[发明专利]大型二冲程发动机、进气门和气缸套

说明书

技术领域

本发明涉及大型二冲程单流式发动机，尤其是单流式的二冲程柴油机。本发明还涉及进气门和气缸套，所述进气门和气缸套是用于这种大型二冲程发动机的，尤其是大型二冲程柴油机。

背景技术

普通类型的大型二冲程发动机具有至少一个气缸，该气缸具有气缸壁，其中所述气缸壁被至少一个进气口环穿透，所述进气口穿过所述气缸壁以便将所述发动机的扫气道与所述气缸内所述发动机的活塞上方的气缸容积连接起来。

在这种单流式发动机中，气体从燃烧室一侧上的气缸周壁中的所述进气口环流到所述燃烧室相对侧上的气缸端部侧上的通常设有排气门的出口，即，总是沿着相同方向流动，因此被称为单流式发动机。

借助气缸套中打开的进气端口或进气口的环将燃烧室与发动机扫气道连接起来，当在活塞在其向下路径上已经经过气缸壁中的进气口环之后燃烧室内的压力在活塞的膨胀冲程期间下降到低于扫气道中的压力时，将开始燃烧室的扫气。

如果活塞，或者更具体地说是活塞环组，在膨胀冲程中经过打开的进气口环并且燃烧室内的压力高于扫气道中的压力，则气体将回流到扫气道中，并且因此出现不希望的可用能量的损失。而且，刚好在活塞经过进气口并开始露出进气口之前，例如在燃烧室内6-10巴压力下的打开时刻，排气门在膨胀冲程中打开，流出到排气道中的气体将减小过压，该过压能在膨胀冲程中轴活塞上做功。

因此，希望推迟在膨胀冲程中进气口和排气门的打开，以便在进气口打开以用扫气，例如新鲜空气，对燃烧室进行扫气之前延长活塞的做功冲程。然而，如果进气口的环制成在气缸套中较低以便避免这种不希望的可用能量损失，则当活塞，或者更具体地说是活塞环组，在压缩冲程中经过打开的进气口环时，扫气在压缩冲程期间较早地结束，由此切断通过进气口的气体通路。

为此，本领域已知使用进气门在膨胀冲程期间推迟打开，即，在膨胀冲程和压缩冲程期间产生进气口的不对称的关闭正时。也就是说，在膨胀冲程期间进气口的关闭正时延迟超过活塞经过的时间，而在压缩冲程期间进气口的关闭正时没有延迟并且借助活塞经过而结束。

用于单流式大型二冲程发动机的普通类型的进气门用于锁定和打开通过进气口环的气体流动通道，该进气口环通过所述发动机的气缸的气缸壁并且将所述发动机的扫气道与所述气缸内所述发动机的活塞上方的气缸容积连接起来，如果所述扫气道中的压力低于所述气缸容积中的压力，则所述进气门锁定所述气体流动通道，而如果所述扫气道中的压力高于所述气缸容积中的所述压力，则打开所述气体流动通道。为此，所述进气门包括承载多个活动阀部件的阀体。所述阀体能安装至所述气缸，以便将所述活动阀部件设置在所述气体流动通道中，其中所述活动阀部件设置成使其能从打开位置运动的关闭位置并且返回，在所述打开位置所述气体流动通道打开，在所述关闭位置所述气体流动通道关闭。

例如在欧洲专利申请EP 1788218 AZ中，公开了一种安装在气缸套内的环状进气门，其具有阀部分，该阀部分能打开和关闭进气口并且由被电磁阀控制的液压驱动。

然而，由于环状进气门安装在燃烧室内，因此难以更换，并且活塞(即，活塞环)磨损进气门的表面以及进气门上方气缸套壁与进气门自身之间的环槽。

因此，在本领域已知的其他示例中，进气门安装在气缸套外。

例如日本专利申请JP 59203820A示出一种进气门布置，其中环段绕气缸套形成一环，以便使环段中的开口与气缸套中的进气口对准。进气门具有活动阀部件，即可转动地布置在环段开口中的圆柱状阀塞。在阀塞中有两个空气通道，所述空气通道可以选择性地供给有加压空气，以便使发生从打开状态转动到关闭状态并且返回。看起来难以使发动机活塞运动与阀塞运动同步。因此，在其他示例中，使用具有例如簧片的被动活动阀部件的进气门。

日本专利申请JP 59049316A示出一种发动机，其具有穿过气缸套壁的进气口的两个环。进气口的上环与进气管连接，所述进气管内设有单向阀11。

日本专利申请JP 62129518A公开了一种在进气口周围包围气缸套的环形进气门体。设有铰接至环形阀体的翻板阀门作为止回阀，当燃烧室中的压力高于扫气道中的压力时，该止回阀关闭进气门，并且在扫气道中的过压下打开。

日本专利申请JP 62129529A公开了一种类似的进气门布置，其中代替铰接的翻板，气门簧片一端固定至阀体，如果被来自燃烧室内的过压冲击，则所述气门簧片自身会柔性地弯曲，以便使其被压靠在阀体抵接面上并且进气口关闭。