[發明專利]用于渦輪增壓回流掃氣二沖程發動機的氣口排列系統

有效

• 申請號: 201410094306.8
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN104047703B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: R.D.斯特勞布
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F02B25/04
• 分類號: F02B25/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 代易寧,譚祐祥

技術領域

本發明涉及回流掃氣二沖程發動機的領域，尤其地涉及一種用于渦輪增壓回流掃氣二沖程發動機的氣口排列系統。

背景技術

通常，內燃機采取兩種形式，四沖程系統或二沖程系統。在四沖程系統中，燃燒過程通過四個活塞沖程發生。即，(1)進氣沖程，在該進氣沖程期間，活塞在氣缸內運動，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)動力沖程，在該動力沖程期間，空氣/燃料混合物的燃燒沿著氣缸驅動活塞，以產生功，和(4)排氣沖程，在該排氣沖程期間，從氣缸排出由燃燒產生的廢氣。相比之下，在二沖程系統中，燃燒過程的四個部分被壓縮成兩個活塞沖程，(1)進氣/壓縮沖程和(2)動力/排氣沖程。二沖程汽油(燃氣)發動機通常用于高功率的手持式應用，諸如割草機、修剪器、舷外馬達、摩托車和鏈鋸。柴油發動機依賴于在壓縮期間產生的熱，以點燃燃料/空氣混合物。二沖程柴油發動機用于許多大的工業應用和船舶應用。

回流掃氣二沖程柴油發動機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的掃氣口。空氣/燃料混合物撞擊氣缸蓋，順著燃燒室的曲率，然后向下偏轉。向下偏轉防止燃料/空氣混合物與廢氣一起直接從排氣口逸出，并且還產生改善燃燒效率、動力和經濟性的旋渦湍流。在渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發動機中，在動力/排氣沖程期間，來自渦輪增壓器的壓縮機部的壓縮空氣通過進氣口被引導到燃燒室中。壓縮空氣幫助驅趕廢氣通過排氣口以及在進氣/壓縮沖程期間與燃料混合，以有助于燃燒過程。

在動力/排氣沖程的一部分期間，廢氣釋放壓力，從而對驅動渦輪增壓器的渦輪部幾乎沒有貢獻。此外，在較低的壓力下，廢氣時常可降低渦輪/發動機運行效率。因此，想要的是，提供一種在活塞的動力/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。

發明內容

根據示例性實施例，用于渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發動機的氣口排列系統包括氣缸，該氣缸包括氣缸壁和氣缸蓋。至少一個進氣口設置在氣缸壁中。該至少一個進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部。第一排氣口設置在氣缸壁中。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。

根據另一示例性實施例，操作渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發動機的方法包括：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通過旁通繞過渦輪部的第二排氣通路。

根據又一示例性實施例，渦輪增壓回流掃氣二沖程柴油發動機包括具有壓縮機部和渦輪部的渦輪增壓器。渦輪部流體地連接至排氣通道。發動機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。活塞滑動地布置在活塞氣缸內。至少一個進氣口設置在氣缸壁中。該至少一個進氣口布置成離氣缸蓋有第一距離，并流體地連接至壓縮機部。第一排氣口設置在氣缸壁中。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。

本發明提供以下技術方案：

1.?一種用于渦輪增壓回流掃氣二沖程發動機的氣口排列系統，包括：

氣缸，其包括氣缸壁和氣缸蓋；

設置在所述氣缸壁中的至少一個進氣口，所述至少一個進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部；

設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.?根據方案1所述的氣口排列系統，其中，所述第二距離小于所述第一距離。

3.?根據方案1所述的氣口排列系統，其中，所述至少一個進氣口包括第一面積，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。