带燃料喷射的二冲程发动机的制作方法_3

文档序号:8427473阅读:来源:国知局
伸并被接收在管状杆壳体56中,该管状杆壳体56具有连接至气缸盖4的上端和连接至下气门壳体17的下端。在图不实施方式中,杆壳体56沿着气缸体3的内部延伸。
[0052]因为曲轴8从气缸轴线3X偏移(图1),如图3中最佳所示,杆壳体56的下端连接至下气门壳体17的上壁的从曲轴8横向偏移的部分。下气门室18接收气门致动机构50的其余部分。下气门壳体17的下壁设置有通常由排油塞58关闭的排油孔57,该排油孔57用于将下气门室18中的润滑油排出。
[0053]气门致动机构50进一步包括由延伸到下气门室18内的曲轴8的部分承载的凸轮61、由曲轴箱2的侧壁7S和气门室盖19与曲轴8平行地支撑的下摇杆轴63以及由下摇杆轴63枢转地支撑以与凸轮61配合的下摇杆臂64。换言之,曲轴8的其中一个延伸部分14(曲轴8在图2中的右端)用作用于凸轮61的凸轮轴66。
[0054]如图3所示,下摇杆臂64包括由下摇杆轴63可旋转地支撑的管状部分64a、从管状部分64a朝向曲轴8延伸的第一臂64b、由第一臂64b的自由端枢转地支撑以与凸轮61进行滚动接触的辊子64c、从管状部分64a远离第一臂64b延伸的第二臂64d以及形成在第二臂64d的自由端中以支撑推杆55的下端55b的接收部分64e。推杆55的下端被赋予半球形形状,并且接收部分64e形成为与推杆55的半球形下端互补的凹部,从而以可相互滑动的方式接收推杆55的下端。
[0055]如图1所示,曲轴箱2与圆柱形凹部31相对的前上部分形成有穿过曲轴箱2的壁的喷射器孔70。喷射器孔70的内开口端与第二换气端口 43b直接连通,并且与第二换气孔口 42d相对。喷射器孔70的轴线在从外侧(前侧)看时倾斜向上延伸,并且穿过第二换气孔口 42d的中央部分。
[0056]燃料喷射装置71被接收在喷射器孔70中。燃料喷射装置71由本身已知的燃料喷射装置构成,并包括内部燃料通道(在附图中没有示出)、设置在该装置的前端并与燃料通道连通的喷嘴72、被构造成将该燃料通道打开和关闭的阀元件(在附图中没有示出)、以及用于致动所述阀元件的致动器(在附图中没有示出)。致动器可以由螺线管、压电致动器等构成,并且被构造成根据由电控单元(在附图中没有示出)供应的电力致动所述阀元件。喷嘴72由管状构件构成并在其前端处限定燃料喷射孔口。喷嘴72以使位于前端的燃料喷射孔口指向第二换气端口 43(圆柱形凹部31)的方式放置在喷射器孔70中。燃料喷射装置71通过保持构件74固定地紧固在喷射器孔70中,该保持构件74通过使用螺钉又被固定地紧固至曲轴箱2的外部。
[0057]燃料喷射装置71以规定角度或沿着喷射轴线71X从燃料喷射孔口喷射燃料,从而形成具有一定圆锥角的燃料圆锥。喷射轴线71X与喷射器孔70的轴线和喷嘴72的轴线同轴,并且当从发动机的前部向后部运动时具有向上倾斜,从而经过第二换气孔口 42d。更具体地说,燃料喷射装置71通过圆柱形凹部31、凹部3b和第二换气孔口 42d将燃料喷射到气缸套42的内圆周表面42a上。当活塞22的下端经过第二换气孔口 42d的上边缘附近并且燃料喷射装置71的喷射轴线71X经过活塞22的后侧时,燃料喷射装置71通过圆柱形凹部31、凹部3b和第二换气孔口 42d将燃料喷射到活塞22的后侧。
[0058]由燃料喷射装置71喷射的燃料可以由诸如汽油、柴油、煤油以及生物燃料之类的液体燃料或诸如城市燃气和液化石油气之类的气体燃料构成。液体燃料是优选的,因为蒸发时的潜热促进将热从活塞22和气缸套42去除。在各种液体燃料当中柴油因为良好的润滑特性而是优选。当燃料提供有润滑特性时,沉积在气缸套42的内圆周表面42a上的燃料为活塞22和气缸42之间的相对滑动运动提供了润滑。
[0059]以上描述的发动机El在启动时以如下所述的方式操作。参照图1,在活塞22的上行冲程中,由于曲柄室2a的减压,簧片阀33打开。结果,由节气门34b计量的新鲜空气经由簧片阀33和进气端口 32被吸入到曲柄室2a内。燃料喷射装置71然后将燃料喷射到曲柄室2a内以与其中的新鲜空气混合。气缸孔3a中的混合物被活塞22压缩,并在活塞22接近上止点附近时被来自火花塞47的火花点燃。
[0060]活塞22于是经历下行冲程,并且因为簧片阀33此时关闭,因此防止曲柄室2a内的混合物回流到节气门34b,并且该混合物被压缩。在活塞22的下行冲程过程中,在活塞22将换气端口 43打开之前,由气门致动机构50根据凸轮61的凸轮轮廓致动的排气门48将排气端口 46打开。一旦活塞22将换气端口 43打开,被压缩混合物经由换气端口 43被引入气缸孔3a (燃烧室44)。燃烧室44中的燃烧气体被该混合物置换,并且从排气端口 46排出,同时部分燃烧气体作为EGR气体留在燃烧室44内。排气门48的气门打开定时被确定成使得留在燃烧室44中的EGR气体的量足够使得混合物利用EGR气体的量的增加在压缩作用下由于燃烧室44中的混合物的温升而自燃。
[0061]当活塞22再次经历上行冲程时,活塞22将换气端口 43关闭,之后由第一凸轮61致动的排气门48将排气端口 46关闭。结果,气缸孔3a(燃烧室44)中的混合物被压缩,同时曲柄室2a减压,从而致使混合物经由簧片阀33吸入该曲柄室2a内。一旦发动机El进入稳定操作,混合物在活塞22接近上止点时自燃,并且由得到的燃烧产生的燃烧气体向下推动活塞22。
[0062]发动机El因而进行二冲程操作。具体地说,在启动时需要使用火花塞47进行火花点燃,但是一旦发动机开始以稳定方式操作,则进行基于均质压燃的二冲程操作。从换气端口 43经由气缸孔3a到排气端口 46的换气流动沿着相对笔直路径引导,或者能够实现所谓的“单向流动换气”。
[0063]图5示出了在第一实施方式的发动机El中相对于活塞22的位置(或曲轴转度)由燃料喷射装置71进行的燃料喷射的定时。活塞22的上止点表示为O度,活塞22的下止点表示为180度。活塞22的下行冲程发生在O度到180度的角度范围内,活塞22的上行冲程发生在180度到360度的角度范围内。
[0064]当活塞位置位于O度(上止点)时,燃烧室44中的燃料燃烧,从而燃烧室44内的气体膨胀,由此从上止点向下推动活塞22。在活塞位置到达位置Al之前,活塞22的下端位于第二换气孔口 42d的上边缘上方,并且第二换气孔口 43b与气缸孔3a的位于活塞22下面的部分连通。一旦活塞位置到达位置Al,活塞22的下端与第二换气孔口 42d的上边缘重合。在活塞位置位于位置Al和位置A2之间的时间段内,第二换气孔口 42d被活塞22的下行冲程逐渐关闭。一旦活塞位置到达位置A2,活塞22的下端与第二换气孔口 42d的下边缘重合,从而第二换气孔口 43b与气缸孔3a位于活塞22下面的部分之间的连通被关闭。
[0065]活塞22继续向下运动,并且当活塞位置已经到达位置A3时,排气门48打开,从而燃烧气体开始排出。当已经到达活塞位置A4时,活塞22的上端与第二换气端口 42d的上边缘42d重合,并且建立第二换气孔口 43b与气缸孔3a位于活塞22上方的部分之间的连通。
[0066]在到达180度(下止点)的活塞位置时,活塞22开始向上运动,一旦到达活塞位置A5,活塞22的上端与第二换气孔口 42d的上边缘重合,并且第二换气孔口 43b与气缸孔3a位于活塞22上方的部分之间的连通被关闭。A4至A5的活塞位置范围对应于用于第一和第二换气端口 43a和43b的打开时期。
[0067]当在活塞22的随后上行冲程之后活塞22到达位置A6时,排气门48关闭。A3至A6的活塞位置范围对应于用于排气端口 46的打开时期。
[0068]当活塞22已经向上运动到位置A7时,活塞22的下端与第二换气端口 43重合,并且这使得第二换气端口 43与气缸孔3a位于活塞22下面的部分之间开始连通。当活塞22位于位置A7至AS的范围内时,活塞22的上行冲程使得第二换气孔口 42d打开,并且一旦活塞位置到达A8,则活塞22的下端与第二换气孔口 42d的上边缘重合,由此将第二换气孔口 42d完全打开。
[0069]燃料喷射阀71可以在从位置A7(在位置A7,活塞22的下端在活塞22的上行(压缩)冲程过程中与第二换气孔口 42d的下边缘重合)到位置A2(在该位置A2,活塞22的下端在活塞22的下行(膨胀)冲程过程中与第二换气孔口 42d的下边缘重合)的时期内喷射燃料。在该第一喷射启用时期(A7至A2)过程中,因为第二换气孔口 42d与气缸孔3a位于活塞22下面的部分连通,所以燃料被喷射到气缸孔3a的位于活塞22下面的部分内,而不是喷射到燃烧室44内。
[0070]燃料喷射器71还可以在从位置AS (该位置AS,活塞22的下端在活塞22的上行(压缩)冲程过程中与第二换气孔口 42d的上边缘重合)到位置Al (在该位置Al,活塞22的下端在活塞22的下行(膨胀)冲程过程中与第二换气孔口 42d的上边缘重合)的时期
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