用于渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的氣口排列系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的氣口排列系統(tǒng)包括氣缸，該氣缸包括氣缸壁和氣缸蓋。至少一個(gè)進(jìn)氣口設(shè)置在氣缸壁中。該至少一個(gè)進(jìn)氣口布置成離氣缸蓋有第一距離，并流體地連接至渦輪增壓器的壓縮機(jī)部。第一排氣口設(shè)置在氣缸壁中。該第一排氣口布置成離氣缸蓋有第二距離，并通過第一排氣通路流體地連接至渦輪增壓器的渦輪部。第二排氣口設(shè)置在氣缸壁中。第二排氣口布置成離氣缸蓋有比第二距離長的第三距離，并且第二排氣口流體地連接至旁通渦輪部的第二排氣通路。
【專利說明】用于渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的氣口排列系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的領(lǐng)域，尤其地涉及一種用于渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的氣口排列系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]通常，內(nèi)燃機(jī)采取兩種形式，四沖程系統(tǒng)或二沖程系統(tǒng)。在四沖程系統(tǒng)中，燃燒過程通過四個(gè)活塞沖程發(fā)生。即，(I)進(jìn)氣沖程，在該進(jìn)氣沖程期間，活塞在氣缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)，以吸入空氣/燃料混合物，(2)壓縮沖程，在該壓縮沖程期間，空氣/燃料混合物在活塞與氣缸蓋之間被壓縮，(3)動(dòng)力沖程，在該動(dòng)力沖程期間，空氣/燃料混合物的燃燒沿著氣缸驅(qū)動(dòng)活塞，以產(chǎn)生功，和(4)排氣沖程，在該排氣沖程期間，從氣缸排出由燃燒產(chǎn)生的廢氣。相比之下，在二沖程系統(tǒng)中，燃燒過程的四個(gè)部分被壓縮成兩個(gè)活塞沖程，(I)進(jìn)氣/壓縮沖程和(2)動(dòng)力/排氣沖程。二沖程汽油(燃?xì)?發(fā)動(dòng)機(jī)通常用于高功率的手持式應(yīng)用，諸如割草機(jī)、修剪器、舷外馬達(dá)、摩托車和鏈鋸。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)依賴于在壓縮期間產(chǎn)生的熱，以點(diǎn)燃燃料/空氣混合物。二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用于許多大的工業(yè)應(yīng)用和船舶應(yīng)用。
[0003]回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)采用了成形并定位成將新鮮的空氣/燃料的混合物朝著燃燒室引導(dǎo)的掃氣口?？諝?燃料混合物撞擊氣缸蓋，順著燃燒室的曲率，然后向下偏轉(zhuǎn)。向下偏轉(zhuǎn)防止燃料/空氣混合物與廢氣一起直接從排氣口逸出，并且還產(chǎn)生改善燃燒效率、動(dòng)力和經(jīng)濟(jì)性的旋渦湍流。在渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，在動(dòng)力/排氣沖程期間，來自渦輪增壓器的壓縮機(jī)部的壓縮空氣通過進(jìn)氣口被引導(dǎo)到燃燒室中。壓縮空氣幫助驅(qū)趕廢氣通過排氣口以及在進(jìn)氣/壓縮沖程期間與燃料混合，以有助于燃燒過程。
[0004]在動(dòng)力/排氣沖程的一部分期間，廢氣釋放壓力，從而對驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器的渦輪部幾乎沒有貢獻(xiàn)。此外，在較低的壓力下，廢氣時(shí)?？山档蜏u輪/發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率。因此，想要的是，提供一種在活塞的動(dòng)力/排氣沖程的一部分期間使來自渦輪增壓器的渦輪部的廢氣改變方向的系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)示例性實(shí)施例，用于渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的氣口排列系統(tǒng)包括氣缸，該氣缸包括氣缸壁和氣缸蓋。至少一個(gè)進(jìn)氣口設(shè)置在氣缸壁中。該至少一個(gè)進(jìn)氣口布置成離氣缸蓋有第一距離，并流體地連接至渦輪增壓器的壓縮機(jī)部。第一排氣口設(shè)置在氣缸壁中。該第一排氣口布置成離氣缸蓋有第二距離，并通過第一排氣通路流體地連接至渦輪增壓器的渦輪部。第二排氣口設(shè)置在氣缸壁中。該第二排氣口布置成離氣缸蓋有比第二距離長的第三距離。第二排氣口流體地連接至旁通繞過渦輪部的第二排氣通路。
[0006]根據(jù)另一示例性實(shí)施例，操作渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的方法包括:使在第一壓力的廢氣的第一部分穿過在氣缸的氣缸壁中形成的第一排氣口 ；通過第一排氣通路將廢氣的第一部分引導(dǎo)至渦輪增壓器的渦輪部；使在比第一壓力低的第二壓力的廢氣的另一部分穿過在氣缸壁中形成的第二排氣口 ；和將廢氣的第二部分引導(dǎo)通過旁通繞過渦輪部的第二排氣通路。
[0007]根據(jù)又一示例性實(shí)施例，渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)包括具有壓縮機(jī)部和渦輪部的渦輪增壓器。渦輪部流體地連接至排氣通道。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體包括流體地連接至渦輪增壓器的活塞氣缸。活塞氣缸包括至少部分地限定燃燒室的氣缸壁和氣缸蓋?；钊瑒?dòng)地布置在活塞氣缸內(nèi)。至少一個(gè)進(jìn)氣口設(shè)置在氣缸壁中。該至少一個(gè)進(jìn)氣口布置成離氣缸蓋有第一距離，并流體地連接至壓縮機(jī)部。第一排氣口設(shè)置在氣缸壁中。該第一排氣口布置成離氣缸蓋有第二距離，并通過第一排氣通路流體地連接至渦輪部。第二排氣口設(shè)置在氣缸壁中。該第二排氣口布置成離氣缸蓋有比第二距離長的第三距離。第二排氣口流體地連接至第二排氣通路，以旁通繞過渦輪部。
[0008]本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:
1.一種用于渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的氣口排列系統(tǒng)，包括:
氣缸，其包括氣缸壁和氣缸蓋；
設(shè)置在所述氣缸壁中的至少一個(gè)進(jìn)氣口，所述至少一個(gè)進(jìn)氣口布置成離所述氣缸蓋有第一距離，并流體地連接至渦輪增壓器的壓縮機(jī)部；
設(shè)置在所述氣缸壁中的第一排氣口，所述第一排氣口布置成離所述氣缸蓋有第二距離，并通過第一排氣通路流體地連接至所述渦輪增壓器的渦輪部；以及
設(shè)置在所述氣缸壁中的第二排氣口，所述第二排氣口布置成離所述氣缸蓋有比所述第二距離長的第三距離，所述第二排氣口流體地連接至旁通繞過所述渦輪部的第二排氣通路。
[0009]2.根據(jù)方案I所述的氣口排列系統(tǒng)，其中，所述第二距離小于所述第一距離。
[0010]3.根據(jù)方案I所述的氣口排列系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)進(jìn)氣口包括第一面積，所述第一排氣口包括第二面積，并且所述第二排氣口包括比所述第二面積大的第三面積。
[0011]4.根據(jù)方案3所述的氣口排列系統(tǒng)，其中，所述第一面積比所述第三面積大。
[0012]5.根據(jù)方案4所述的氣口排列系統(tǒng)，其中，所述第一面積是所述第三面積的大約兩倍。
[0013]6.根據(jù)方案I所述的氣口排列系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)進(jìn)氣口從第一端朝著第二端延伸，并且所述第二排氣口從第一端部延伸至第二端部，所述第二端和所述第二端部與所述氣缸蓋大約相等地間隔開。
[0014]7.根據(jù)方案I所述的氣口排列系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)進(jìn)氣口包括設(shè)置在所述氣缸壁中的布置在離所述氣缸蓋的所述第一距離處的第一進(jìn)氣口和設(shè)置在所述氣缸壁中的布置在離所述氣缸蓋的第四距離處的第二進(jìn)氣口，所述第四距離小于所述第一距離。
[0015]8.根據(jù)方案I所述的氣口排列系統(tǒng)，還包括:可調(diào)壁構(gòu)件，其布置在所述第一與第二排氣口之間。
[0016]9.一種運(yùn)行渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包括:
使在第一壓力的廢氣的第一部分穿過在氣缸的氣缸壁中形成的第一排氣口；
通過第一排氣通路將所述廢氣的第一部分引導(dǎo)至渦輪增壓器的渦輪部；
使在低于第一壓力的第二壓力的所述廢氣的另一部分穿過在所述氣缸壁中形成的第二排氣口 ；以及
將所述廢氣的第二部分引導(dǎo)通過第二排氣通路，以旁通繞過所述渦輪部。
[0017]10.根據(jù)方案9所述的方法，其中，使廢氣的第一部分穿過第一排氣口包括使廢氣的第一部分穿過與所述氣缸的氣缸蓋間隔開第一距離的第一排氣口，并且其中，使廢氣的第二部分穿過第二排氣口包括使廢氣的第二部分穿過與所述氣缸蓋間隔開第二距離的第二排氣口，所述第二距離大于所述第一距離。
[0018]11.根據(jù)方案9所述的方法，還包括:使布置在所述第一與第二排氣口之間的可調(diào)壁構(gòu)件移動(dòng)。
[0019]12.根據(jù)方案9所述的方法，還包括:將壓縮空氣從所述渦輪增壓器的壓縮機(jī)部引導(dǎo)到所述氣缸中。
[0020]13.根據(jù)方案12所述的方法，其中，將壓縮空氣引導(dǎo)到所述氣缸中包括使壓縮空氣的第一部分通過離所述氣缸的氣缸蓋有第一距離的形成在所述氣缸壁中的第一進(jìn)氣口進(jìn)入所述氣缸，和使壓縮空氣的第二部分穿過離所述氣缸蓋有第二距離的形成在所述氣缸壁中的第二進(jìn)氣口，所述第二距離大于所述第一距離。
[0021]14.一種渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，包括:
渦輪增壓器，其包括壓縮機(jī)部和渦輪部，所述渦輪部流體地連接至排氣通道；
發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，其包括流體地連接至所述渦輪增壓器的活塞氣缸，所述活塞氣缸具有至少部分地限定燃燒室的氣缸壁和氣缸蓋；
活塞，其滑動(dòng)地布置在所述活塞氣缸內(nèi)；
設(shè)置在所述氣缸壁中的氣口排列系統(tǒng)，所述氣口排列系統(tǒng)包括:
設(shè)置在所述氣缸壁中的至少一個(gè)進(jìn)氣口，所述至少一個(gè)進(jìn)氣口布置成離所述氣缸蓋有第一距離，并流體地連接至所述壓縮機(jī)部；
設(shè)置在所述氣缸壁中的第一排氣口，所述第一排氣口布置成離所述氣缸蓋有第二距離，并通過第一排氣通路流體地連接至所述渦輪部；以及
設(shè)置在所述氣缸壁中的第二排氣口，所述第二排氣口布置成離所述氣缸蓋有大于所述第二距離的第三距離，所述第二排氣口流體地連接至旁通繞過所述渦輪部的第二排氣通路。
[0022]15.根據(jù)方案14所述的渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述第二距離小于所述第一距離。
[0023]16.根據(jù)方案14所述的渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述至少一個(gè)進(jìn)氣口包括第一面積，所述第一排氣口包括第二面積，并且所述第二排氣口包括比所述第二面積大的第三面積。
[0024]17.根據(jù)方案16所述的渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述第一面積比所述第三面積大。
[0025]18.根據(jù)方案14所述的渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述至少一個(gè)進(jìn)氣口從第一端朝著第二端延伸，并且所述第二排氣口從第一端部延伸至第二端部，所述第二端和所述第二端部與所述氣缸蓋大約相等地間隔開。
[0026]19.根據(jù)方案14所述的渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述至少一個(gè)進(jìn)氣口包括設(shè)置在所述氣缸壁中的布置在離所述氣缸蓋的所述第一距離處的第一進(jìn)氣口和設(shè)置在所述氣缸壁中的布置在離所述氣缸蓋的第四距離處的第二進(jìn)氣口，所述第四距離小于所述第一距離。
[0027]20.根據(jù)方案14所述的渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，還包括:可調(diào)壁構(gòu)件，其布置在所述第一與第二排氣口之間。
[0028]本發(fā)明以上的特征和優(yōu)點(diǎn)及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)當(dāng)結(jié)合附圖理解時(shí)將容易地從本發(fā)明以下的詳細(xì)說明顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]僅作為示例，其他的特征、優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)在實(shí)施例的以下詳細(xì)說明中顯現(xiàn)，詳細(xì)說明參考附圖，其中:
圖1描繪根據(jù)示例性實(shí)施例的用于渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的氣口排列系統(tǒng)的示意平面圖；
圖2描繪根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面的用于渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的氣口排列系統(tǒng)的示意平面圖；
圖3描繪根據(jù)示例性實(shí)施例的又一方面的用于渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的氣口排列系統(tǒng)的示意平面圖；以及
圖4是根據(jù)示例性實(shí)施例的一個(gè)方面的可調(diào)排氣口的局部平面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]在圖1中的2處總的指示了根據(jù)示例性實(shí)施例的渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2包括渦輪增壓器4，該渦輪增壓器4具有通過軸10耦連至渦輪部8的壓縮機(jī)部6。壓縮機(jī)部6包括接收空氣的入口 12，并且渦輪部8包括流體地連接至排氣通路或通道14的出口 13。壓縮機(jī)部6還連接至補(bǔ)充驅(qū)動(dòng)構(gòu)件15。補(bǔ)充驅(qū)動(dòng)構(gòu)件15可采取電驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)或機(jī)械驅(qū)動(dòng)的形式，其在渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2的起動(dòng)期間將輸入動(dòng)力提供至壓縮機(jī)部6。渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2還包括發(fā)動(dòng)機(jī)缸體16,該發(fā)動(dòng)機(jī)缸體16具有一個(gè)或多個(gè)活塞氣缸,其中一個(gè)在20處示出。以下的說明本質(zhì)上僅是示例性的，并且不旨在限制本公開、其應(yīng)用或用途。應(yīng)理解的是，貫穿整個(gè)附圖，對應(yīng)的附圖標(biāo)記指示相同的或?qū)?yīng)的部件和特征。
[0031]根據(jù)不例性實(shí)施例，活塞氣缸20包括具有內(nèi)表面25的氣缸壁24和具有內(nèi)表面部33的氣缸蓋30?；钊?6在活塞氣缸20內(nèi)移動(dòng)?；钊?6包括一對活塞環(huán)41和42和活塞銷孔44。內(nèi)表面25、內(nèi)表面部33和活塞36的外表面39共同地限定燃燒室40。活塞環(huán)41和42提供活塞36與內(nèi)表面25之間的密封，該密封在同時(shí)為了潤滑目的使有些潤滑劑的通過成為可能的同時(shí)限制來自燃燒室40的壓縮氣體通過?；钊N孔44接納將活塞36接合至連桿(未示出)的活塞銷(未示出)。連桿聯(lián)接至曲軸(未示出)，該曲軸(未示出)提供使活塞36在活塞氣缸20內(nèi)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。
[0032]活塞氣缸20還包括氣口排列系統(tǒng)60。如以下將更充分地討論地，氣口排列系統(tǒng)60將空氣和燃料引導(dǎo)到活塞氣缸20中，并引導(dǎo)來自活塞氣缸20的廢氣。氣口排列系統(tǒng)60包括多個(gè)進(jìn)氣口，其中三個(gè)在64、65和66處示出。進(jìn)氣口 64-66流體地連接至進(jìn)氣通路68。進(jìn)氣通路68流體地連接至壓縮機(jī)部6并將壓縮空氣輸送到活塞氣缸20中，并且可包括中冷器69。如果提供，中冷器69降低從壓縮機(jī)部6進(jìn)入活塞氣缸20的空氣的溫度。如以下將更充分地討論地，進(jìn)氣口 64從第一端70延伸至第二端71，以限定用于輸入壓縮空氣的具有第一面積的開口(未單獨(dú)標(biāo)記)。進(jìn)氣口 65和66包括相似的幾何形狀。氣口排列系統(tǒng)60還包括多個(gè)第一排氣口，其中三個(gè)指示于74、75和76 ;和多個(gè)第二排氣口，其中三個(gè)指示于 80,81 和 82。
[0033]根據(jù)示例性實(shí)施例，第一排氣口 74-76流體地連接至第一排氣通路86。第一排氣通路86流體地連接至渦輪部8。根據(jù)示例性實(shí)施例的一個(gè)方面，第一排氣通路86可設(shè)置有閥87。閥87選擇性地關(guān)閉，以尤其在渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2的起動(dòng)期間提供附加的壓縮。第二排氣口 80-82流體地連接至旁通繞過渦輪部8的第二排氣通路89。第一排氣口 74從第一端部91延伸至第二端部92，以限定用于使廢氣傳遞到渦輪部8的具有第二面積的開口(未單獨(dú)標(biāo)記)。第一排氣口 75和76包括相似的幾何形狀。第二排氣口80從第一端部94延伸至第二端部95，以限定用于使廢氣傳遞到排氣通道14的具有第三面積的開口(同樣未單獨(dú)標(biāo)記)。根據(jù)示例性實(shí)施例的一個(gè)方面，第二面積比第一面積和第三面積小。第三面積可等于或小于第一面積。第一排氣口 74-76布置在離氣缸蓋30的第一距離。第二排氣口 80-82布置在離氣缸蓋30的比第一距離長的第二距離。
[0034]進(jìn)氣口 64-66使壓縮空氣進(jìn)入活塞氣缸20?；钊?6移至上止點(diǎn)(TDC)位置，以壓縮空氣。接近TDC燃料被噴射并混合，以形成可燃混合物。由壓縮空氣產(chǎn)生的熱點(diǎn)燃可燃混合物?？扇蓟旌衔锶紵?膨脹，以在活塞氣缸20中朝著下止點(diǎn)(BDC)位置驅(qū)動(dòng)活塞36。隨著活塞36響應(yīng)于燃燒氣體移動(dòng)，第一排氣口 74-76暴露。在第一壓力的燃燒氣體的第一部分穿過第一排氣口 74-76，以驅(qū)動(dòng)渦輪部8。第一排氣口 74-76的第二面積用作噴嘴，以進(jìn)一步提高傳遞到渦輪部8的燃燒氣體的第一部分的壓力。隨著活塞36繼續(xù)移動(dòng)，并且燃燒氣體釋放壓力或動(dòng)量，第二排氣口 80-82打開，以允許在比第一壓力低的第二壓力的燃燒氣體的第二或剩余部分傳遞到排氣通道14，從而旁通繞過渦輪部8。以這種方式，較低壓力的燃燒氣體/廢氣沒有被朝著渦輪部8引導(dǎo)，而是被允許從渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2自由地流過排氣通道14。將較低壓力的廢氣/燃燒氣體直接引導(dǎo)通過排氣通道14借助降低背壓來提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率，壓縮機(jī)可能為了通過氣缸的流動(dòng)掃氣而抵抗該背壓工作。
[0035]現(xiàn)在將參考圖2,其中，在描述根據(jù)不例性實(shí)施例的另一方面的氣口排列系統(tǒng)100中，相同的附圖標(biāo)記代表相應(yīng)視圖中的對應(yīng)部件。氣口排列系統(tǒng)100包括多個(gè)進(jìn)氣口，其中三個(gè)在104、105和106處示出。進(jìn)氣口 104-106流體地連接至具有單向止回閥108的進(jìn)氣通路107。進(jìn)氣通路107流體地連接至壓縮機(jī)部6，并將壓縮空氣輸送到活塞氣缸20中。進(jìn)氣口 104從第一端110延伸至第二端111，以限定用于輸入壓縮空氣的具有第一面積的開口(未單獨(dú)標(biāo)記)。進(jìn)氣口 105和106包括相似的幾何形狀。氣口排列系統(tǒng)100還包括其中三個(gè)指示于116、117和118的多個(gè)第一排氣口和其中三個(gè)指示于120、121和122的多個(gè)第二排氣口。進(jìn)氣通路107可包括中冷器124。如果提供，中冷器69降低從壓縮機(jī)部6進(jìn)入活塞氣缸20的空氣的溫度。
[0036]根據(jù)所示的示例性方面，第一排氣口 116-118流體地連接至第一排氣通路130，該第一排氣通路130流體地連接至渦輪部8。根據(jù)示例性實(shí)施例的一個(gè)方面，第一排氣通路130可設(shè)置有閥131。閥131選擇性地關(guān)閉，以尤其在渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2的起動(dòng)期間提供附加的壓縮。第二排氣口 120-122流體地連接至旁通繞過渦輪部8的第二排氣通路133。第一排氣口 116從第一端部136延伸至第二端部137,以限定用于使廢氣傳遞到渦輪部8的具有第二面積的開口(未單獨(dú)標(biāo)記)。第一排氣口 117和118包括相似的幾何形狀。第二排氣口 120從第一端部139延伸至第二端部140，以限定用于使廢氣傳遞到排氣通道14的具有第三面積的開口(同樣未單獨(dú)標(biāo)記)。根據(jù)示例性實(shí)施例的一個(gè)方面，第二面積比第一面積和第三面積小。第三面積比第一面積小。第一面積的大小可提供來自活塞氣缸20的燃燒氣體的增強(qiáng)的掃氣。
[0037]在所示的示例性方面中，第一面積比第二面積和第三面積中的兩者或每一個(gè)大。進(jìn)一步根據(jù)所示的示例性方面，第一面積可以是第三面積的兩倍尺寸或更大。第一排氣口116-118布置在離氣缸蓋30的第一距離處。第二排氣口 120-122布置在離氣缸蓋30的比第一距離長的第二距離處。以與上述方式相似的方式，第一排氣口 116-118在第二排氣口120-122之前暴露。以這種方式,第一排氣口 116-118將在第一壓力的廢氣/燃燒氣體輸送至渦輪部8。當(dāng)打開時(shí)，第二排氣口 120-122將在比第一壓力低的第二壓力的廢氣/燃燒氣體的第二部分直接引導(dǎo)至排氣通道14。
[0038]現(xiàn)在將參考圖3,其中，在描述根據(jù)不例性實(shí)施例的另一方面的氣口排列系統(tǒng)150中，相同的附圖標(biāo)記代表相應(yīng)視圖中的對應(yīng)部件。氣口排列系統(tǒng)150包括多個(gè)第一進(jìn)氣口，其中三個(gè)在160、161和162處示出，和多個(gè)第二進(jìn)氣口 163、164和165。第一進(jìn)氣口 160-162與氣缸蓋30隔開第一距離，并流體地連接至具有單向止回閥168的第一進(jìn)氣通路167。第二進(jìn)氣口 163-165與氣缸蓋30隔開比第一距離長的第二距離，并流體地連接至第二進(jìn)氣通路169。第二進(jìn)氣通路169流體地連接至止回閥168下游的第一進(jìn)氣通路167。第一和第二進(jìn)氣通路167和169流體地連接至壓縮機(jī)部6，并將壓縮空氣輸送到活塞氣缸20中。進(jìn)氣通路167可包括中冷器170。如果提供，中冷器170降低從壓縮機(jī)部6經(jīng)由第一和第二進(jìn)氣通路167和169進(jìn)入活塞氣缸20的空氣的溫度。第一進(jìn)氣口 160從第一端171延伸至第二端172，以限定用于輸入壓縮空氣和燃料的具有第一面積的開口(未單獨(dú)標(biāo)記)。第一進(jìn)氣口 161和162包括相似的幾何形狀。第二進(jìn)氣口 163從第一端174延伸至第二端175，以限定用于將壓縮空氣引導(dǎo)到活塞氣缸20中的具有第二面積的開口(未單獨(dú)標(biāo)記)。氣口排列系統(tǒng)150還包括多個(gè)第一排氣口，其中三個(gè)指示于180、181和182 ;和多個(gè)第二排氣口，其中三個(gè)指示于186、187和188。
[0039]根據(jù)所示的示例性方面，第一排氣口 180-182流體地連接至第一排氣通路191，該第一排氣通路191流體地連接至渦輪部8。根據(jù)示例性實(shí)施例的一個(gè)方面，第一排氣通路191可設(shè)置有閥192。閥192選擇性地關(guān)閉，以尤其在渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2的起動(dòng)期間提供附加的壓縮。第二排氣口 186-188流體地連接至旁通繞過渦輪部8的第二排氣通路194。第一排氣口 180從第一端部196延伸至第二端部197，以限定用于使廢氣傳遞到渦輪部8的具有第三面積的開口(未單獨(dú)標(biāo)記)。第一排氣口 181和182包括相似的幾何形狀。第二排氣口 186從第一端部199延伸至第二端部200，以限定用于使廢氣傳遞到排氣通道14的具有第四面積的開口(同樣未單獨(dú)標(biāo)記)。根據(jù)示例性實(shí)施例的一個(gè)方面，第三面積比第一面積、第二面積和第四面積小。
[0040]在所示的示例性方面中，第一排氣口 180-182布置在離氣缸蓋30的第一距離處。第二排氣口 186-188布置在離氣缸蓋30的比第一距離長的第二距離處。第一進(jìn)氣口160-162在第二進(jìn)氣口 163-165之前打開。第一進(jìn)氣口 160-162將燃料/空氣引導(dǎo)到活塞氣缸20中。第二進(jìn)氣口 163-165增強(qiáng)廢氣/燃燒氣體的掃氣，以改善渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2的運(yùn)行效率。以與上述方式相似的方式,第一排氣口 180-182在第二排氣口 186-188之前暴露。以這種方式，第一排氣口 180-182將在第一壓力的廢氣/燃燒氣體輸送至渦輪部8。當(dāng)打開時(shí)，第二排氣口 186-188將在比第一壓力低的第二壓力的廢氣/燃燒氣體的第二部分直接引導(dǎo)至排氣通道14。
[0041]如圖4所示，根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面，渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2可包括布置在第一與第二排氣口 74與80之間的可調(diào)壁構(gòu)件250?？烧{(diào)壁構(gòu)件250從第一端部252延伸至第二端部254。第一端部252構(gòu)造成繞軸線256樞轉(zhuǎn)。示出可調(diào)壁構(gòu)件250包括從第一端部252到第二端部254成錐形的第一和第二表面260和268?？烧{(diào)壁構(gòu)件250選擇性地樞轉(zhuǎn)，以將廢氣引導(dǎo)到第一和第二排氣通路86和89中，從而提高二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2的輸出性能。盡管示出具有錐形表面，但可調(diào)壁構(gòu)件250也可包括恒定的橫截面。此外，盡管示出繞一個(gè)端部樞轉(zhuǎn)，但可調(diào)壁構(gòu)件250也可在渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)2內(nèi)線性地平移。
[0042]在這一點(diǎn)上，應(yīng)理解的是，示例性實(shí)施例描述了一種用于渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的氣口排列系統(tǒng)，該氣口排列系統(tǒng)引導(dǎo)具有有助于驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器的渦輪部的動(dòng)量的廢氣/燃燒氣體，同時(shí)允許具有較低動(dòng)量的廢氣/燃燒氣體直接到排氣通道。以這種方式，允許可在渦輪處產(chǎn)生背壓的處于較低動(dòng)量的氣體自由地從活塞氣缸流出。在渦輪部處的背壓的降低/消除提高渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的總運(yùn)行效率。還應(yīng)理解的是，進(jìn)氣口、第一排氣口和第二排氣口的數(shù)量和布置可改變。此外，應(yīng)理解的是，盡管結(jié)合柴油發(fā)動(dòng)機(jī)描述，但示例性實(shí)施例還可用于其它形式的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0043]盡管已參考示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的是，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可作出各種變化，并且等同物可代替其元件。另外，可作出許多的變型，以在不偏離本發(fā)明的本質(zhì)范圍的情況下使特定的情形或材料適合于本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，本發(fā)明不應(yīng)局限于公開的特定的實(shí)施例，而是本發(fā)明將包括落入本申請的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的氣口排列系統(tǒng)，包括: 氣缸，其包括氣缸壁和氣缸蓋； 設(shè)置在所述氣缸壁中的至少一個(gè)進(jìn)氣口，所述至少一個(gè)進(jìn)氣口布置成離所述氣缸蓋有第一距離，并流體地連接至渦輪增壓器的壓縮機(jī)部； 設(shè)置在所述氣缸壁中的第一排氣口，所述第一排氣口布置成離所述氣缸蓋有第二距離，并通過第一排氣通路流體地連接至所述渦輪增壓器的渦輪部；以及 設(shè)置在所述氣缸壁中的第二排氣口，所述第二排氣口布置成離所述氣缸蓋有比所述第二距離長的第三距離，所述第二排氣口流體地連接至旁通繞過所述渦輪部的第二排氣通路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣口排列系統(tǒng)，其中，所述第二距離小于所述第一距離。
3.一種運(yùn)行渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包括: 使在第一壓力的廢氣的第一部分穿過在氣缸的氣缸壁中形成的第一排氣口； 通過第一排氣通路將所述廢氣的第一部分引導(dǎo)至渦輪增壓器的渦輪部； 使在低于第一壓力的第二壓力的所述廢氣的另一部分穿過在所述氣缸壁中形成的第二排氣口 ；以及 將所述廢氣的第二部分 引導(dǎo)通過第二排氣通路，以旁通繞過所述渦輪部。
4.一種渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，包括: 渦輪增壓器，其包括壓縮機(jī)部和渦輪部，所述渦輪部流體地連接至排氣通道； 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，其包括流體地連接至所述渦輪增壓器的活塞氣缸，所述活塞氣缸具有至少部分地限定燃燒室的氣缸壁和氣缸蓋； 活塞，其滑動(dòng)地布置在所述活塞氣缸內(nèi)； 設(shè)置在所述氣缸壁中的氣口排列系統(tǒng)，所述氣口排列系統(tǒng)包括: 設(shè)置在所述氣缸壁中的至少一個(gè)進(jìn)氣口，所述至少一個(gè)進(jìn)氣口布置成離所述氣缸蓋有第一距離，并流體地連接至所述壓縮機(jī)部； 設(shè)置在所述氣缸壁中的第一排氣口，所述第一排氣口布置成離所述氣缸蓋有第二距離，并通過第一排氣通路流體地連接至所述渦輪部；以及 設(shè)置在所述氣缸壁中的第二排氣口，所述第二排氣口布置成離所述氣缸蓋有大于所述第二距離的第三距離，所述第二排氣口流體地連接至旁通繞過所述渦輪部的第二排氣通路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述第二距離小于所述第一距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述至少一個(gè)進(jìn)氣口包括第一面積，所述第一排氣口包括第二面積，并且所述第二排氣口包括比所述第二面積大的第二面積。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述第一面積比所述第三面積大。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述至少一個(gè)進(jìn)氣口從第一端朝著第二端延伸，并且所述第二排氣口從第一端部延伸至第二端部，所述第二端和所述第二端部與所述氣缸蓋大約相等地間隔開。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述至少一個(gè)進(jìn)氣口包括設(shè)置在所述氣缸壁中的布置在離所述氣缸蓋的所述第一距離處的第一進(jìn)氣口和設(shè)置在所述氣缸壁中的布置在離所述氣缸蓋的第四距離處的第二進(jìn)氣口，所述第四距離小于所述第一距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪增壓回流掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，還包括:可調(diào)壁構(gòu)件，其布置在所述第一與第二排氣 口之間。
【文檔編號】F02B25/04GK104047703SQ201410094306
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】R.D.斯特勞布 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司