[发明专利]一种用于内燃机的方法和系统

说明书

技术领域

本发明是关于一种内燃机，特别涉及一种改良内燃机，其具有一用于进气口和排气口与阀门的分离室。

背景技术

内燃机(ICE)是一种引擎，于其中的燃烧室以氧化剂，通常是空气，燃烧一燃料像是化石燃料。内燃机中，因燃烧产生高温和高压气体。气体膨胀施加力至引擎的一活动组件，像是一活塞，并利用可移动组件于一距离的运动产生有用的机械能。

内燃机一词通常指的是其中燃烧为间歇式的一种引擎，像是广为人知的四冲程和二冲程活塞引擎。第二类内燃机利用连续性燃烧，像是燃气涡轮机、喷射引擎和大多数火箭引擎。虽然也有许多内燃机的固定应用，内燃机真正强项是用于移动应用中，此内燃机占据主导地位做为各种规模的汽车、飞机和船只的能量供应。

以四冲程ICE为参考，所述四冲程为一汽油引擎或一柴油引擎的每工作循环中之两次凸轮轴运转期间发生的进气、压缩、燃烧和排气冲程。

当于汽缸中可滑动的活塞是离引擎曲轴的轴线最远时，则所述循环开始。于活塞的所述进气冲程中，所述活塞从汽缸顶部下降，降低汽缸内的压力。一燃料和空气的混合物由于大气压力透过进气埠或进气口被迫进入汽缸。随后进气阀关闭，所述压缩冲程压缩燃料与空气的混合物。

所述空气与燃料混合物随后于接近压缩冲程结束时点燃，通常是由一个用于汽油或奥托循环引擎的火星塞或藉由狄赛尔循环引擎压缩的热和压力。该燃烧气体导致的压力推进所述活塞通过能量冲程。于排气冲程，所述活塞推动燃烧产物从汽缸通过排气埠或口。所述排气阀随后关闭，而所述进气冲程再次发生。

通常，所述进气和排气阀是由每一四冲程循环凸轮轴转动一次而所述引擎曲轴转动两次来驱动。近期，有许多使用螺线管操作所述进气阀和排气阀的设计，所述螺线管是由内燃机控制器或计算机驱动。

于所述压缩和燃烧冲程中，所述进气和排气阀将曝露于发生于燃烧室或汽缸中很大的压力。因此，若能于所述压缩与燃烧冲程中降低压力并将所述进气与排气口与燃烧室的主要本体隔离，会是有利的。

发明内容

根据本发明的一种改良内燃机机组，提供一些相关实施例。所述内燃机机组具有一活塞移动于汽缸中，所述汽缸围定汽缸容积，一进气阀控制连接所述汽缸容积至一进气歧管之进气口的关闭与开启，一排气阀控制连接汽缸容积至一排气歧管之排气口的关闭与开启。所述改良内燃机机组包括一分离口介于汽缸和一分离室之间，与一分离阀用于控制分离口的关闭与开启。所述分离室经由所述进气口和排气口分别地连接至进气歧管与排气歧管。开启所述分离阀和排气阀两者，可使气流从汽缸容积经由开启的分离口、分离室和排气口流至排气歧管，开启所述分离阀和进气阀两者，可使气流从进气歧管经由开启的进气口、分离室和分离口流至所述汽缸容积。

在本发明的一实施例中，所述进气阀和所述排气阀藉由电气机构驱动。

在本发明的一实施例中，所述分离阀是由凸轮轴启动。所述凸轮轴与一引擎曲轴的关系是凸轮轴回转数比引擎曲轴回转数为第一比例，为1：4或是1：3。所述凸轮轴用于提供一第二比例为分离阀开启数比上凸轮轴回转数，为2：1。

在本发明的一实施例中，所述分离室容积比全汽缸容积的比例于5-20%范围内。

在本发明的一实施例中，于进气冲程期间所述分离室中压力保持于0.25bar以下。

在本发明的一实施例中，所述内燃机机组与传感器关联，所述传感器传送内燃机机组操作参数的指示至一控制机构，所述控制机构致使进气歧管与排气歧管至少其一运作。

在本发明的一实施例中，所述分离阀的直径为所述汽缸内径的65-95%之范围，而较佳的为所述汽缸内径的70-85%之范围。

在本发明的一实施例中，所述内燃机具有两个或更多个分离口，以及两个或更多个各别的分离阀。

在本发明的一实施例中，所述分离阀从排气阀开启之后仍为开启直到进气阀关闭。

根据本发明提供一些实施例，一改良内燃机机组运作方法。所述方法包括开启所述分离阀与当所述分离阀被开启：开启所述排气阀，使燃烧的气流从所述汽缸容积经由开启的分离口、所述分离室和排气口流至排气歧管，关闭所述排气阀以停止所述气流的燃烧，和开启所述进气阀，使气流从进气歧管经由开启的进气口、分离室和分离口流至汽缸容积。该方法也包括关闭所述进气阀和分离阀以停止来自所述进气歧管的气流。于压缩与燃烧冲程期间，所述分离室与汽缸容积保持隔离，于压缩与燃烧冲程期间所述进气歧管与排气歧管从所述汽缸容积保持双重隔离。

附图说明

本发明之各种特征将以实施例的较佳形式呈现于下列叙述，并以非限制性的举例配合附图作为参考：