二冲程内燃机的制作方法

本发明涉及一种二冲程内燃机，具有至少一个容纳活塞(2)的气缸(1)和至少一个插入气缸套(6)中的孔(5)内的多孔式低压喷嘴形式的喷嘴(4)。

背景技术：

在冲程内可供使用的时间不足以使借助喷嘴朝高温的活塞顶喷射的燃料蒸发，并且因此用燃料润湿的活塞和气缸壁面尤其在碳氢化合物排放方面的缺点是决定性的。(wo2010/063048a1)已经建议，将多个喷嘴相对于气缸的由排气通道的轴线确定的直径平面彼此对称对置地布置，使得在活塞的下死点位置上，喷嘴轴线在活塞顶的上方在直径平面内相交，更确切地说，在气缸轴线的背离排气通道的一侧上相交，这结合通过多个溢流通道的方向相反的空气流导致形成的混合物远离活塞顶朝向气缸盖流动，并且因此防止活塞顶被燃料润湿，润湿会引起碳氢化合物排放。然而，这样的效果在仅通过一个喷嘴喷射燃料时被破坏。因此(wo2015/113096a1)建议使用多孔式低压喷嘴，其喷射冲量减小的燃料。

但喷射束的冲量干扰尤其低负荷下的新鲜空气的扫气流，从而不能为力求达到的挤压式扫气形成穿过气缸的相对较大面积的新鲜空气前锋。由于燃料喷射对新鲜空气前部的影响通过燃料相应地分布在新鲜空气前锋上而被减小，因此力求燃料分布在相对较大的表面上，这不仅随之引起冲量的增大，而且需要喷嘴射束的更大的张角，更大的张角伴随着喷嘴射束贴附在气缸壁上的风险。

具有多孔圆盘的喷嘴例如由专利文献de19636396a1已知。但这种已知的喷嘴不能避免燃料空气混合物在喷嘴射束与空气流汇合后贴附在气缸壁上。

技术实现要素：

因此，本发明所要解决的技术问题在于，改进用于二冲程内燃机的喷射条件，使得在燃烧室内的燃料喷射较小地干扰活塞上方的扫气流，并且避免如下风险，即，燃料空气混合物在喷嘴射束与空气流汇合后贴附在气缸壁上并且由此导致气缸壁被燃料润湿。

基于前述类型的二冲程内燃机，所述技术问题通过本发明如此解决，即，多孔式低压喷嘴具有喷孔板，所述喷孔板具有布置在包络圆内的喷嘴开口，用于形成共同的喷嘴射束，所述喷嘴射束具有与喷嘴轴线相对于所述孔的孔口面的倾斜度相关的、阻止喷嘴射束贴附在气缸套上的张角，并且在相对气缸套倾斜的、由喷嘴射束沿喷嘴轴线的方向的速度矢量与扫气空气流沿流动主方向的速度矢量合成的矢量中，所述合成的矢量与气缸套形成夹角为20°的最大倾斜角度。

基于所述措施，在整个喷嘴射束的张角相对较小的情况下，能够在与喷嘴的预先规定的距离内实现喷嘴射束的一个横截面积，该横截面积对比单孔喷嘴的喷嘴射束或者需要喷嘴射束的明显更大的张角、或者需要与喷嘴的更大的距离。依据布置在包络圆内的喷嘴开口产生一种喷嘴射束，该喷嘴射束的出口横截面不是由喷嘴开口的直径而是由包围喷嘴开口的包络圆直径确定的，这在横截面积被预先规定的情况下减小了与喷嘴的距离，从而能够在预先规定的距离下限制喷嘴射束的张角，而不必放弃将喷入的燃料相应地分布在较大的横截面积上。这意味着，一方面由于通过多个布置在包络圆内的喷嘴开口喷射燃料，使得具有相对较小冲量的燃料以良好地分布在空气流前锋上的方式被喷入燃烧室内，并且另一方面由于限制的张角，可以防止喷嘴射束贴附在气缸壁上的风险，这是对燃烧室内有利的燃料分布的重要前提条件。此外还避免了燃料空气混合物在喷嘴射束与空气流汇合后贴附在气缸壁上的风险。

利用喷嘴开口的数量和喷嘴开口的定向能够以简单方式影响喷嘴射束的形成。喷孔板具有至少三个分布在包络圆的周向上的喷嘴开口，由此在共同的喷嘴射束下提供由包络圆的直径确定的用于喷嘴射束的满足多种要求的基础。关于这一点特别有利的结构比例关系如此获得，即，这些喷嘴开口的包络圆具有一个直径，该直径等于所述气缸套中的容纳喷嘴的孔的半径的至少三分之一。

附图说明

在附图中示例性地示出本发明的技术方案。在附图中：

图1局部地示出按照本发明的二冲程内燃机的剖切气缸的轴向剖面图，

图2以较大的比例尺示出插入气缸套的孔中的、在喷孔板的区域内剖开的喷嘴，和

图3示出根据图2的插入孔中的喷嘴的端面视图。

具体实施方式

根据图1，二冲程内燃机按照本发明包括至少一个具有活塞2的气缸1，示出活塞2在下死点位置上。在与排气通道3相对置的气缸侧上设置有喷嘴4，所述喷嘴4插入气缸套6中的孔5中。在未示出的曲轴壳体与气缸1的燃烧室之间设有彼此相对于图纸平面成对地相对置的溢流通道7、8。附加地，气缸1具有与排气通道3相反对置的构造为竖直通道9的溢流通道。由溢流通道7、8和竖直通道9造成的扫气空气流具有沿产生的主气流的方向的速度矢量10。燃料以喷嘴射束11的形式沿喷嘴轴线12的方向被喷入燃烧室内。喷嘴射束沿喷嘴轴线12的方向的速度矢量用13标记。喷嘴射束11的速度矢量13与扫气空气流的速度矢量10形成合成的矢量14，矢量14对由扫气空气流与喷嘴射束11合成的总流具有决定意义并且表示燃料空气混合物在燃烧室内的流动路径。

扫气空气流的前锋面在其通过喷嘴射束的过程中应经历尽可能小的变化，以便能够确保良好的挤压式扫气。因此，燃料应尽可能均匀地通过扫气空气前锋被载入空气流中。这在扫气空气流与喷嘴射束11彼此碰撞的区域内一方面以喷嘴射束11的适应于扫气空气前锋的横截面积为前提条件，并且另一方面以喷嘴射束11的相对较小的冲量为前提条件。尽管有这些条件，但喷嘴射束不会由于柯安达效应或者说附壁效应贴附在气缸套6上。这意味着，喷嘴射束11的张角α在考虑喷嘴轴线12相对气缸轴线的倾斜角度的情况下必须受到限制，以便不低于对柯安达效应起决定性的贴附角度。因此在张角α给定的情况下，根据图1喷嘴射束11的侧面与气缸套6之间的最小角度β应当不低于所述贴附角度。另一方面这意味着，在喷嘴轴线12的倾斜角度给定的情况下必须相应地限制喷嘴射束11的张角α。

为了能够以结构简单的手段满足这些不同的要求，喷嘴4构造为具有喷孔板15的多孔式低压喷嘴的形式，喷孔板15的喷嘴开口16如此布置在包络圆17内，使得各个喷嘴射束汇合成为共同的喷嘴射束11，该喷嘴射束11的张角α可以由喷嘴开口16的定向预先规定。如果按照图2通过对阀体18施加作用而开启喷射阀4，则燃料通过喷嘴开口16以相对较小的冲量以喷嘴射束11的形式被喷入燃烧室内，并且在该处碰到合成的扫气空气流，以便在不会以干扰的方式影响扫气空气流的情况下细微地分布在空气流中。燃料空气混合物根据图1按流动比例关系远离活塞顶向上朝气缸盖被导引，其中，空气流与喷入的燃料的喷嘴射束11的速度矢量10、13确定流动路径。燃料空气混合物的该流动路径应当尽可能不贴附在气缸套6上，以避免气缸套6被燃料润湿。这点在如下情况下得以实现，即，在相对气缸套6倾斜的合成的矢量14中，矢量14相对气缸套6的倾斜角度γ为最大20°。

技术特征：

技术总结
一种二冲程内燃机，具有至少一个容纳活塞(2)的气缸(1)和至少一个插入气缸套(6)中的孔(5)内的多孔式低压喷嘴形式的喷嘴(4)。为了提供有利的喷射条件，在此建议，所述多孔式低压喷嘴具有喷孔板(15)，所述喷孔板具有布置在包络圆(17)内的喷嘴开口(16)，用于形成共同的喷嘴射束(11)，所述喷嘴射束具有与喷嘴轴线(12)相对于所述孔(5)的孔口面的倾斜度相关的、阻止喷嘴射束(11)贴附在气缸套(6)上的张角(α)，并且在相对气缸套(6)倾斜的、由喷嘴射束(11)沿喷嘴轴线(12)的方向的速度矢量(13)与扫气空气流沿流动主方向的速度矢量(10)合成的矢量(14)中，所述合成的矢量(14)与气缸套(6)形成夹角为20°的最大倾斜角度(γ)。

技术研发人员：罗兰·柯克伯格
受保护的技术使用者：罗兰·柯克伯格
技术研发日：2017.03.07
技术公布日：2019.01.04