[發明專利]分開循環發動機的跨接通道的尺寸調整

無效

• 申請號: 201180056835.3
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN103717854A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 福特·A·菲利普斯
• 申請（專利權）人: 史古德利集團公司
• 主分類號: F02B33/22
• 分類號: F02B33/22
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 武晨燕;遲姍

相關申請的交叉引用

本申請要求享有2010年9月29日提交61/404,239號美國臨時專利申請的優先權，其全部內容通過引用被并入此處。本申請還要求享有2011年3月14日提交13/046,840號美國專利申請的優先權，其全部內容通過引用被并入此處。

技術領域

本發明涉及內燃機。更具體地說，本發明涉及分開循環發動機的跨接通道的尺寸調整。

背景技術

為了清晰起見，本申請中使用的術語″常規發動機″是指發動機的每個活塞/氣缸組合包含公知的奧托循環的所有四個沖程(吸氣、壓縮、膨脹和排氣沖程)的內燃機。每個沖程需要曲軸旋轉半圈(180度的曲柄角(CA))，而在常規發動機的每個氣缸內完成整個奧托循環需要曲軸旋轉兩整圈(720度的曲柄角)。

同樣，為了清晰起見，為術語″分開循環發動機″提供了如下定義，這可適用于在現有技術中公開的發動機和在本申請中提及的發動機。

分開循環發動機一般包括：

可繞曲軸軸線旋轉的曲軸；

可滑動地容納在壓縮缸內并且操作性地連接到曲軸上的壓縮活塞，因此在曲軸的單圈旋轉過程中，壓縮活塞往復運動通過進氣沖程和壓縮沖程；

可滑動地容納在膨脹缸內并且操作性地連接到曲軸上的膨脹(動力)活塞，因此在曲軸的單圈旋轉過程中，膨脹活塞往復運動通過膨脹沖程和排氣沖程；以及

連接壓縮缸和膨脹缸的跨接通道，該跨接通道包括至少一個位于其中的跨接膨脹(XovrE)閥，但更優選包括一個跨接壓縮(XovrC)閥和一個跨接膨脹(XovrE)閥，這兩個閥門之間限定了一個壓力室。

分開循環空氣混合動力發動機將分開循環發動機和空氣儲存器(通常也稱為空氣罐)以及各種控制機構結合在一起。這種結合能使發動機將能量以壓縮空氣的形式貯存在空氣儲存器中。空氣儲存器中的壓縮空氣隨后被用在膨脹缸中，以驅動曲軸。通常，此處提及的分開循環空氣混合動力發動機包括：

可繞曲軸軸線旋轉的曲軸；

可滑動地容納在壓縮缸內并且操作性地連接到曲軸上的壓縮活塞，因此在曲軸的單圈旋轉過程中，壓縮活塞往復運動通過進氣沖程和壓縮沖程；

可滑動地容納在膨脹缸內并且操作性地連接到曲軸上的膨脹(動力)活塞，因此在曲軸的單圈旋轉過程中，膨脹活塞往復運動通過膨脹沖程和排氣沖程；

連接壓縮缸和膨脹缸的跨接通道(端口)，該跨接通道包括至少一個位于其中的跨接膨脹(XovrE)閥，但更優選包括一個跨接壓縮(XovrC)閥和一個跨接膨脹(XovrE)閥，這兩個閥門之間限定了一個壓力室；以及

操作性地連接到跨接通道上的空氣儲存器，該空氣儲存器可以被有選擇地操作，以貯存來自壓縮缸的壓縮空氣，并將其傳遞到膨脹缸。

圖1展示了現有技術的分開循環空氣混合動力發動機的一個典型實施方式。分開循環發動機100用一個壓縮缸102和一個膨脹缸104的組合代替常規發動機的兩個相鄰氣缸。壓縮缸102和膨脹缸104形成在發動機組中，其中曲軸106被可旋轉地安裝。氣缸102、104的上端被氣缸蓋130封閉。曲軸106包括沿軸向移動且偏移一定角度的第一和第二曲柄曲拐(crank?throws)126、128，兩者之間有一相位角。第一曲柄曲拐126通過第一連桿138可樞轉地連接到壓縮活塞110，而第二曲柄曲拐128通過第二連桿140可樞轉地連接到膨脹活塞120，以使與之相應的氣缸102、104中的活塞110、120以由曲柄曲拐的角偏移以及氣缸、曲柄和活塞的幾何關系決定的時間關系往復運動。如果需要，可以利用用于關聯運動和活塞正時的其他機制。曲軸的旋轉方向以及各活塞在其下死點(BDC)位置附近的相對運動在帶有其相應部件的圖中用相關的箭頭表示。

奧托循環的四個沖程因此被″均分″到兩個氣缸102和104上，因此壓縮缸102包含吸氣和壓縮沖程，而膨脹缸104包含膨脹和排氣沖程。因此，只要曲軸106旋轉一圈(360度的曲柄角)，奧托循環在這兩個氣缸102、104中就已完成。

在進氣沖程中，進入的空氣通過內開式(向氣缸內并朝著活塞打開)提升吸氣閥108被吸入壓縮缸102。在壓縮沖程中，壓縮活塞110壓縮進入的空氣，并驅動進入的空氣通過跨接通道112，跨接通道112充當膨脹缸104的吸氣通道。發動機100可以有一個或多個跨接通道112。