CN104747271A - 具有可变扫气口的二冲程发动机 - Google Patents

Abstract

提供了一种具有可变扫气口的二冲程发动机，该二冲程发动机能通过使用非常简单的结构来改变扫气口(43)的开启时刻和关闭时刻。扫气口(43)的位于燃烧室(44)那一侧的一端由形成在气缸套(42)中的扫气孔口(42c)限定，并且闸门(73，74)被设置在气缸套上，以便通过沿着气缸孔(3a)的轴线(3X)移动而从所述开口端的上边缘(42d)选择性地伸入到所述扫气孔口(42c)内。

Description

具有可变扫气口的二冲程发动机

技术领域

本发明涉及一种二冲程发动机，更具体而言涉及一种用于改变扫气口的开启时刻和关闭的时刻的技术。

背景技术

二冲程发动机通常包括扫气口，该扫气口与曲柄室连通并在气缸孔的侧壁上开口，从而通过该扫气口将含有燃料的混合物从曲柄室供给气缸孔，并且这种流动同时还将留在气缸中的燃烧气体置换或交换到燃烧室之外。该扫气口根据在气缸孔中往复运动的活塞的位置而开启和关闭，从而在活塞接近下止点时该扫气口与限定在活塞上方的燃烧室连通，并且当活塞远离下止点时与燃烧室断开。

在这种二冲程发动机中，已知邻近于气缸孔处的扫气开口设置诸如百叶窗翅片之类的流动引导件，以便在扫气流中产生周向分量。该周向分量也可以通过改变流动引导件的角度来改变。参见JP63-183323U。通过这样在圆周方向上引导扫气流，在气缸孔中产生混合物的涡旋流。

然而，该在先建议并不是被配置成来改变开启和关闭扫气口的时刻的。如果能够改变开启和关闭扫气口的时刻，则可以根据操作条件来改变供给燃烧室的混合物的体积以及内部EGR的量，从而能够在宽的操作范围上提高发动机的输出和效率特性。

发明内容

鉴于现有技术的这些问题，本发明的主要目的是提供一种二冲程发动机，该二冲程发动机能够通过使用非常简单的结构来改变开启和关闭扫气口的时刻。

为了实现该目的，本发明提供了一种二冲程发动机，该二冲程发动机包括活塞，该活塞被以可滑动的方式接收在气缸体中限定的气缸孔内，由所述气缸孔和所述活塞限定燃烧室，所述二冲程发动机包括：扫气口，该扫气口具有在限定所述气缸孔的一侧的气缸壁的一部分处开口的开口端，所述开口端在所述活塞接近其下止点时与所述燃烧室连通；以及闸门，该闸门设置在所述气缸壁上，以便通过沿着所述气缸孔的轴线移动而从所述开口端的上边缘选择性地伸入到所述开口端内。

通过这样使用闸门来改变扫气口的开口的上边缘的有效位置，能够改变扫气口的开启时刻和关闭时刻。

典型地，所述闸门包括管状部分，该管状部分被布置成以便能以与所述气缸孔成同轴的关系轴向地移动。

由此，即使当扫气口在气缸孔那一侧设置有多个单独的开口端时，该单个管状部分也能够同时开启和关闭所有的开口端。此外，与为每个单独的开口端都设置板件相比，能够简化与气缸轴线成平行取向引导所述管状构件。因此，能够以稳定方式精确地控制开启和关闭每个开口端的时刻。

根据本发明的优选实施方式，所述气缸孔由气缸套限定，并且所述扫气口的所述开口端包括横穿所述气缸套的厚度的扫气孔口，所述管状部分以可轴向滑动的方式卷绕在所述气缸套的周围。

由此，便于将管状部分安装在气缸孔上，并且便于沿着气缸轴线引导管状部分。

根据本发明的一个特定方面，所述气缸体的围绕所述扫气口的那一部分设置有凹部，该凹部限定通向所述扫气孔口的通道。

由此，可以通过使用非常简单的结构来形成扫气口。

根据本发明的特别优选的实施方式，在所述气缸套的外周面的设置有所述扫气孔口的那一部分上设置有环状凹部，并且所述管状部分以可轴向滑动的方式紧密地包围所述环状凹部的底表面。

由此，管状部分沿着气缸轴线的运动的上限和下限可以由环状凹部的上壁(边缘)和下壁(边缘)限定，而无需任何附加的止动构件。

根据本发明的一个特定实施方式，所述管状部分包括突起，该突起被接收在所述扫气孔口中，并且所述突起与所述气缸套的内周面共同限定所述气缸孔。

由此，当该管状部分关闭每个扫气孔口的一部分时，在活塞(或其压缩环)与气缸的内壁之间基本上没有产生任何间隙，从而当活塞位于关闭扫气口的位置时，能够没有任何明显泄漏地将扫气口关闭，并且能够以精确方式确定扫气口的开启时刻和关闭时刻。

所述闸门可以通过本身是已知的任何装置来致动。例如，所述闸门可以进一步包括齿条和小齿轮，所述齿条在所述管状部分的外表面上轴向延伸，所述小齿轮由所述气缸体可旋转地支撑并与所述齿条啮合。所述小齿轮可以使用电马达来转动，该电马达由电子控制单元根据发动机的操作状况来控制。

附图说明

现在，将在下文中参照附图描述本发明，其中：

图1是实施本发明的发动机的竖直剖视图(沿着图2的线I-I截取)；

图2是沿着图1的线II-II截取的剖视图；

图3是沿着图2的线III-III截取的剖视图；

图4是示出了在发动机中使用的多连杆机构的操作模式的图；

图5是图2的一部分的局部放大剖视图；以及

图6是示出了本发明的第二实施方式的与图5类似的视图。

具体实施方式

下面将针对单向流动类型的单缸双冲程发动机(发动机E)来描述本发明。

参照图1和图2，发动机E的发动机主体1设置有在其中限定曲柄室2a的曲柄箱2、连接至曲柄箱2的上端并在其中限定气缸孔3a的气缸体3、连接至气缸体3的上端的气缸盖4和附装至气缸盖4的上端以与气缸盖4协作地限定上气门室6的气缸盖罩5。

如图2最佳所示，曲柄箱2由两个曲柄箱半部7构成，这两个曲柄箱半部7具有垂直于曲柄轴轴线8X延伸的分型平面并通过七个螺栓9结合至彼此(图1和图3)。每个曲柄箱半部7包括侧壁7S，该侧壁7S设置有开口，曲柄轴8的对应端穿过该开口伸出，并且曲柄轴8的该对应端通过第一轴承B1由侧壁7S可旋转地支撑。因而，曲柄轴8在其两个端部处由曲柄箱2可旋转地支撑，并且具有接收在由曲柄箱2限定的曲柄室2a中的曲柄行程。

曲柄轴8包括分别由第一轴承B1可旋转地支撑的一对轴颈11、从曲柄轴8的中间部分径向延伸的一对曲柄腹板12、从曲柄轴8的轴线8X径向偏移并与该轴线8X平行且在两个腹板12之间延伸的曲柄销13、以及从轴颈11的外端同轴延伸到曲柄箱2之外的一对延伸部分14。每个曲柄腹板12都形成为圆盘，该圆盘限定了比曲柄销13的外轮廓大的半径，从而用作稳定曲柄轴8的旋转的飞轮，而且实质上不会使曲柄室2a中的润滑油飞溅。

曲柄轴8的每个延伸部分14经由形成在对应的曲柄箱半部7的侧壁7S中的通孔15而延伸到曲柄箱2之外。每个球轴承B1的外侧装配有密封件S1以确保曲柄室2a的气密密封。如图2和图3所示，右曲柄箱半部7的侧壁7S一体地形成有从其伸出的下气门壳体17，从而围绕曲柄轴8的右延伸部分14，如图2所示。

下气门壳体17是轴向外端开口的圆柱形形状，并在内部限定了下气门室18。下气门壳体17的外端的开口由气门室盖19关闭。下气门壳体17的轴向外端设置有环状密封件凹槽17a，使得气门室盖19可以通过接收在密封件凹槽17a中的第二密封构件S2以气密方式结合至下气门壳体17的开口。

如在图2中看到的，曲柄轴8的右端穿过形成在气门室盖19中的通孔19a，并向外进一步延伸。通孔19a的内周面设置有用于确保下气门壳体17的气密状态并因此确保曲柄室2a的气密状态的第三密封构件S3。

如图1所示，曲柄轴8的中心轴线8X或轴颈11的轴心从气缸轴线3X向一侧(图1中的左侧)偏移。曲柄销13在曲柄轴8旋转时围绕曲柄轴8的中心轴线8X旋转，并通过三角连杆20的管状部分20a可旋转地支撑三角连杆20的中间点。第二轴承B2介于曲柄销13和管状部分20a之间。

三角连杆20包括通过管状部分20a以相互平行关系结合的一对板件20d以及在两个板件20d之间固定地穿过的一对连接销(第一连接销20b和第二连接销20c)。这些连接销20b和20c以及曲柄销13形成了以实质上相同的间隔布置在一条线上的三个枢转点，并且曲柄销13位于中间。

位于气缸轴线3X那一侧的第一连接销20b通过第三轴承B3枢转地连接至连接杆21的大端21a。连接杆21的小端21b通过活塞销22a和第四轴承B4枢转地连接至可滑动地接收在气缸孔3a中的活塞22。

在远离第一连接销20b的那一侧，枢转轴23固定地设置在曲柄箱2的下部中。枢转轴23的旋转中心线和三个枢转点(20a、20b和20c)都彼此平行。如图2所示，枢转轴23被压配合在分别形成在曲柄箱2的两个半部中的彼此相对的一对孔24内。摆动连杆25的基础端25a通过第五轴承B5枢转地连接至枢转轴23。摆动连杆25从其基础端25a实质向上延伸，而摆动连杆25的上端或自由端25b通过第六轴承B6由第二连接销20c(远离气缸轴线3X)枢转地支撑。

因此，发动机E设有除连接杆21之外还包括三角连杆20和摆动连杆25的多连杆机构30。多连杆机构30将活塞22的线性往复运动转换成曲柄轴8的旋转运动。多连杆机构30的各种部件的尺寸和位置被选择和布置成使得可以实现针对具体燃料特性选择的规定压缩比。所述压缩比被选择成使得预先混合的混合物可以以适当方式自燃。可用于该发动机的燃料包括汽油、柴油、煤油、燃气(日用煤气、LP燃气等)。

由于使用多连杆机构30，对于发动机E的给定尺寸来说，可以将活塞行程L最大化，使得可以将热能的更大部分转换成动能，并且能够提高发动机E的热效率。更具体地说，如图4的(A)所示，当活塞22位于上止点时，在三角连杆20的右端处连接至第一连接销20b的连接杆21的大端21a位于比曲柄销13高第一距离D1的位置。此外，如图4的(B)所示，当活塞22位于下止点时，连接杆21的大端21a位于比曲柄销13低第二距离D2的位置。因此，当与连接杆21的大端21a直接连接至曲柄销13的传统发动机相比时，可以将活塞行程L延长这两个距离之和或延长D1+D2。因此，可以在不增加曲柄箱2的尺寸或发动机E的总高度的情况下延长发动机E的活塞行程L。

在该发动机E中，连接杆21的大端21a的轨迹T是竖直拉长的，而不是完全的圆形，如图4的(A)和(B)所示。换言之，当与具有恒定曲柄半径R的更传统的往复发动机相比时，连接杆21的摆动角度减小了。因此，即使在气缸孔3a相对较小时，也能够避免气缸的下端(或气缸套42的下端)与连接杆21之间的干涉。此外，连接杆21的摆动角度的减小有助于减小活塞22施加至气缸壁的两侧(推力侧和反推力侧)的推力载荷。

如图1所示，曲柄室2a在摆动连杆25的区域中横向延伸，并在活塞22的正下方的区域中竖直延伸，使得经历合成旋转运动的三角连杆20、经历摆动运动的摆动连杆25和经历竖向拉长的圆形运动的连接杆21不会彼此干涉。曲柄箱2的与气缸孔3a的下端邻接的那一部分形成有圆柱形凹部31，该圆柱形凹部31具有与气缸孔3a基本同轴的圆形横截面(沿着水平平面截取)并围绕气缸套42的下端，从而围绕气缸套42的下端限定出与曲柄室2a连通的环状空间。

进气口32由曲柄箱2的管状延伸部分形成，该管状延伸部分在曲柄箱2的上部中与圆柱形凹部31相邻地倾斜向上延伸。进气口32装配有簧片阀33，该簧片阀33允许空气从进气口32流到曲柄室2a并禁止空气在相反方向上流动。簧片阀33包括：基座构件33a，该基座构件33a由楔形构件构成，该楔形构件具有指向内的尖端和限定在其两个倾斜侧上的一对开口；一对气门元件33b，该对气门元件33b安装在基座构件33a上，从而与其开口相配合；以及一对止动件33c，该对止动件33c放置在气门元件33b的后侧，从而将气门元件33b的开启运动限制在规定限度内。簧片阀33通常关闭，并且在活塞22向上运动并且曲柄室2a中的内压由此下降时开启。

进气口32的外端连接有节气本体34，从而限定作为进气口32的光滑延续部分而竖直延伸的进气通道34a。节气门34b枢转地安装在水平轴上，用于选择性地关闭和开启进气通道34a。燃料喷射器35也安装在节气本体34上，燃料喷射器35的喷嘴35a指向进气通道34a在节气门34b的略微下游的部分内。燃料喷射器35的轴线倾斜地布置，从而指向簧片阀33，并且燃料以与簧片阀33的开启同步的方式被喷射到进气通道34a内。节气本体34的上游端连接至L形进气管36，该L形进气管36包括连接至节气本体34的竖直区段和从气缸体3延伸开的水平区段。

四个柱螺栓38以规则间隔固定至曲柄箱2的上侧并且围绕气缸孔3a向上延伸，如可从图1看到的。通过将柱螺栓38穿过气缸体3和气缸盖4并将盖帽式螺母39拧在柱螺栓38的上端而将气缸体3和气缸盖4固定至曲柄箱2。

如图1和图2所示，气缸体3设置有贯穿的孔41，孔41具有圆形横截面，气缸套42装配在该孔14内，且气缸套41的下端延伸到上面提到的圆柱形凹部31内。孔41设置有位于其上端的大直径区段41b，该大直径区段41b限定面向上的环状肩部41a，并且气缸套42设置有被构造成安置在该环状肩部41a上的径向凸缘42b。气缸套42的上端部分(或者气缸套42的位于径向凸缘42b上方的那一部分)与气缸体3的孔41的大直径区段41b协作而限定环状空间41b。

气缸套42除了其被倒角的下端外在其整个长度上设置有恒定内径，并且气缸孔3a由气缸套42的内周面42a限定。气缸套42的外径除了其下端以及与其上端相邻的部分外在其整个长度上也是恒定的，气缸套42的下端在一定长度上直径减小，而气缸套42的与其上端相邻的部分设置有径向凸缘42b，该径向凸缘42b限定了环状肩部表面，该环状肩部表面靠在环状肩部41a上以确定气缸套42相对于气缸体3的轴向位置。气缸套42的上端与气缸体3的上端表面齐平，并且气缸套42设置有比气缸体3稍大的竖直尺寸，从而气缸套42的下端从气缸体3的下端伸出到曲柄箱2的圆柱形凹部31内。

在气缸套42的两侧上设置有形状和尺寸均相同的一对扫气孔口42c，该对扫气孔口42c关于气缸轴线3X分开180度地布置在相同高度处。如图5所示，每个扫气孔口42c设置有定位成比气缸体3和曲柄箱2之间的分型平面高的上边缘42d以及定位成比该分型平面低的下边缘42e。活塞22的上端(压缩环)定位成至少在活塞22位于上止点时比扫气孔口42c的上边缘42d高，并且定位成在活塞22位于下止点时比扫气孔口42c的上边缘42d低。优选地，活塞22的上端定位成在活塞22位于上止点时比扫气孔口42c的上边缘42d高，并且定位成在活塞22位于下止点时比扫气孔口42c的下边缘42d低。

如图1、图2和图5所示，气缸套42的轴向中间部分在其外周面上形成有具有一定竖直宽度的环状凹部70。环状凹部70设置有与气缸轴线3X同心地在周向上延伸的底表面70a。限定环状凹部70的上边缘和下边缘的上壁70b和下壁70c相对于底表面70a基本竖直地延伸，从而使得环状凹部70的竖直横截面基本是矩形的。换言之，环状凹部70通过由上壁70b和下壁70c限定的台阶部而与气缸套42的外周面的其余部分连续。

环状凹部70的上壁70b定位成比扫气孔口42c的上边缘42d高，而环状凹部70的下壁70c位于扫气孔口42c的上边缘42d和下边缘42e之间。换言之，扫气孔口42c跨骑在环状凹部70的下壁70c上，从而使得每个扫气孔口42c的上半部在环状凹部70的底表面70a处开口，并且扫气孔口42c的下半部在气缸套42的外周面的位于环状凹部70下面的那一部分处开口。

如图1和图2所示，气缸体3的围绕气缸套42的下端部分形成有同心地围绕气缸轴线3X的环状凹部3b。该环状凹部3b竖直地(横向地)延伸，从而使其下端在气缸体3的下表面处开口并与圆柱形凹部31连通。环状凹部3b的上端一直延伸到扫气孔口42c的上边缘42d。另选地，环状凹部3b的上端可以延伸成略微超过扫气孔口42c的上边缘42d。

扫气孔口42c、圆柱形凹部31和对应的环状凹部3b共同地形成了使曲柄室2a和气缸孔3a彼此连通的扫气口43。具体地说，扫气孔口42c限定扫气口43的位于气缸孔3a那一侧的开口端。环状凹部3b的上端由当向上移动时朝向气缸孔42弯曲的弯曲壁表面限定，从而使得通过环状凹部3b向上流动的混合物可以在气缸孔3a的侧部上顺利地引导至扫气孔口42c。

如图5所示，闸门73装配在气缸套42的外周面上，从而可在轴向方向上(沿着气缸轴线3X)移动。闸门73包括薄壁管状部分74和固定附接至管状部分74的外表面并在轴向方向上延伸的齿条75。齿条75设置有径向面向外的齿条齿75a。

闸门73的管状部分74以与气缸套42(气缸孔3a)同轴的关系接收在气缸套42的环状凹部70中。管状部分74的内周面与环状凹部70的底表面70a以可相互滑动的方式紧密接触。管状部分74的轴向长度(宽度)略微小于环状凹部70的上壁70b和下壁70c之间的距离(宽度)，从而使得管状部分74可在环状凹部70内沿着气缸轴线3X移动。该运动的上限和下限分别由环状凹部70的上壁70b和下壁70c限定。因此，管状部分74可在规定范围内在环状凹部70内沿着气缸轴线3X移动。

如图5所示，齿条75设置在管状部分74的一侧上。气缸体3形成有凹部77，该凹部77从气缸体3的环状凹部3b竖直地延伸以在闸门73的整个竖直行程上将齿条75容纳在其中，并且允许闸门73以不与气缸体3干涉的方式竖直运动。齿条75的侧表面可以与凹部77的侧壁可滑动地接合，以限制闸门73围绕气缸轴线3X的旋转。

小齿轮78由气缸体3经由小齿轮轴81可旋转地支撑，并与齿条75的齿条齿75a啮合。气缸体3形成有将小齿轮78容纳在其中的空腔79，并且气缸体3形成有对应的凸出部82以在不增加气缸体3的总体尺寸的情况下创建用于小齿轮78的空间。如图3所示，小齿轮轴8与曲柄轴线8X和气缸轴线3X二者垂直地延伸，并且具有延伸到气缸体3之外并连接至电马达84的输出轴的外端。电马达84通过支架8被固定地附接至气缸体3的外表面。因此，当电马达84被启动时，小齿轮78旋转，并且闸门73的管状部分74由于小齿轮78和齿条75的齿条齿75a之间的啮合而沿着气缸轴线3X运动。电马达84由附图中未示出的电子控制单元(ECU)根据发动机的操作状态来控制。

在图5中，闸门73的最上位置由实线表示，而闸门73的最下位置由双点划线表示。在最上位置，管状部分74的下边缘74b与扫气孔口42c的上边缘42d重合。在最下位置，管状部分74的下边缘74b与扫气孔口42c的下部分相对。

因此，当闸门73从最上位置沿着气缸轴线3X向下运动时，管状部分74的下边缘74b经过扫气孔口42c的上边缘42d，并伸入到扫气孔口42c内，从而限定扫气口43的开口的位于气缸孔处的新的上边缘，该新的开口比由扫气孔口42c限定的开口窄。换言之，当闸门73的位置沿着气缸轴线3X改变时，可以改变在活塞22的下行冲程过程中扫气口43和燃烧室44(气缸孔3a的限定在活塞22上方的部分)之间开始连通的时刻或扫气孔口43的开启时刻以及在活塞22的上行冲程过程中扫气口43和燃烧室44(气缸孔3a的限定在活塞22上方的部分)之间结束连通的时刻或扫气口43的关闭时刻。通过改变扫气口43的开启时刻和关闭时刻，能够改变扫气口43的开启状态的持续时间或开启时期。

如图1和图2所示，气缸盖4的下表面与气缸孔3a对应的部分以圆顶形状凹入(圆顶状凹部4a)，从而与活塞22的顶表面联合地限定燃烧室44。环状凹槽4b围绕圆顶状凹部4a(该圆顶状凹部4a与限定在气缸套42的上部和气缸体3的周围壁之间的环状凹部41b对齐)同心地形成在气缸盖4的下表面中，从而由环状空间41b和环状凹槽4b联合地限定围绕气缸盖4的圆顶状空间4a和气缸孔3a的上部的水套45。

气缸盖4还设置有在燃烧室44的顶端敞开的排气口46以及用于在其中接收火花塞47的火花塞孔。在图示实施方式中，火花塞47通常仅在发动机起动时致动，以将燃烧室44中的混合物点燃。排气口46设置有由提升气门构成的排气门48以选择性地关闭和开启排气口46。排气门48包括由气缸盖4相对于气缸轴线3X成角度地滑动引导的气门杆，并且排气门48的气门杆端延伸到上气门室6内，上气门室6容纳用于通过排气门48的气门杆端致动排气门48的气门致动机构50的一部分。

气门致动机构50包括在关闭方向上(向上)弹性推动排气门48的气门弹簧51、由设置在气缸盖4上的块体52支撑的上摇杆轴53和由上摇杆轴53可旋转地支撑的上摇杆臂54。上摇杆轴53基本垂直于曲柄轴8延伸，并且上摇杆臂54基本平行于曲柄轴8延伸。上摇杆臂54的一端设置有与推杆55的上端55a接合的插口54a，并且上摇杆臂54的另一端设置有与排气门48的气门杆端接合的由螺钉构成的挺杆调节器54b。推杆55的上端55a被赋予半球形形状，并且摇杆臂54的插口54a以互补方式接收推杆55的上端55a，从而允许在它们之间进行一定的滑动运动。

如图2和图3所示，推杆55沿着气缸体3的一侧基本竖直地延伸并被接收在管状杆壳体56中，该管状杆壳体56具有连接至气缸盖4的上端和连接至下气门壳体17的下端。在图示实施方式中，杆壳体56沿着气缸体3的内部延伸。

因为曲柄轴8从气缸轴线3X偏移(图1)，如图3中最佳所示，杆壳体56的下端连接至下气门壳体17的上壁的从曲柄轴8横向偏移的那一部分。下气门室18接收气门致动机构50的其余部分。下气门壳体17的下壁设置有通常由排油塞58关闭的排油孔57，该排油孔57用于将下气门室18中的润滑油排出。

气门致动机构50进一步包括由延伸到下气门室18内的曲柄轴8的部分承载的凸轮61、由曲柄箱2的侧壁7S和气门室盖19与曲柄轴8平行地支撑的下摇杆轴63以及由下摇杆轴63枢转地支撑以与凸轮61配合的下摇杆臂64。换言之，曲柄轴8的其中一个延伸部分14(曲柄轴8在图2中的右端)用作用于凸轮61的凸轮轴66。

如图3所示，下摇杆臂64包括由下摇杆轴63可旋转地支撑的管状部分64a、从管状部分64a朝向曲柄轴8延伸的第一臂64b、由第一臂64b的自由端枢转地支撑以与凸轮61进行滚动接触的辊子64c、从管状部分64a远离第一臂64b延伸的第二臂64d以及形成在第二臂64d的自由端中以支撑推杆55的下端55b的接收部分64e。推杆55的下端被赋予半球形形状，并且接收部分64e形成为与推杆55的半球形下端互补的凹部，从而以可相互滑动的方式接收推杆55的下端。

以上描述的发动机E在启动时以如下所述的方式操作。参照图1，在活塞22的上行冲程中，由于曲柄室2a的减压，簧片阀33开启。结果，由节气门34b计量的新鲜空气和由燃料喷射器35喷射到该新鲜空气中的燃料的混合物经由簧片阀33和进气口32被吸入曲柄室2a内。同时，气缸室3a中的混合物被活塞22压缩，并在活塞22接近上止点附近时被来自火花塞47的火花点燃。

活塞22然后经历下行冲程，并且因为簧片阀33此时关闭，因此防止曲柄室2a内的混合物回流到节气门34b，并且该混合物被压缩。在活塞22的下行冲程过程中，在活塞22将扫气口43开启之前，由气门致动机构50根据凸轮61的凸轮轮廓致动的排气门48将排气口46开启。一旦活塞22将扫气口43开启，被压缩混合物就经由扫气口43被引入气缸孔3a(燃烧室44)。燃烧室44中的燃烧气体被该混合物置换，并且从排气口46排出，同时部分燃烧气体作为EGR气体留在燃烧室44内。排气门48的气门开启时刻被确定成使得留在燃烧室44中的EGR气体的量足够使得混合物利用EGR气体的量的增加在压缩作用下由于燃烧室44中的混合物的温升而自燃。

当活塞22再次经历上行冲程时，活塞22将扫气口43关闭，之后由第一凸轮61致动的排气门48将排气口46关闭。结果，气缸孔3a(燃烧室44)中的混合物被压缩，同时曲柄室2a减压，从而致使混合物经由簧片阀33被吸入该曲柄室2a内。一旦发动机E进入稳定操作，混合物就在活塞22接近上止点时自燃，并且由所得到的燃烧产生的燃烧气体向下推动活塞22。

发动机E因而进行二冲程操作。具体地说，在启动时需要使用火花塞47进行火花点燃，但是一旦发动机开始以稳定方式操作，则进行基于均质压燃的二冲程操作。从扫气口43经由气缸孔3a到排气口46的扫气流动沿着相对笔直路径引导，或者能够实现所谓的“单向流动扫气”。

以上描述的发动机E由于设置了闸门73而允许对扫气口43的开启时刻、关闭时刻和开启时期进行调节。由于闸门73的管状部分74的下边缘74b限定了扫气口43的位于气缸孔3a那一侧的开口端的上边缘，闸门73沿着气缸轴线3X的位移改变了活塞22的上端经过管状部分74的下边缘74b的时刻，并因而改变了扫气口43的开启时刻和关闭时刻。在活塞22的外周面和管状部分74的内周面之间产生了与气缸套42的厚度对应的一定间隙，但是该间隙的横截面面积与扫气口43的横截面面积相比如此之小，以致于该间隙对燃烧室44与扫气口43之间的连通状态的影响不显著。

通过改变扫气口43的开启时刻、关闭时刻和开启时期，能够调节从扫气口43输送到燃烧室44的混合物的量和留在燃烧室44中的内部EGR的量。例如，当开启时刻被延迟而关闭时刻被提前由此降低开启时期时，能够减少供应到燃烧室44的混合物，并且能够增加内部EGR的量。可以根据发动机的负载状况和其他工作状况(这可以通过发动机转速和加速踏板的压下来确定)在改变扫气口43的开启时刻、关闭时刻和开启时期时对闸门73进行位置控制。

闸门73的管状部分74与气缸孔3a和气缸套42同轴，并且可在气缸轴线3X的方向上相对于气缸孔3a运动。因此，即使当围绕气缸孔3a有多个扫气孔口42c时，单个闸门73也能够开启和关闭所有的扫气孔口42c。闸门73受到来自经过扫气孔42的混合物和在气缸孔3a中压缩的混合物的径向载荷，但是因为管状部分74是环状的并围绕气缸套42的外周面，因此防止闸门73在任何方向偏转，并且能够以有利且稳定的方式开启和关闭扫气孔口42c。

因为闸门73的管状部分74被接收在形成于气缸套42的外周面中的环状凹部70中，所以可以限定闸门73沿着气缸轴线3X运动的上限和下限，而不需要任何特殊的止动构件或止动特征。

下面将参照图6描述本发明的第二实施方式。在如下描述中，与之前的实施方式对应的那些部分利用相同的附图标记来表示，而不必重复这些部分的描述。在该实施方式中，当闸门73位于其最上位置时，管状部分74的下边缘74b位于扫气孔口42c的上边缘42d的下方。换言之，管状部分74的下边缘74b总是位于扫气孔口42c的上边缘42d的下方，并且限定扫气口43在气缸孔3a那一侧的开口端的上边缘。

管状部分74的与每个扫气口42c对应的那一部分设置有限定突出到扫气孔口42c内的突起90的厚壁部分，并且突起90的内表面90a限定与气缸套42的内周面连续的内周面。换言之，突起90限定气缸壁表面(该气缸壁表面限定气缸孔3a)的一部分，从而使得装配在活塞22的外周中的油环和压缩环沿着突起90的内表面90a滑动。

根据本发明的第二实施方式，即使当气缸套42的壁厚较大时，在闸门73(管状部分74)和活塞22之间也没有径向间隙。因此，当活塞22的上端位于扫气孔口42c的上边缘42d下方和管状部分74的下边缘74b上方时，能够基本完全关闭燃烧室44和扫气口43之间的连通。

尽管就本发明的优选实施方式描述了本发明，但是对本领域技术人员明显的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变和修改。例如，在上述实施方式中，闸门73被包括在管状部分74中以关闭扫气孔口42c，但是其也可以由多个板件构成，这些板件被设置成与各扫气孔口42c对应。

在上述实施方式中，由齿条75和小齿轮78构成的齿条和小齿轮机构被用来沿着气缸轴线3X移动闸门73，但是还可以使用任何其他本身已知的装置，例如使用电磁力的那些装置。

在上述实施方式中，闸门73的管状部分74被接收在环状凹部70中，使得闸门73的轴向运动的上限和下限可以由环状凹部70的上壁和下壁限定，但是也可以取消下壁70c(或者使底表面70a延伸到气缸套42的下边缘)。这简化了管状部分74到环状凹部70的组装。

通过引用将本申请所要求的巴黎公约优先权的原始日本专利申请的内容以及该申请中提到的现有技术参考的内容结合在本申请中。

Claims (7)

1.一种二冲程发动机，该二冲程发动机包括活塞，该活塞被以可滑动的方式接收在气缸体中限定的气缸孔内，由所述气缸孔和所述活塞限定燃烧室，所述二冲程发动机包括：

扫气口，该扫气口具有在限定所述气缸孔的一侧的气缸壁的一部分处开口的开口端，所述开口端在所述活塞接近其下止点时与所述燃烧室连通；以及

闸门，该闸门设置在所述气缸壁上，以便通过沿着所述气缸孔的轴线移动而从所述开口端的上边缘选择性地伸入到所述开口端内。

2.根据权利要求1所述的二冲程发动机，其中，所述闸门包括管状部分，该管状部分被布置成以便能以与所述气缸孔成同轴的关系轴向地移动。

3.根据权利要求2所述的二冲程发动机，其中，所述气缸孔由气缸套限定，并且所述扫气口的所述开口端包括横穿所述气缸套的厚度的扫气孔口，所述管状部分以可轴向滑动的方式卷绕在所述气缸套的周围。

4.根据权利要求3所述的二冲程发动机，其中，所述气缸体的围绕所述扫气口的那一部分设置有凹部，该凹部限定通向所述扫气孔口的通道。

5.根据权利要求4所述的二冲程发动机，其中，在所述气缸套的外周面的设置有所述扫气孔口的那一部分上设置有环状凹部，并且所述管状部分以可轴向滑动的方式紧密地包围所述环状凹部的底表面。

6.根据权利要求5所述的二冲程发动机，其中，所述管状部分包括突起，该突起被接收在所述扫气孔口中，并且所述突起与所述气缸套的内周面共同限定所述气缸孔。

7.根据权利要求6所述的二冲程发动机，其中，所述闸门还包括齿条和小齿轮，所述齿条在所述管状部分的外表面上轴向延伸，所述小齿轮由所述气缸体以可旋转的方式支撑并与所述齿条啮合。