CN105317526A - 单流式二冲程发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单流式二冲程发动机，其包括：气缸，该气缸收纳活塞，使得该活塞能够在所述气缸中往复运动，并且该气缸限定位于所述活塞的上方的燃烧室；排气口，该排气口的一端与所述气缸的上端部连通；排气阀，该排气阀打开和关闭所述排气口；扫气口，该扫气口的一端具有扫气孔口，所述扫气孔口与所述气缸的侧部的下部连通，使得所述扫气口借助于所述活塞选择性地与所述燃烧室连通和断开；以及排气再循环通道，该排气再循环通道的一端与所述气缸的所述侧部的位于所述扫气孔口的上方的部分连通，并且该排气再循环通道的另一端与所述扫气口连通，使得所述排气再循环通道借助于所述活塞选择性地与所述燃烧室连通和断开。

Description

单流式二冲程发动机

技术领域

本发明涉及一种单流式二冲程发动机。

背景技术

已知单流式二冲程发动机，这种发动机包括设置在气缸的上端部中的排气口和设置在气缸的下侧部中的扫气口。扫气口通过在气缸内往复的活塞的侧部而打开和关闭。在这种发动机中，当活塞位于上止点附近时发生燃烧，而当活塞向下运动时，排气阀打开，并且通过排气口排出膨胀的燃烧气体(排气)。此时，在典型的二冲程发动机中，活塞的向下运动压缩曲轴室内的空气燃料混合物，同时将扫气口打开，从而曲轴室内的空气燃料混合物经由扫气口流动到气缸内。由此，气缸内的燃烧气体被进入的空气燃料混合物通过排气口推出。此时，如果流动到气缸内的空气燃料混合物的层和燃烧气体的层没有彼此混合，并且在它们之间维持清楚的边界，则可能仅将燃烧气体经由排气口排出。然而，部分空气燃料混合物与燃烧气体混合或具有高于燃烧气体的速率，从而部分空气燃料混合物与燃烧气体一起通过排气口排出到外部，这种现象被称为“泄漏”。鉴于燃料消耗和环境污染，空气燃料混合物的泄漏并不是有利的。

为了解决该问题，有这样一种发动机，该发动机具有布置在经过扫气口的路径上的空气燃料混合物分离器(例如，参见JP5039790B)。在该发动机中，使空气燃料混合物经过离心式分离器而被分离成经由不同通道供应到气缸的富燃料空气燃料混合物和贫燃料空气燃料混合物。因而，通过使用贫燃料空气燃料混合物来进行扫气，可以降低通过排气口排出的燃料的浓度。

关于单流式二冲程发动机，除了需要抑制上述泄漏之外，还需要使用压燃系统来提高热效率。为了执行稳定的压燃，必须使供应到气缸的空气燃料混合物保持较高温度。关于扫气，从容积效率(进气效率)来看，优选的是尽可能多地排出气缸内的燃烧气体，但是这样会浪费燃烧气体(排气)的能量，从而使得气缸和流入气缸内的空气燃料混合物的温度下降，导致压燃不稳定。

发明内容

鉴于上述背景，本发明的目的是改进单流式二冲程发动机的预热性能。

[完成任务的手段]

为了实现上述目的，本发明提供了一种单流式二冲程发动机E，该单流式二冲程发动机包括：气缸22，该气缸收纳活塞23，使得该活塞能够在所述气缸中往复运动，并且该气缸限定位于所述活塞的上方的燃烧室29；排气口31，该排气口的一端与所述气缸的上端部连通；排气阀32，该排气阀打开和关闭所述排气口；扫气口55，该扫气口的一端具有扫气孔口56，所述扫气孔口与所述气缸的侧部的下部连通，使得所述扫气口借助于所述活塞选择性地与所述燃烧室连通和断开；以及排气再循环通道58，该排气再循环通道的一端与所述气缸的所述侧部的位于所述扫气孔口的上方的部分连通，并且该排气再循环通道的另一端与所述扫气口连通，使得所述排气再循环通道借助于所述活塞选择性地与所述燃烧室连通和断开。

根据该结构，当在燃烧之后所述活塞向下运动时，在所述扫气口被所述活塞打开之前，所述排气再循环通道被所述活塞打开，从而所述燃烧室内的燃烧气体(排气)通过所述排气再循环通道流到所述扫气口。因而，由经由所述排气再循环通道流入到所述扫气口的燃烧气体所拥有的热使得所述曲轴箱的温度上升，由此促进预热。另外，所述燃烧气体促进了所述扫气口中的空气燃料混合物的加热和燃料的蒸发。因此，本发明的发动机适合于压燃燃烧系统。另外，当所述扫气口被所述活塞打开时，在所述扫气口中有更多的燃烧气体，并且该燃烧气体容易流入所述燃烧腔室。因而，在所述燃烧室内的燃烧气体和流入所述燃烧室内的空气燃料混合物之间产生燃烧气体层(该燃烧气体已经经由所述排气再循环通道流入所述扫气口)，由此抑制了流入所述燃烧室内的空气燃料混合物和所述燃烧室内的燃烧气体的混合，并且抑制了空气燃料混合物的泄漏。

在上述发明中，优选地，所述单流式二冲程发动机进一步包括为所述排气再循环通道设置的单向阀59，该单向阀允许气体从所述燃烧室经由所述排气再循环通道向所述扫气口流动，而防止气体在相反方向上流动。

根据该结构，抑制了气体从所述扫气口经由所述排气再循环通道流入所述燃烧室内。因而，含有空气燃料混合物的气体仅仅从所述扫气口流入所述燃烧室内，由此流动变得恒定，并且抑制了流入所述燃烧腔室内的空气燃料混合物和所述燃烧室内的燃烧气体的混合。由此抑制了空气燃料混合物的泄漏。

另外，在上述发明中，所述单向阀优选被构造成只有在燃烧室侧的压力变得比扫气口侧的压力大预定值以上时才打开。所述单向阀优选被构造成在所述活塞的下行冲程期间当所述排气口和所述扫气口被打开时关闭。

根据这些将在，当在燃烧室内的燃烧之后燃烧气体经历膨胀时，燃烧气体通过排气再循环通道从燃烧室流入扫气口，并且当扫气口打开时，气体经由所述排气再循环通道的流动被切断。

另外，在上述发明中，所述单向阀优选由安装在形成所述气缸的气缸套的外周面上的簧片阀构成。

根据该结构，可以提供结构简单的具有单向阀的排气再循环通道。所述簧片阀的打开时刻(所述簧片阀打开时燃烧室侧和簧片阀的扫气口侧之间的压力差)可以通过改变阀体(板状件)的弹性模量而任意地改变。

另外，在上述发明中，优选地，所述排气阀被构造成在所述活塞的下行冲程期间在所述排气再循环通道和所述燃烧室连通之前打开。

根据该结构，抑制了通过所述排气在循环通道流到所述扫气口的燃烧气体量。如果在膨胀冲程(活塞的下行冲程)期间所述燃烧气体的排放通道打开，则具有高能的燃烧气体迅速流到所述排放通道(被称为排气(燃烧气体)的排放流)。因此，在所述排气再循环通道打开之前将所述排气口打开时，所述燃烧气体的一部分通过所述排气口释放，从而抑制了流到所述排气再循环通道的燃烧气体的量。

另外，在上述发明中，优选地，所述排气再循环通道与所述扫气口的下游部57连通。

根据该结构，所述燃烧气体从所述扫气口的下游部填充该扫气口，将空气燃料混合物推向所述曲轴室，从而在所述扫气口的下游部中产生燃烧气体层。由于在所述扫气口中产生了燃烧气体层，抑制了流到所述燃烧室内的空气燃料混合物和所述燃烧室内的燃烧气体的混合，并且抑制了空气燃料混合物的泄漏。

另外，在上述发明中，优选地，所述扫气口的上游端与限定在所述气缸的下方的曲轴室2A连通，并且所述扫气口包括沿着所述气缸的轴线从所述曲轴室向上延伸的上游部57A和沿着所述气缸的外表面从所述上游部的上端部周向地延伸的下游部57B，所述排气再循环通道与所述下游部连通。

根据该结构，由于所述扫气口的下游部在周向方向上延伸，因此通过所述扫气口流入所述燃烧室内的气体形成漩涡，由此抑制了该气体与所述燃烧室内的燃烧气体发生混合。

另外，在上述发明中，优选地，所述扫气口的所述下游部被构造成包括这样的部分，该部分朝向下游侧向下倾斜，使得从所述扫气口流入所述气缸的气体流在背离所述排气口的方向上流动。

根据该结构，从所述扫气口流入所述气缸内的气体流在该气体流具有高速的初始阶段时在背离所述排气口的方向上流动，并且撞击在所述活塞的顶部和所述气缸的内壁上，由此使速度降低。之后，气体流改变其方向而朝向所述排气口流动。由此，抑制了从所述扫气口流到所述气缸内的气体流和所述气缸内的燃烧气体发生混合，并且阻止了来自所述扫气口的气体流比燃烧气体更早地到达所述排气口。这确保了燃烧气体层与气缸内从扫气口供应的气体层之间的清晰边界，并且可以更可靠地将燃烧气体排出，同时更可靠地阻止从扫气口供应的气体通过排气口流出。

另外，在上述发明中，优选地，燃烧是通过压燃发起的。

根据该结构，改进了发动机的热效率。

根据上述结构，可以改进单流式二冲程发动机的预热性能。

附图说明

图1是涉及本发明的一个实施方式的发动机的竖直剖视图；

图2是沿着图1中的线II-II截取的剖视图；

图3是沿着图2中的线III-III截取的剖视图；

图4是沿着图2中的线IV-IV截取的剖视图；以及

图5A和图5B是均与沿着图3中的线V-V截取的剖视图对应且示出了活塞的下行冲程期间的气体流动的说明图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方式，其中本发明被应用于单缸、单流式二冲程发动机(以下称为发动机E)。该实施方案中的发动机E被构造成其中通过压缩导致点燃的HCCI发动机。发动机E使用轻油或汽油作为燃料。

如图1和图2所示，发动机E的发动机主体1包括在其中限定曲轴室2A的曲轴箱2、附装至曲轴箱2的上部的气缸体3、附装至气缸体3的上部的气缸盖4以及附装至气缸盖4的上部的盖罩5，盖罩5在其自身和气缸盖4之间限定上阀室6。

如图2所示，曲轴箱2由一对曲轴箱半部构成，该对曲轴箱半部由竖直延伸表面(经过气缸轴线A的表面)横向分开。左右曲轴箱半部通过螺栓紧固至彼此并在其间限定曲轴室2A。曲轴箱2的左右侧壁2B、2C经由轴承可旋转地支撑曲轴8。

曲轴8包括由曲轴箱2的侧壁2B、2C支撑的一对轴颈8A、设置在轴颈8A之间的一对曲柄臂8B和在与轴颈8A径向偏移的位置处由曲柄臂8B支撑的曲柄销8C。

端板11固定在右侧壁2C的外表面侧上。端板11在其周边处固定至右侧壁2C的外表面，并在其自身和右侧壁2C之间限定下阀室12。曲轴8的左端部8D穿过曲轴箱2的左侧壁2B并向左侧延伸出。曲轴8的右端部8E穿过曲轴箱2的右侧壁2C和端板11并向右侧延伸出。在曲轴8的左端部8D穿过左侧壁2B的部分和曲轴8的右端部8E穿过端板11的部分中都设置有密封构件，以确保曲轴室2A的气密密封。

曲轴箱2的上部具有形成在其中的第一套筒收纳孔16，其中第一套筒收纳孔16竖直延伸，具有在曲轴箱2的上端表面敞开的上端和通向曲轴室2A的下端，并且具有圆形横截面。

气缸体3竖直延伸并在其下端表面处紧固至曲轴箱2的上端表面。气缸体3设置有从上端表面竖直地贯穿延伸到下端表面的第二套筒收纳孔18。第二套筒收纳孔18是具有圆形横截面的阶梯孔，其中第二套筒收纳孔18的上部被赋予了比下部大的直径，从而将面向上的环状肩部表面18A限定在上部和下部之间的界面处。第二套筒收纳孔18的下端开口与气缸体3的第一套筒收纳孔16的上端开口同轴地对准，并且与其相连。第一套筒收纳孔16和第二套筒收纳孔18的下部具有相同内径，从而形成连续的孔。

压配合到第一和第二套筒收纳孔16、18内的是具有柱状形状的气缸套19。气缸套19在其外周面上设置有径向向外突出的环状突起21。突起21抵靠肩部表面18A以确定气缸套19相对于第一和第二套筒收纳孔16、18的位置。气缸套19的下端从第一套筒收纳孔16的下端开口向下突出并在曲轴室2A内形成突出端。气缸套19的上端定位成与气缸体3的上端表面齐平，并抵靠结合至气缸体3的气缸盖4的下端表面。由此，气缸套19介于肩部表面18A和气缸盖4的下表面之间，并且其在气缸轴线A的方向上的位置被确定。气缸套19的内孔形成了气缸22。

气缸22收纳活塞23，使得活塞23能够在其中往复运动。活塞23具有与曲轴8平行地延伸的活塞销23A。活塞销23A经由轴承可枢转地支撑连杆26的小端。连杆26的大端由曲柄销8C经由轴承可枢转地支撑。由于活塞23和曲轴8通过连杆26相连，因此活塞23的往复运动被转换成曲轴8的旋转运动。

如图1和图2所示，在气缸该4的下端表面的与气缸套19对应的部分处形成半球形燃烧室凹部28。与燃烧室凹部28和活塞23的顶表面相协作，气缸22的顶部限定了燃烧室29。

气缸盖4设置有火花塞30，从而面对燃烧室29。另外，气缸盖4设置有在燃烧室29的顶端处敞开的排气口31和用于选择性地关闭和打开排气口31的由提升阀构成的排气阀32。排气阀32具有布置在上阀室6中的杆端并且由阀弹簧33推向关闭方向。排气阀32通过阀致动机构34与曲轴8的旋转同步地打开和关闭。

如图2所示，阀致动器机构34包括响应于曲轴8的旋转而旋转的凸轮轴41、由凸轮轴41驱动而前进和后退的推杆42以及由推杆42驱动以将排气阀32推向打开方向的摇臂43。凸轮轴41以与曲轴8平行的方式布置在下阀室12中。凸轮轴41具有由曲轴箱2的右侧壁2C可旋转地支撑的一端和由端板11可旋转地支撑的另一端。曲轴8在位于下阀室12中的部分处具有曲柄齿轮45，并且曲轴41具有与曲柄齿轮45接合的凸轮齿轮46。曲柄齿轮45和凸轮齿轮46之间的齿轮比为1:1。凸轮轴41设置有由板状凸轮构成的凸轮47。

推杆42被收纳在具有开口端的管状杆箱51中，从而能够前进和后退。杆箱51竖直延伸，并且其下端结合至曲轴箱2的右侧壁2C并与下阀室12连通，而其上端结合至气缸体3并与上阀室6连通。推杆42在其下端处与凸轮轴41的凸轮47接触，并且响应于凸轮轴41的旋转而前进和后退。还可以在推杆42的下端设置辊子，从而使推杆42经由所述辊子与凸轮47滚动接触。

摇臂43由摇臂轴52可枢转地支撑，该摇臂轴52由气缸盖4支撑。摇臂轴52在垂直于气缸轴线A和曲轴8的轴线的方向上延伸。摇臂43在其一端具有与推杆42的上端接触的收纳部43A，并在其另一端具有与排气阀32的杆端接触的螺钉调节器43B。

通过具有上述结构的阀致动机构34，每当曲轴8旋转一圈时，排气阀32在预定时刻打开一次。

如图1所示，曲轴箱2的前侧壁2D设有向前突出的突出部2F。突出部2F的内部限定在前后方向上延伸的通道2G，该通道2G具有开口前端和与曲轴室2A相连的后端。通道2G的前端由紧固至突出部2F的前端的盖子36封闭。突出部2F的左壁部设置有进气口53，进气口53是将突出部2F的内侧和外侧连通的通孔。每个进气口53的外端都与没有在附图中示出的进气通道连接。每个进气口53设置有簧片阀54，该簧片阀54允许流体从进气口53流向曲轴室2A，同时阻止流体从曲轴室2A流向进气口53。簧片阀54是常闭的，并且在活塞23向上运动且曲轴室2A中的内部压力由此下降时打开。

曲轴箱2和气缸套19设置有将曲轴室2A与气缸套19的内部相连的扫气口55。各扫气口55包括形成在气缸套19中的扫气孔口56和从扫气孔口56延伸到曲轴室2A的通道部57。通道部57围绕第一套筒收纳孔16限定在曲轴箱2的上部中。在当前实施方式中，各扫气口55具有两个扫气孔口56和一个通道部57。扫气孔口56形成在气缸套19的位于第一套筒收纳孔16中的部分中，从而在径向方向上延伸穿过气缸套19。扫气口56的竖直尺寸被选择成小于活塞23的外周面的竖直尺寸。

扫气孔口56(扫气口55)通过活塞23的往复运动而打开和关闭。具体地说，当活塞23位于与扫气孔口56对应的位置时，扫气口55被活塞23的外周面关闭，而当活塞23的下边缘被定位成高于扫气孔口56的下边缘(位于上止点侧)时，扫气口55被打开而与气缸22的位于活塞23下方的部分连通，而当活塞23的上边缘被定位成低于扫气孔口56的上边缘(位于下止点侧)时，扫气口55被打开而与气缸22的位于活塞23上方的部分连通。

如图1至图3所示，在当前实施方式中，发动机E具有一对扫气口55。该对扫气口55和扫气孔口56具有关于气缸轴线A的旋转对称形状，并且布置在180度旋转对称位置处。

各扫气口55的上游部57A在气缸套19的径向外侧以与气缸轴线A平行的方式从与曲轴室2A连接的下端向上延伸。上游部57A的上端定位成比扫气孔口56的上边缘高。

如图3所示，下游部57B在气缸套19的径向外侧在周向方向上从上游部57A的上部延伸到扫气孔口56。在沿着气缸轴线A从上方观看时，下游部57B围绕气缸轴线A从上游侧逆时针延伸到下游侧。下游部57B的下游端与两个扫气孔口56连通。

下游部57B优选被构造成围绕气缸轴线A在周向方向上从上游侧向下游侧向下倾斜。另外，如图5A和图5B所示，下游部57B优选被构造成在以气缸轴线A为中心的径向方向上从上游侧(径向外侧)向下游侧(径向内侧)向下倾斜。下游部57B用作引导装置，该引导装置赋予从扫气口55进入气缸22的气体流向下的速度分量。

如图1和图4所示，气缸套19设置有将扫气口55与气缸套19的内部相连的排气再循环通道58。设置了一对排气再循环通道58以与相应的扫气口55对应。排气再循环通道58形成在气缸套19的与扫气口55的下游部57B对应并比扫气孔口56更高地定位的部分中，使得排气再循环通道58在径向方向上延伸穿过气缸套19。具体地说，排气再循环通道58的下边缘被定位成高于扫气孔口56的上边缘。各排气再循环通道58的开口端在气缸22的内周面上的竖直尺寸被选择成小于扫气孔口56的竖直尺寸。

优选地，各排气再循环通道58与对应的扫气口55的尽可能位于下游的部分连接。在当前实施方式中，各排气再循环通道58设置在对应的扫气口55的两个扫气孔口56中的下游的那个扫气孔口的上方。

排气再循环通道58通过活塞23的往复运动而打开和关闭。具体地说，当活塞23位于与排气再循环通道58对应的位置时，排气再循环通道58被活塞23的外周面关闭，当活塞23的下边缘被定位成高于排气再循环通道58的下边缘(位于上止点侧)时，排气再循环通道58被打开而与气缸22的位于活塞23下方的部分连通，并且当活塞23的上边缘被定位成低于排气再循环通道58的上边缘(位于下止点侧)时，排气再循环通道58被打开而与气缸22的位于活塞23上方的部分(燃烧室29)连通(参见图5A和图5B)。

如图4所示，各排气再循环通道58设有单向阀59，该单向阀59允许气体从燃烧室29流向扫气口55，而阻止气体在相反方向(从扫气口55朝向燃烧室29)上流动。该单向阀59优选被推向关闭方向，从而当燃烧室29侧的压力变得比扫气口55侧的压力高预定值以上时打开。在当前实施方式中，单向阀59由布置在对应的扫气口55的下游部57B中并紧固至气缸套19的外周面的簧片阀59构成。簧片阀59包括由例如金属材料制成的柔性板状件59A。该板状件59A具有通过螺钉等紧固至气缸套19的外周面的基端部和用于在扫气口55侧将排气再循环通道58的开口端关闭的顶端部。板状件59由于其自身的弹力而在扫气口55侧被推向排气再循环通道58的开口端，并且在气缸套19内的压力和扫气口55中的压力之间的差低于预定值时与气缸套19的外周面紧密接触。当活塞23向下移动而将排气再循环通道58打开并且气缸套19内的压力变得比扫气口55中的压力大预定值以上时，板状件59A受到压力而弯曲，从而使排气再循环通道58和扫气口55的下游部57B彼此连通。

如图1所示，环状油路形成构件60附装至气缸套19的突出到曲轴室2A内的下端部的外周面。油路形成构件60的内周面在周向方向上与气缸套19的外周面接触。气缸套19的外周面的面对油路形成构件60的部分形成有在周向方向上环状地延伸的环状凹槽(省略了附图标记)。该环状凹槽由油路形成构件60覆盖以限定环状沟道。油路形成构件60设置有径向延伸贯穿并与环状凹槽连通的入油孔(省略了附图标记)。气缸套19设置有径向贯穿延伸并与环状凹槽连通的供油孔(省略了附图标记)。在气缸套19的周向方向中形成有多个供油孔。

气缸体3具有形成在其中的第一油路64。第一油路64具有在气缸体3的侧表面处敞开的一端以及在气缸体3的下端表面敞开的另一端。连接至第一油路64的在气缸体3的下端表面处敞开的开口端的是限定第二油路的第二油路管66的一端。第二油路管66在一个扫气口55中竖直延伸，并且其另一端连接至油路形成构件60的入油孔。由此，由未在图中示出的油泵压力馈送的油依次经过第一油路64、第二油路管66、入油孔、环状凹槽和供油孔并被供应到气缸套19的内壁。

如图2所示，在曲轴箱2的左侧壁2B和右侧壁2C的内表面上设置有朝向彼此突出的相应的凸缘部71。凸缘部71定位成当活塞23位于上止点时比曲柄臂8B的上端高，从而凸缘部71不与曲轴8干涉。另外，该对凸缘部71被布置成成使得在凸缘部71的顶端之间在左右方向上限定出预定间隙，由此它们不与连杆26干涉。

如图1所示，燃料喷射阀68被安装至曲轴箱2的后侧壁2E的比凸缘部71高的部分。燃料喷射阀68的顶端指向气缸套19的下端。燃料喷射阀68在预定时刻将燃料喷射到曲轴室2A内。

具有上述结构的发动机E在起动之后按照如下方式操作。参照图1，首先，在活塞23的上行冲程期间，曲轴室2A内的压力由于该曲轴室2A伴随活塞23的向上运动而引起的膨胀而降低。这致使簧片阀54打开，并且新鲜空气经由进气口53流入曲轴室2A。燃料被燃料喷射阀68喷向已经流入曲轴室2A的新鲜空气，由此产生空气燃料混合物。应该注意的是，在发动机E起动时，燃料通过由花活塞30进行的火花点燃而燃烧。同时，位于气缸22的上部(燃烧室29)中的空气燃料混合物被活塞23压缩，从而使其温度变得较高，并且在活塞23接近上止点时空气燃料混合物自然(压燃)。

之后，当活塞23开始其下行冲程时，曲轴室2A内的压力由于该曲轴室2A伴随活塞23的向下运动而引起的收缩而增加。这致使簧片阀54关闭，由此压缩曲轴室2A中的空气燃料混合物。当活塞23向下运动时，由阀致动机构34驱动的排气阀32将排气口31打开。由此，燃烧室29中的膨胀的排气(燃烧气体)作为排放流(blowdownflow)通过排气口31流出。随后，当活塞23的上端边缘变成低于排气再循环通道58的上边缘时(即，当活塞23将排气再循环通道58打开时)，燃烧室29与排气再循环通道58连通。此时，气缸22中的燃烧气体的压力仍然较高并且高于曲轴室2A中的压力。因此，如图5A所示，排气再循环通道58中的压力和相应的扫气口55中的压力之间的差变成等于或大于预定值，从而单向阀59打开，并且燃烧气体经由排气再循环通道58从燃烧室29流动到扫气口55的下游部57B(图中的阴影箭头)。由此，下游部57B填充燃烧气体。之后，随着活塞23进一步向下运动，气缸22中的燃烧气体的压力下降，并且该压力与曲轴室2A中的压力之间的差变成小于预定值，由此单向阀59关闭。

之后，随着活塞23进一步向下运动，当活塞23的上端边缘变成低于扫气孔口56的上边缘时(即，当活塞23将扫气口55打开时)，燃烧室29与扫气口55连通。此时，燃烧室29中的燃烧气体的压力已经充分地下降到低于曲轴室2A中的压力。因此，如图5B所示，气体从各扫气口55流动到燃烧室29。此时，因为下游部57B填充有通过排气再循环通道58流入的燃烧气体，因此扫气口55的下游部57B中的燃烧气体首先流入气缸22(图中的阴影箭头)，并且随后来自曲轴室2A的空气燃料混合物流入气缸22(图中的白箭头)。由此，通过被下游部57B中存在的燃烧气体和空气燃料混合物推出，燃烧室29中的燃烧气体经由排气口31而被排出，并且其一部分作为内部EGR气体保留在燃烧室29内。

当活塞23再次经历上行冲程时，扫气口55首先被活塞23关闭，之后，排气再循环通道58被活塞23关闭。在活塞23的上行冲程期间，在排气再循环通道58关闭之前，排气口31保持打开，从而使得燃烧室29中的压力不会变成比扫气口55中的压力大预定值。因此，单向阀59保持关闭，并且气体不会通过排气再循环通道58从燃烧室29流到扫气口55。之后，随着活塞23进一步向上运动，由凸轮47驱动的排气阀32将排气口31关闭，并且燃烧室29中的空气燃料混合物通过活塞23的向上运动而被压缩。同时，曲轴室2A内的压力降低，由此通过簧片阀54将新鲜空气引入。

这样，发动机E执行了二循环操作。从扫气口55经由气缸22到排气口31的扫气和排气的流动被实现为沿着相对笔直路径引导的单向流。

在下文中，将描述根据当前实施方式的发动机E的作用。在发动机E中，当在燃烧之后活塞23向下运动时，在扫气口55被活塞23打开之前，排气再循环通道58被活塞23打开，从而燃烧室29中的燃烧气体通过排气再循环通道58流到扫气口55。因此，当扫气口55被活塞23打开时，在扫气口55中有大量燃烧气体并且该燃烧气体首先流入燃烧室29内。因此，在燃烧室29中的燃烧气体和经由扫气口55从曲轴室2A流入燃烧室29的空气燃料混合物之间产生了已经经由排气再循环通道58流入扫气口55的燃烧气体的层，由此抑制了流入燃烧室29内的空气燃料混合物和燃烧室29中的燃烧气体的混合，并且抑制了空气燃料混合物的泄漏。

另外，经由排气再循环通道58流入扫气口55的燃烧气体所拥有的热量促进了扫气口55以及经过扫气口55的空气燃料混合物的加热，并且还促进了空气燃料混合物中含有的液体燃料的蒸发。因此，发动机E能够采用压燃燃烧系统。

另外，由于每个排气再循环通道58都设置有单向阀59，因此防止了气体通过排气再循环通道58从扫气口55流入燃烧室29内。结果，含有空气燃料混合物的气体仅从各扫气口55流入燃烧室29，由此使得流动变得恒定，并且抑制了流入燃烧室29的空气燃料混合物和燃烧室29中的燃烧气体的混合。由此抑制了空气燃料混合物的泄漏。

另外，由于各单向阀59被构造成只在对应的排气再循环通道58中的压力变得比扫气口侧的压力大预定值以上时才打开，因此单向阀59在其中在活塞23向下运动的同时排气再循环通道58被活塞23打开并且扫气口55被活塞23关闭的时期打开，并且在其它时期，即使排气再循环通道58被活塞23打开，单向阀59也关闭。由此，只有在扫气口55正好打开之前的预定时期中，才使燃烧气体通过排气再循环通道58从燃烧室29流到扫气口55中。

另外，由于当活塞23从上止点向下运动时在排气再循环通道58与燃烧室29连通之前排气阀32就打开，因此在排气再循环通道58与燃烧室29连通时燃烧室29中的压力已在一定程度上下降。由此，防止了通过排气再循环通道58流到扫气口55的燃烧气体的量过多。如果用于燃烧气体的排放通道在膨胀冲程期间打开，则具有高能的燃烧气体迅速流到该排放通道(被称为排气的泄漏流)。因此，通过在排气再循环通道58打开之前将排气口31打开，可以释放一部分燃烧气体，并可以抑制流到排气再循环通道58的燃烧气体的量。

另外，由于各排气再循环通道58与对应的扫气口55的下游部57B连通，燃烧气体从扫气口55的下游部57B对扫气口55进行填充，从而将空气燃料混合物推向曲轴室，使得在扫气口55的下游部57B中产生燃烧气体层。由于在扫气口55中产生燃烧气体层，因此抑制了流入到燃烧室29内的空气燃料混合物和燃烧室29中的燃烧气体发生混合，并且抑制了空气燃料混合物的泄漏。

下游部57B在气缸套19的径向外侧上沿着周向方向延伸，因而可以确保下游部57B具有足够长度，并且不会增加包括曲轴箱2的发动机主体1的尺寸。另外，由于在周向方向上延伸的下游部57B，流过下游部57B的空气燃料混合物被赋予了围绕气缸轴线A的周向速度分量，并且在气缸22的切向方向上经过扫气孔口56。因此，空气燃料混合物在气缸22内形成漩涡。由于在气缸22中的流动的空气燃料混合物形成漩涡而不是笔直向上流动，因此抑制了空气燃料混合物层与燃烧气体层发生混合，并且能够更清楚地维持它们之间的边界。

另外，由于各扫气口55的下游部57B被构造成在周向方向和径向方向上都以气缸轴线为中心朝向下游侧向下倾斜，因此，从各扫气口55流入燃烧室29内的气体流在该气体流具有高速的初始阶段在背离排气口31的方向上流动，并且撞击在活塞23的顶部和气缸22的内壁上，由此将速度降低。之后，该气体流改变其方向而朝向排气口31流动。由此，抑制了从扫气口55流入燃烧室29内的气体流与燃烧室29中的燃烧气体的混合，并且阻止来自扫气口55的气体流比燃烧气体更早地到达排气口31。这确保了燃烧气体层与燃烧室29内从扫气口55供应的气体层之间的清晰边界，并且可以更可靠地将燃烧气体排出，同时更可靠地阻止从扫气口55供应的空气燃料混合物通过排气口31流出。

在上文中已经提供了具体实施方式的描述，但是本发明不限于以上实施方式，并且可以进行各种改动和修改。例如，排气再循环通道58的数量和形状可以适当地改变。例如，可以这样构造，即：将各扫气口55的下游部57B的上壁放置在与扫气孔口56的上边缘相同的高度，并且各排气再循环通道58具有形成在气缸套19中的通孔和在曲轴箱2中形成为从该通孔延伸到下游部57B的通道。另外，尽管上述实施方式包括均设置有对应的排气再循环通道58的一对扫气口55，但是扫气口55和排气再循环通道58的数量和布置可以任意地改变。

Claims (10)

1.一种单流式二冲程发动机，该单流式二冲程发动机包括：

气缸，该气缸收纳活塞，使得该活塞能够在所述气缸中往复运动，并且该气缸限定位于所述活塞的上方的燃烧室；

排气口，该排气口的一端与所述气缸的上端部连通；

排气阀，该排气阀打开和关闭所述排气口；

扫气口，该扫气口的一端具有扫气孔口，所述扫气孔口与所述气缸的侧部的下部连通，使得所述扫气口借助于所述活塞选择性地与所述燃烧室连通和断开；以及

排气再循环通道，该排气再循环通道的一端与所述气缸的所述侧部的位于所述扫气孔口的上方的部分连通，并且该排气再循环通道的另一端与所述扫气口连通，使得所述排气再循环通道借助于所述活塞选择性地与所述燃烧室连通和断开。

2.根据权利要求1所述的单流式二冲程发动机，该单流式二冲程发动机进一步包括：为所述排气再循环通道设置的单向阀，该单向阀允许气体从所述燃烧室经由所述排气再循环通道向所述扫气口流动，而阻止气体在相反方向上流动。

3.根据权利要求2所述的单流式二冲程发动机，其中，所述单向阀被构造成只有在燃烧室侧的压力变得比扫气口侧的压力大预定值以上时才打开。

4.根据权利要求3所述的单流式二冲程发动机，其中，所述单向阀被构造成在所述活塞的下行冲程期间当所述排气口和所述扫气口被打开时关闭。

5.根据权利要求2所述的单流式二冲程发动机，其中，所述单向阀由安装在形成所述气缸的气缸套的外周面上的簧片阀构成。

6.根据权利要求1所述的单流式二冲程发动机，其中，所述排气阀被构造成在所述活塞的下行冲程期间在所述排气再循环通道和所述燃烧室连通之前打开。

7.根据权利要求1所述的单流式二冲程发动机，其中，所述排气再循环通道与所述扫气口的下游部连通。

8.根据权利要求1所述的单流式二冲程发动机，其中，所述扫气口的上游端与限定在所述气缸的下方的曲轴室连通，并且所述扫气口包括沿着所述气缸的轴线从所述曲轴室向上延伸的上游部和沿着所述气缸的外表面从所述上游部的上端部周向地延伸的下游部，所述排气再循环通道与所述下游部连通。

9.根据权利要求8所述的单流式二冲程发动机，其中，所述扫气口的所述下游部被构造成包括这样的部分，该部分朝向下游侧向下倾斜，使得从所述扫气口流入所述气缸的气体流在背离所述排气口的方向上流动。

10.根据权利要求1所述的单流式二冲程发动机，其中，燃烧是通过压燃发起的。