[發明專利]在內燃機中的未燃燒燃料排放

在審

• 申請號: 201380065599.0
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN104870749A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: K·施特爾瓦格恩
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒能源方案有限公司
• 主分類號: F01B31/20
• 分類號: F01B31/20;F02F1/22
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本公開大體地涉及一種內燃機，該內燃機包括至少一個用于將未燃燒空氣/燃料混合物排出燃燒室的流道。

背景技術

在內燃機的運行期間，廢氣可包括來自燃燒室表面和活塞和汽缸壁之間的空間中的縫隙容積的淬冷氣體，其中，，在發動機汽缸中燃燒結束后汽缸存在未燃燒的燃料，尤其是未燃燒的空氣/燃料混合物。因此，期望獲得未燃燒空氣/燃料混合物的量并期望在后續的燃燒循環期間再循環所述未燃燒空氣/燃料混合物。

例如，US?4?191?150?A公開了一種將未燃燒的混合物從活塞縫隙容積中選擇性地排出的發動機。特別地，排放裝置包括汽缸壁中的一個或多個旁路溝道，所述汽缸壁繞過活塞環并且使縫隙容積與活塞沖程下部中的發動機曲柄箱連接。在動力沖程的后部期間被去除混合物。

US?5?357?919?A公開了用于四沖程火花點火式內燃機的碳氫化合物排放控制，所述內燃機具有可變容積腔室和固定容積的輔助腔室，所述固定容積小于工作腔室的最大容積。工作腔室和輔助腔室通過汽缸壁中的一系列通道彼此連接，其中，汽缸壁中的通道定位成當活塞靠近其排氣沖程的頂部時，存儲在輔助腔室中的廢氣排放到曲柄箱中。

US?6?431?157?B1公開了一種內燃機，所述內燃機包括汽缸體，所述汽缸體具有至少一個汽缸筒、具有至少一個進氣道和排氣道的汽缸蓋以及位于活塞下方用于潤滑油的曲柄箱，所述進氣道和排氣道具有通往位于可在汽缸筒中移動的活塞上方的燃燒室的相關聯的進氣閥和排氣閥。活塞包括彼此隔開一定距離的至少兩個溝槽，每個溝槽均具有活塞環和容納在環之間的活塞集氣室。

US?2009/0126672公開了具有內燃機和起動裝置的手持式工作設備。為了避免在起動發動機時出現延遲，在缸徑中設置至少一個凹槽，所述凹槽在活塞的至少一個位置橋接至少一個活塞環。

JP?S62?26346?A公開了一種往復活塞式發動機，所述發動機裝配有活塞、汽缸蓋以及汽缸套。一級氣體吹出通道形成到汽缸套上。在氣體吹出通道中，直徑略大于活塞環寬度的凹入部件形成到汽缸套的圓周中。因此，活塞環每一級中的負載被調平。

本公開針對至少部分地改進或克服現有系統的一個或多個方面。

發明內容

根據本公開的一個方面，內燃機可以包括汽缸、可在汽缸內在上死點和下死點之間往復移動的活塞，其中所述活塞可將汽缸分離為上活塞段和下活塞段。所述活塞可以包括活塞環組件，其具有配置成密封地接觸汽缸的至少一個活塞環，并具有活塞環組件厚度。內燃機可以進一步包括環形縫隙和多個排氣槽，環形縫隙具有環形縫隙容積并與所述上活塞段流體連通，且由汽缸、活塞和活塞環組件限定，每個排氣槽均在軸向方向上在汽缸內延伸比活塞環組件厚度更大的長度。當所述活塞在上死點之后對應于約85°到95°和約265°至275°的曲柄角范圍的位置時，所述多個排氣槽可以包括排氣容積并且可以被配置并且定位成將環形縫隙與下活塞段流體地連接。多個排氣槽的排氣容積可以在環形縫隙容積的約15％至60％范圍內。

根據本公開的另一個方面，內燃機可包括汽缸、可在汽缸內在上死點和下死點之間往復移動的活塞，其中所述活塞可將汽缸分離為上活塞段和下活塞段。所述活塞可以包括至少一個活塞環，其配置成密封地接觸汽缸并具有活塞環厚度。內燃機可以進一步包括環形縫隙和多個排氣槽，其與所述上活塞段流體連通，且由汽缸、活塞和至少一個活塞環限定，多個排氣槽垂直布置在該汽缸中，且每個的長度大于所述活塞環厚度。當所述活塞具有在上死點之后對應于約85°到95°和約265°至275°的曲柄角范圍的位置時，所述多個排氣槽可以被配置并且定位成將環形縫隙與下活塞段流體地連接。

根據本公開的另一方面公開了一種用于操作內燃機的方法，所述內燃機包括在其內限定燃燒室的汽缸、可在汽缸內在上死點和下死點之間往復移動的活塞，以及將預定量的空氣/燃料混合物供應到燃燒室中的進氣道，該方法僅當活塞具有在內燃機的動力沖程期間對應于上死點后約85°到95°的曲柄角范圍的位置時，引導未燃燒的空氣/燃料混合物離開環形縫隙進入進氣道，其中環形縫隙形成在汽缸和活塞之間，并與所述燃燒室流體連通。