[发明专利]一种直流扫气对置活塞发动机扫气过程控制装置及方法

权利要求书

1.一种直流扫气对置活塞发动机扫气过程控制装置，所述直流扫气对置活塞发动机包括进气道、进气活塞、缸套、排气活塞、排气道，缸套上含有进气口和排气口，进气活塞在缸套内运动以控制进气口的开闭，排气活塞在缸套内运动以控制排气口的开闭，进气道与缸套上的进气口连接，排气道与缸套上的排气口连接，所述进气道为单进气道；其特征在于：将单进气道改进为双进气道，第一气道用于对旋流进气口进行独立控制，第二气道用于对直流进气口进行独立控制，第一气道与第二气道之间的气流状态互不影响，通过双进气道结构实现双层进气口的独立控制；当使用旋流进气口和直流进气口双层气口时，旋流进气口更接近内止点。

2.如权利要求1所述的一种直流扫气对置活塞发动机扫气过程控制装置，其特征在于：所述进气口高度根据发动机转速需求配置；

气口高度比

采用双进气口时，进气口总高度不变；当气口高度比α＞0.5时，旋流进气口高度H_X更大，产生进气旋流的能力更强，而扫气速率变慢；当气口高度比α＜0.5时，直流进气口高度H_Z更大，产生进气旋流的能力更弱，而扫气速率加快；根据发动机转速需求配置进气口高度，使扫气调节能力与进气旋流、扫气速率控制需求匹配。

3.一种直流扫气对置活塞发动机扫气过程控制方法，用于控制如权利要求1或2所述的一种直流扫气对置活塞发动机扫气过程控制装置，其特征在于：实现方法如下，

由于旋流进气口和直流进气口安装于缸套上，旋流进气口更接近内止点，以保证扫气过程中旋流进气口先打开，缸内气体先形成旋流扫气面；随后部分气流通过直流进气口进入气缸，能够增加气流的轴向速度，加速扫气速率；通过调整第一气道内的进气压力改变进气旋流，进而调整扫气面以提升扫气效率；通过调整第二气道内的进气压力，改变气流的轴向速度以改变扫气速率；根据旋流进气口开启时刻的缸内压力确定旋流进气道内的最低进气压力值，通过保证旋流进气道内的最低进气压力值大于旋流进气口开启时刻的缸内压力，避免旋流进气道内出现废气回流；根据直流进气口开启时刻的缸内压力确定直流进气道内的最低进气压力值，通过保证直流进气道内的最低进气压力值大于直流进气口开启时刻的缸内压力，避免直流进气道内出现废气回流；通过双进气道内进气压力的独立调节，分别精确匹配直流进气口、旋流进气口不同开启时刻的缸内压力，提高供气利用率，减少供气功率损失。

4.如权利要求3所述的一种直流扫气对置活塞发动机扫气过程控制方法，其特征在于：根据柴油机转速调整进气时第一气道和第二气道内的进气压力以实现缸内旋流强度和气流轴向速度的连续调整，具体实现方法如下：当直流进气道内的进气压力P_Z不变时，增加旋流进气道内的进气压力P_X能够增加旋流进气口的进气流量和缸内进气旋流，减少旋流进气道内的进气压力P_X能够减少旋流进气口的进气流量和缸内进气旋流；当旋流进气道内的进气压力P_X不变时，增加直流进气道内的进气压力P_Z能够增加直流进气口的进气流量和减少缸内进气旋流，减少直流进气道内的进气压力P_Z能够减少直流进气口的进气流量和增加缸内进气旋流。

5.如权利要求3所述的一种直流扫气对置活塞发动机扫气过程控制方法，其特征在于：根据发动机转速需求配置进气口高度，使扫气调节能力与进气旋流、扫气速率控制需求匹配；具体实现方法如下：应用于低转速发动机时，选用气口高度比α＞0.5的双进气口缸套，产生进气旋流的能力更强，扫气速率更慢；应用于高转速发动机时，选用气口高度比α＜0.5的双进气口缸套，产生进气旋流的能力更弱，扫气速率更快。