[发明专利]内燃机及增压器

说明书

技术领域

本发明的技术涉及装配了增压器的内燃机，该增压器用于根据具有进气歧管的发动机的需求向该发动机供应空气，以提高发动机的效率和性能，该进气歧管能够选择性地在从低于大气压至超过大气压的范围内变化。

背景技术

空气置换装置(air displacement device)用于增加对内燃机的空气和燃料供给，以增强发动机的马力。空气置换装置的一个示例是由P.H.Roots在美国专利No.30,157中以及G.Scheerer在美国专利No.2,201,014中所示出的“罗茨鼓风机”。这些装置中的每一个均具有驱动两个径向间隙接近(close-clearance)的转子的皮带驱动轴。每次旋转期间，旋转的转子将特定体积的空气卷起至诸如内燃机这样的储气装置内。转子的转速很大程度上决定了由该装置向储气装置排放的未节流(unthrottled)体积的空气。

C.N.Hansen与P.C.Cross在美国专利No.6,241,498中公开了一种具有互相配合(cooperating)的转子的增压器，该增压器可驱动地连接至内燃机，用于向发动机的燃烧室输送空气/燃料混合物。该转子具有半圆柱形的凹陷(pocket)和凸起(protrusion)，其不断地移动空气通过该增压器。由增压器输送的空气的未节流体积取决于驱动该增压器的发动机的运行速度。由匀速运行的增压器输送的空气的未节流体积几乎不变化。不存在对流入和流出增压器的空气进行调节的气流控制。

J.E.Whitfield在美国专利No.3,151,806中公开了一种螺杆式压缩机，其具有一对可旋转地安装在壳上的转子。体积控制阀设置在固定阀间隔子(fixed valve spacer)的流体进口侧。设置在该固定阀间隔的流体出口侧的压缩控制阀调节流体排放出口的尺寸和长度。连接至各阀的螺杆用于调整各阀的位置，以提供期望的流体输送体积变化以及内部压缩比变化。

F.Soderlund和K.Karlsson在美国专利No.4,597,726中公开了一种螺杆压缩机，其具有两个可旋转地安装在壳上且彼此啮合的转子。压缩机的压力比和容积由两个被安装以用于轴向独立运动的滑片调节。一个滑片调节压缩机的容量。另一个滑片调节压缩机的内建容积比(built-in volume ratio)。

N.Tsubol在美国专利No.4,951,638中公开了一种螺杆式压缩机，其具有一对阴阳转子。安装在每个转子的一端上的齿轮同步各转子的旋转，使得各转子不会彼此接触。一个转子连接至向增压器提供输入功率的内燃机。该增压器不包括调节被输送至内燃机进气歧管的空气体积的进气流控制。

J.Oscarsson在美国专利No.4,802,457中公开了一种内燃机，其装配了具有设置在压缩室中的转子的增压器。当发动机仅部分负载以限制流动至转子腔室内的空气时，通过脚油门来操作与增压器的进气侧相连的空气节流装置。

A.B.Riach在美国专利No.5,791,315中公开了一种火花点火内燃机，其连接至具有进气端口控制的增压器，该进气端口控制用于控制进入增压器的进气。该控制包括进气口阀门以及气流节流阀，该进气口阀门在发动机全负载时打开，并在发动机负载逐步减小时逐步关闭，该气流节流阀在发动机全负载时打开，并在负载逐步减小时逐步关闭。

G.Kirsten在美国专利No.6,022,203中公开了一种可变排量螺杆式压缩机，其具有一对转子，该一对转子能够将压缩的流体从进气管路移动至出气管路。与转子连接的壳部分控制压缩机的内部压缩比。由步进电机旋转的控制凸轮对抗弹簧的偏置来移动壳部件。

四冲程发动机不需要鼓风机或增压器供应空气来启动并连续运行。在四冲程自然进气或无增压发动机中，活塞的第一下冲程将低于大气压的空气吸进汽缸内。在上冲程，汽缸中的空气被压缩至低于燃料的点火温度。在燃料被引入汽缸之前，其可与空气混合，或可在活塞的进气或压缩冲程期间被喷射到汽缸中。在接近活塞的冲程的顶点处，油气混合物被火花塞生成的电弧点燃。在工作冲程期间，由于燃料的迅速燃烧，积存气体的升高的压力将活塞向下移动。随后的活塞的上冲程驱动气体及微粒通过排气歧管的排气门排出汽缸外。通过改变每个气缸中燃烧的空气质量和成比例的燃料质量来控制四冲程发动机的输出扭矩。

发明内容