CN102695863B - 二冲程发动机的改进 - Google Patents

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Abstract

一种二冲程内燃发动机，该二冲程内燃发动机包括至少一组成对的第一汽缸和第二汽缸。该发动机包括一个空气或者空气/燃料混合物入口管道，该入口管道被分叉成多个入口通道，这些入口通道延伸至对应的该第一汽缸和第二汽缸的第一入口端口和第二入口端口。一个阀门控制着空气或者空气/燃料混合物进入这些入口通道的通过。在该发动机的一个实施方案中，配备有一个旁通阀的一个旁通通道在这些成对的汽缸的入口端口之间延伸。

Description

二冲程发动机的改进
技术领域
本发明涉及二冲程内燃发动机，并且更具体地涉及节气门控制以及成双或者成对汽缸的二冲程发动机的增加效率。
背景技术
典型的二冲程内燃发动机的优点(这些优点包括与可比较的排量式四冲程发动机相比的相对较高的功率－重量比以及较少的移动零件)被总的油料损失(其中在燃烧过程中燃烧油料带来了固有的污染)以及与之相关联的昂贵的滚柱轴承的这些缺点所抵消。
二冲程发动机典型地不能使用加压的润滑系统并且油料被添加至空气/燃料混合物以便允许汽缸内活塞的润滑。
因而二冲程发动机会燃烧油料，从而导致额外的污染。加压的润滑系统的缺失就要求在曲轴和连杆上的滚柱轴承(这些滚柱轴承要能够在油料/燃料混合物中工作)，不像较便宜的并且较简单的滑动轴承。这就要求在这些滚柱轴承周围组装一种重的且昂贵的曲轴。
汽油内燃发动机典型地也损失燃料效率，当控制节气门并且处于怠速时，由于发动机必须做功以便克服活塞在其上升冲程上由于其在节气门阀的下游产生一个部分的真空而导致的“泵送”作用。这被通常称作泵送损失。
在成对汽缸的发动机中，通过将这些活塞对安排成以180度分开(也就是在一个活塞处于上止点(TDC)处时这一对中的另一个活塞处于下止点(BDC)处)，来自这种入口蝶形阀的下游真空的泵送损失会对发动机的燃料经济性产生不利的影响，该发动机就必须做功以便克服这些损失。
此外，在二冲程进气循环中用作止回阀或者单向阀的这种共用的簧片阀门对于通过压力差来在进气过程中将其打开而言具有一种有待克服的张力阻力。这就增加了阻力以及由此的带有减小的效率的流动，并且这是导致泵送损失的另一个因素。而且，这种笨重的簧片阀块必然在引入端口中有大的截面改变，从而导致了充气速度的改变，进而由此减小了充气量、流速、功率、效率、冲压效应以及经济性。相比之下，所说明的这种枢转阀并不具有这种有待克服的张力负载，并且维持了入口端口截面面积的一种较大的一致性，以及由此的流动速度和改进的冲压效应。
本发明的目的是解决或者至少改善以上缺点中的一些。
注意
1.术语“包括”(及其语法变体)在本说明书中是以“具有”或“涵盖”的包括意义来使用的，而不是“仅仅包含”的排他意义。
2.在本发明的背景中对这种现有技术的以上讨论并非允许使得在此讨论的任何信息成为可引用的现有技术或者在任何国家中成为本领域的普通技术人员的公共常识。
发明内容
在本发明的一个第一广泛形式中，在此提供了一种二冲程内燃发动机；所述发动机包括至少一组的成对的第一汽缸和第二汽缸；所述发动机包括一个空气或空气/燃料混合物入口管道，该入口管道被分叉成第一入口通道和第二入口通道，这些入口通道延伸至所述第一汽缸和第二汽缸的对应的第一入口端口和第二入口端口；通过所述第一入口通道和第二入口通道的空气或空气/燃料流动由位于所述入口管道的所述分叉附近的多个引入阀门来控制；所述发动机的特征为一个旁通通道，该旁通通道延伸在所述第一汽缸和第二汽缸的所述第一入口端口与第二入口端口之间；所述旁通通道配备有一个旁通阀；所述旁通阀由所述发动机的一个操作员是可操作在所述旁通通道的一个完全打开位置与一个完全关闭位置之间的。
优选地，通过所述第一入口通道和第二入口通道中的每一个通道的至少空气的流动是由所述引入阀门来控制的；所述入口通道中的每一个通道的每个引入阀门被安排以便协调地操作，从而使得所述引入阀门中的一个第一阀门的一个关闭运动与所述引入阀门中的一个第二阀门的一个打开运动互补。
在本发明的另一个广泛形式中，在此提供了一种二冲程内燃发动机；所述发动机包括至少一组的成对的第一汽缸和第二汽缸；所述发动机包括一个空气或空气/燃料混合物入口管道，该入口管道被分叉成多个入口通道，这些入口通道延伸至所述第一汽缸和第二汽缸的对应的第一入口端口和第二入口端口；所述发动机的特征在于所述发动机包括一个枢转的双阀片式入口阀门，该入口阀门包括两个刚性地互连的阀片；所述枢转的入口阀门被定位在所述入口管道的所述分叉处；所述枢转的双阀片式入口阀门交替地枢转，从而使得随着所述第一汽缸的一个活塞从下止点(BDC)移动到上止点(TDC)，所述双阀片式枢转阀的一个第一阀片打开所述第一入口通道；随着所述第二汽缸的一个活塞从TDC移动到BDC，所述枢转的双阀片式入口阀门的一个第二阀片关闭所述第二入口通道。
优选地，所述发动机进一步配备有一个旁通通道，该旁通通道延伸在所述第一汽缸和第二汽缸的所述第一入口端口与第二入口端口之间；所述旁通通道配备有一个旁通阀；所述旁通阀由所述发动机的一个操作员是可操作在所述旁通通道的一个完全打开位置与一个完全关闭位置之间的。
优选地，所述至少一组的成对的第一汽缸和第二汽缸的第一活塞和第二活塞运行在一个共用的凸轮轴上；所述第一活塞和第二活塞由对应的多个连杆枢转地连接到所述共用的凸轮轴的第一轴颈和第二轴颈上。
优选地，所述第一汽缸和第二汽缸中的每一个汽缸都配备有一个分开的曲轴箱。
在本发明的另一个广泛形式中，在此提供了一种二冲程内燃发动机；所述发动机包括至少一组的成对的第一汽缸和第二汽缸；所述发动机包括一个空气或空气/燃料混合物入口管道，该入口管道被分叉成第一入口通道和第二入口通道；所述第一入口通道和第二入口通道延伸至所述第一汽缸和第二汽缸的对应的第一入口端口和第二入口端口；所述发动机的特征在于所述发动机包括位于所述入口管道的所述分叉处的一个枢转的双阀片式入口阀门；所述枢转的双阀片式入口阀门交替地枢转，这样使得所述双阀片式枢转阀的一个第一阀片关闭所述第一入口通道和第二入口通道中的一个，同时所述双阀片式枢转阀的一个第二阀片打开所述第一入口通道和第二入口通道中的另一个；所述发动机的进一步特征在于一个旁通通道延伸在所述第一入口端口与第二入口端口之间；所述旁通通道配备有一个旁通阀；所述旁通阀由所述发动机的一个使用者是可操作在所述旁通通道的一个完全打开位置与一个完全关闭位置之间的。
优选地，所述至少一组的成对的第一汽缸和第二汽缸的对应的第一活塞和第二活塞交替地往复运动于对应的所述汽缸的BDC与TDC之间；所述活塞被以180度来安排，这样使得当所述活塞中的一个第一个处于TDC处时所述活塞中的一个第二个处于BDC处。
优选地，所述第一汽缸和第二汽缸共享一个共用的曲轴箱；所述第一汽缸和第二汽缸中的每个汽缸被多个固定的分离器板分隔成上汽缸区段和下汽缸区段；第一活塞和第二活塞在对应的所述上汽缸区段中在TDC与BDC之间往复地移动。
优选地，所述第一活塞和第二活塞中的每个活塞将一个对应的上汽缸区段分隔成一个压缩室部分和一个燃烧室部分；所述压缩室部分位于一个所述活塞的下侧与一个对应的所述固定的分离器板之间。
优选地，一个支柱从每个所述活塞的一个下侧延伸；所述支柱穿过在所述固定的分离器板中的一个中央孔；所述支柱的一个下末端被连接到在所述下汽缸区段中往复地移动的一个盘或滑块状元件上；所述盘状或滑块状元件在一个下侧处配备有用于连接到一个连杆的一个第一末端的一个枢轴元件；所述连杆在一个第二末端处连接到所述共用的曲轴的一个轴颈上。
优选地，被引入到一个所述汽缸的一个所述压缩室部分中的空气或者空气/燃料混合物的一个充气随着在这个汽缸中的一个活塞朝向TDC移动而通过一个换气端口被实质上至少部分地输送至所述汽缸的对应的所述燃烧室部分。
优选地，在所述旁通阀处于关闭了所述旁通通道的一个位置中时，被引入到一个所述压缩室部分中的空气或者空气/燃料混合物的所述充气是一个最大充气量。
优选地，当所述旁通阀是部分地或全部地打开时，所述旁通通道允许空气或者空气/燃料混合物在所述第一汽缸的所述压缩室部分与所述第二汽缸的所述压缩室部分之间传输。
优选地，当一个所述活塞在一个对应的汽缸中朝向BDC移动时，一个打开的或部分地打开的旁通阀导致在一个所述压缩室部分和一个对应的所述入口通道中的一个压力释放；所述枢转阀成比例地反应于由所述旁通阀导致的释压的程度。
优选地，当所述活塞在所述对应的汽缸中朝向BDC移动时，所述枢转阀有一种趋于关闭虽然不必完全关闭所述入口通道的趋势并且有一种趋于打开虽然不必完全打开该另一个所述入口通道的趋势。
优选地，当所述旁通通道完全地或部分地打开时，用于压缩的空气或者空气/燃料混合物的较弱的充气被传输至所述燃烧室部分；所述充气是从所述最大充气减小的；所述减小的充气导致一个减小的、较慢的功率冲程和在每分钟转数(rpm)中的和功率输出中的减小。
优选地，所述旁通阀、所述第一入口通道和第二入口通道、以及所述枢转阀和所述入口管道被确定尺寸为使得当所述旁通阀完全打开时，有足够的空气或者空气/燃料混合物传输至所述燃烧室以便将所述发动机保持在怠速上。
优选地，空气或者空气/燃料混合物的所述充气仅是空气的一个充气；所述第一燃烧室和第二燃烧室中的每一个燃烧室都配备有用于输送一个精确量度的燃料体积的一个燃料喷射器；所述体积与所述旁通阀的状态成比例。
在本发明的一个进一步的广泛形式中，在此提供了一种对二冲程发动机的每个钟转数(rpm)和功率输出进行控制的方法；所述发动机包括至少一组的成对的第一汽缸和第二汽缸；所述方法包括将一个旁通通道中的旁通阀操作在一个完全打开位置与一个完全关闭位置之间的这些步骤；所述旁通通道在所述第一汽缸的一个入口端口与所述第二汽缸的一个入口端口之间延伸；当所述旁通阀完全关闭了所述旁通通道时，所述发动机以最大功率输出运行；当所述旁通阀完全打开所述旁通通道时，所述发动机以怠速运行。
优选地，所述第一汽缸和第二汽缸的每个所述入口端口都与从一个空气或空气/燃料入口管道的一个分叉而延伸的一个入口通道联通；所述入口通道延伸至所述第一入口端口和第二入口端口。
优选地，定位于所述分叉处的一个双阀片式枢转阀响应于所述旁通阀的位置；当所述旁通阀完全关闭时，所述枢转阀使得所述入口通道中的每一个交替地完全地或部分地打开和完全地或部分地关闭；当所述旁通阀部分地或者完全地打开时，所述枢转阀使得所述入口通道交替地完全或部分打开和完全或部分关闭。
在本发明的又另一个广泛形式中，在此提供的是一种对空气或者空气燃料混合物进入二冲程内燃发动机的成对的第一汽缸和第二汽缸中的引入进行控制的方法；所述方法包括在所述发动机的一个入口管道的分叉处提供一个枢转的双阀片式枢转阀；所述双阀片式枢转阀的多个阀片是刚性地互连的并且以大致等于分叉角的一个角度安排到彼此之上；多个对应的入口通道从所述分叉延伸到所述成对的汽缸的多个对应的入口端口上。
优选地，定位于所述分叉处的所述双阀片式枢转阀响应于一个旁通阀的位置；定位在一个旁通通道中的所述旁通阀在所述第一汽缸的所述入口端口与所述第二汽缸的所述入口端口之间延伸；当所述旁通阀完全关闭了所述旁通通道时，所述发动机以最大功率输出运行；当所述旁通阀完全打开所述旁通通道时，所述发动机以怠速运行；当所述旁通阀完全关闭时，所述枢转阀使得所述入口通道中的每一个交替地完全地或部分地打开和完全或部分地关闭；当所述旁通阀部分地或者完全地打开时，所述枢转阀使得所述入口通道交替地部分打开和部分关闭。
附图说明
现在将通过参考附图来说明本发明的多个实施方案，在附图中：
图1是根据本发明的一个二冲程发动机的装配有一个枢转阀的一组成对的第一和第二汽缸的第一优选实施方案的截面侧视示意图，
图2是图1的配备有多个进气止回阀并且配备有一个旁通通道和旁通阀的二冲程发动机的截面侧视示意图，
图3是图2的发动机装配有图1的枢转阀的截面侧视示意图，
图4是根据本发明带有一个在完全关闭位置中的旁通阀的一个成对汽缸的二冲程发动机的一个进一步优选实施方案的截面侧视示意图，
图5是图4的发动机的一个进一步的截面侧视图，其中该旁通阀处于完全打开位置。
具体实施方式
注意：
在本说明书中，术语“成对汽缸的二冲程内燃发动机”是指一种两汽缸发动机或者带有至少一个但可能是以直列式用合作的对来安排的多重汽缸的发动机。
在本说明书中，这些术语上止点和下止点也是指内燃发动机活塞在其汽缸中冲程的上终止点和下终止点，并且总体上是对应地由缩写字母TDC和BDC来表示的。
第一优选实施方案
在本发明参见图1的一个第一优选实施方案中，一个成对汽缸的二冲程内燃发动机10包括至少一对汽缸12和14，它们共享了一个共用的曲轴16但是它们的大端轴颈18和20运行在分开的曲轴箱22和24中。这些曲轴轴颈18和20以180度彼此偏置，从而使得在第一活塞26处于上止点(TDC)时，第二活塞28处于下止点(BDC)。
这些活塞26和28各自对应地配备有裙部30和32，如本领域所熟知的，这些裙部控制着这些排气端口34和36的打开。同样如本领域所熟知的，多个换气端口(未示出)允许了在每个活塞从TDC朝向BDC移动的过程中最初对应地进气进入这些活塞下方的每个曲轴箱22和24中的气体对应地传输到在活塞上方的这些燃烧室27和29中。
在本安排中，一种空气或者空气/燃料混合物被从一个共用的入口管道38提供到这两个汽缸12和14中，该共用的入口管道分叉成对应地引到第一和第二汽缸12和14的入口端口44和46的两个通道40和42中。一个蝶形阀48被提供在入口管道38中以便同样是如本领域中常见的那样来调节这种空气或者空气/燃料混合物通过该管道的流动。
然而，在本发明的这个优选实施方案中，对于在入口管道38处的可用于进入这些分叉的通道40和42中的空气或者空气/燃料混合物的进气的控制是通过一个单一的元件进行的，即位于入口管道38的分叉处的两片式枢转阀50。枢转阀50的这些阀片52和54与簧片阀门的那些类似并且具有一些柔性，但是在这种情况下，这两个阀片52和54是刚性地互相连接的并且是以一个大致等于分叉的角度的一个角度而固定于彼此上的，并且是围绕刚性地安装在该分叉处的一个枢转轴56而自由枢转的。与常用的弹簧簧片阀门不同，枢转阀50的运动是不被弹簧张力所阻滞的。如图1中可见，当枢转阀50被旋转而使得第一通道40的阀片52处于关闭位置中，第二通道42的阀片54被旋转进入完全打开的位置中。
枢转阀50的这种枢转是由入口管道38与这些分叉的入口通道40和42之间的获得的循环压力差来诱导的。通过参见图1应当理解的是当第二汽缸14的第二活塞28如在其连杆49上的箭头所指示的朝向TDC移动时，在第二汽缸曲轴箱24中在活塞28下方产生了部分的真空。因此对阀片54施加了一个吸力，从而迫使枢转阀50旋转并且打开入口通道42来用于空气或者空气/燃料混合物的流入。枢转阀50的这种枢转是由在第一活塞26之下随着其朝向BDC移动而同时建立的压力中的增加来协助的。这增加了入口通道40中的压力，因而在阀片52上施加了压力以便迫使其进入将入口通道40如图1所示地关闭的位置中。
通过自由地枢转，本发明的这种枢转阀50允许了新鲜空气或者空气/燃料混合物进入汽缸的曲轴箱的一种有效的进气(其中活塞是朝向TDC移动的)，而同时在这对汽缸的另一个活塞朝向BDC移动时提供了这种空气或者空气/燃料混合物从其下方通过多个换气端口(未示出)到其燃烧室的有效的传输。这种单个元件双阀片式枢转阀的这些阀片52和54是柔性的以便在通过入口管道38的流入速度对于克服反向流动而言为足够高时允许二者保持高RPM下的至少部分地打开。
第二优选实施方案
通过参见图2，(其中相似的特征是通过加上100来同样编号的)在这种二冲程、成对汽缸的发动机110的安排中，该发动机包括多个汽缸112和114、活塞126和128、以及一个共用的曲轴116。如在上述第一优选实施方案中，以180度分开来安排的这些曲轴轴颈118和120在分开的曲轴箱122和124中运行。
同样如以前，这些第一和第二汽缸112和114被通过一个共用的入口管道138供应空气或者一种空气/燃料混合物，该入口管道也被分叉成对应地引到这些第一和第二汽缸的入口端口144和146的多个入口通道140和142。
然而，在本实施方案中，在第一汽缸112的入口端口144与第二汽缸114的入口端口146之间提供了一个旁通通道160。在这个旁通通道160的中点处定位了一个旁通阀162，该旁通阀被适配为限制通过通道160的流体流动，而在该发动机的一个操作者的控制下从一个如图2所示的完全打开位置到一个完全关闭位置。优选地，旁通阀162是如图2所展示的一个旋转阀。
通过这些分叉的入口通道140和142的空气或者空气/燃料混合物的流动在这种情况下是通过位于每个入口通道的分叉点168下方的两个簧片阀门或者其他进气阀门164和166来控制的(如本领域已知的)。应当注意的是在入口管道138中在分叉点上方是没有蝶形阀示出的。
(在实践中，一个蝶形阀可以被提供在该入口管道中，这不是为了节气门控制，而是为了设定怠速的目的。在这些非常慢的发动机怠速速度之上，这种蝶形阀会完全打开，并且发动机速度和功率会由旁通阀门来单独地控制，而不是由该蝶形阀或者在该分叉点上游的任何其他节气门安排来控制。)
这些簧片阀门164和166的打开和关闭是以通常的方式响应于随着通过这些活塞126和128在TDC与BDC之间运动使得这些活塞将正压和负压交替地引入到这些簧片阀门处而在这两个入口通道140和142中的每一个通道中获得的压力差的。
然而这些压力差现在是由旁通阀162的位置来调整的。应当理解的是，通过完全关闭旁通阀162，在这些簧片阀门164和166处作用的压力是与上述第一优选实施方案中说明的相同的。因而每个入口通道的簧片阀门在通过对应的活塞朝向TDC移动而引入一个负压时打开。另一个入口通道的簧片阀门默认在其关闭位置，由在其入口通道中通过其对应的活塞朝向BDC的运动而产生的正压来协助。
在入口管道138没有节气门控制蝶形阀，旁通阀162的完全关闭位置对应于发动机接收空气或者空气/燃料的最大流动，因而运行在全开“节气门”和最大功率状态。随着旁通阀162从一个完全关闭位置朝向一个完全打开位置旋转，在这些相对的曲轴箱空隙中被交替地压缩和解除压缩的这种空气或者空气/燃料混合物可以与旁通阀162的开度成比例地在这些空隙之间横向给送或者“短接”。这是由于在每个曲轴箱之间的这些压力差是大于在入口管道138中获得的压力的。
因而将旁通阀162打开的作用是调整在入口通道140和142中的在簧片阀门164和166处的正压和负压，从而由此减少空气或者空气/燃料混合物进入这些曲轴箱122和124中的每一个曲轴箱的、并且因此进入每个燃烧室127和129中的进气。当旁通阀162完全打开，该发动机以怠速运行。
因而旁通阀162作为发动机的节气门起作用，从而替代了通常的蝶形节气门。
通过这种安排，在部分节气门的条件下(如在怠速、巡航以及城市驾驶过程中)大大去除了由在传统的蝶形节气门的下游保持部分的真空所引发的这些泵送损失。这就对发动机的效率和经济性作出了贡献，因为在一个传统的蝶形控制安排中，发动机必须做功并且使用燃料来克服这种泵送损失。
第三优选实施方案
在根据本发明的并且参见图3的这个第三优选实施方案中(其中对应的特征类似地用加上200来编号)，这种成对汽缸212和214的安排，这些分开的曲轴箱222和224以及延伸至入口端口244和246形成一个共用的入口管道238的多个分叉的入口通道240和242是如对于以上第一和第二实施方案所说明的。同样在这个实施方案中，一个旁通通道260在这两个汽缸212和214的这些入口端口244与246之间延伸，并且同样配备有一个旁通阀262来替代一个传统的蝶形阀。
然而在这个实施方案中，这些簧片阀门或者类似于第二实施方案的进气阀门是用一种如以上第一实施方案所说明的单个元件双阀片式枢转阀250来替代的。该枢转阀如先前解释地响应于在这些入口通道240和242中获得的这些压力差，但是这些压力差现在是取决于在旁通通道260中的旁通阀262所提供的限制的程度。当旁通阀262完全关闭时，枢转阀262以先前所述的方式动作，阀片对应于一个活塞移动到TDC而被吸到一个完全或者部分地打开位置中并且另一个阀片在另一个活塞朝向BDC移动时关闭或者部分地关闭这个通道。
然而通过旁通阀262的完全打开，通过一个活塞朝向TDC移动而引入的这种抽吸被减小，从而使得尽管空气或者空气/燃料混合物的足够的充气将仍然通过一个活塞朝向TDC移动而被引入以便在怠速时保持这种燃烧循环，但是没有任何一个阀片完全关闭了其通道。因而通过活塞朝向TDC移动而抽入的充气是随着旁通阀262的开度而变化的，并且因此确定了该发动机的功率输出。再一次，如以上解释的，在实践中可以出于发动机怠速调整的目的而可以单独地提供一个蝶形阀。
第四优选实施方案
在本发明参见图4和图5的一个进一步的优选实施方案中，一个二冲程内燃发动机310再一次包括至少一组成对的汽缸312和314，但是在这种情况下，这些汽缸共享了一个共用的曲轴箱322以及一个共用的曲轴316。这些活塞326和328以180度来运行，从而使得如图4和图5所展示的当第一汽缸312中的第一活塞326处于BDC时，第二汽缸314中的第二活塞328处于TDC。
在本实施方案中，这些汽缸312和314中的每一个都由多个固定的分离器板313和315对应地分隔成上汽缸区段和下汽缸区段，这些第一和第二活塞326和328中的每一个都往复地运动在它们对应的固定的分割器板313和315与它们对应的汽缸的上部部分之间。因而每个活塞都对应地将其上汽缸区段分隔成在这些活塞上方的多个燃烧室部分327和329以及对应地在这些固定的分离器板321和323与这些活塞的下侧之间的进气室部分317和319。一个环形壁，包围该下汽缸区段并且具有足够的深度来在活塞下降到BDC时容纳活塞裙部330。
支柱331和333从每个活塞的下侧延伸并且穿过在对应的分离器板313和315中的一个中央孔。这些支柱331和333的下端被连接到一个通风盘或者多个滑块状元件335和337上，这些滑块状元件被引导在下汽缸区段339和341中、在这些分离器板下方。这些盘状元件335和337在它们的下侧配备有用于连接到多个连杆347和349的第一末端上的多个枢轴元件343和345。这些连杆进而被传统地在它们的第二末端连接到共用的曲轴316的轴颈351和353上。
每个汽缸312和314都对应地配备有一个换气端口355和357，从而为气体提供了从这些汽缸的压缩室部分321和323输送到燃烧室部分327和329的联通。
如对于以上第二和第三实施方案所说明的，本发明的这种第四实施方案也通过在入口端口344与346之间的一个旁通通道360提供了这对汽缸312和314的这些入口端口344与346之间的联通。位于这个旁通通道360中的并且也如以上所述的是一个旁通阀362，该旁通阀在图4中所示的完全关闭位置与在图5中所示的完全打开位置之间是可调节的，并且该旁通阀是在该发动机的使用者的控制之下的。同样在这个实施方案中，旁通阀362控制着发动机的功率输出，从而作为一个节气门起作用并且如以上解释地替代了一个传统的空气或者空气/燃料入口蝶形阀的功能。
对于这些以上说明的实施方案而言，一个共用的空气或者空气/燃料入口管道338被分叉成引到这些对应的汽缸入口端口344和346的多个入口通道340和342。类似地，一个阀门系统位于或者在该入口通道338的分叉点附近并且为这些延伸到入口端口344和346的入口通道340和342中的每一个都包括了一个阀门。这些阀门可以如对于以上第二优选实施方案所说明的采取簧片或者其他已知的进气阀门的形式，但是任选地可以如先前在第一和第三实施方案中说明地并且如图5所示地包括一个单个元件双阀片式枢转阀350。
枢转阀350的这些阀片352和354是相对于彼此固定的，从而使得在阀片352将引到第一汽缸312的入口端口344的入口通道340关闭时，另一个阀片354采取在第二汽缸314的入口通道342中的一个完全打开位置。
运行-全功率
现在将阐述当旁通阀362处于图4所示的这种完全关闭位置中时，在图4和图5中示出的以上第四实施方案的发动机310的一个循环。
考虑如图4中所描绘的第二汽缸314的循环，空气(或空气/燃料混合物)的充气随着第二活塞328朝向TDC移动而被最初引入到压缩室部分323中。因为由上升的活塞328所产生的这种部分的真空，枢转阀350的第二阀片354打开以便允许该充气从共用的入口管道338流动通过入口通道342，并且通过第二汽缸314的入口端口346进入其压缩室部分323中。
应该注意的是，同时由于在第一压缩室321中由第一活塞326移动到BDC所产生的正压，枢转阀350的第一阀片352被推动到该关闭位置中。在第二活塞328的功率下降冲程和第一活塞326的上升冲程上，枢转阀350的这种布置发生反向，从而关闭了第二入口通道342并且打开了第一入口部分340。
在第二压缩室部分323中的空气(或者空气/燃料混合物)的充气于是随着第二活塞328朝向BDC移动而通过换气端口357被传输到燃烧室部分329。发生这种最初被引入压缩室部分323中的空气或者空气/燃料混合物的传输既是因为枢转阀阀片354已经关闭了第二入口通道342又是因为旁通阀362也是关闭的。
空气(或者空气/燃料混合物)随着第二活塞328朝向TDC移动而在第二燃烧室部分329中被压缩并且点燃，并且第二活塞328的功率下降冲程跟随其后。
在第一汽缸326中当然也以180度的滞后发生着同样的刚刚阐述的过程。
应该注意的是，在刚刚阐述的这种循环中，并没有对引入的空气(或空气/燃料混合物)的体积进行调整；也就是说，不存在对于空气或者空气/燃料混合物的引入流动的限制(除了由入口管道、入口通道和入口端口的尺寸所导致的限制之外)并且这种引入的充气是应该最大值。因而在这种安排下，通过完全关闭旁通阀362，该发动机就以全功率运行。
运行–部分功率和怠速
在如图5所示部分地或者完全打开时，本发明的旁通阀362允许在这两个汽缸312和314的这两个压缩室部分321和323之间输送空气或者空气/燃料混合物。因而，例如当第一活塞326在其功率下降冲程上时，第一压缩室部分321中的空气或者空气/燃料混合物只是被部分地迫使通过换气端口355到达第一燃烧室327。取决于旁通阀362的开度的该体积至少一部分此刻在由于第二活塞328朝向TDC上升而产生的部分的真空压力之下而可以被横向输送至第二汽缸314的压缩室323。一个打开的或者部分地打开的旁通阀导致了有助于这些成对的汽缸用这些活塞的相反动作来交替的高压和低压充气的“短接”的一种条件。
因为在第一压缩室部分321中以及将入口管道338连接到第一入口端口344的第一入口通道340中的这种压力释放，枢转阀350成比例地反应于旁通阀362所提供的释压程度。虽然减小了，但是在第一活塞326朝向BDC下降并且第二活塞328朝向TDC上升时，该发动机的第一汽缸312侧的压力会大于第二汽缸314侧的压力，从而使得枢转阀350将采取一种趋于但不完全关闭第一入口通道340的趋势，并且采取一种趋于打开第二入口通道342而非必须完全打开它的趋势。虽然该枢转阀的这些阀片是刚性地结合到一起的，但这些阀片自己允许了某些柔性，因而在这些通道的打开和关闭中允许了一些提前和滞后。
同样这种顺序被重复而用于第二汽缸328，其中该枢转阀350将其位置反向。
(应当理解的是，这种压力释放效果也适用于以上阐述的第二和第三优选实施方案安排。在那些安排中，就是在第一与第二曲轴箱之间的通过旁通通道的该引入的空气或者空气/燃料混合物一种输送减小了在这些入口通道中获得的这些压力。)
第一种效果是，空气或者空气/燃料混合物的一个较弱的充气可供在这些燃烧室中进行压缩，这导致了一个减小的、较慢的功率冲程并且因而导致了每分钟转数(rpm)和功率输出的减小。旁通阀362、第一和第二入口通道340和342、以及枢转阀350被确定尺寸为使得当旁通阀362完全打开时，有足够的空气或者空气/燃料混合物递送至这些燃烧室以便将发动机保持在怠速上。
第二种效果是，实质上免除了在一个传统的发动机中当这些活塞“抽吸”一个关闭的蝶形阀时克服活塞的这种“泵送”作用所要求的做功，从而导致了改善的经济性和效率。
上述实施方案的多个特征的组合因而提供了多个优点。
第一，在成对的汽缸的这些汽缸的入口端口之间运行的这些旁通通道和旁通阀减小了当该旁通阀部分地打开而用于部分功率时以及在怠速时完全打开时的压力差，从而改进了燃料经济性。
第二，如在第四优选实施方案中提供了一种与曲轴箱隔离的压缩室部分，这提供了一种完全加压的润滑系统的可能性，从而增加了发动机的寿命并且允许了使用较简单的并且较便宜的滑动轴承来作为这些主轴承和连杆轴颈轴承。
第三，在一种优选安排中，入口管道338以及入口通道340和342仅将空气提供至这些压缩室和燃烧室。与旁通阀362的状态成比例的且精确计量的燃料是通过直接喷射而引入到这些燃烧室327和328中，从而显著地减少了燃料使用和污染。
从第四优选实施方案的多个特征的组合获得的某些其他优点包括免除了油料/汽油的混合、以及这样的润滑油料的燃烧以及所导致的排放物，这就允许了一种加压的润滑系统，允许了一种带有滑动轴承的一件式的曲轴，免除了对于曲轴箱密封的需要，并且不再要求凸轮轴、阀门或者弹簧，并且也提供了柴油发动机构形的可能性。
应当理解的是在每个上述实施方案中，多对成对的汽缸可以被直线地安排以便形成带有一个共用的曲轴箱和曲轴的V-4、V-6、V-8以及其他V型多汽缸发动机。或者这些成对的汽缸不需要被安排成一种V型形式；每对汽缸的这些汽缸可以是水平对置的或者径向定位的。
以上仅仅阐述了本发明的一些实施方案和修改，这些对于本领域的技术人员而言是明显可以做出的而不偏离本发明的范围的。

Claims (18)

1.一种二冲程内燃发动机；所述发动机包括至少一组的成对的第一汽缸和第二汽缸；所述发动机包括一个空气或空气/燃料混合物入口管道的分叉处，该入口管道的所述分叉处被分叉成多个入口通道，这些入口通道延伸至所述第一汽缸和第二汽缸的对应的第一入口端口和第二入口端口；所述发动机的特征在于所述发动机包括一个枢转的双阀片式入口阀门，该枢转的双阀片式入口阀门包括两个刚性地互连的阀片；所述枢转的双阀片式入口阀门被定位在所述入口管道的所述分叉处；所述枢转的双阀片式入口阀门交替地枢转，从而使得随着所述第一汽缸的一个活塞从下止点(BDC)移动到上止点(TDC)，所述枢转的双阀片式入口阀门的一个第一阀片打开一个第一入口通道；随着所述第二汽缸的一个活塞从TDC移动到BDC，所述枢转的双阀片式入口阀门的一个第二阀片关闭一个第二入口通道。
2.如权利要求1所述的发动机，其中，所述发动机进一步配备有一个旁通通道，该旁通通道延伸在所述第一汽缸和第二汽缸的所述第一入口端口与第二入口端口之间；所述旁通通道配备有一个旁通阀；所述旁通阀由所述发动机的一个操作员是可操作在所述旁通通道的一个完全打开位置与一个完全关闭位置之间的。
3.如权利要求2所述的发动机，其中，所述至少一组的成对的第一汽缸和第二汽缸的第一活塞和第二活塞运行在一个共用的曲轴上；所述第一活塞和第二活塞由对应的多个连杆枢转地连接到所述共用的曲轴的第一轴颈和第二轴颈上。
4.如权利要求1或2所述的发动机，其中，所述第一汽缸和第二汽缸中的每一个汽缸都配备有一个分开的曲轴箱。
5.如权利要求1或2所述的发动机，其中，所述至少一组的成对的第一汽缸和第二汽缸的对应的第一活塞和第二活塞交替地往复运动于对应的所述汽缸的BDC与TDC之间；所述活塞被以180度来安排，这样使得当所述活塞中的第一个处于TDC处时所述活塞中的第二个处于BDC处。
6.如权利要求3所述的发动机，其中，所述第一汽缸和第二汽缸共享一个共用的曲轴箱；所述第一汽缸和第二汽缸中的每个汽缸被多个固定的分离器板分隔成上汽缸区段和下汽缸区段；所述第一活塞和所述第二活塞在对应的所述上汽缸区段中在TDC与BDC之间往复地移动。
7.如权利要求6所述的发动机，其中，所述第一活塞和所述第二活塞中的每个活塞将一个对应的上汽缸区段分隔成一个压缩室部分和一个燃烧室部分；所述压缩室部分位于所述活塞的下侧与对应的所述固定的分离器板之间。
8.如权利要求7所述的发动机，其中，一个支柱从每个所述活塞的一个下侧延伸；所述支柱穿过在所述固定的分离器板中的一个中央孔；所述支柱的一个下末端被连接到在所述下汽缸区段中往复地移动的一个盘状或滑块状元件上；所述盘状或滑块状元件在一个下侧处配备有用于连接到一个连杆的一个第一末端上的一个枢轴元件；所述连杆在一个第二末端处连接到所述共用的曲轴的一个轴颈上。
9.如权利要求8所述的发动机，其中，被引入到一个所述汽缸的所述压缩室部分中的空气或者空气/燃料混合物的充气随着在这个汽缸中的一个活塞朝向TDC移动而通过一个换气端口被实质上至少部分地输送至所述汽缸的对应的所述燃烧室部分。
10.如权利要求9所述的发动机，其中，在所述旁通阀处于关闭了所述旁通通道的一个位置中时，被引入到所述压缩室部分中的空气或者空气/燃料混合物的所述充气是最大充气量。
11.如权利要求10所述的发动机，其中，当所述旁通阀是部分地或全部地打开时，所述旁通通道允许空气或者空气/燃料混合物在所述第一汽缸的所述压缩室部分与所述第二汽缸的所述压缩室部分之间传输。
12.如权利要求11所述的发动机，其中，当一个所述活塞在一个对应的汽缸中朝向BDC移动时，一个打开的或部分地打开的旁通阀导致在所述压缩室部分和对应的所述入口通道中的压力释放；所述枢转的双阀片式入口阀门成比例地反应于由所述旁通阀导致的释压的程度。
13.如权利要求12所述的发动机，其中，当所述活塞在所述对应的汽缸中朝向BDC移动时，所述枢转的双阀片式入口阀门有一种趋于关闭虽然不必完全关闭所述入口通道的趋势并且有一种趋于打开虽然不必完全打开另一个所述入口通道的趋势。
14.如权利要求12或13所述的发动机，其中，当所述旁通通道完全地或部分地打开时，用于压缩的空气或者空气/燃料混合物的较弱的充气被传输至所述燃烧室部分；所述较弱的充气是从所述最大充气量减小的；所述较弱的充气导致一个减小的、较慢的功率冲程和在rpm转数中的和功率输出中的减小。
15.如权利要求12或13所述的发动机，其中，所述旁通阀、所述第一入口通道和所述第二入口通道、以及所述枢转的双阀片式入口阀门和所述入口管道被确定尺寸为使得当所述旁通阀完全打开时，有足够的空气或者空气/燃料混合物传输至所述燃烧室部分上以便将所述发动机保持在怠速上。
16.如权利要求9所述的发动机，其中，空气或者空气/燃料混合物的所述充气仅是空气的充气；所述燃烧室部分中的每个都配备有用于输送一个精确量度的燃料体积的一个燃料喷射器；所述体积与所述旁通阀的状态成比例。
17.一种对空气或者空气/燃料混合物进入二冲程内燃发动机的成对的第一汽缸和第二汽缸中的引入进行控制的方法；所述方法包括在所述发动机的一个入口管道的分叉处提供一个枢转的双阀片式枢转阀；所述双阀片式枢转阀的多个阀片是刚性地互连的并且以大致等于分叉角的一个角度安排到彼此之上；多个对应的入口通道从所述分叉处延伸到所述成对的第一汽缸和第二汽缸的多个对应的入口端口上。
18.如权利要求17所述的方法，其中，位于所述分叉处的所述双阀片式枢转阀响应于一个旁通阀的位置；所述旁通阀定位在一个旁通通道中，该旁通通道在所述第一汽缸的入口端口与所述第二汽缸的入口端口之间延伸；当所述旁通阀完全关闭了所述旁通通道时，所述发动机以最大功率输出运行；当所述旁通阀完全打开所述旁通通道时，所述发动机以怠速运行；当所述旁通阀完全关闭时，所述双阀片式枢转阀使得所述入口通道中的每一个交替地完全打开和完全关闭；当所述旁通阀部分地或者完全地打开时，所述双阀片式枢转阀使得所述入口通道交替地部分打开和部分关闭。
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