CN102877928A - 具有侧喷射的环形燃烧室 - Google Patents

具有侧喷射的环形燃烧室 Download PDF

Info

Publication number
CN102877928A
CN102877928A CN2012102536758A CN201210253675A CN102877928A CN 102877928 A CN102877928 A CN 102877928A CN 2012102536758 A CN2012102536758 A CN 2012102536758A CN 201210253675 A CN201210253675 A CN 201210253675A CN 102877928 A CN102877928 A CN 102877928A
Authority
CN
China
Prior art keywords
piston
fuel
combustion engine
internal
sparger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012102536758A
Other languages
English (en)
Inventor
H·沈
P·P·霍夫鲍尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EcoMotors International Inc
Ecomotors Inc
Original Assignee
Ecomotors Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ecomotors Inc filed Critical Ecomotors Inc
Publication of CN102877928A publication Critical patent/CN102877928A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0675—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston the combustion space being substantially spherical, hemispherical, ellipsoid or parabolic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B1/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by number or relative disposition of cylinders or by being built-up from separate cylinder-crankcase elements
    • F01B1/08—Reciprocating-piston machines or engines characterised by number or relative disposition of cylinders or by being built-up from separate cylinder-crankcase elements with cylinders arranged oppositely relative to main shaft and of "flat" type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B7/00—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
    • F01B7/02—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups
    • F01B9/02—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with crankshaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B75/24—Multi-cylinder engines with cylinders arranged oppositely relative to main shaft and of "flat" type
    • F02B75/243—Multi-cylinder engines with cylinders arranged oppositely relative to main shaft and of "flat" type with only one crankshaft of the "boxer" type, e.g. all connecting rods attached to separate crankshaft bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/28—Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/28—Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
    • F02B75/282—Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders the pistons having equal strokes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B7/00—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
    • F01B7/02—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons
    • F01B7/04—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons acting on same main shaft
    • F01B7/06—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons acting on same main shaft using only connecting-rods for conversion of reciprocatory into rotary motion or vice versa
    • F01B7/08—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons acting on same main shaft using only connecting-rods for conversion of reciprocatory into rotary motion or vice versa with side rods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0663—Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple injectors per combustion chamber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

本发明涉及具有侧喷射的环形燃烧室。具体地，公开了用于对置活塞发动机的具有侧喷射器的环形燃烧室形状。燃料从气缸壁中的燃料喷射器喷入该环形容积。在一个实施例中，燃料从各喷射器多次喷射，喷射之间的正时使得每次喷射的燃料云保持彼此基本上隔离开。

Description

具有侧喷射的环形燃烧室
技术领域
本发明涉及内燃机中的燃烧室形状和喷射器取向。
背景技术
内燃机的热效率和发动机排放由许多因素确定，包括燃烧系统设计和机械设计。燃烧系统设计包括燃烧室形状、燃料喷射喷嘴和燃料喷射压力、进气歧管和排气歧管等。所有这些一起被优化，以获得导致有效燃烧的混合质量。在典型的柴油发动机燃烧系统中，已经知道很多并作了很多研究，以确定什么样的燃烧室形状和燃料喷射特性导致期望的输出。然而，在非常规发动机中，有关什么样的燃烧室形状和燃料喷射特性可提供期望的混合和发动机性能知道得较少。
图1中等轴测地示出了这种非常规发动机，对置活塞对置气缸(OPOC)式发动机10。进气活塞12和排气活塞14分别在第一和第二气缸(为便于观察活塞未示出气缸)中往复运动。进气活塞12’和排气活塞14通过推杆16联接至曲轴20的轴颈(不可见)。进气活塞12和排气活塞14’通过推杆18联接至曲轴20的两个轴颈(不可见)，每个进气活塞12具有两个推杆18。图1中的发动机具有形成在进气活塞12(或12’)的活塞顶部22与排气活塞14(或14’)的活塞顶部24及气缸壁(未示出)之间的两个燃烧室。图1中两个气缸中的活塞都显示在中间位置。当活塞彼此最接近时开始燃烧。图1中的活塞顶部22和24可能未最优地提供期望的性能。
发明内容
公开了一种内燃机，包括气缸壁与适于在其中往复运动的第一活塞和第二活塞。这两个活塞以对置的方式布置在气缸中。具有第一偏心轴颈和第二偏心轴颈的曲轴通过第一连杆和第二连杆联接至第一活塞和第二活塞。在曲轴的特定旋转角度，所述活塞处于其最接近处。所述第一活塞的活塞顶部具有三个区域：中央、靠近该活塞外围的外环、和内环，所有区域都具有与所述气缸的中心轴线基本上一致的中心。所述第二活塞的活塞顶部具有三个区域：中央、靠近该活塞外围的外环、和内环，所有区域都具有与所述气缸的中心轴线基本上一致的中心。当所述曲轴在所述特定角度时，所述活塞在所述外环和中央区域的表面以预定距离间隔开。当所述曲轴在所述特定角度时，接近所述内环的所述第一活塞和第二活塞之间的容积大致形成环形容积。所述预定距离在0.5到3mm的范围内。
所述发动机还包括布置在所述气缸壁中的燃料喷射器，所述燃料喷射器的轴线大致垂直于所述气缸壁。在所述外环中限定通道，以提供用于从所述喷射器的末端到所述活塞之间形成的环形容积的视线触及的开口。所述燃料喷射器具有至少一个孔口，该孔口布置成使得离开该孔口的喷射大部分被引导至所述环形容积。所述燃料喷射器可含有多个孔口，燃料从该多个孔口喷射出。在一些实施例中，设置两个燃料喷射器，喷射器的孔口与切入所述活塞外环的通道对齐，以便从所述喷射器的末端到所述活塞之间形成的环形容积的视线触及。所述第一喷射器和第二喷射器定位成绕着所述气缸彼此相目距约180度。
在一个实施例中，所述第一活塞和第二活塞在所述中央区域的表面基本是平的。可选地，所述第一活塞的表面在中央区域是凹的，所述第二活塞在中央区域是凸的。所述发动机为两冲程发动机；所述第一活塞为进气活塞；所述第二活塞为排气活塞；进气口限定在所述气缸壁中最靠近所述进气活塞处；排气口限定在所述气缸壁中最靠近所述排气活塞处。
还公开了一种向对置活塞内燃机提供燃料的方法，所述方法包括：多次将燃料喷射进燃烧室，所述燃烧室包括：气缸壁；布置在所述气缸壁中的进气活塞；布置在所述气缸壁中的排气活塞，所述进气活塞的顶部与所述排气活塞的顶部对置。所述进气和排气活塞的顶部都具有三个区域：中央、靠近该活塞外围的外环、和内环，所有区域都具有与所述气缸的中心轴线基本上一致的中心。在所述进气活塞的内环区域中限定有两个通道，这两个通道径向对置。接近内环的所述第一活塞和第二活塞之间的容积基本上形成环形容积。所述燃烧室还包括布置在所述气缸壁中的第一燃料喷射器和第二燃料喷射器，所述第一喷射器接近所述第一通道，所述第二喷射器接近所述第二通道。基于不同的操作条件，所述喷射可为单次事件或多次事件。所述多次喷射在时间上是分隔开的，使得第二次喷射的燃料云与第一次喷射的燃料云基本上分隔开。
附图说明
图1为OPOC发动机的等轴测图；
图2和3为根据本发明实施例的燃烧室的截面图；
图4为活塞顶部上的区域的草图；
图5和6示出了曲柄角位置从活塞最接近位置位移时图2和3的燃烧室；
图7为根据本发明实施例的燃烧室的截面图；
图8和9分别示出了图7的燃烧室的进气和排气活塞顶部；
图10为与图2和3的燃烧室相关的进气活塞的活塞顶部的视图；
图11-16示出了从多点喷射进根据本发明实施例的燃烧室的燃料云的位置；以及
图17示出了在根据本发明实施例的室中的燃料喷射和燃烧的仿真。
具体实施方式
如本领域的技术人员应当理解的，参考任一附图所示和描述的实施例的各种特征可与一个或多个其它附图中所示的特征组合，以产生未明确图示或描述的替代实施方式。所示特征的组合为通常的应用提供了有代表性的实施方式。然而，对于特定的应用或实施可能期望符合本发明教导的特征的各种组合和修改。无论是否明确描述或图示，本领域的技术人员都会认识到类似的应用或实施。
图2中，示出了OPOC发动机的一部分的截面图，其示出了根据本发明实施例的燃烧室。图示了位于其最近位置的进气活塞40的一部分和排气活塞42的一部分。活塞40具有槽44和45，活塞42具有槽46和47，以容纳活塞环(未示出)。活塞40和42在气缸壁50内往复运动。燃烧室为活塞40和42的顶部与气缸壁50之间封装的容积。
图3中所示截面相对于图2中所示截面旋转90度。图3中截面剖切过喷射器60。可看到最近的喷射器60，设置凹穴62以容纳喷射器60。下面描述从喷射器60发出的喷射。
图4中示出了进气活塞140的顶部。该活塞显示具有三个区域：外环152、内环154和中央156。排气活塞142具有三个相应的区域：外环、内环和中央。当活塞最接近时，燃烧室的大部分容积被包含于进气活塞的内环表面与排气活塞的内环表面之间的容积中。外环152包括限定在其中的通道158，以允许燃料喷射器(未示出)和与内环154相关的环形容积之间的视线触及(line-of-sight access)。如图2中所示，进排气活塞的外环的表面彼此相距一小段距离：最多2mm，最小0.5mm。外环区域中活塞之间含有非常小的燃烧室容积。类似地，排气活塞顶部与进气活塞顶部在中央区域中彼此移位非常小的一段距离，因此，中央区域中活塞之间含有非常小的燃烧室容积。
如图2和3中所示，燃烧室容积的截面为两个椭圆区域64。内环区域中燃烧室的形状为通过在空间中绕着气缸50的中心轴线66旋转椭圆区域64产生的回转表面。严格地说，环面是绕着轴线旋转圆的结果。然而，在本发明中，术语环面用来应用于绕着中心轴线旋转的任意二维形状。在图2和3的实施例中，绕着中心轴线旋转的形状总体是曲线的，但不是圆。然而，该术语环面被应用于得到的燃烧室。另外，术语环面用于描述沿着回转中的点截取时横截面积不是恒定的形状。例如图4中，外环152图示为环形，由内缘的圆限定，中央156为椭圆。虚线160和162为中央156的对称轴线。如果内环154的深度在整个内环154基本恒定，那么越靠近轴线160宽度越窄表明，截面积(沿着气缸中心轴线截取)小于轴线162附近的截面积。术语环形容积用于截面积绕着圆周变化的情形。同样，因为从喷射器出来的燃料是密实的，所以越靠近通道158，截面积越小。离喷射器末端更远的轴线162区域中的截面积更大。在这个位置，燃料喷射已经扩张。通过这种结构，当在稍微远离喷射器末端处提供更大的截面积时，更容易避免燃料滴撞在活塞顶部上。
进气活塞40的顶部的中央区域具有凹的形状，排气活塞42的顶部的中央区域具有凸的形状，它们嵌套在一起。因为废气通过排气活塞42最近处的排气口排出，所以排气活塞42的顶部的温度比进气活塞40的顶部的温度高。因此，排气活塞42具有凸的形状而没有可能产生过热点的角是有利的。进气活塞40顶部中央区域56上的角68对排气活塞是有问题的，但是不太可能对进气活塞出现问题。
图2和3中，活塞40和42处于其最接近处。图5中示出了在从最接近位置旋转离开10曲柄角度的位置的燃烧室，图6示出了旋转30曲柄角度的燃烧室。
在图7的替代实施例中，进排气活塞的中央区域96是平的。该替代实施例中燃烧室的主体通过绕着气缸50的中心轴线66回转区域98而获得。
图8中，示出了进气活塞80的顶部的视图，喷射器60的孔口位于使得燃料射流106经过活塞顶部中的通道行进。图8的视图中无法单独地看到该通道。燃料射流106被引导进相对于中央区域104和外环区域100下凹的内环区域102。在图8所示实施例中，从喷射器60发出四个燃料射流，该燃料射流中的一个不可见。在各射流之间具有非常小的角度。可选地，可使用具有不同数量射流的喷射器。该射流被沿着环形容积的表面的切线引导，以限制与活塞顶部直接接触的燃料滴的量。环形的圆化表面有助于朝着环形容积的中心引导流动。
图9中，排气活塞82的顶部具有突起外环120，内环122和124处于相同下凹水平。喷射器60图示为沿与外环120内缘基本成切线的方向引导燃料通过通道(未单独示出)进入内环区域122。仅有一对喷射器60，但是在图8和9中示出了燃料射流如何与活塞的活塞顶部相互作用。
图10中，示出了图2和3中进气活塞40的顶部的细节。设置通过活塞顶部的外环126的通道130，以允许燃料射流离开进入内通道。通道130中未图示燃料射流。相对的通道130为无法看到的另一通道，由于示出了射流132a、132b、132c和132d，从而不允许看到该通道的视图。燃料射流132a-d被引导进与内环127相关的下凹中。中央区域128是椭圆的。这允许内环127中有更宽的空间来容纳燃料射流。边缘136从该视图是外环126的可见边缘。虚线138显示，内环127是稍微内曲的。沿着2-2截面没有这种底切部。
图11-16中示出了将燃料分配进气缸的方法。活塞顶部200具有燃料射流可通过其喷射的通道202。活塞顶部200具有三个区域：中央208、内环206和外环204。如图11中所示，产生涡流210。图12中，先喷射燃料射流212。在示出稍后时间的快照的图13中，由于射流本身以及涡流200的动量，燃料射流212在内环206中旋转。图13中，燃料射流212变成燃料云。图14中，更后期的快照，第二次喷射引起燃料射流214进入内环206。第二次喷射的正时使得燃料射流214的末端基本不与燃料射流(现在是燃料云)212重叠。图15中，燃料射流212和214现在都是燃料云，绕着内环214进一步运动。然后，图16中，第三次喷射产生具有第三喷射正时的燃料射流216，使得基本没有燃料云重叠。另外，来自第一喷射器的第三燃料云不与来自第二喷射器的第一燃料云重叠。
图3、4和6示出了随着活塞从其最接近位置(图3)开始远离彼此运动(图5和6)的燃料室形状。图3、4和6可认为是以相反的次序示出活塞朝着彼此运动时的燃烧室形状。考虑燃烧室从图6到图5的变化，在外环部分52中活塞40与42之间的空气被挤压进内环部分54。类似地，中央56中活塞40与42之间的空气被挤入内环部分54。这些挤压流引起的运动由箭头58a-d显示。因为将与外环区域52相关的容积跟与内环区域54相关的容积连接的开口与内环区域54成切向，所以引起滚流。类似地，连接与中央区域56相关的容积的开口与内环区域成切向，也促进了滚流。从挤压区域离开的流动引起沿箭头58a和58b方向的流动，引起顺时针的翻滚，如图5中所示截面中所示。从挤压区域离开的流动引起沿箭头58c和58d方向的流动，引起逆时针翻滚。
图17中，示出了建模结果的视图。两个喷射器250主要将燃料喷射进中央252与外环256之间的内环区域254。进气口(未示出)倾斜成使得通过进入气缸的到来气体引起涡流，如顺时针箭头248所示。喷射器250沿涡流方向成切向地将燃料喷入内环区域254，如箭头248所示。因此，燃料滴通过涡流携带。
在最高负荷条件下获得满意燃烧的限制是利用气缸中的空气。这通过在喷射最多燃料的最高扭矩操作条件下相对均匀地混合在空气中的燃料滴来实现。图17中的视图用于在最高扭矩条件(即，预期的最长燃料脉冲)下具有漩涡比为5的100mm缸径的气缸。图17中所示曲柄角为进入膨胀冲程约20度，也是燃料喷射间隔的末端。液滴260和262主要包含在内环254中。液滴260和262显示为比实际大得多，使得它们可在图17中被看见。许多燃料已经蒸发，并发生燃烧。表面270和272为表示火焰表面的等温面。一些燃烧溢出内环254，发生在外环256中。图17中，可看到，燃烧表面270和272的末端274和276分别并不重叠。基于喷射器末端的孔大小、喷射压力、喷射器上孔口的数量和漩涡比，如图17中所示，可获得燃烧表面并不重叠但包含大部分内环254的空气利用率。
喷射器中的小孔口产生更易蒸发的小液滴。这种小液滴有助于避免形成煤烟。但是，小液滴的惯性低，无法深入燃烧室，这对空气利用不利。通过沿与涡流相同的方向喷射燃料，小液滴被涡流带至接近远离喷射器的未用空气，从而促进了比使用其它方式更小的液滴的喷射。
尽管已经参考特定实施例详细描述了最佳模式，但是本领域的技术人员会认识到在所附权利要求范围内的各种替代设计和实施方式。尽管各实施例已经描述为就一个或多个期望特性提供了优点或者优于其它实施例，但是本领域的技术人员知道，依据具体应用和实施方案，可折衷一个或多个特性，以获得期望的系统属性。这些属性包括，但不限于：成本、强度、耐用性、寿命循环成本、适售性、外观、包装、尺寸、可用性、重量、工艺性组装容易性等。本文描述的在一个或多个特性方面与其它实施例或现有技术实施相比不那么理想的实施例不排除在本发明范围之外，可能对特定的应用是期望的。

Claims (11)

1.一种内燃机，包括：
气缸壁；
布置在所述气缸中的第一活塞；
相对于所述第一活塞以相对关系布置在所述气缸中的第二活塞；
具有第一偏心轴颈和第二偏心轴颈的曲轴；
将所述第一活塞联接至所述第一偏心轴颈的第一连杆；以及
将所述第二活塞联接至所述第二偏心轴颈的第二连杆，其中：
在所述曲轴旋转时，所述活塞在所述气缸内往复运动；
所述活塞彼此最近时，所述曲轴旋转具有特定角度；
所述第一活塞的活塞顶部具有三个区域：中央、靠近该活塞外围的外环、和内环，所有区域都具有与所述气缸的中心轴线基本上一致的中心；
所述第二活塞的活塞顶部具有三个区域：中央、靠近该活塞外围的外环、和内环，所有区域都具有与所述气缸的中心轴线基本上一致的中心；
当所述曲轴在所述特定角度时，所述活塞在所述外环和中央区域的表面以预定距离间隔开；以及
当所述曲轴在所述特定角度时，接近所述内环的所述第一活塞和第二活塞之间的容积大致形成环形容积。
2.如权利要求1的内燃机，还包括：
布置在所述气缸壁中的燃料喷射器，所述燃料喷射器的轴线大致垂直于所述气缸壁，其中在所述外环中限定通道，以提供用于从所述喷射器的末端到所述活塞之间形成的环形容积的视线触及的开口。
3.如权利要求2的内燃机，其中所述燃料喷射器具有至少一个孔口，该孔口布置成使得离开该孔口的喷射大部分被引导至所述环形容积中。
4.如权利要求3的内燃机，其中离开所述喷射器的燃料射流被引导进所述环形容积，进气活塞的顶部的中央区域是椭圆形的，并且所述射流在所述椭圆对称轴线中的短轴线附近与该椭圆基本成切向。
5.如权利要求1的内燃机，其中所述进气活塞的顶部的中央区域在相对于所述气缸的中心轴线垂直的方向上是椭圆形的。
6.如权利要求1的内燃机，其中所述大致环形容积的截面积绕着该环形容积的圆周变化。
7.如权利要求1的内燃机，还包括：
布置在所述气缸壁中的第一燃料喷射器和第二燃料喷射器；以及
限定在所述第一活塞和第二活塞中至少一个的外环中并且绕着所述气缸均匀间隔开的第一通道和第二通道，所述第一通道提供所述第一喷射器的末端与所述环形容积之间的视线触及，所述第二通道提供所述第二喷射器的末端与所述环形容器之间的视线触及，其中所述环形容积的截面积在接近所述通道处比远离所述通道的位置小。
8.如权利要求1的内燃机，其中所述第一活塞和第二活塞在所述中央区域的表面基本是平的。
9.如权利要求1的内燃机，其中所述第一活塞的表面在中央区域是凹的，所述第二活塞在中央区域是凸的。
10.如权利要求9的活塞，其中所述发动机为对置活塞发动机；所述第一活塞为进气活塞；所述第二活塞为排气活塞。
11.如权利要求2的内燃机，其中在运行期间，在所述环形容积中引起涡流，燃料从所述燃料喷射器沿着与所引起的涡流相同的大体方向喷射。
CN2012102536758A 2011-07-15 2012-07-16 具有侧喷射的环形燃烧室 Pending CN102877928A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161508151P 2011-07-15 2011-07-15
US61/508,151 2011-07-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102877928A true CN102877928A (zh) 2013-01-16

Family

ID=46721719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012102536758A Pending CN102877928A (zh) 2011-07-15 2012-07-16 具有侧喷射的环形燃烧室

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8783218B2 (zh)
JP (1) JP2013024240A (zh)
CN (1) CN102877928A (zh)
DE (1) DE102012106097A1 (zh)
GB (1) GB2493061A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106715866A (zh) * 2014-09-29 2017-05-24 沃尔沃卡车集团 包括其中具有锥形凹部的活塞的活塞对置式发动机

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7559298B2 (en) 2006-04-18 2009-07-14 Cleeves Engines Inc. Internal combustion engine
US10180115B2 (en) * 2010-04-27 2019-01-15 Achates Power, Inc. Piston crown bowls defining combustion chamber constructions in opposed-piston engines
EP2547868B1 (en) * 2010-04-27 2016-08-03 Achates Power, Inc. Combustion chamber constructions for opposed-piston engines
US9512779B2 (en) * 2010-04-27 2016-12-06 Achates Power, Inc. Swirl-conserving combustion chamber construction for opposed-piston engines
WO2012158756A1 (en) 2011-05-18 2012-11-22 Achates Power, Inc. Combustion chamber construction for opposed-piston engines
US8997710B2 (en) * 2010-05-18 2015-04-07 Achates Power, Inc. Fuel injector support constructions for direct injection opposed-piston engines
GB2491155B (en) * 2011-05-24 2013-04-10 Cox Powertrain Ltd Opposed piston engine having injector located within cylinder
US20130036999A1 (en) * 2011-08-08 2013-02-14 Ecomotors International, Inc. High-Squish Combustion Chamber With Side Injection
US20130104848A1 (en) * 2011-10-27 2013-05-02 Achates Power, Inc. Fuel Injection Strategies in Opposed-Piston Engines with Multiple Fuel Injectors
US9316150B2 (en) * 2012-07-02 2016-04-19 Pinnacle Engines, Inc. Variable compression ratio diesel engine
US9631549B2 (en) * 2012-09-25 2017-04-25 Achates Power, Inc. Fuel injection with swirl spray patterns in opposed-piston engines
WO2015038420A2 (en) * 2013-09-13 2015-03-19 Achates Power, Inc. A swirl-conserving combustion chamber construction for opposed-piston engines
US9211797B2 (en) * 2013-11-07 2015-12-15 Achates Power, Inc. Combustion chamber construction with dual mixing regions for opposed-piston engines
US10415456B2 (en) * 2014-04-29 2019-09-17 Volvo Truck Corporation Combustion chamber for an internal combustion engine and an internal combustion engine
CN104632352B (zh) * 2014-12-11 2017-06-13 中国北方发动机研究所(天津) 一种组合喷射油束包络型燃烧室
US10161371B2 (en) 2015-02-27 2018-12-25 Avl Powertrain Engineering, Inc. Opposed piston three nozzle piston bowl design
US10066590B2 (en) 2015-02-27 2018-09-04 Avl Powertrain Engineering, Inc. Opposed piston three nozzle combustion chamber design
US9995213B2 (en) 2015-03-31 2018-06-12 Achates Power, Inc. Asymmetrically-shaped combustion chamber for opposed-piston engines
US9840965B2 (en) 2015-07-31 2017-12-12 Achates Power, Inc. Skewed combustion chamber for opposed-piston engines
DE102016109055A1 (de) 2016-05-17 2017-11-23 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Freikolbenvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Freikolbenvorrichtung
DE102016109046A1 (de) 2016-05-17 2017-11-23 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Freikolbenvorrichtung
DE102016109038A1 (de) 2016-05-17 2017-11-23 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Freikolbenvorrichtung
DE102016109029A1 (de) * 2016-05-17 2017-11-23 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Freikolbenvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Freikolbenvorrichtung
US10662893B1 (en) * 2016-07-14 2020-05-26 Warren Engine Company, Inc Opposed piston engine with improved piston surfaces
US10711729B2 (en) * 2017-07-19 2020-07-14 Ford Global Technologies, Llc Diesel engine dual fuel injection strategy
JP7201668B2 (ja) * 2017-09-07 2023-01-10 アカーテース パワー，インク． 対向ピストンエンジンのための対向する噴射領域を備えるピストンアセンブリ
US10465516B1 (en) * 2018-11-07 2019-11-05 Hts Llc Opposed piston engine cam shape
JP7321108B2 (ja) * 2020-01-30 2023-08-04 三菱重工業株式会社 ２サイクル対向ピストンエンジン
US11773769B2 (en) * 2021-07-30 2023-10-03 Achates Power, Inc. Piston for an opposed-piston engine

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191409948A (en) * 1914-04-22 1915-04-22 Oliver Prescott Macfarlane Improvements in or relating to Internal Combustion Engines.
GB531366A (en) * 1939-07-20 1941-01-02 Herbert Frank Percy Purday Improvements relating to the combustion chambers and fuel supply thereto in two-stroke compression ignition oil engines
SU1216394A1 (ru) * 1984-02-29 1986-03-07 Предприятие П/Я В-2988 Двигатель внутреннего сгорани (его варианты)
US4872433A (en) * 1987-12-07 1989-10-10 Paul Marius A Combustion chamber configurations for two cycle engines
DE19517624A1 (de) * 1995-05-13 1996-11-14 Schweizer Viktor Dipl Ing Fh Injektorkanälebrennkammer
US6182619B1 (en) * 1998-12-24 2001-02-06 General Atomics Aeronautical Systems, Inc. Two-stroke diesel engine
US6189500B1 (en) * 1997-01-16 2001-02-20 Ab Volvo Internal combustion engine piston
US7438039B2 (en) * 2004-02-06 2008-10-21 Electro-Motive Diesel, Inc. Large-bore, medium-speed diesel engine having piston crown bowl with acute re-entrant angle
CN101566093A (zh) * 2003-06-25 2009-10-28 先进动力科技公司 内燃机
US20100192923A1 (en) * 2007-06-06 2010-08-05 Cox Powertrain Ltd Internal combustion engines

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2596004A (en) * 1947-01-24 1952-05-06 Phillips Petroleum Co Clearance pocket type compressor piston
US3085557A (en) 1957-07-07 1963-04-16 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Combustion chambers for pistons
US4351294A (en) 1980-07-17 1982-09-28 Giddings Edward H Fluidic diode combustion chamber
US5799629A (en) * 1993-08-27 1998-09-01 Lowi, Jr.; Alvin Adiabatic, two-stroke cycle engine having external piston rod alignment
US6170443B1 (en) * 1998-09-11 2001-01-09 Edward Mayer Halimi Internal combustion engine with a single crankshaft and having opposed cylinders with opposed pistons
AU2001221068A1 (en) * 2000-12-15 2002-06-24 Halimi, Edward Mayer Internal combustion engine with a single crankshaft and having opposed cylinderswith opposed pistons
ITRM20040623A1 (it) 2004-12-20 2005-03-20 Marzia Murri Camera mobile.
JP4379503B2 (ja) * 2007-08-13 2009-12-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関用ピストン
FR2925601A1 (fr) 2007-12-19 2009-06-26 Renault Sas Chambre de combustion pour moteur thermique
US8290653B2 (en) * 2008-08-27 2012-10-16 Ecomotors International, Inc. Powertrain with multiple, selectable power sources

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191409948A (en) * 1914-04-22 1915-04-22 Oliver Prescott Macfarlane Improvements in or relating to Internal Combustion Engines.
GB531366A (en) * 1939-07-20 1941-01-02 Herbert Frank Percy Purday Improvements relating to the combustion chambers and fuel supply thereto in two-stroke compression ignition oil engines
SU1216394A1 (ru) * 1984-02-29 1986-03-07 Предприятие П/Я В-2988 Двигатель внутреннего сгорани (его варианты)
US4872433A (en) * 1987-12-07 1989-10-10 Paul Marius A Combustion chamber configurations for two cycle engines
DE19517624A1 (de) * 1995-05-13 1996-11-14 Schweizer Viktor Dipl Ing Fh Injektorkanälebrennkammer
US6189500B1 (en) * 1997-01-16 2001-02-20 Ab Volvo Internal combustion engine piston
US6182619B1 (en) * 1998-12-24 2001-02-06 General Atomics Aeronautical Systems, Inc. Two-stroke diesel engine
CN101566093A (zh) * 2003-06-25 2009-10-28 先进动力科技公司 内燃机
US7438039B2 (en) * 2004-02-06 2008-10-21 Electro-Motive Diesel, Inc. Large-bore, medium-speed diesel engine having piston crown bowl with acute re-entrant angle
US20100192923A1 (en) * 2007-06-06 2010-08-05 Cox Powertrain Ltd Internal combustion engines

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106715866A (zh) * 2014-09-29 2017-05-24 沃尔沃卡车集团 包括其中具有锥形凹部的活塞的活塞对置式发动机
CN106715866B (zh) * 2014-09-29 2019-06-21 沃尔沃卡车集团 包括其中具有锥形凹部的活塞的活塞对置式发动机

Also Published As

Publication number Publication date
US8783218B2 (en) 2014-07-22
US20130014718A1 (en) 2013-01-17
GB2493061A (en) 2013-01-23
JP2013024240A (ja) 2013-02-04
GB201211684D0 (en) 2012-08-15
DE102012106097A1 (de) 2013-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102877928A (zh) 具有侧喷射的环形燃烧室
US20130036999A1 (en) High-Squish Combustion Chamber With Side Injection
US10060386B2 (en) Piston for a cylinder of a combustion engine
US8677950B2 (en) Combustion chamber promoting tumble flow
EP2204559B1 (en) Direct injection internal combustion engine
RU116905U1 (ru) Поршень с неглубокой чашей и форсунка для бензинового двигателя с прямым впрыском (варианты)
JP5748156B2 (ja) 燃焼エンジンシリンダ内で往復移動するように配置されたピストン
CN103168148A (zh) 对置活塞发动机的燃料喷射的喷洒模式
US20120192831A1 (en) Combustion Chamber for a Side-Mounted Direction Injector
AU2010241768B2 (en) Split-cycle engine with dual spray targeting fuel injection
CN102444520A (zh) 具有喷嘴的直接喷射式内燃机
CN103967673A (zh) 柴油发动机
US11199155B2 (en) Piston crown for a combustion system and an associated method thereof
US6267096B1 (en) Three-valve cylinder head system
CN105937438A (zh) 内燃机
CN108260358B (zh) 具有开槽式顶部槽脊的发动机活塞
US10927804B2 (en) Direct fuel injector
GB2545479A (en) Pre-combustion chamber
US7571708B2 (en) Spark ignited direct injection targeting for improved combustion
JP4075471B2 (ja) 筒内直接噴射式内燃機関
ES2295555T3 (es) Motor de combustion.
JP7405006B2 (ja) ロータリエンジン
JP5359268B2 (ja) ロータリーピストンエンジン
JP2003314286A (ja) 筒内噴射式火花点火機関
JP2019124128A (ja) 内燃機関

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Address after: michigan

Applicant after: Ai Kemote company

Address before: michigan

Applicant before: Ecomotors Inc.

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: ECOMOTORS INTERNATIONAL INC. TO: ECOMOTORS INC.

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130116