CN1070259C - 气压喷射燃料混合物的双冲程发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是一种至少包括单缸(1)的气压喷射燃料的双冲程发动机，一个活塞(2)在气缸中运动并限定一泵曲轴箱(5)和一燃烧室(14)，泵曲轴箱中的至少一个主进气口(7)装有第一止回装置(6)，一个导入带压燃料混合物的装置包括一控制进气孔(12)开闭、以将燃料混合物导入燃烧室(14)的阀(20)，一储气罐(15)与进气孔(12)相连。发动机另外还包括用于吸入、紧接着将带压燃料混合物输入所述储气罐(15)的装置(30-34)。

Description

气压喷射燃料混合物的双冲程发动机
本发明的技术背景
本发明涉及气压喷射燃料的双冲程发动机。
在这种型式的发动机中，诸如法国专利FR2656653所述的，燃料通过位于上游的配油器注入并被压缩气体雾化，雾化还叫气压喷射，直接在燃料室内实现。此外，在气压喷射以外，用空气和(或)残存的燃烧气体实现气缸的清扫。
按照这种现有技术，燃料是在喷射点上游配给的。
再者，它必须由适当的喷射装置在压力下注入，由此形成一附加功能，并增加了成本。
此外，还知道有分层进气的双冲程发动机，即两路注入是分开的，一路是空气注入，另一路是空气和燃料混合物注入。按照美国专利文件US4253433，加注在泵曲轴箱处进行。“分层进气”这个术语用于这类发动机，是因为人们寻求避免两种加注，即空气加注和燃料-空气混合物加注混淆。燃料混合物加注通常在远离排气孔的一点进入燃烧室，例如，较佳的是通过由活塞露出的孔向火花塞引注。因此为了避免燃料混合物在全部烧完前到达排气孔，空气加注介于排气孔与燃料混合物加注之间。
遗憾的是，经验表明，在这种型式的发动机里经常发生未烧尽的废气从排气孔跑掉。按照前述专利文件所列事实，燃料加注在循环中过早加入，同时，由于空气加注，以致尽管采取预防措施，仍发生两批混合物与未烧尽燃料跑掉的事实。
在工业化国家中，防污染标准变得越来越严格，强制设计出称为“干净”的双冲程发动机，即没有未烧尽的燃料排放和被碳氢化合物污染。
本发明提供了这类问题的解决办法。
此外，本发明建立在使用简单的和确实可靠装置的技术基础上，因此它的可靠性和成本都是有利的。
另外，如前面已提到，气压喷射的发动机的一个缺点是必须在压力下喷射燃料。
本发明提供一种不需要高压喷射器的简单解决办法，例如，较佳的是使用一种与低压输入有关的常规化油器。本发明的简要说明
因此，本发明的目的是气压喷射燃料的双冲程发动机，至少包括一个气缸，一活塞在气缸中移动并限定一燃烧室和一泵曲轴箱，泵曲轴箱成为燃烧室的延长部分，并由所述活塞隔开，泵曲轴箱中至少有一个主进气口可安装一止回装置，一气压燃料喷射装置带有控制一系统开闭、以便使燃料混合物进入燃烧室的专用装置，一储气罐包含所述带压燃料混合物并与该进气系统连接。
按照本发明，发动机还包括专门用于吸入、紧接着将带压燃料混合物输入所述储气罐的装置。
更确切地说，吸入装置包括一条进入汽化器的二次空气输送管，并在汽化器下游装有第一止回装置，所述管子开口位于止回装置下游，至少一条管子连接所述储气罐和所述泵曲轴箱，在该管子与储气罐间设有第二止回装置。
二次空气输送管较佳的是与靠近所述储气罐一端的管子连通。
较佳的是，通过与储气罐连通一端相反的另一端，所述连接管与活塞上的孔的运行循环的一定周期配合，或者直接与泵曲轴箱连通，或者与气缸上的某孔连通。
按照其特点之一，为了避免燃料混合物回升至泵曲轴箱内，二次空气输送管的尺寸是这样的：吸入的燃料混合物的容积保持小于连接管的容积。
按照其特点的另一点，连接管的容积大于发动机每转必需吸入的燃料混合物所占的容积。
此外，按照本发明的发动机可包括在主空气供给同时提供润滑剂的装置。
按照本发明的实施例，连接管可以装有隔离软膜，其位移取决于泵曲轴箱内的压力。
本发明也涉及如上定义的、多缸的发动机，包含唯一的二次空气输送管，唯一的汽化器，所述输送管与若干各与一个缸相配的管子连通。
附图的简要说明
本发明的其他特点、优点和细节，在读了如后的、参照附图描述的、非限制性的例子后将更清楚，其中：
图1是本发明一实施例的纵向剖视简图；
图2是本发明另一实施例的纵向剖视简图；
图3是本发明又一实施例的纵向剖视简图；以及
图4是表示本发明应用于多缸发动机的示意的横向剖视图。
较佳实施例的说明
图1至图3上表示的双冲程发动机与现有技术一样，包括至少一个气缸1，活塞2在其中运动，并限定一在其上部的燃烧室14，和在其下部的泵曲轴箱5。活塞由铰接连杆3连至发动机曲轴4上。
配以单向阀6的进气孔或供气喷嘴7可在泵曲轴箱5降压时，即在活塞2如图1-3箭头所示向上移动时允许大气进入。
一个或数个输送管8连接燃烧室14和泵曲轴箱5，将未增碳的气体(空气)通过输气孔9从泵曲轴箱输至燃烧箱14。最好位于输气孔9对面的一个或数个排气孔10，可让燃烧过的气体通过一根或数根排气管11从燃烧室里排出。
位于缸盖处的点火塞13可使燃烧发生和维持。
缸盖上还设有气压喷射总成，它包括一个间歇地闭塞燃料混合物输送孔12的阀20。阀20的运动如图1-3所示，可由配以复位弹簧22的凸轮21控制。在本发明的范围内也可采用如气动、液压、磁性控制……等任何其他装置。同样，该阀可由旋塞替代。
在阀20上游的储气罐15和输送管15a可让带一定压力的燃料混合物储存起来。
按照本发明，储气罐15还与用于吸入、紧接着将燃料混合物输入储气罐15内的装置30-34连通。
更确切地说，吸气装置包括一根供二次空气用的输送管34，它通向常规的汽化器30，位于汽化器30下游的所述进气管34上装有止回装置31，使管34与一根或数根管33相通。管33另外通过孔33b与泵曲轴箱5连通。
此外，装有单向阀32的孔33a使管33与储气罐15连通。
该总成是这样运作的：用于输给储气罐15的二次空气在发动机吸气冲程中首先通过二次空气输送管34被吸入。该空气通过汽化器30，后者提供供非常富的混合物，随即通过止回装置31。燃料混合物就这样输入管33。
管33的长度和(或)容积是这样计算的：当泵曲轴箱开始压缩(活塞开始下压)时，燃料混合物不可能到达泵曲轴箱5。在下压中活塞压缩泵曲轴箱和在管33里的燃料混合物。于是，该燃料混合物通过单向阀32输入储气罐15。
重要的是，为了使燃料不致到达泵曲轴箱，也不致与通过主进气孔7进入泵曲轴箱的空气有混合的危险(它将通过输送管8和开口9用来清扫)，从管33输入储气罐15的容积大于或等于从二次空气输送管34输入管33的容积。
按照本发明，发动机因而可利用在正常压力和输气条件下使用的常规汽化器(除非它被测定到提供了非常富的混合物)运作。
作为例子，如果燃烧室里的空气量的15％来自气压喷射装置的话，必须测算：
一方面，二次输入将少于该15％，例如只有发动机耗用空气总量的10％。这意味着汽化器将必须提供高于所需量5-10倍左右的燃料混合物给燃烧室；
另一方面，管33的容积必须足够，以使该例中10％空气量所代表的燃料混合物不能够到达泵曲轴箱。
另一方面，管33的几何形状是这样的：它可最大限度地避免管33中吸入的增碳部分与管33中原有的空气部分混合。例如这点可用一根相当长而截面不变的管子33来达到。
图2表示本发明的另一实施例，它另外包括一个位于管33中的隔离软膜35，其移位(沿着管33的轴线)与泵曲轴箱5中的压力变化有关。这样，在泵曲轴箱5主进气期间，即，当活塞2向上运动时，软膜35即下降被吸向泵曲轴箱5。如果用软膜35将管33隔成连通泵曲轴箱5的较小的容积33d和连通储气罐15的较大的容积33c，那么在泵曲轴箱进气这种情况下，容积33d减小，而容积33c增加。
按照该实施例，燃料混合物实质上被阻止到达泵曲轴箱5。
根据上述情况，软膜35可实现本发明的特定功能，即吸入功能，然后将带压燃料混合物导入储气罐15，此外，在泵曲轴箱5未增碳的空气(或更通常是气体)与燃料混合物之间的混合实质上是不可能的。于是，可保证泵曲轴箱中没有燃料(甚至痕迹状)，未被燃烧的燃料可用来清扫直至到达排气孔。
按照本发明的该实施例，不必再使管33保持一定的容积或一定的长度(其目的是避免增碳气体与空气的混合)。有利的是，管33的容积将尽可能小。极言之，软膜35可直接位于泵曲轴箱圆周上。
图3表示不同于图1的一实施例，其中，管33的连接点在泵曲轴箱5一侧。
实际上，按照本发明的该实施例，管33不再直接与泵曲轴箱5连接，而通过位于活塞2下部并被活塞2间歇地堵塞的孔33e与泵曲轴箱连接。较佳的是，孔33e在接近输送孔开通时被堵住，直至接近输送孔闭合。这样，管33中的压力在泵曲轴箱最低压力(接近上死点之处)与输送孔开通压力(OT)之间波动。本发明该实施例的好处是，可以观察到在泵曲轴箱OT处的压力与泵曲轴箱最低压力间的压力差跟发动机负载成正比。于是，由遵照本发明的装置所压注的燃料混合物可与发动机负载成正比，这点便于由化油器式简单的汽化器类型系统控制燃料的流速。
当然，在本发明的范围内，可合并图2和图3的实施例，即同时有如图3所示连接管33和如图2所示的隔离软膜35。
最后，在多缸发动机的情况下，每个缸可装有自身的、按照本发明的汽化系统，但如图4所示，全部气缸只用唯一的汽化器的另一方案也可考虑采用。
更确切地说，将只有一根二次空气输送管34，唯一的汽化器30，然后，在汽化器的下游，管34分成与发动机缸数相同的几条管，每个管与在泵曲轴箱和储气罐间的连接管(133A、133B、133C)相连。

Claims (9)

1．一种气压喷射燃料的双冲程发动机，至少包括一个气缸(1)和一气缸盖，一活塞(2)在气缸(1)中运动并限定一泵曲轴箱(5)和一燃烧室(14)，泵曲轴箱位于燃烧室的延长部分，燃烧室被所述活塞(2)隔开，燃烧室(14)设有一进气孔(12)与一排气孔(10)，泵曲轴箱(5)设有至少一个主进气口(7)，一个或数个排气管(8)连接燃烧室(14)和泵曲轴箱(5)，其特征是，在泵曲轴箱的至少一个主进气口(7)中安装一个第一止回装置(6)，一个导入带压燃料混合物的装置包括一控制进气孔(12)开闭、以将燃烧混合物导入燃烧室(14)的阀(20)，一储气罐(15)与进气孔(12)相连，并包含所述带压燃料混合物，另外还包括专门用于吸入、紧接着将带压燃料混合物输入所述储气罐(15)的吸入装置(30-34)。
2．按照权利要求1所述的发动机，其特征是，所述吸入装置(30-34)包括一通向汽化器(30)的二次空气输送管(34)，并在汽化器(30)下游装有一止回装置(31)，所述管(34)与位于止回装置(31)下游的至少一根连接所述储气罐(15)和所述泵曲轴箱(5)的管(33)连通，在管(33)与储气罐(15)间设第二止回装置(32)。
3．按照权利要求2所述的发动机，其特征是，二次空气输送管(34)与靠近所述储气罐(15)的连接管(33)连通。
4．按照权利要求2或3任何一项所述的发动机，其特征是，所述连接管(33)通过与储气罐(15)连通一端(33a)相反的另一端，并与活塞(2)上的孔(33d)运行循环的一定周期相配合，或者通过孔(33b)直接与泵曲轴箱(5)连通，或者与气缸上的孔(33c)连通。
5．按照权利要求4所述的发动机，其特征是，为了避免燃料混合物回升至泵曲轴箱内，二次空气输送管(34)的尺寸是这样的：吸入的燃料混合物的容积保持小于连接管(33)的容积。
6．按照权利要求5所述的发动机，其特征是，连接管(33)的容积大于发动机每转必需吸入的燃料混合物所占的容积。
7．按照权利要求1所述的发动机，其特征是，还包括在主空气供给同时提供润滑剂的装置。
8．按照权利要求1所述的发动机，其特征是，所述连接管(33)装有隔离软膜(35)，其位移取决于泵曲轴箱(5)内的压力。
9．按照权利要求1所述的发动机，其特征是，包括多个气缸，唯一的二次空气输送管(34)，唯一的汽化器(30)，所述输送管(34)与若干各一个气缸(1)相配的管子(133A、133B、133C)连通。
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