CN1313463A - 四冲程内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种四冲程－内燃机,它至少有两个进汽阀(8,9)和一个进汽流动通路,对每个汽缸(1)而言该进汽流动通路至少有两个进汽通道,这两个进汽通道有一公共进汽管(13),然后分支,进到进汽阀(8,9)处分离开来,由进汽阀出来至少有一个进汽通道是作为充汽流动通道(11),另一个为充汽通道(12)。位于进汽流动通道内设有一个节流装置(21)以调节充汽。进汽流动通路是与供油装置连接起来的。为了尽可能通过简单方法在低耗油情况下改善排汽质量,本发明的燃油供给装置是由一个为两个进汽通道共用的汽化器(14)所构成的,最好是将汽化器(14)置于进汽管(13)的进汽通道的分支区域内。

Description

四冲程内燃机
本发明涉及一种四冲程内燃机，它至少有两个进气阀和一个进汽流动通路，对每个汽缸而言，该进汽流动通路至少有两个进汽通道，该两进汽通道从一个公共进汽管开始分支，并被分别导入进汽阀，其中至少有一个进汽通道是构成充汽流动通道，并且至少有一个进汽通道是用作充汽通道。在进汽流动通路上设有一个节汽装置以调节充汽。进汽流动通路与燃油供应装置连接在一起。
从AT402535B可熟知上述提到的这种类型的内燃机。为了在部分负荷下能够在燃烧室内得到很强的充汽涡旋而又不致于影响到满负荷时(由于流动系数较差原因)的充汽流动，以及可能使发动机功率恶化，这种熟知的内燃机设有一充汽流动通道和一个充汽通道。其燃油是通过一喷射装置借助于设置在两个进汽通道之间的一个通道隔墙区内的一喷射器，沿进汽孔方向间接地喷射到两个进汽通道里。通过一个置于充汽通道之内的节流阀，可以影响到燃烧室内的混合物。由此可以在燃烧室内产生一个充汽层，以便当整个混合物十分稀薄的情况下也能够在火花塞区形成一种易点燃的、较浓的混合物。从而能够满足低耗油情况下的十分严格的排汽规范。
因为是通过间接喷射，其进汽通道结构和燃油输送装置相对较昂贵，所以这种熟知系流很适合于多车辙的汽车，而在单车辙的机动车上，特别是对小容量的摩托车来说则其喷射系流就不适宜了，因为此时人们期望的是能够节省一些燃料。此外，喷射系统需要较大量的控制和能量，这对内燃机的结构尺寸、重量以及制造费用都会带来不利的影响。
本发明的目的在于，为避免这些缺点和尽可能通过简单的方式来改善上述所提到的这种类型内燃机的排汽质量。同时，使耗油量尽可能低。
按照本发明是这样来解决其任务的：燃油供应装置由一个用于两个进汽通道的汽化器形成，最好使该汽化器置于从进汽管的两个进汽通道的分支区内。通过充汽流支通道、充汽通道以及一个普通的汽化器共同组合而成的燃料供应装置，既可以通过很简单的方式以十分小的发射值即可控制燃烧室的燃烧，又可使所消耗燃料非常少。由于在复式进汽通道配置上具有一个充汽通道和一个充汽流动通道，因此在采用通常的汽化器时可以不需要复杂的电汽和电子装置。这样就省去了用于喷射燃油及较高能量所需要的昂贵的调节和控制技术装置。这种汽化器技术可靠性很高，此外还可具有内燃机的结构体积小、重量轻及制造费用低等优点。
为了能够使燃烧室内的充汽情况根据需要进行，在本发明的另一实施例中，在节汽装置打开期间首先打开充汽流动通道，此后充汽通道才被打开。
充汽流动通道的任务在于，把一个围绕着汽缸的冲量充入到燃烧室中，该冲量可以设置成正切通道或螺旋通道。
汽化器可以由一个滑阀式汽化器，一个恒压汽化器或一转动的节流活门汽化器构成。在前两种汽化器时，汽化器的滑阀可以置于两个进汽通道之间的通道隔壁的开始区，并构成一通道间隔件。由于汽化器滑阀形成了一通道隔离，使当滑阀移动时两个进汽通道依次被打开。在这种情况下其汽化器滑阀就构成了节汽装置。但是，节汽装置也可以在一个或两个进汽通道内再附加设置节流阀。
如果在分开的两进汽通道内分别各设一个节流阀，则两个节流阀最好可以调节地先后依次打开。
如果汽化器是制成转动的节流活门汽化器，则对每个进汽通道要设有一个节流阀。该两个节流阀可调节地使两个进汽通道先后开启并由此构成了节汽装置。
为了在满负荷时达到最大的功率效率，当汽化器设有一个沿着朝充汽通道流动的方向设置的满负荷动力喷嘴时，就使该满负荷动力喷嘴的燃料射束大部分进入到充汽通道中时，这将是特别有利的。
本发明的进一步结构是：在位于节汽装置的下游在两个进汽通道之间的通道隔壁内，至少设有一个连接两个进汽通道的、可自动切断的隔膜阀，在出现压差情况下该阀从充汽流动通道到充汽通道有利地形成流动连接，从而能够改善汽缸充汽。
如果在节汽装置的下游至少有一个废汽返回管道与至少一个进汽通道连通，最好与充汽流动通道连通，则这对改善废气质量是十分有利的。在这点上，可以通过一个滑阀来启动废汽返回，该滑阀最好与节汽装置的控制系统连接起来。
设计该方案的构思是：构成正切或螺旋管道的充汽流动通道要比充汽通道长些。如果充汽流动通道是制成正切式管道，则它只能有一个很小的弯曲度，而且要朝着阀门轴线明显地倾斜，以及汽流在碰到汽缸壁上能够产生一个切向流动，并使该汽流在汽缸中会形成一个很强的涡旋流动。充汽通道或，中性管道(Neutralkanal)比起正切通道有一较大的弯曲度，然而，朝着阀门轴线的倾斜度较小。它会产生一个大约朝着汽缸中心的注流，该注流既不会产生一个显著的涡旋流动，又不会造成涡流运动。
充汽通道的节流能确保从这个通道的充汽流对汽缸室产生一个比正切通道供给的空气更小的冲量。位于汽缸室的整个流动区皆被非节流的切向通道所控制。充汽流动产生快、稳定及均匀的燃烧。这样，尽管汽被较强地压缩，但产生的爆震侵害较小。这就为低耗油内燃机创造了结构上十分轻小的有利条件。同时，对提高废汽回收率大有好处，能够显著地降低Nox的排放量。
为了在燃烧室内产生所述的充汽流动，当至少有两个进汽通道是被此叠放于汽化器出口区时，并最好使其充汽通道又位于充汽流动通道之上时，则大为有利。
为了使内燃机尽可能制作得尽可能紧凑，汽化器被设制成横流式汽化器(Querstromvergaser)。在此必须注意：进汽能道在汽化器和进汽阀之间设一水平导向装置，且最好有一坡度。
在本发明的范围中可以进一步考虑的是：至少有一个进汽通道(最好是充汽流动通道)起码有一个坡口边。这样可以避免由于燃料送入而形成的燃料壁膜导入到汽缸壁上。如果坡口边是处在与汽缸壁相邻的进汽通道的一侧上，则尤为有利。因为燃料壁膜大量地出现在通道弯曲部分的外侧上，所以最好使坡口边置于进汽通道的弯曲段的外侧上。
为了在部分负荷时能够充分利用对汽缸充汽时的进汽通道的谐振效应，则如在进汽通道的一个通道内置有一个通道环，则很有好处。该通道环最好置于充汽流动通道内且为一环状。为了使充汽能够以最短的路程送往汽缸，可借助于在通道环交叉处的一旁通口使该通道环走旁路，此时由一旁路阀根据发动机的负载来控制旁通口。旁路阀以简单的结构形式制成隔膜阀，隔膜阀对旁通口的打开或关闭，取决于回流进入和流出之间的压差。
下面借助草图来详细说明本发明，它们是：
图1以横断面表示本发明一实施例的内燃机；
图2是按照图1中“Ⅱ-Ⅱ”线剖取的内燃机剖面图；
图3是本发明的第二实施例的内燃机；
图4是本发明的第三实施例的内燃机；
图5是按照图4中“Ⅴ-Ⅴ”线剖取的进汽通道剖面图；
图6是按照本发明的内燃机斜视图；
图7和图8是本发明另一实施例的内燃机的进汽通道的侧视及正视图。
图1表示按照本发明的内燃机1的垂直于曲轴线7a的一个横断面。燃烧室2由一个在汽缸3内来回运动的活塞4以及由汽缸头5构成的房顶形燃烧室盖6组成。进汽阀8和9在汇流到燃烧室2时是倾斜于汽缸轴线7的，分别被导向进汽阀8和9的第一和第二汽进通道连通于燃烧室2。在此第一进汽通道是作为充汽流动通道11，第二进汽通道是构成充汽通道12。充汽流动通道11可以是一个切向通道或一个螺旋形通道。标号10代表排汽阀。
充汽流动通道11和充汽通道12由公共进汽管13开始分支，在该公共进汽管中置有用作燃料供应装置的汽化器14。在图1和图2所示的实施例的汽化器14是由一个滑阀式汽化器构成的，并例如设有一个圆柱形的汽化器滑阀15。汽化器滑阀15位于充汽流动通道11和充汽通道12之间的管道隔墙16的开始段，它起到节汽装置21和两个进汽管道的管道隔开装置的作用。
位于充汽流动通道11和充汽通道12之间的通道隔墙16在它的开始区设有一开口17，该开口由一隔膜阀18封住。在充汽流动通道11和充汽通道12之间出现压差的情况下，则隔膜阀打开，这样，形成充汽流动通道11至充汽通道12的流通连接。
在汽化器滑阀15的上游，满负荷动力喷嘴(Volllastanreicherungsduse)19连通于进汽管道13，并且连接于进汽管13的上半部，使大多数排出的燃料射束进入到充汽通道12中。
由汽化器滑阀15组成的节流装置21用来调节充汽。在打开运动过程中首先打开充汽流动通道11，然后打开充汽通道12。
废汽反回管道20至少要与充汽流动通道11连通。设于充汽流动通道11内的坡口边(Abrisskante)的标号为22，该坡口边使可能出现的燃料壁膜从通道壁上脱离并阻止汽缸3的壁3a受到侵润。
图3为内燃机的一实施例。在该实施例中，位于充汽流动通道11和充汽通道12的初始区设有一个构成恒压汽化器的汽化器14。汽化器14在通道分开壁16的开始区设有一个汽化器滑阀15。在充汽流动通道11和充汽通道12内设有一个用作节流装置的节流阀21a和21b。节流阀21a和21b可调节地先后依次开启，即首先是充汽流动通道11打开，接着是充汽通道11打开。废汽返回管道20至少与两个进汽通道中的一个通道连通。废汽的返回由一个图中没有表示出的滑阀来控制，该滑阀通过一个控制分配器与节流阀21a和21b的控制部分连接。因此，在节流阀21a和21b的某些位置能使汽得以返回。
在这个实施例中，在充汽流动通道11和充汽通道12之间在通道隔壁16上设有一开口17。该开口由一隔膜阀18封闭住，并且只有当两个通道之间有足够的压差时方能被开启。
图4和图5是类似于上述诸实施例的另一实施例，此处的汽化器14由一个转动节流活门汽化器组成。对于每个进汽通道汽化器14皆设有一个转动节流阀15a,15b，也就是说，为充汽流动通道11设一个，为充汽通道12也设一个。构成节流装置21的转动节流阀15a、15b可调节地先后依次打开，即，首先打开充汽流动通道11，然后打开充汽通道12。类似于上述诸实施例，在汽化器14的下游而在充汽流动通道11和充汽通道12之间的隔壁16上设有一开口17，该开口可由一个隔膜阀18封闭住。当充汽流动通道11和充汽通道12之间有压差时，则形成流通连接。
图6为一内燃机的斜视图，它有一个汽化器14，一个通过内燃机盖6表示的汽缸3。汽化器14例如可被设置为一恒压式汽化器。由汽化器14出来是一个弯曲的充汽流动通道11和一个弯曲的充汽通道12，并通过一个置于燃烧室盖6的进汽阀8,9与燃烧室2连通。在图6所示的实施例中，每个汽缸3只设有一个排汽阀10。
图7和图8表示一内燃机的另一实施例的充汽流动通道11和充汽通道12。充汽流动通道11设有一通道环23，该充汽可在该环内偏转大约360°的一角度范围。为了能够在局部负荷范围内利用汽缸充汽的谐振效应，可以延长吸汽路程。环形通道环23可以通过一个置于环交处23c的充汽流动通道11的壁11a上的一旁通口24走旁路。根据发动机负荷通过旁通阀25可以控制流过该旁通口24的流量。在图7和图8中旁通阀是制成隔膜阀，当在环进口23a和环出口23b之间出现预定的压力差时该阀门开启。因此，在满负荷时管道环23可以走旁路，以便避免由于流量路程的加长而造成的充汽损失。箭头26表示通过进汽通道的汽流。

Claims (27)

1．一种四冲程内燃机，它至少有两个进汽阀(8,9)和一个进汽流动通道，对每个汽缸(1)而言该进汽流动通路至少有两个从一个公共进汽管(13)开始分支并被分别导入进汽阀(8,9)的进汽通道，其中至少有一个进汽通道是构成充汽流动通道(11)并且至少有一个进汽通道是用作充汽通道(12)，在进汽流动通道上设有一个节汽装置(21)以调节充汽，进汽流动通路与燃油供应装置连接在一起，其特征在于，该燃油供应装置由一个为两个进汽通道共用的汽化器(14)所组成，最好该汽化器(14)设置于从进汽管(13)的诸进汽通道的分支区。
2．按照权利要求1的内燃机，其特征在于，在节流装置(21)开启时，充汽流动通道(11)先打开，接着充汽通道(12)打开。
3．按照权利要求1或2的内燃机，其特征在于，充汽流动通道(11)设置成一切向通道。
4．按照权利要求1或2要求的内燃机，其特征在于，充汽流动通道(11)设置成一螺旋通道。
5．按照权利要求1-4中任一项的内燃机，其特征在于，汽化器(14)为滑阀式汽化器。
6．按照权利要求1-4中任一项的内燃机，其特征在于，汽化器(14)为恒压汽化器。
7．按照权利要求5或6的内燃机，其特征在于，汽化器(14)设有一汽化器滑阀(15)，该滑阀是设于两个进汽通道之间的一通道隔离壁(16)的开始段，并且构成一个通道隔开机构。
8．按照权利要求7的内燃机，其特征在于，汽化器滑阀(15)构成一节流装置(21)。
9．按照权利要求1-4中任一项的内燃机，其特征在于，汽化器(14)设置转动节流阀汽化器，一转动节流阀(15a,15b)最好位于每个进汽通道中，并且这些转动节流阀(15a,15b)可调节地先后依次启动。
10．按照权利要求9要求的内燃机，其特征在于，转动节流阀(15a,15b)构成节流装置(21)。
11．按照权利要求1-10中任一项的内燃机，其特征在于，节流装置(21)每个进汽管至少设有一个节流阀(21a,21b)。
12．按照权利要求1-11中任一项的内燃机，其特征在于，汽化器(14)设有一满负荷动力喷嘴(19)，该喷嘴置于朝充汽通道(12)的流动方向，这样，压缩喷嘴(19)的油料射速主要进入到充汽通道(12)中。
13．按照权利要求1-12中任一项的内燃机，其特征在于，在节流装置(21)的下游在两个进汽通道之间的管道隔离壁(16)上，至少设有一个连接两个进汽通道的、可自动切断的隔膜阀(18)，该阀在出现压差时能够很好地从充汽流动通道(11)到充汽通道(12)形成流通连接。
14．按照权利要求1-13中任一项的内燃机，其特征在于，在节流装置(21)的下游至少有一个废汽返回管道(20)与至少一个进汽通道连接，最好是与充汽流动通道(11)连接。
15．按照权利要求14要求的内燃机，其特征在于，废汽回流可由一个滑阀控制，该滑阀最好与节流装置(21)的控制部分连接。
16．按照权利要求1-15中任一项的内燃机，其特征在于，充汽流动通道(11)与充汽通道(12)的长度是不同的，最好充汽流动通道(11)比充汽通道(12)长些。
17．按照权利要求1-16中任一项的内燃机，其特征在于，至少两个进汽通道是彼此叠放于汽化器出口区的，最好是充汽通道(12)置于充汽流动通道(11)之上。
18．按照权利要求1-17中任一项的内燃机，其特征在于，进汽通道在汽化器(14)和进汽阀之间有一坡度。
19．按照权利要求1-18中任一项的内燃机，其特征在于，汽化器(14)制成横流汽化器。
20．按照权利要求1-19中任一项的内燃机，其特征在于，至少有一个进汽通道，最好是充汽流动通道(11)设有至少一个坡口边(22)。
21．按照权利要求20要求2的内燃机，其特征在于，坡口边(22)位于邻近汽缸(3)的缸壁(3a)的进汽通道的一侧上。
22．按照权利要求20或21要求的内燃机，其特征在于，坡口边(22)位于进汽通道的弯曲段的外侧。
23．按照权利要求1-22中任一项的内燃机，其特征在于，位于诸进汽通道中的一个通道内有一个通道环(23)。
24．按照权利要求23要求的内燃机，其特征在于，通道环(23)置于充汽流动通道(11)内。
25．按照权利要求23或24要求的内燃机，其特征在于，通道环(23)可以根据发动机工作状态走旁路。
26．按照权利要求25要求的内燃机，其特征在于，通道环(23)由控制一旁通口(24)的一旁路阀(25)走旁路的。
27．按照权利要求26要求的内燃机，其特征在于，傍通阀(25)为一个隔膜阀，该阀当通道环(23)的环进口(23a)和出口(23b)之间出现预定的压差时，则使旁通口(24)打开。
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