CN110192015A - 二冲程发动机 - Google Patents

Abstract

提供一种二冲程发动机，该二冲程发动机不需要使用高压喷射系统，并且其中，即使当应用于长冲程发动机时也可以通过分层扫气来抑制穿透。该二冲程发动机包括：扫气端口(55)，其与曲柄室(2A)及气缸(22)的侧部连通，通过活塞(23)切换扫气端口到气缸(22)的连接和从气缸(22)的断开；多个燃料喷射阀(68(68A、68B))，其将燃料喷射到扫气端口(55)。由于燃料喷射阀(68)将燃料喷射到扫气端口(55)，所以不需要使用高压喷射系统。通过从扫气端口(55)被打开的时刻延迟燃料喷射的开始，在扫气的初期将新鲜空气送入气缸(22)，并且在扫气的后期将气体混合物送入气缸(22)。因此，即使在长冲程发动机中也执行分层扫气，并且抑制了气体混合物穿透。

Description

二冲程发动机

技术领域

本发明涉及二冲程发动机。

背景技术

在二冲程发动机中，由于空气燃料混合物的漏气，释放到空气中的碳氢化合物的量趋于很大，并且指出了其对环境的负面影响。作为用于减少释放的总碳氢化合物(THC)的方法，已知分层扫气，其中在扫气的早期阶段将空气送入气缸，并且在扫气的后期将空气燃料混合物送入气缸，使得在空气层下形成一层空气燃料混合物，从而抑制由于漏气引起的空气燃料混合物的释放(例如，专利文件1和2)。

作为用于减少THC的另一种方法，已知气缸内喷射，其中，在完成通过扫气的气体交换之后(在关闭排气端口之后)，燃料在开始燃烧之前被直接喷射到气缸中，从而抑制未燃烧的燃料的释放(例如，专利文件3)。

【现有技术文件】

专利文件

专利文件1：JP2002-332847A

专利文件2：JP2015-169195A

专利文件3：JP2012-522179A

发明内容

【本发明要解决的问题】

然而，在分层扫气中，当活塞位于上死点附近时，扫气端口必须被活塞裙关闭。因此，在采用长活塞冲程以减少冷却损失或任何其他原因的情况下，需要如专利文件1和2中那样形成空气通道或者将活塞裙的长度增加到这样的程度使得当活塞靠近上死点时，扫气端口被关闭。然而，活塞裙的长度的增加可能引起问题诸如当活塞接近下死点时活塞裙与其它构件接触或者活塞重量增加。

另一方面，在气缸内喷射中，需要在燃烧开始之前的短时间内将燃料喷射到在向上冲程中被加压的气缸中，因此，需要高压喷射系统，这增加了成本。

鉴于上述背景，本发明的目的是提供一种二冲程发动机，该二冲程发动机不需要使用高压喷射系统，并且即使当应用于长冲程发动机时也可以通过分层扫气来抑制空气燃料混合物的漏气。

【解决问题的手段】

为了实现上述目的，根据本发明的一个实施例的二冲程发动机(E)包括：气缸壁(19、3、4)，其限定气缸(22)；活塞(23)，其可往复地设置在所述气缸中并且在所述气缸中限定燃烧室(29)；曲柄箱(2)，其限定与所述气缸的下端连通的曲柄室(2A)；进气通道(2G)，其与所述曲柄室连通；单向阀(54)，其用于打开和关闭所述进气通道；扫气端口(55)，其与所述曲柄室及所述气缸的侧部分连通，并且通过所述活塞可切换地与所述气缸连通或者与所述气缸切断连通；排气端口(31)，其与所述燃烧室的顶部连通；排气阀(32)，其用于打开和关闭所述排气端口；多个燃料喷射阀(68)，其用于将燃料喷射到所述扫气端口中；以及控制单元(70)，其被配置为驱动控制所述燃料喷射阀，以便在比所述扫气端口被所述活塞打开的时刻晚的时刻(晚于第一曲柄角A1)开始燃料喷射，并且在所述扫气端口被所述活塞关闭之前(在第二曲柄角A2之前)终止所述燃料喷射。

根据该构造，因为燃料喷射阀将燃料喷射到扫气端口中，所以不需要应用高压喷射系统。另外，因为控制单元从扫气端口被打开的时刻开始延迟燃料喷射的开始，所以可以在扫气的早期阶段将新鲜空气送入气缸并且在扫气的后期阶段将空气燃料混合物送入气缸。因此，即使当应用于长冲程发动机时，也可以执行分层扫气以抑制空气燃料混合物的漏气。此外，因为设置了多个燃料喷射阀，所以可以通过使用紧凑的、通用的和低成本的燃料喷射阀在短时间内喷射预定量的燃料。

在上述构造中，优选地，所述燃料喷射阀(68)设置成朝向所述扫气端口(55)的在所述气缸(22)的一侧上的开口(56)喷射燃料。

根据该构造，从燃料被喷射时到燃料流入燃烧室时的时间段减少，因此，可以在适当的时刻向燃烧室供应适当量的燃料。这改进了分层扫气效果。

在上述配置中，优选地，所述控制单元被配置为在中等和高负载运转时驱动全部燃料喷射阀，并且在低负载运转时停止驱动至少一个燃料喷射阀(68B)。

根据该构造，在低负载运转时，被驱动的(一个或多个)燃料喷射阀的喷射量增加，从而可以减少燃料喷射量的误差。

在上述结构中，优选地，所述控制单元(70)被配置为驱动控制所述燃料喷射阀(68)，使得在比所述扫气端口被所述活塞关闭的时刻(A2)早了规定时间的时刻(在第三曲柄角A3)完成所述燃料喷射。

根据该构造，可以抑制由于活塞的通过而引起的喷射的燃料粘附到活塞的侧表面上以及燃料喷射到气缸的与曲柄室连通的下部。

在上述结构中，优选地，所述控制单元(70)被配置为随着要喷射的燃料量的增加而将所述燃料喷射阀(68)的燃料喷射的开始提前。

根据该构造，喷射的燃料流入燃烧室的时期来到扫气的后期阶段，因此抑制了空气燃料混合物的漏气。

【本发明的效果】

根据前述结构，可以提供一种二冲程发动机，该二冲程发动机不需要使用高压喷射系统，并且即使当应用于长冲程发动机时也可以通过分层扫气来抑制漏气。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的发动机的竖向截面图；

图2是沿着图1中的线II-II截取的截面图；

图3是沿着图2中的线III-III截取的截面图；

图4是示出一个循环中的扫气端口的连通状态和燃料喷射阀的驱动状态的曲线图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例，其中，本发明应用于单缸二冲程发动机(下文中称为发动机E)。该实施例中的发动机E构造为单流预混合物压缩点火二冲程发动机，其中，沿着相对直的路径引导扫气气体和废气的流动。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：曲柄箱2，在该曲柄箱中限定曲柄室2A；气缸体3，其附接到曲柄箱2的上部；气缸头4，其附接到气缸体3的上部；以及头盖5，其附接到气缸头4的上部并在其自身与气缸头4之间形成上阀室6。

如图2所示，曲柄箱2由通过竖向延伸的平面(通过气缸轴线A的平面)横向分开的一对曲柄箱半部组成。左右曲柄箱半部通过螺栓彼此紧固并在其间限定曲柄室2A。曲柄箱2的左侧壁2B和右侧壁2C经由轴承可旋转地支撑曲柄轴8。

曲柄轴8包括由曲柄箱2的侧壁2B、2C支撑的一对轴颈8A、设置在轴颈8A之间的一对曲柄腹板8B以及由在径向偏离轴颈8A的位置处的曲柄腹板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在其周边处固定到右侧壁2C的外表面，并且在其自身和右侧壁2C之间限定下阀室12。曲柄轴8的左端部分8D穿过曲柄箱2的左侧壁2B并延伸出来到左侧。曲柄轴8的右端部分8E穿过曲柄箱2的右侧壁2C和端板11并延伸出来到右侧。在曲柄轴8的左端部分8D穿过左侧壁2B的部分和曲柄轴的右端部分8E穿过端板11的部分中的每个部分处都设置密封构件，以确保曲柄室2A的气密密封。

曲柄箱2的上部具有形成在其中的第一套筒接收孔16，其中第一套筒接收孔16竖向延伸，具有在曲柄箱2的上端表面处开口的上端和向曲柄室2A开口的下端，并且具有圆形横截面。

气缸体3竖向延伸并且在其下端表面处紧固到曲柄箱2的上端表面。气缸体3设置有从上端表面到下端表面竖向地延伸穿过的第二套筒接收孔18。第二套筒接收孔18是具有圆形横截面的阶梯孔，其中第二套筒接收孔18的上部被给予比下部大的直径，使得向上面向的环形肩部表面18A被限定在上部和下部之间的界面处。第二套筒接收孔18的下端开口与气缸体3的第一套筒接收孔16的上端开口同轴地对准并且与其连接。第一套筒接收孔16以及第二套筒接收孔18的下部具有相同的内径，以便形成连续孔。

压力配合到第一套筒接收孔16和第二套筒接收孔18中的是具有筒状形状的气缸套筒19。气缸套筒19在其外圆周上设置有径向向外突出的环形凸部21。凸部21邻接肩部表面18A，以确定气缸套筒19相对于第一套筒接收孔16和第二套筒接收孔18的位置。气缸套筒19的下端从第一套筒接收孔16的下端开口向下突出，并且在曲柄室2A内部形成突出端。气缸套筒19的上端定位成与气缸体3的上端表面齐平，并邻接气缸头4的连接到气缸体3的下端表面。由此，气缸套筒19介于肩部表面18A和气缸头4的下表面之间，并确定其在气缸轴线A的方向上的位置。气缸套筒19的内孔形成气缸22。即，气缸体3、气缸套筒19和气缸头4组成限定气缸22的气缸壁。

气缸22接收活塞23，使得活塞23可以在其中往复运动。活塞23具有平行于曲柄轴8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。当活塞23和曲柄轴8通过连杆26连接时，活塞23的往复移动被转换成曲柄轴8的旋转移动。

如图1和图2所示，半球形燃烧室凹部28形成在气缸头4的下端表面的与气缸套筒19对应的部分处。在气缸22中，燃烧室29限定在燃烧室凹部28和活塞23的顶部表面之间。

气缸头4设置有火花塞30以面向燃烧室29。此外，气缸头4设置有向燃烧室凹部28开口的排气端口31以与燃烧室29的顶端连通，以及由提升阀组成的排气阀32以选择性地关闭和打开排气端口31。排气阀32具有设置在上阀室6中的杆端，并在关闭方向上被阀弹簧33推动。排气阀32通过阀致动机构34与曲柄轴8的旋转同步地打开和关闭。

如图2所示，阀致动机构34包括：凸轮轴41，其响应于曲柄轴8的旋转而旋转；推杆42，其被凸轮轴41驱动以前进和后退；以及摇臂43，其由推杆42驱动，以在打开方向上推动排气阀32。凸轮轴41与曲柄轴8平行地设置在下阀室12中。凸轮轴41的一端由曲柄箱2的右侧壁2C可旋转地支撑，另一端由端板11可旋转地支撑。曲柄轴8在位于下阀室12中的部分处具有曲柄齿轮45，并且凸轮轴41具有与曲柄齿轮45啮合的凸轮齿轮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设置有由平板凸轮组成的凸轮47。

推杆42被接收在具有开口端的管状杆壳51中，以便能够前进和后退。杆壳51竖向延伸，其下端连接到曲柄箱2的右侧壁2C并与下阀室12连通，而其上端连接到气缸体3并与上阀室6连通。推杆42在其下端与凸轮轴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。还可以为推杆42的下端提供滚子，使得推杆42经由滚子与凸轮47滚动接触。

摇臂43由被气缸头4支撑的摇杆轴52可枢转地支撑。摇杆轴52在与气缸轴线A和曲柄轴8的轴线垂直的方向上延伸。摇臂43在其一端具有与推杆42的上端接触的接收部分43A，并且在其另一端具有与排气阀32的杆端接触的螺杆调节器43B。

利用具有前述结构的阀致动机构34，每当曲柄轴8进行一次回转，排阀32就在预定的时刻被打开一次。

如图1所示，曲柄箱2的前侧壁2D设置有向前突出的突出部分2F。突出部分2F的内部限定了进气通道2G，该进气通道沿前后方向延伸，并且具有与曲柄室2A连接的后端和敞开的前端。进气通道2G的前端由紧固到突出部分2F的前端的盖子36封闭。突出部分2F的左壁部分设置有进气端口53，该进气端口是连接突出部分2F的内部和外部的通孔。每个进气端口53的外端与未在图中示出的具有空气滤清器等的进气装置连接。每个进气端口53设置有用作单向阀的簧片阀54，其允许流体从进气端口53朝向曲柄室2A流动，同时阻止流体从曲柄室2A朝向进气端口53流动。簧片阀54通常是关闭的，并且在活塞23向上移动并且曲柄室2A中的内部压力因此下降时打开。

曲柄箱2和气缸套筒19设置有多个扫气端口55，其将曲柄室2A与气缸套筒19的内部(气缸22的侧部分)连接。每个扫气端口55包括形成在气缸套筒19中的扫气孔口56和从扫气孔口56延伸到曲柄室2A的通道部分57。通道部分57围绕第一套筒接收孔16限定在曲柄箱2的上部中。在本实施例中，每个扫气端口55具有一个扫气孔口56和一个通道部分57。在另一个实施例中，每个扫气端口55可以具有两个扫气孔口56和一个通道部分57。扫气孔口56形成在气缸套筒19的在第一套筒接收孔16内部的部分中，以便在径向方向上延伸通过气缸套筒19。扫气孔口56的竖向尺寸被选择为比活塞23的外周表面的竖向尺寸小。

扫气孔口56(扫气端口55)通过活塞23的往复移动而打开和关闭。具体地，当活塞23处于与扫气孔口56对应的位置时，扫气端口55被活塞23的外圆周关闭，当活塞23的下边缘定位成比扫气孔口56的下边缘高(上死点侧上)时，扫气端口55被打开，以便与气缸22的在活塞23下面的部分连通，并且当活塞23的上边缘(顶表面)定位成比扫气孔口56的上边缘低(下死点侧上)时，扫气端口55被打开，以便与气缸22的在活塞23上面的部分(燃烧室29)连通。因此，通过活塞23将扫气端口55可切换地切换成与气缸22连通或从气缸关闭。

如图1至图3所示，在本实施例中，发动机E具有一对扫气端口55。在另一个实施例中，发动机E可以具有三个或更多个扫气端口55。一对扫气端口55和扫气孔口56具有围绕气缸轴线A的旋转对称的形状，并且设置在180度旋转对称的位置处。

每个扫气端口55的上游部分57A从与曲柄室2A连接的下端在气缸套筒轴19的径向外侧上与气缸轴线A平行地向上延伸。上游部分57A的上端定位成比扫气孔口56的上边缘高。

如图3所示，每个扫气端口55的下游部分57B在气缸套筒轴19的径向外侧上从上游部分57A的上部部分沿周向方向延伸到扫气孔口56。如从上面沿着气缸轴线A观察的，下游部分57B围绕气缸轴线A从上游侧向下游侧逆时针延伸。下游部分57B的下游端是向气缸22开口的扫气孔口56。

如图2所示，下游部分57B优选地构造成围绕气缸轴线A在周向方向上从上游侧到下游侧向下倾斜。此外，下游部分57B优选地构造成在气缸轴线A为中心的情况下在径向方向上从上游侧(径向外侧)到下游侧(径向内侧)向下倾斜。下游部分57B用作引导装置，该引导装置向从扫气端口55进入气缸22的气流给予向下的速度分量。

如图1所示，环形油通道形成构件60附接到气缸套筒19的下端部分的外圆周，突出到曲柄室2A中。油通道形成构件60的内圆周在周向方向上与气缸套筒19的外圆周表面接触。气缸套筒19的外圆周的面向油通道形成构件60的内圆周的部分形成有沿周向方向环状地延伸的环形凹槽(省略了附图标记)。环形凹槽由油通道形成构件60覆盖，以限定环形通路。油通道形成构件60设置有径向延伸通过其并与环形凹槽连通的进油孔(省略了附图标记)。气缸套筒19设置有径向延伸通过其中并与环形凹槽连通的供油孔(省略了附图标记)。在气缸套筒19的周向方向上形成多个供油孔。

气缸体3具有形成在其中的第一油通道64。第一油通道64的一端在气缸体3的侧表面处开口，另一端在气缸体3的下端表面处开口。曲柄箱2形成有通道65，该通道从扫气端口55延伸到气缸体3的下端表面的第一油通道64在此开口的部分。连接到第一油通道64的在气缸体3的下端表面处开口的开口端的是限定第二油通道的第二油通道管子66的一端。第二油通道管子66通过通道65延伸到扫气端口55中，并且其另一端连接到油通道形成构件60的进油孔。由此，通过图中未示出的油泵压送的油按顺序通过第一油通道64、第二油通道管子66、进油孔、环形凹槽和供油孔，并被供应到气缸套筒19的内壁。

如图2所示，在曲柄箱2的左右侧壁2B、2C的内表面上设置有朝向彼此突出的相应凸缘部分67。当活塞23位于上死点时，凸缘部分67定位成比曲柄腹板8B的上端高，使得凸缘部分67不会干扰曲柄轴8。此外，该对凸缘部分67布置成使得在凸缘部分67的尖端之间沿左右方向限定预定间隙，因而它们不会干扰连杆26。

如图1所示，在曲柄箱2的前侧壁2D和后侧壁2E的定位成比凸缘部分67高的部分处，分别安装有两个燃料喷射阀68(68A、68B)。还如图3所示，每个燃料喷射阀68的尖端面向对应的扫气端口55的上游部分57A。每个燃料喷射阀68相对于气缸轴线A的径向方向倾斜以便被指向形成对应的扫气端口55的下游端的扫气孔口56，并且还在倾斜向上的方向上面向。每个燃料喷射阀68由控制单元70驱动控制，以便在预定的时刻朝向相关联的扫气孔口56喷射燃料。在下文中，安装到前侧壁2D的燃料喷射阀68将被称为第一燃料喷射阀68A，安装到后侧壁2E的燃料喷射阀68将被称为第二燃料喷射阀68B。

图4是示出一个循环中的扫气端口55的连通状态和燃料喷射阀68的驱动状态的曲线图。曲线图的横轴表示曲柄角。图4中的(A)示出了扫气端口55的连通状态，图4中的(B)示出了当发动机E处于高负载运转时燃料喷射阀68的驱动状态，图4中的(C)示出了当发动机E处于中等负载运转时燃料喷射阀68的驱动状态，图4中的(D)示出了当发动机E处于低负载运转时燃料喷射阀68的驱动状态。要注意的是，在(A)中，扫气端口55的连通状态的实线指示扫气端口55与燃烧室29或气缸22的在活塞23上面的部分连通的状态，并且虚线指示扫气端口55与气缸22的低于活塞23的部分(或气缸22的与曲柄室2A连接的部分)连通的状态。因为扫气孔口56具有预定高度，所以它需要预定的曲柄角用于连通状态从完全关闭变为完全打开以及从完全打开变为完全关闭。在下面的描述中，扫气端口55与气缸22的低于活塞23的部分连通的状态将被简称为与气缸22连通，并且扫气端口55与燃烧室29或气缸22的在活塞23上面的部分连通的状态将被称为与燃烧室29连通。

如图4中的(A)所示，当曲柄角为0度时，扫气端口55与气缸22连通。当曲柄角在活塞23的向下冲程中从0度起增加时，扫气端口55开始被活塞23关闭。在活塞23的下边缘到达扫气孔口56的下边缘的曲柄角(例如90度)处，扫气端口55被活塞23完全关闭。活塞23进一步向下移动，并且当达到其上边缘与扫气孔口56的上边缘重合的第一曲柄角A1(例如，120度)时，扫气端口55与燃烧室29连通，并且其连通区域随着曲柄角的增加而增加。在曲柄角达到180度之前，活塞23的上边缘通过扫气孔口56的下边缘，使得处于完全打开状态的扫气孔口56与燃烧室29连通。

在活塞23的向上冲程中，连通状态以与向下冲程相反的方式改变，使得连通状态关于180度的曲柄角或下死点左右对称。即，首先，与燃烧室29连通的扫气端口55开始被向上移动的活塞23关闭，并且在活塞23的上边缘与扫气孔口56的上边缘重合的第二曲柄角A2(例如240度)处，扫气端口55被活塞23完全关闭。此后，当活塞23的下边缘通过扫气孔口56的下边缘时，扫气端口55与气缸22连通。并且，当活塞23的下边缘到达扫气孔口56的上边缘时，处于完全打开状态的扫气端口55与气缸22连通。

在从第一曲柄角A1到第二曲柄角A2的曲柄角范围内(在该曲柄角范围内，扫气端口55与燃烧室29连通以便将燃烧气体从燃烧室29排放到排气端口31)，通过使气体从扫气端口55流入燃烧室29来执行扫气。

如图4中的(B)所示，当发动机E处于高负载运转时，控制单元70驱动第一和第二燃料喷射阀68A、68B在相同的时刻打开，使得燃料主要喷射在执行扫气的从第一曲柄角A1到第二曲柄角A2的曲柄角范围的后期部分。具体地，控制单元70计算一个循环所必需的燃料量，并使燃料喷射阀68喷射计算出的燃料量，使得在第二曲柄角A2之前(小于第二曲柄角)的第三曲柄角A3处完成燃料喷射。在通过将由控制单元70计算的喷射必需量的燃料所需的时间段转换成根据发动机转速的曲柄角、并从第三曲柄角A3中减去该曲柄角获得的曲柄角处开始燃料喷射。因此，如果发动机转速相同，则发动机负载越高，开始燃料喷射的曲柄角越小(燃料喷射的开始时刻变得更早)。开始燃料喷射的曲柄角可以小于180度，其是前述曲柄角的中心，但是大于第一曲柄角A1。

如图4中的(C)所示，当发动机E处于中等负载运转时，控制单元70驱动第一和第二燃料喷射阀68A、68B在相同的时刻打开。具体地，控制单元70使燃料喷射阀68在从第一曲柄角A1到第二曲柄角A2的曲柄角范围的后期部分喷射燃料，并且在第三曲柄角A3处终止燃料喷射。假若发动机转速相同，则与图4中的(B)中所示的高负载运转相比，燃料喷射的开始被延迟。

如图4中的(D)所示，当发动机E处于低负载运转时，控制单元70驱动第一燃料喷射阀68A打开，同时停止驱动第二燃料喷射阀68B，使得燃料不从第二燃料喷射阀68B喷射。具体地，控制单元70使第一燃料喷射阀68A在从第一曲柄角A1到第二曲柄角A2的曲柄角范围的后期部分喷射燃料，并且在第三曲柄角A3处终止燃料喷射。燃料喷射的总量小于中等负载运转，但是因为没有驱动第二燃料喷射阀68B喷射燃料，所以与驱动两个燃料喷射阀68喷射燃料时相比，燃料喷射的开始变得更早。另一方面，与驱动两个燃料喷射阀68喷射燃料时相比，第一燃料喷射阀68A的喷射量增加，因此，关于第一燃料喷射阀68A的误差的比率变小，并且误差量变小。

具有上述结构的发动机E在启动后如下所述地运转。参考图1，首先，在活塞23的向上冲程期间，曲柄室2A中的压力降低，这是由于随同活塞23的向上移动而引起的曲柄室2A的膨胀。这导致簧片阀54打开，并且新鲜空气经由进气端口53流入曲柄箱2A。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，使得其温度变高，并且当活塞23靠近上死点时，空气燃料混合物自点火(压缩点火)。要注意的是，在发动机E启动时，燃料通过火花塞30的火花点火而燃烧。

此后，当活塞23开始其向下冲程时，曲柄室2A中的压力增加，这是由于随同活塞23的向下移动而引起的曲柄室2A的收缩。这使得簧片阀54关闭，借此曲柄室2A中的新鲜空气被压缩。当活塞23向下移动时，由阀致动机构34驱动的排气阀32打开排气端口31。由此，燃烧室29中的膨胀的废气(燃烧气体)作为吹除流流到排气端口31。随后，当活塞23的上端边缘开始低于扫气孔口56的上边缘时(即，当活塞23打开扫气端口55时)，燃烧室29与扫气端口55连通。此时，由于燃烧室29中的燃烧气体流到排气端口31，因此燃烧室29中的压力已经充分降低，变得低于曲柄室2A中的压力。因此，曲柄室2A中的新鲜空气通过扫气端口55流入燃烧室29。由此，燃烧室29中的燃烧气体通过被进入燃烧的新鲜空气推出而通过排气端口31排出。此后，燃料从燃料喷射阀68朝向扫气端口55喷射，并且产生的空气燃料混合物流入燃烧室29。此时，空气燃料混合物在早些时候进入燃烧室29的新鲜空气层下形成一层。

当活塞23再次开始向上冲程时，燃料喷射阀68在扫气端口55被活塞23关闭之前停止燃料喷射。当活塞23在扫气端口55被活塞23关闭之后进一步向上移动时，由凸轮47驱动的排气阀32关闭排气端口31。由于在燃烧室29中的新鲜空气层下形成空气燃料混合物层，所以抑制了在排气阀32关闭排气端口31之前空气燃料混合物通过排气端口31的漏气。此后，当活塞23向上移动时，燃烧室29中的空气燃料混合物被压缩。同时，曲柄室2A中的压力降低，并且新鲜空气通过簧片阀54被吸进。压缩空气燃料混合物在活塞23靠近上死点的预定时刻自点火。

这样，发动机E执行双循环运转。扫气气体和废气经由气缸22从扫气端口55到排气端口31的流动被实现为沿相对直的路径引导的单流。

在下文中，将描述根据本实施例的发动机E的效果。发动机E设置有多个用于将燃料喷射到扫气端口55中的燃料喷射阀68。因为燃料喷射阀68将燃料喷射到扫气端口55中，所以不需要将高压喷射系统应用于燃料喷射阀。另外，因为燃料喷射阀68的燃料喷射的开始从扫气端口55被打开的第一曲柄角A1延迟，所以在扫气的早期阶段将新鲜空气送入气缸22，并且在扫气的后期阶段将空气燃料混合物送入气缸22。因此，即使当发动机E是长冲程发动机时，也执行分层扫气，并且抑制了空气燃料混合物的漏气。另一方面，在低压喷射系统中，当燃料喷射的开始从扫气端口55被打开的第一曲柄角A1延迟时，可能需要可以在每单位时间喷射大量燃料的大型或特殊喷射阀来在短时间内完成燃料喷射。然而，在本实施例的发动机E中，因为设置了多个燃料喷射阀68，所以可以通过使用紧凑的、通用的和低成本的燃料喷射阀68在短时间内喷射预定量的燃料。

如图3所示，在本实施例中，设置多个燃料喷射阀68，以便朝向扫气孔口56喷射燃料，该扫气孔口是扫气端口55在气缸22侧的开口。由此，从燃料喷射阀68喷射燃料时到燃料流入燃烧室29时的时间减少，使得在适当的时刻向燃烧室29供应适当量的燃料。这改进了分层扫气效果。

当喷射量增加并且因此喷射时期变长时，燃料喷射阀68的燃料喷射具有较小的误差比率。与此相关，在本实施例中，用于驱动控制多个燃料喷射阀68的控制单元70在要喷射的燃料量相对较大的中等和高负载运转中驱动所有燃料喷射阀68，并且在要喷射的燃料量相对较小的低负载运转时停止驱动至少一个燃料喷射阀68(第二燃料喷射阀68B)，如图4所示。因此，在燃料喷射量较小的低负载运转中，被驱动的第一燃料喷射阀68A的喷射量增加，由此关于第一燃料喷射阀68A的误差的比率变小并且降低了燃料喷射量的误差。

此外，控制单元70驱动控制多个燃料喷射阀68，使得在第三曲柄角A3处完成燃料喷射，该第三曲柄角是比扫气端口55被活塞关闭的第二曲柄角A2早根据转速确定的预定时间的时刻。由此，可以抑制由于活塞23的通过而引起的喷射的燃料粘附到活塞23的侧表面上以及燃料喷射粘附到气缸22的与曲柄室2A连通的下部。

如图4中的(B)和(C)所示，随着负载减小或要喷射的燃料量减少，控制单元70延迟通过多个燃料喷射阀68的燃料喷射的开始。由此，喷射的燃料流入燃烧室29的时期来到扫气的后期阶段，所以抑制了空气燃料混合物的漏气。

在前文中，已经根据本发明的优选实施例描述了本发明，但是如本领域普通技术人员将容易理解的，本发明不限于这样的实施例，并且可以在不脱离本发明的精神的情况下适当地进行修改。例如，在上述实施例中，设置两个燃料喷射阀68，使得燃料喷射阀68分别将燃料喷射到两个扫气端口55中，但是可以为每个扫气端口55设置多个燃料喷射阀68。此外，可以形成数量大于燃料喷射阀68的扫气端口55。

另外，并非前述实施例中所示的所有结构元件都是必不可少的，并且可以在不脱离本发明的精神的情况下适当地选择性地使用它们。

【附图标记列表】

2 曲柄箱

2A 曲柄室

2G 进气通道

3 气缸体(气缸壁)

4 气缸头(气缸壁)

19 气缸套筒(气缸壁)

22 气缸

23 活塞

29 燃烧室

31 排气端口

32 排气阀

54 簧片阀(单向阀)

55 扫气端口

56 扫气孔口(气缸侧开口)

68 燃油喷射阀

70 控制单元

E 发动机(二冲程发动机)。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后)一种二冲程发动机，包括：

气缸壁，其限定气缸；

活塞，其可往复地设置在所述气缸中并且在所述气缸中限定燃烧室；

曲柄箱，其限定与所述气缸的下端连通的曲柄室；

进气通道，其与所述曲柄室连通；

单向阀，其用于打开和关闭所述进气通道；

扫气端口，其与所述曲柄室及所述气缸的侧部分连通，并且通过所述活塞可切换地与所述气缸连通或者与所述气缸切断连通；

排气端口，其与所述燃烧室的顶部连通；

排气阀，其用于打开和关闭所述排气端口；

多个燃料喷射阀，其用于将燃料喷射到所述扫气端口中；以及

控制单元，其被配置为驱动控制所述燃料喷射阀，以便在比所述扫气端口被所述活塞打开的时刻晚的时刻开始燃料喷射，并且在所述扫气端口被所述活塞关闭之前终止所述燃料喷射，

其中，所述控制单元被配置为随着要喷射的燃料量的减少而延迟所述燃料喷射的开始。

2.(修改后)根据权利要求1所述的二冲程发动机，其中，所述燃料喷射阀设置成相对于气缸轴线和所述气缸轴线的径向方向倾斜，以便朝向所述扫气端口的在所述气缸的一侧上的开口喷射燃料。

3.(修改后)根据权利要求1或2所述的二冲程发动机，其中，所述控制单元被配置为在中等和高负载运转时驱动全部燃料喷射阀，并且在低负载运转时停止驱动至少一个燃料喷射阀。

4.(修改后)根据权利要求1至3中的任何一项权利要求所述的二冲程发动机，其中，所述控制单元被配置为驱动控制所述燃料喷射阀，使得在比所述扫气端口被所述活塞关闭的时刻早了规定时间的时刻完成所述燃料喷射。

5.(删除)

6.(增加)一种二冲程发动机，包括：

气缸壁，其限定气缸；

活塞，其可往复地设置在所述气缸中并且在所述气缸中限定燃烧室；

曲柄箱，其限定与所述气缸的下端连通的曲柄室；

进气通道，其与所述曲柄室连通；

单向阀，其用于打开和关闭所述进气通道；

扫气端口，其与所述曲柄室及所述气缸的侧部分连通，并且通过所述活塞可切换地与所述气缸连通或者与所述气缸切断连通；

排气端口，其与所述燃烧室的顶部连通；

排气阀，其用于打开和关闭所述排气端口；

多个燃料喷射阀，其用于将燃料喷射到所述扫气端口中；以及

控制单元，其被配置为驱动控制所述燃料喷射阀，以便在比所述扫气端口被所述活塞打开的时刻晚且在所述活塞开始向上冲程之前的时刻开始燃料喷射，并且在所述扫气端口被所述活塞关闭之前终止所述燃料喷射。

7.(增加)根据权利要求6所述的二冲程发动机，其中，所述燃料喷射阀设置成相对于气缸轴线和所述气缸轴线的径向方向倾斜，以便朝向所述扫气端口的在所述气缸的一侧上的开口喷射燃料。

8.(增加)根据权利要求6或7所述的二冲程发动机，其中，所述控制单元被配置为在中等和高负载运转时驱动全部燃料喷射阀，并且在低负载运转时停止驱动至少一个燃料喷射阀。

9.(增加)根据权利要求6至8中的任何一项权利要求所述的二冲程发动机，其中，所述控制单元被配置为驱动控制所述燃料喷射阀，使得在比所述扫气端口被所述活塞关闭的时刻早了规定时间的时刻完成所述燃料喷射。

10.(增加)根据权利要求6至9中的任何一项权利要求所述的二冲程发动机，其中，所述控制单元被配置为随着要喷射的燃料量的减少而延迟所述燃料喷射的开始。

Claims (5)

1.一种二冲程发动机，包括：

气缸壁，其限定气缸；

活塞，其可往复地设置在所述气缸中并且在所述气缸中限定燃烧室；

曲柄箱，其限定与所述气缸的下端连通的曲柄室；

进气通道，其与所述曲柄室连通；

单向阀，其用于打开和关闭所述进气通道；

扫气端口，其与所述曲柄室及所述气缸的侧部分连通，并且通过所述活塞可切换地与所述气缸连通或者与所述气缸切断连通；

排气端口，其与所述燃烧室的顶部连通；

排气阀，其用于打开和关闭所述排气端口；

多个燃料喷射阀，其用于将燃料喷射到所述扫气端口中；以及

控制单元，其被配置为驱动控制所述燃料喷射阀，以便在比所述扫气端口被所述活塞打开的时刻晚的时刻开始燃料喷射，并且在所述扫气端口被所述活塞关闭之前终止所述燃料喷射。

2.根据权利要求1所述的二冲程发动机，其中，所述燃料喷射阀设置成朝向所述扫气端口的在所述气缸的一侧上的开口喷射燃料。

3.根据权利要求1所述的二冲程发动机，其中，所述控制单元被配置为在中等和高负载运转时驱动全部燃料喷射阀，并且在低负载运转时停止驱动至少一个燃料喷射阀。

4.根据权利要求1所述的二冲程发动机，其中，所述控制单元被配置为驱动控制所述燃料喷射阀，使得在比所述扫气端口被所述活塞关闭的时刻(A2)早了规定时间的时刻完成所述燃料喷射。

5.根据权利要求4所述的二冲程发动机，其中，所述控制单元被配置为随着要喷射的燃料量的减少而延迟所述燃料喷射的开始。