专利名称：压缩点火式内燃机的导入方法
技术领域：
本发明涉及到一种用于压缩点火式内燃机的导入方法，其中包括至少一个由燃烧室和被活塞及汽缸盖限定在汽缸内的可变体积构成的工作室;
排气定时装置和进气定时装置，这些装置能够循环地使上述工作室与第一空腔分别连通并与第二空腔依次地和/或同时连通，其中的第一空腔聚集工作室里形成的燃烧气体，第二空腔被提供新鲜空气;以及把加压的燃料导入上述燃烧室的装置。
在上面定义的这种类型的内燃机中，当活塞接近上死点(TDC)时，也就是说当上述的可变体积接近其最小值时，燃料在压力下被喷入燃烧室。封闭在汽缸里的空气的绝热压缩加热该空气，使得它的温度超过喷射燃料的自然温度。
精细雾化的燃料以小滴的形式导入燃烧室。通过渗入周围的介质，每个小滴都被汽化并且使燃烧蒸气扩散到产生一个达到自点火条件区域的这种介质中去，然后这里的燃料自动地点火。在每次循环中，燃料开始喷射和开始燃烧之间经历的时间称为“点火延迟”。
燃烧的第一阶段是非常急剧的和热空气预先混合的燃料蒸气(处于压力之下并且要求自燃温度条件)总体点燃。反应速度非常高并且每个部分汽化的小滴非常迅速地耗尽与燃烧蒸气混合的空气中所有的氧气。在这样一个短时间内，由于混合物不是均匀的，考虑到未混合的空气与燃烧中心(小滴)的距离，所以未混合的空气没有时间继续燃烧。因此反应迅速停止或者至少由于可用氧气的稀少而减慢。这个物质燃烧阶段(无控制燃烧)称为“预混合燃烧”。
空气和燃料的运动使放热反应继续，其中的运动是预先确定的，或者是由高压燃料的喷射引起的，或者是由在燃烧的第一阶段中急剧的化学反应所加热的气体膨胀造成的。然后燃料运动以一种控制方式、借助于物质传导和扩散从燃料很多的区域发展到燃料很少的区域，也就是说朝着氧气含量高的区域发展。通过扩散的这一燃烧阶段称为“逐步燃烧”。它缓慢得多，并且以工作室中空气和燃料的相对运动所保持的混合比例而继续。
附
图1中的曲线图a、b、c、d表明刚才所描述的现象。这些曲线图中相对于定义的倾角位置的曲轴角度α作为共用横坐标，相应于活塞上死点TDC的共用纵坐标轴Y。图“a”表示发动机汽缸的压力变化，当燃烧时按实线(曲线A)变化，当没燃烧时按虚线(曲线B)变化。图“b”表示喷射针孔的位置变化(曲线c)，其中针孔是引入加压燃料的上述装置的一部分，并且图“b”还表示出点火延迟τ，它是用相应于燃料导入开始和点火开始的曲轴倾角位置之间的角宽来表示的，并用释放的热量来测量。图“c”中，瞬时释放的热量用纵坐标轴表示，第一区域D对应于预混合燃烧而第二区域E对应于逐步燃烧。最后，在图“d”中，累积的热量按一个循环中释放的总热量的百分比用纵坐标轴显示，这样得到曲线F必然与纵坐标轴100%处相切。
点火延迟越长，点火之前燃料喷出量越大，这就导致以下缺点-急剧燃料，因而噪声(柴油机的爆震)和工作室里压力的急剧变化所产生的振动(导致设备的疲劳、活塞环的敲击和制动);
-高度污染的氮的氧化物NOx的形成(在预混合燃烧发展的区域里和在一段时间里保持高温的区域里形成的大量NOx)。
因此柴油机的设计者已设法在试图冷却进入汽缸或若干汽缸里的新鲜空气时减小点火延迟(例如通过推迟燃料导入的瞬间)以便尽可能增加新鲜空气的浓度并尽可能减小循环温度，在这个温度之上氮的氧化物往往会超量产生，还会增加点火延迟。特别是就效率的观点和就来自排气口的粒子及烟尘的排放观点来看，直到现在他们所提出的解决方法并不令人完全满意。
本发明的目的是以一种崭新的方式解决缩短点火延迟的问题，因而不超过在其之上氮的氧化物会产生太多的循环温度，不仅克服了上面所述的缺点，而且使得能够燃烧较“粗”的燃料，特别是具有较低十六烷值、因而生产起来不贵的燃料。
为此序言中已详细说明的导入方法的基本特征在于在通过排气和进气定时装置来排出燃烧气体并用新鲜空气部分代替它们的过程中，启动定时装置使得前一循环的燃烧气体的大部分保留在工作室里，这个过程对四冲程发动机来说是抽吸并联过程，而对两冲程发动机来说是换气过程，一方面当进气定时装置处于打开位置时布置第二空腔和工作室之间的连通，而另一方面，当工作室的体积由于活塞的相对运动而变成最小时布置工作室的内壁形状使得新鲜空气流透入燃烧室，以便在燃烧室内产生工作流体的强烈旋转运动，借助于这种旋转运动所得到的新鲜空气的离心作用和新鲜空气与燃烧气体之间的密度差来尽可能地防止新鲜空气在燃烧室内与保留在燃烧室里的燃烧气体混合，为的是在所述的燃烧室里形成一个燃烧气体浓度和温度都是最大的中心区域，以及一个新鲜空气浓度为最大而温度为最小的周围区域，以及配置上述导入加压燃料的装置以便至少在每个喷射循环的开始将燃料直接喷入上述中心区域。
当发动机至少近似地以额定速度工作时，从一个循环到下一循环保留在工作室里的燃烧气体质量最好是工作室里所含工作流体质量的10%，更好为15%，这时每个循环中工作室和每个上述空腔之间的连通刚刚被中断。
用这种方法，并借助图2到图5将对此方法做更详细的解释，通过显著增加燃料喷入其中的介质温度以便引起介质几乎立即的汽化，可构成其点火延迟非常短(即使使用不太精炼的称为“粗”燃料的燃料)或者甚至为0的燃烧。尽管如此，工作流体的平均温度仍保持在合理水平，这样可以得到一个高密度，并因此得到高的比功率和氮的氧化物的低产出率。此外，通过新鲜空气中间层的存在，此中间层防止发动机热超载并限制内壁损失，使过热气态介质保持远离燃烧室内壁。
应该注意的是本发明在发动机构造方面与一般公认的思想相反，专家们试图提倡工作流体中新鲜空气的最大纯度而不提倡相对低的纯度(按质量为90%，也许85%或者甚至更少)以及不提倡将燃料喷入从一个循环到另一循环所保留的燃烧气体浓度为最大的区域，人们记得在压缩点火式发动机中，燃烧气体仍含有显著比例的可用氧气。
根据一个特别令人惊奇的改进，考虑到发动机的其它工作参数，选择进入空气的温度和从一个循环到下一循环保留在工作室里的气体的比例，使得如果保留气体和新鲜空气在喷射燃料之前混合，那么在喷射瞬间所得到的混合物温度可能低于燃料以稳定方式发生自点火而不产生超量终结气体的温度。这一改进的优点是当用缩短的点火延迟保持理想的自点火条件时，既能够大大冷却新鲜的导入空气(以便限制内壁上的热载并将循环的最高温度降低到低于产生超量有害的氮的氧化物的温度)，又能够减小有效容积比(以便限制元件的机械载荷)。
另一个优点是考虑到发动机的其它工作参数，选择进入空气的温度和从一个循环到下一循环工作室里保留的气体的比例使得工作流体的最大平均温度不超过大约1500℃，超过这一范围NOx的产生就会超量。
本发明最好适用于两冲程循环工作的发动机。
最好在一个循环中，当排气和进气定时装置刚刚回复到关闭位置时，启动上述定时装置，使得进入工作室里的新鲜空气体积小于工作室的体积。
根据一个有益的结构，进气定时装置基本上由与上述第二空腔连通的、加工在汽缸侧壁上的气口组成，其中的汽缸侧壁被活塞扫过，并当工作室的体积接近其最大值时进气定时装置被活塞打开，所述的气口相对于所述的靠近这些气口的侧壁法向倾斜以便产生上述旋转运动;另外排气定时装置由至少一个加工在上述汽缸盖上的排气阀组成，布置排气定时装置使得它离开汽缸盖的中心区域，在这个区域中能够布置导入加压燃料的装置。在这种情况下，当活塞接近相应于工作室体积最小值的位置时，燃烧室最好由被气缸盖、上述侧壁及活塞限定的空间构成。对燃烧室起限定作用的活塞的横向表面，最好是轴对称表面，以及活塞和汽缸盖之间的距离最小值最好是使得上述活塞表面和汽缸盖之间相互作用所产生的工作流体的径向运动尽可能小。这样尽可能地减少新鲜空气和燃烧气体之间的混合。
本发明将通过附图更详细地加以解释。
图1表示上面已经说明过的一些曲线图;
按照一个根据本发明的导入方法的具体实例，图2和3分别表示压缩之前(处于下死点BDC)和燃料喷射瞬时(处于上死点TDC)工作室里温度和体积的分布;
图4和5分别类似于图2和3，但按照的是一个接近常规方法的导入方法;
图6和7分别表示两冲程发动机的轴向断面和沿图6中Ⅶ-Ⅶ线的横向断面，此发动机用于实现根据本发明的方法，而它的活塞处在接近下死点BDC的位置;
图8表示图6和图7的发动机，它的活塞处在接近上死点TDC的位置，此处发生燃料的喷射和点火;
图9表示在图8条件下新鲜空气和氧气的温度分布;
图10和11分别表示依据第二个实例的两冲程发动机通过图11的对称平面P和通过与此对称平面垂直的平面的轴向断面，此发动机的活塞处在接近下死点BDC的位置;
图12是图10和11的发动机透视图，此发动机的活塞处于接近上死点TDC的位置;
图13到15表示用于实现根据本发明的方法的四冲程发动机的排气和进气阀门开启图;
图16到18分别用沿两个相互垂直方向的纵剖图和一个平面图表示使进入空气处于旋转运动的第一变形;
图19至21以及另一方面图22到24分别用类似于图16到18的视图表明使进入空气处于旋转运动的第二和第三实例。
在详细描述根据本发明的导入方法之前，借助图2到5把本发明的目的和结果与目前技术状况的目的和结果区分开似乎是有益的。
这些图用表面积的变化来表示工作室体积的变化。按照根据本发明的方法设法在接近下死点的工作室里形成一个中心区域(G)，在这里来自前一循环的燃烧气体浓度为最大，还形成了一个周围区域(H)，这里的新鲜空气浓度为最大(图2)。假定发动机是增压式的，新鲜空气(H中)的温度可以估计为大约80℃，燃烧气体(G中)的温度可估计为约600℃。接近上死点，也就是说压缩之后并发生点火的时刻，存在一个较小体积和较高温度的中心区域G′和周围区域H′(图3)。按照普通发动机的压缩比约为6和从一个循环到另一循环保留的燃烧气体的比例为20%(按质量)，中心区域G′的温度目前约为1483℃，而周围区域H′的温度大约是437℃。根据本发明，喷射发生在温度非常高的中心区域G′，而周围区域H′的温度保持适中，这样可使汽缸内壁严重的热超载消除。
作同样的假定，但通过将保留的燃烧气体和新鲜空气混合并根据常规的导入方法(假设根据本发明已经完成从一个循环到下一循环保留的燃烧气体的布置)获得具有相对均匀的成分和具有下死点(图4)温度I及上死点(图5)温度I′的体积，工作流体的温度从大约184℃(图4)到大约646℃(图5)。可以看出，一方面喷射发生在(图5)这种流体中，它的温度(大约646℃)大大低于按照根据本发明的方法的温度(大约1483℃，图3)，而另一方面周围温度明显比较高(图5中的大约646℃而不是图3中的大约437℃)，这些温度差别的后果在前面已解释过。
根据本发明，甚至能够选择从一个循环到下一循环保留在工作室里的气体比例，使得如果保留气体和新鲜空气在喷射燃料之前混合，那么所得到的混合物的温度将低于燃料以稳定方式自点火而不产生超量终结气体的温度。
下面给出这种改进(不用图说明)的数字例子-进入工作室的新鲜空气的温度50℃;
-燃烧气体的温度600℃;
-处于压缩开始的工作流体中所含新鲜空气按质量的比例90%;
-有效容积比例5;
-如果在喷射燃料之前混合新鲜空气和保留的燃烧气体，那么压缩以后气态流体的温度436℃;
-根据本发明的周围区域H′的空气温度在压缩之后为342℃;
-根据本发明的中心区域G′的空气温度在压缩之后为1389℃。
借助第二个例子可以看出，由于根据本发明的气体分层并且不改变发动机的其它工作参数，所以有可能使燃料喷射到其中的气态介质温度从低值(436℃)到高值(1389℃)，其中低值产生白色废烟雾并且使自点火产生问题，而高值使这些缺点消失。
现在参考表示两冲程发动机的图6和7来描述本发明。这个发动机包括-至少一个工作室1，它是由燃烧室2和被活塞5、汽缸盖6限制在汽缸内的可变体积3构成;
-排气定时装置和进气定时装置，这些装置能够循环地使工作室1与第一空腔8连通并且依次和/或同时地与第二空腔9连通，其中的第一空腔聚集工作室1中形成的燃烧气体，第二空腔被提供新鲜空气;通常第一空腔8由一个排气管构成，第二空腔9通过进气腔由一台增压涡轮压缩机(没示出)提供新鲜空气;以及-用于将加压的燃料导入燃烧室2的装置10。
根据图6和7中表明的实例，排气定时装置基本上由至少一个加工在汽缸盖6上的排气阀11组成，而进气定时装置基本由加工在汽缸4侧壁13上的气口12组成，其中的汽缸侧壁被活塞5扫过并且当工作室1的体积接近其最大值时由活塞打开。
根据本发明，在通过同时打开定时装置11和5、12并用新鲜空气部分地补充它们的过程中，也就是说在换气过程中，因为这里涉及的是两冲程发动机，打开定时装置11和5、12使得来自前一循环的燃烧气体的大部分保留在工作室1中。
此外，为了在所述燃烧室里形成燃烧气体浓度和温度为最大的上述中心区域G以及一个新鲜空气浓度为最大而温度为最小的周围区域H，一方面当进气定时装置5、12处于打开位置时布置第二空腔9和工作室1之间的连通，而另一方面当工作室的体积由于活塞5的相对运动而变成最小时布置工作室的内壁形状使得新鲜空气流透入燃烧室2，以便在燃烧室2内产生工作流体的强烈旋转运动，借助于这种旋转运动所得到的新鲜空气的离心作用和新鲜空气与燃烧气体之间的密度差来尽可能地防止新鲜空气在燃烧室2内与保留在燃烧室里的燃烧气体混合。
最后布置导入燃料10的上述装置以便至少在每个喷射循环的开始将燃料直接喷入中心区域G。
上面已说过，来自前一循环的燃烧气体的大部分在换气期间保留在工作室1中。这表明保留的燃烧气体质量至少是工作室1含有的工作流全质量的10%，最好为15%，特别是20%，此时在每个循环中工作室与每个空腔8和9之间的连通刚刚被断开。当然这一比例极限仅仅当发机机至少近似地以它的额定速度运转时，特别除启动时间之外才有效。
根据示出的实例，每个气口12相对于法向N(图7)向位于靠近上述气口12的侧壁13倾斜，以便产生图7中用箭头表示的上述旋转运动。更确切地，每个气口相对于与汽缸4轴垂直的平面近似对称，(例如图6的断面Ⅶ-Ⅶ)法向N与这个平面平行或位于此平面上。此外，布置这个或每个排气阀11(根据图6所示的例子为两个)使得阀离开汽缸盖6的中心区域，这样就能够将导入燃料10的装置定位在这个中心区域。
在这种情况下，当活塞靠近相应于工作室1的体积最小值的位置时，燃烧室2由被汽缸盖6、汽缸4的侧壁13和活塞5限制的体积构成。在图6中起到限制燃烧室工作用的活塞5的横断面14当活塞5处于刚刚被确定的位置时用点划线表示，而位于下死点BDC的活塞5用实线表示。
最好燃烧室2有一个轴对称的形状，并且在活塞的位移期间活塞5和汽缸盖6之间的距离最小值“e”使得活塞5横断面14和汽缸盖6之间相互作用所产生的工作流体的径向运动尽可能小。为此，表面14和汽缸盖6的下底面15尽可能平行，尤其可能两者都是平面。
图8表示在燃料喷射和点火时图6和7的发动机，而图9用“a”表示工作流体的局部温度变化;用“b”表示工作流体的空气浓度(质量百分比)变化，这些变化是到汽缸4X-X轴距离的函数，且这些变化是按与图8同样的比例度量的;以及用“c”在与曲线“b”相同的横坐标上表示工作流体中自由氧气的浓度。在图9a和9b可以再次找到上面所描述的相应于图3例子的数值。
现在参考图10到12的实例，根据图10到12，排气定时装置和进气定时装置由加工在汽缸盖6上的排气阀11和进气阀16组成。
在这种情况下，燃烧室2由加工在汽缸盖6上、最好是轴对称的凹槽19组成，进气阀16的顶端17设置在凹槽里。此凹槽与体积3相通，活塞5通过通道18扫过体积3，其中通道的内壁被布置成当排气阀11和进气阀16同时打开并且活塞5处在相应于体积3接近其最大值的位置时使新鲜空气流流向活塞5。导入装置10安置在凹槽19中。
排气阀11最好的安置在气缸盖底侧15上。凹槽19和体积3通过通道18相互连通，其中通道18的内壁被布置成当排气阀11积进气阀16同时打开且活塞5置于接近相应于工作室1最大体积的位置时使得进入体积3的新鲜空气气流流向活塞5并与汽缸4侧壁13离排气阀最远的部分相切。因此新鲜空气直接通向排气口的任何危险都被减小。
最好通道18的内壁取向为使流向活塞5的新鲜空气流有一个相对于活塞5位移轴并在与汽缸侧壁相切的平面内倾斜角度为A(图11)的方向，最好新鲜空气流流过靠近距排气阀最远的母线Z(图10)，以便引起处于活塞5和汽缸盖6之间体积里的上述空气流的螺旋运动(见图10和11中箭头表示的新鲜空气的循环)。
此外通道18的形状最好是使当活塞5上升时工作流体与通道18周壁相切地喷入燃烧室以便在上述凹槽中产生绕其转轴的旋转运动，如图12中箭头所示。
明智的是使凹槽19中心区的导入装置10打开进入燃烧室2或进入进气阀16对面的凹槽19，如图12所示。
最后，当装置打开空气进入凹槽19时，提供装置用来使空气作旋转运动，如图10和11中箭头所示。这样的装置已经在法国专利申请1990年5月31日的No.9006781(FR-A-2，662，745)中描述过，例如可以由直接固定在进气阀16的阀座22上部的螺旋叶片21组成。
为了使空气作旋转运动，可以进一步依靠下列解决方法中的一种(a)如图16到18所示，轴对称的凹槽19具有轴Y-Y，它近似定位在所汽缸4的轴X-X垂直的平面内但不通过该轴X-X，传输通道18最好与靠近汽缸母线Z的汽缸4内壁相切地打开，其中的母线Z距离排气阀11最远;
(b)如图19到21所示，凹槽19关于Y-Y轴对称，其中的Y-Y轴与汽缸4的X-X轴垂直并最好与X-X轴相交(或通过它的邻近处);传输通道18与靠近此汽缸母线Z的汽缸4内壁相切地打开，其中母线Z离排气阀11最远;并且传输通道18的侧壁基本相互平行，并在与上述汽缸4相切、最好通过离排气阀11最远的母线Z的平面上相对于汽缸4的X-X轴倾斜β角;
(c)如图22到24所示，凹槽19关于Y-Y轴对称，其中Y-Y轴位于与汽缸4的X-X轴垂直的平面内并最好与X-X轴相交(或穿过的邻近处);传输通道18与汽缸4内壁相切地打开;V-V轴与汽缸4的X-X轴平行并穿过传输通道18开口中心，但不与凹槽19的旋转轴Y-Y相交。
在上文中假定了根据本发明的方法是在两冲程发动机中执行的，但它同样可用于四冲程发动机，在这种发动机中，发动机排气定时装置一般包括至少一个排气阀11而进气定时装置至少包括一个进气阀16。
对于一台四冲程发动机，在活塞下落冲程期间新鲜空气被吸入的过程之前，通过调整定时装置来防止全部的气体排出汽缸或者甚至吸回此气体，从而得到燃烧气体的保留。
在这种情况下，充分描述排气和进气阀开启图以便使方面有经验的人可以借助图13到15使四冲程发动机适合于根据本发明的方法，其中图13到15作为发动机曲轴即主轴的角度α的函数分别表示了排气阀(用实线)和进气阀(用虚线)开口的抬起。
根据图13的曲线图，存在过早的排气关闭和延迟的进气打开。在工作室1的体积为最小之前排气定时装置是关闭的(EC＝排气关闭)，而仅仅在对应于上述体积增加的活塞5的冲程中进气定时装置才打开(AO＝进气打开)，此时相对于与此体积最小值相应的位置，发动机的主轴处在与相对于排气定时装置的闭合位置基本对称的位置。“EO”代表排气的打开，而“AC”代表进气的闭合。
根据图14的曲线图，当工作室1的体积接近其最小体积时，关闭排气定时装置(在EC1处)，这时在活塞5和排气定时装置间存在产生干涉的危险，当工作室体积达到然后超过它的最小值时再次打开排气定时装置，当进气定时装置开始打开且活塞处于增加上述体积的冲程时再关闭排气定时装置(在EC2处)。为了这个目的，使用双叶形排气凸轮轴以便吸回部分排出的气体。
图15的曲线图是图14的曲线图的一个变化，在图15对应的情况下，活塞5和排气定时装置之间不存在产生干涉的危险。例如，当通过一个气门代替阀门来形成控制时，或者当通过一个位于阀门盖座或位于与主室分开的一个室里的阀门来形成排气控制时，情况就是这样。因此，暂时不需要再关闭排气定时装置，这也可以通过对比图14和15的曲线看出。
权利要求
1.压缩点火式内燃机的导入方法，包括至少一个由燃烧室和被活塞及汽缸盖限定在汽缸内的可变体积构成的工作室；排气定时装置和进气定时装置，这些装置能够循环地使上述工作室与第一空腔分别连通并与第二空腔依次地和/或同时地连通，其中的第一空腔聚集工作室里形成的燃烧气体，第二空腔被提供新鲜空气；以及把加压的燃料导入上述燃烧室的装置；其特征在于在通过打开排气和进气定时装置来排出燃烧气体并用新鲜空气部分代替它们的过程中，启动定时装置使得前一循环的大部分燃烧气体保留在工作室里，为了在所述燃烧室里形成一个燃烧气体浓度和温度都为最大的中心区域，以及一个新鲜空气浓度为最大而温度为最小的周围区域，一方面当进气定时装置处于打开位置时，安排第二空腔和工作室之间的连通，而另一方面当工作室的体积由于活塞的相对运动而变成最小时，安排工作室的内壁形状使得新鲜空气流透入燃烧室，以便在燃烧室内产生工作流体的强烈旋转运动，借助于该旋转运动所得到的新鲜空气的离心作用和新鲜空气与燃烧气体之间的密度差来尽可能地防止新鲜空气在燃烧室内与保留在燃烧室里的燃烧气体混合，以及布置上述导入加压燃料的装置以便至少在每个喷射循环的开始将燃料直接喷入上述中心区域。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于当发动机至少近似地以其额定速度运转时，从一个循环到下一循环保留在工作室里的燃烧气体质量至少等于此工作室里所含工作流体质量的10%，最好是15%，此时每个循环中工作室和每个上述空腔之间的连通刚刚被中断。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于考虑到发动机的其它工作参数，选择进入空气的温度和从一个循环到下一循环保留在工作室里的气体的比例使得如果保留气体和新鲜空气在喷射燃料之前混合，那么在喷射瞬间所得到的混合物温度可能低于燃料以稳定方式发生自点火而不产生超量终结气体的温度。
4.根据权利要求1到3中任何一个权利要求的方法，其特征在于考虑到发动机的其它工作参数，选择进入空气的温度和从一个循环到下一循环保留在工作室里的气体的比例使得工作流体的最大平均温度不超过大约1500℃，超出这一范围，氮的氧化物NOx的产生就会超量。
5.根据权利要求1至4中任何一个权利要求的方法，其特征在于发动机按两冲程循环工作。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于在一个循环中，排气和进气定时装置刚刚回复到关闭位置时启动上述定时装置使得进入工作室的新鲜空气体积小于工作室体积。
7.根据权利要求5或6的方法，其特征在于进气定时装置基本上由与上述第二空腔连通的、加工在汽缸侧壁上的气口组成，其中汽缸侧壁被活塞扫过，并当工作室的体积接近其最大值时，进气定时装置被活塞打开，所述的气口相对于法向向所述的靠近这些气口的侧壁方向倾斜以便产生上述旋转运动，以及此外排气定时装置由至少一个加工在上述汽缸盖上的排气阀组成，布置排气定时装置使得它离开汽缸盖的中心区域，在这个区域中能够布置导入加压燃料的装置。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于当活塞接近相应于工作室体积最小值的位置时，燃烧室由被汽缸盖、上述侧壁和活塞所限定的宽间构成。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于燃烧室(2)有一个轴对称的开关，并且活塞(5)和汽缸盖(6)之间的距离最小值(e)使得由活塞(5)的横断面(14)和汽缸盖(6)之间相互作用所产生的工作流体的径向运动尽可能小。
10.根据权利要求5或6的方法，其特征在于排气定时装置和进气定时装置都是由加工在汽缸盖上的阀组成的。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于上述燃烧室由一个加工在汽缸盖上、最好是轴对称的凹槽组成，进气阀的顶端设置在凹槽里，凹槽通过一通道与被活塞扫过的体积相通，其中通道的内壁被布置成当排气阀和进气阀同时打开并且活塞处在相应于工作室体积接近最大值的位置时，使新鲜空气流流向活塞。
12.根据权利要求11的方法，其特征在于导入加压燃料的装置安置在上述凹槽中，排气阀最好安置在上述汽缸盖底侧上，上述凹槽与上述体积通过通道连通，其中通道的内壁被布置成当排气阀和进气阀同时打开并且活塞处于接近相应于工作室的最大值的位置时，使进入工作室的新鲜空气流流向活塞并与汽缸侧壁离排气阀最远的部分相切。
13.根据权利要求11的方法，其特征在于上述通道的内壁取向为使流向活塞的新鲜空气流具有一个相对于上述活塞位移轴的倾斜方向，以便引起处于活塞和汽缸盖之间体积里的上述空气流的螺旋运动。
14.根据权利要求12和13的方法，其特征在于上述通道的形状是使当活塞上升时工作流体与上述通道周壁大致相切地喷入燃烧室，以便在上述凹槽中产生绕其转轴的旋转运动。
15.根据权利要求1到6和10至14的方法，其特征在于在凹槽中心区的导入加压燃料装置打开进入进气阀对面的燃烧室。
16.根据权利要求11的方法，其特征在于轴对称的上述凹槽有自己的轴，它近似定位在与汽缸相垂直的平面内但不通过该轴，传输通道最好与靠近汽缸母线的汽缸内壁相切地打开(图16到18)，其中的母线距离排气阀最远。
17.根据权利要求11的方法，其特征在于上述轴对称的凹槽有一个与汽缸轴垂直并最好与汽缸轴相交(或穿过它的邻近处)的轴;传输通道与靠近此汽缸母线的汽缸内壁相切地打开，其中母线距离排气阀最远;以及传输通道的侧壁基本上相互平行并且在与上述汽缸相切、最好通过离排气阀最远的母线的平面上相对于汽缸轴倾斜(图19到21)。
18.根据权利要求11的方法，其特征在于上述轴对称的凹槽有一个位于与汽缸轴垂直的平面内并最好与汽缸轴相交(或通过它的邻近处)的轴;传送通道与汽缸内壁相切地打开;以及与汽缸轴平行并穿过传输通道开口中心的轴不与凹槽的旋转轴相交(图22到24)。
19.根据权利要求1到18中任何一个权利要求的方法，其特征在于发动机按四冲程循环工作。
20.根据权利要求19的方法，其特征在于在工作室体积为最小之前关闭排气定时装置，而仅仅在相应于上述体积增加的活塞冲程中才打开进气装置，此时相对于此体积最小值相应的位置，发动机的主轴处在与相对于排气定时装置的关闭位置基本对称的位置。
21.根据权利要求19的方法，其特征在于当工作室的体积接近其最小值时关闭排气定时装置，这时在活塞和排气定时装置间存在产生干涉的危险，当工作室体积达到然后超过其最小值时再次打开排气定时装置，然后当进气定时装置部分打开且活塞处于增加上述体积的冲程时再关闭排气定时装置。
全文摘要
利用离心效果防止导入发动机工作室(1)的新鲜空气与从一个循环到下一个循环有意保留在工作室里的燃烧气体相混合。配置导入加压的燃料(10)的装置，以便将燃料直接喷入工作室(1)的中心区域(G)，在中心区G，保留的燃烧气体因此浓度最大且温度最高，这样就可能减小燃料的点火延迟。
文档编号F02M45/00GK1096567SQ93107350
公开日1994年12月21日 申请日期1993年6月18日 优先权日1993年6月18日
发明者让·弗莱德里克·迈尔希瓦 申请人:让·弗莱德里克·迈尔希瓦