[发明专利]用于没有机械增压器的二冲程循环发动机的EGR

说明书

一种带有一个或多个装有端口的汽缸和直流扫气的二冲程循环、涡轮驱动的对置活塞发动机没有机械增压器。所述发动机包括高压EGR回路和EGR回路中的泵，从而增加再循环排气产物的压力。

优先权和相关申请

本申请是2011年5月16日提交且共同授让的美国专利申请13/068,679的部分继续，其要求2010年5月18日提交的美国临时专利申请61/395,845以及2010年8月16日提交的美国临时专利申请61/401,598的优先权。

本申请包含与2013年2月19日提交且共同授让的PCT申请US2013/026737相关的主题。

背景技术

本领域涉及二冲程循环内燃发动机。具体地，本领域涉及带有废气再循环的装有端口的、直流扫气式的、二冲程循环发动机。更具体地，本领域包括带有一个或多个装有端口的汽缸和直流扫气式的二冲程循环发动机，其中废气再循环(EGR)结构提供由所述发动机在之前的循环中产生的一部分废气，其用于和进来的增压空气混合以控制燃烧过程中氮氧化物的产生。

二冲程循环发动机是内燃发动机，其利用曲轴的单个完整转动和连接到曲轴的活塞的两个冲程完成动力循环。二冲程循环发动机的一个示例是对置活塞发动机，其中一对活塞相对设置在汽缸孔内，其用于沿相反方向往复移动。汽缸有纵向隔开的进气端口和排气端口，以便靠近汽缸的各自末端设置。对置的活塞控制端口，从而当活塞移动到它们的底部中心(BC)位置时打开各自的端口，且当活塞朝向它们的顶部中心(TC)位置移动时关闭端口。一个端口提供孔外的燃烧产物的通道，其它端口用于准许增压空气进入孔中；这些端口分别叫做“排气”端口和“进气”端口。

图1中，二冲程循环内燃发动机49由具有至少一个装有端口的汽缸50的对置活塞发动机体现。例如，发动机可具有一个装有端口的汽缸、两个装有端口的汽缸、三个装有端口的汽缸，或四个或更多个装有端口的汽缸。每个汽缸50具有孔52以及在其各自末端形成或机器加工而成的排气端口54和进气端口56。排气端口54和进气端口56均包括一个或多个开口的圆周阵列，其中相邻的开口通过固相桥接(solid bridge)隔开。在一些描述中，每个开口称为“端口”；然而，此类“端口”的圆周阵列的结构与图1中所示的端口结构没什么不同。排气活塞60和进气活塞62可滑动地设置在孔52中，且它们的末端表面61和63彼此相对。排气活塞60被耦接到曲轴71，进气活塞被耦接到曲轴72。

当汽缸50的活塞60和62位于或靠近它们的顶部中心位置时，燃烧室在活塞的末端表面61和63之间的孔52中限定。燃料通过至少一个燃料喷射器喷嘴100直接注入燃烧室，所述燃料喷射器嘴100通过汽缸50的侧壁被放置在开口中。

进一步参照图1，发动机49包括空气管理系统51，空气管理系统51管理提供到发动机49的增压空气的输送以及由发动机49产生的废气的输送。代表性的空气管理系统结构包括增压空气子系统和排气子系统。在空气管理系统51中，增压空气子系统包括接收进气空气并处理进气空气到增压空气中的增压空气源，耦接到增压空气源的增压空气通道，增压空气通过增压空气通道被输送到发动机的至少一个进气端口，以及增压空气通道中的至少一个空气冷却器，空气冷却器被耦接以在将增压空气输送到发动机的一个或多个进气端口之前接收并冷却增压空气(或包括增压空气的气体混合物)。此种冷却器能够包括空气对液体和/或空气对空气设备，或另一种冷却设备。排气子系统包括排气通道，排气通道将排气产物从发动机的排气端口输送到排气管。