有利的。前者的形状相对于包含气缸轴线和进气阀轴线的平面大致对称，后者的形状在预燃室中易于进入旋流。