发明名称 压缩空气辅助燃料喷射系统
摘要 本发明系相关于一种具有压缩空气辅助燃料喷射系统之内燃机。该等喷射系统系具有一个压缩空气贮存器,该压缩空气贮存器系具有一个通往引擎汽缸之第一穿孔以及一个通往引擎曲轴箱之第二穿孔。这两个穿孔系座落在该贮存器之相对端,并且该等贮存器系具有一个管状的形状。该贮存器系在每一次有一个通往汽缸之埠口被关闭时而释放掉压力。该贮存器之管状形状系形成了一个用于来自汽缸之压缩波的调谐反射管,用以产生一个反射的压缩波而有助于将燃料与空气递送至汽缸之中。这两个穿孔系适合于藉由引擎的活塞头而被打开或关闭。
申请公布号 TW429287 申请公布日期 2001.04.11
申请号 TW088112761 申请日期 1999.07.28
申请人 设计制造溶解公司 发明人 威廉T.卡布
分类号 F02B13/06 主分类号 F02B13/06
代理机构 代理人 林镒珠 台北市长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种内燃机,其系具有一曲轴箱、一连接至该曲轴箱之汽缸、一连接在该曲轴箱与该汽缸之间的压缩空气辅助燃料喷射系统、以及一座落在该汽缸中之往复式活塞头,该等内燃机之特征系在于:该压缩空气辅助燃料喷射系统系具有一个导管系统,该导管系统系具有一个通往引擎汽缸之第一穿孔以及一个通往引擎曲轴箱之第二穿孔,该第一穿孔系形成一个燃料与压空气喷射埠口,而该第二穿孔系形成一个压缩空气进入与排放埠口,其中,当活塞头在该汽缸中往复运动时,该活塞头系打开或关闭这两个埠口,其中,该第一穿孔与该第二穿孔系相对于彼此而分隔,并且该活塞头之尺寸与形状系被设计而使得该活塞头大致上能够同时打开该压空气进入排放埠口并且关闭该燃料与压缩空气喷射埠口,并且其中,当该活塞头移动至以及通过上死点位置时,该排放埠口系保持打开。2.根据申请专利范围第1项中所述之内燃机,其中该喷射埠口之尺寸系被设计来限制空气通过该喷射埠口之流量,以使得在一个单一喷射循环中离开该喷射埠口之所有空气系被加压,并且在该喷射埠口被关闭之后,该压缩空气系被留在该导管系统中。3.根据申请专利范围第1项中所述之内燃机,其更包括有一个位在该汽缸头中之孔口,该孔口系可对准该喷射埠口,用以允许燃料中之润滑剂能够从该喷射埠口通过而进入该孔口之中,用以润滑将该活塞头连接至一活塞杆之轴承。4.根据申请专利范围第1项中所述之内燃机,其中该汽缸系包括有一个润滑通道,该润滑通道系沿着一个内侧壁部,而从该喷射埠口到达一个在该汽缸头位于上死点时通过该汽缸头之一后端的位置。5.根据申请专利范围第4项中所述之内燃机,其中该润滑通道系开放进入一空气进口。6.根据申请专利范围第1项中所述之内燃机,其中在该曲轴箱中真空压力期间,介于该汽缸与该导管系统之间的通路系被关闭,并且介于该曲轴箱与该导管系统之间的通路系被打开,以使得燃料在该活塞头朝向上死点位置之向前冲程期间系能够被真空拉入该导管系统之中,并且空气在该活塞头的向后冲程期间系能够被压缩进入该导管系统之中。7.根据申请专利范围第1项中所述之内燃机,其中该导管系统系形成一个用于喷射埠口之调谐反射管,该导管系统系具有一个调谐管件长度用以在将燃料从该喷射埠口递送至该汽缸之中的后半段期间,将燃烧所产生之压缩波之反射递送回到该喷射埠口。8.一种内燃机,其系具有一连接在一压缩空气源与一引擎汽缸之间的压缩空气辅助燃料喷射系统,该等内燃机之特征系在于:该压缩空气辅助燃料喷射系统系具有一个压缩空气贮存器,以及用于在喷射系统之一燃料与压缩空气喷射埠口系藉由引擎之一活塞头而被关闭,并且该活塞头系朝向上死点位置移动的大部分期间,释放在该贮存器中压缩空气压力之机构。9.根据申请专利范围第8项中所述之内燃机,其中用于释放之该机构系包括有一个介于该贮存器与一引擎曲轴箱间之组合的压缩空气进入与排放埠口。10.根据申请专利范围第9项中所述之内燃机,其中该等组合的压缩空气进入与排放埠口系被设置在该汽缸之底部处。11.根据申请专利范围第10项中所述之内燃机,其中该活塞头系打开及关闭该组合的压缩空气进入与排放埠口。12.根据申请专利范围第11项中所述之内燃机,其中两个埠口系藉由该活塞头而被往复地打开及关闭。13.根据申请专利范围第8项中所述之内燃机,其中该喷射埠口之尺寸系被设计来限制空气从该贮存器通过该喷射埠口之流量,以使得在一个单一喷射循环中离开该喷射埠口之所有空气系被加压,并且在该喷射埠口被关闭之后,该压缩空气系被留在该导管系统中。14.根据申请专利范围第8项中所述之内燃机,其更包括有一个位在该汽缸头中之孔口,该孔口系可对准该喷射埠口,用以允许燃料中之润滑剂能够从该喷射埠口通过而进入该孔口之中,用以润滑将该活塞头连接至一活塞杆之轴承。15.根据申请专利范围第8项中所述之内燃机,其中该汽缸系包括有一个润滑通道,该润滑通道系沿着一个内侧壁部,而从该喷射埠口到达一个在该汽缸头位于上死点时通过该汽缸头之一后端的位置。16.根据申请专利范围第15项中所述之内燃机,其中该润滑通道系开放进入一空气进口。17.根据申请专利范围第8项中所述之内燃机,其中该曲轴箱中真空压力期间,介于该汽缸与该贮存器之间的通路系被关闭,并且介于该曲轴箱与该贮存器之间的通路系被打开,以及一个燃料计量装置系具有一个被连接至该贮存器之出口,以使得燃料在该活塞头朝向上死点位置之向前冲程期间系能够被真空拉入该贮存器之中,并且空气在该活塞头移动远离上死点位置期间系能够被压缩进入该贮存器之中。18.根据申请专利范围第8项中所述之内燃机,其中该贮存器系形成一个用于喷射埠口之调谐反射管,该贮存器系经由一个调谐管件长度而能够在使燃料与空气通过该喷射埠口而递送至该汽缸之中的后半段期间,将燃烧所产生之压缩波之反射递送回到该喷射埠口。19.一种内燃机,其系具有一连接在一压缩空气源与一引擎汽缸之间的压缩空气辅助燃料喷射系统,该等内燃机之特征系在于:该压缩空气辅助燃料喷射系统系包括有一个用于提供某批压缩空气之贮存器,以及一个从该贮存器通往该汽缸之穿孔,其中,该穿孔之尺寸系被设计来限制进入该汽缸之该批压缩空气流量,以使得在喷射期间当该批压缩空气离开该穿孔时,该整批压缩空气系能够被加压。20.根据申请专利范围第19项中所述之内燃机,其更包括有用于在喷射周期结束之后,将压力从该贮存器内残余压缩空气中释放之机构。21.根据申请专利范围第20项中所述之内燃机,其中用于释放之该机构系包括有一个从该贮存器通往该汽缸之第二穿孔,当该汽缸头朝向上死点位置移动时,该穿孔系被打开在该汽缸头的后面。22.根据申请专利范围第19项中所述之内燃机,其更包括有一个位在该汽缸头中之孔口,该孔口系可对准该喷射埠口,用以允许燃料中之润滑剂能够从该喷射埠口通过而进入该孔口之中,用以润滑将该活塞连接至一活塞杆之轴承。23.根据申请专利范围第19项中所述之内燃机,其中该汽缸系包括有一个润滑通道,该润滑通道系沿着一个内侧壁部,而从该喷射埠口到达一个在该汽缸头位于上死点时通过该汽缸头之一后端的位置。24.根据申请专利范围第23项中所述之内燃机,其中该润滑通道系开放进入一空气进口而进入该曲轴箱。25.根据申请专利范围第19项中所述之内燃机,其中该贮存器系形成了一个用于喷射埠口之调谐反射管,该贮存器系经由一个调谐管件长度而能够在使燃料与空气从该喷射埠口而递送至该汽缸之中的后半段期间,将燃烧所产生之压缩波之反射递送回到该喷射埠口。26.一种内燃机,其系具有一连接在一压缩空气源与一引擎汽缸之间的压缩空气辅助燃料喷射系统,该等内燃机之特征系在于:该压缩空气辅助燃料喷射系统系具有一个介于压缩空气源与该汽缸之间的导管,该导管系具有一个通往该汽缸之第一穿孔以及一个第二穿孔,并且该引擎系具有用于打开及关闭该第一与该第二穿孔之机构,其中,当第一穿孔系被打开时,该第二穿孔系被关闭,并且其中,在该第一穿孔系被关闭的大部份期间,该第二穿孔系被打开。27.根据申请专利范围第26项中所述之内燃机,其中该第一穿孔与该第二穿孔两者系延伸进入该汽缸之中,并且该汽缸头系往复地打开及关闭该等穿孔。28.根据申请专利范围第26项中所述之内燃机,其中当该第二穿孔系被打开时,该第二穿孔系与引擎曲轴箱中之压力相连。29.根据申请专利范围第26项中所述之内燃机,其中该导管系具有一个长度,并且该第二穿孔系被关闭,用以形成一个用于该第一穿孔之调谐反射管,而接收一个来自汽缸中燃烧所产生之压缩波,并且在第一穿孔被打开的后半段期间将该压缩波反射回到该第一穿孔。30.根据申请专利范围第29项中所述之内燃机,其中该导管系包括有一个扩张容室部份,用以加长被反射之压缩波。31.根据申请专利范围第26项中所述之内燃机,其中该第一穿孔之尺寸系被设计来限制空气通过该喷射埠口之流量,以使得在该第一穿孔被关闭之后,该压缩空气系能够被留在该导管之中。32.根据申请专利范围第31项中所述之内燃机,其中该第二穿孔系可与引擎曲轴箱中之压力相连,以使得在该第一穿孔被关闭之后,来自导管中压缩空气之压力能够被释放进入该曲轴箱之中。33.一种内燃机,其系具有一连接在一曲轴箱与一引擎汽缸之间的压缩空气辅助燃料喷射系统,该等内燃机之特征系在于:该压缩空气辅助燃料喷射系统系具有一个介于该曲轴箱与该汽缸之间的导管,一个燃料计量装置系带有一个通往该导管之燃料出口,并且其中,一个引擎的活塞头系打开及关闭从该汽缸与该曲轴箱通往该导管之通路,其中在该曲轴箱中真空压力期间,介于该汽缸与该导管之间的通路系被关闭,并且介于该曲轴箱与该导管之间的通路系被打开,以使得燃料在该活塞头朝向上死点位置之向前冲程期间系能够被真空拉入该导管之中,并且空气在该活塞头之向后冲程期间系能够被压缩进入该导管之中。34.一种内燃机,其系具有一连接在一压缩空气源与一引擎汽缸之间的压缩空气辅助燃料喷射系统,该等内燃机之特征系在于:该压缩空气辅助燃料喷射系统系具有一个贮存器导管,该贮存器导管系带有一个通往该汽缸之喷射埠口,该贮存器导管系具有某一长度与形状而形成一个调谐反射管,用以反射一个压缩波,该压缩波系在汽缸中之燃烧之后从该喷射埠口之开口进入到该喷射埠口,并且用以将被反射之压缩波以一个预定的周期而递送至该喷射埠口,用以帮助递送燃料离开该喷射埠口而进入到汽缸之中。35.根据申请专利范围第34项中所述之内燃机,其中该贮存器导管系具有一个第二埠口,该第二埠口系可关闭用以形成该调谐反射管。36.根据申请专利范围第35项中所述之内燃机,其中该第二埠口系可打开用以使该贮存器导管与引擎曲轴箱中之压力相连。37.根据申请专利范围第34项中所述之内燃机,其中该贮存器导管系包括有一个扩张容室部份,用以加长被反射之压缩波。38.根据申请专利范围第34项中所述之内燃机,其中该预定的周期系发生在该喷射埠口被打开时的后半段中。39.根据申请专利范围第34项中所述之内燃机,其中该喷射系统系适合于在一个单一喷射循环期间,将一第一容积的燃料与压缩空气在第一压力下喷射进入该汽缸中,并且将一随后的第二容积的燃料与压缩空气在第二较高压力下喷射进入该汽缸中。40.根据申请专利范围第34项中所述之内燃机,其中该压缩空气在该喷射埠口被关闭之后系维持在该贮存器导管中,并且该贮存器导管系具有一个排放埠口,该排放埠口接着系被打开用以释放在该贮存器导管内部的压力。41.一种内燃机压缩空气辅助燃料喷射系统,其系具有一个带有两穿孔之贮存器导管,该二穿孔分别座落在一个汽缸以及一个引擎曲轴箱处,该系统之特征系在于:该贮存器导管系具有一个预定的长度,并且该穿孔系可被选择地关闭,以使得一个来自汽缸中燃烧而在该等穿孔之第一个处进入该导管之压缩波系能够移动通过该导管,并且系能够被反射回到该第一穿孔,其中,该导管系形成一个用于该第一穿孔之调谐反射管,以使得被反射之压缩波系能够帮助递送燃料离开该第一穿孔而进入到该汽缸之中。42.根据申请专利范围第41项中所述之系统,其中该第二埠口系可打开而使该贮存器导管与引擎曲轴箱中之压力相连。43.根据申请专利范围第41项中所述之系统,其中该贮存器导管系包括有一个扩张容室部份,用以加长被反射之压缩波。44.根据申请专利范围第41项中所述之系统,其中该贮存器导管系适合于在一个单一喷射循环期间,将一第一容积的燃料与压缩空气在第一压力下喷射进入该汽缸中,并且将一随后的第二容积的燃料与压缩空气在第二较高压力下喷射进入该汽缸中。45.根据申请专利范围第41项中所述之系统,其中该预定长度系可随着引擎操作状况而改变。46.根据申请专利范围第41项中所述之系统,其中该预定长度系适合于在该第一穿孔被打开时的后半段,将被反射之压缩波递送至该第一穿孔。47.根据申请专利范围第41项中所述之系统,其中该预定长度系被设置用以在引擎之一活塞头移动通过下死点位置之后,将被反射之压缩波递送至该第一穿孔。。48.一种将空气与燃料喷射进入内燃机之一汽缸之中的方法,其系包括有以下步骤:将空气压缩进入到一个贮存器之中;打开通往该汽缸之一个喷射埠口,并且将压缩空气从该贮存器喷射进入该汽缸之中,并且将燃料从该喷射埠口喷射进入该汽缸之中;关闭该喷射埠口;以及打开该贮存器之排放埠口,用以使剩余的压缩空气压力从该贮存器释放。49.根据申请专利范围第48项中所述之方法,其中将空气压缩之该步骤系包括有将该排放埠口打开,并且允许压缩空气能够经由该排放埠口而进入该贮存器。50.根据申请专利范围第48项中所述之方法,其中打开及关闭之该步骤系包括有使引擎之活塞头移动通过并离开该等埠口。51.根据申请专利范围第48项中所述之方法,其更包括有使来自该喷射埠口之润滑剂通过进入引擎活塞头中的一个孔口,用以润滑介于该活塞头与一活塞杆之间的一个轴承。52.根据申请专利范围第48项中所述之方法,其更包括有使来自该喷射埠口之润滑剂沿着在汽缸内侧表面上的一通道,而通过到达一个通过引擎汽缸头之一后端的位置。53.根据申请专利范围第48项中所述之方法,其更包括有在该喷射埠口被打开时而关闭该排放埠口,用以形成通往一个关闭端部调谐反射管之贮存器。54.一种用于制造内燃机之方法,其系包括有以下步骤:提供一个带有一喷射埠口之汽缸;将一个压缩空气辅助燃料喷射系统连接至该汽缸,该喷射系统系具有一个燃料计量装置以及一个压缩空气贮存器,其中该压缩空气贮存器系设有某一长度与形状,用以在引擎活塞头移动通过下死点位置之后,使得在该喷射埠口处所接收到的压缩波反射回到该喷射埠口。55.根据申请专利范围第54项中所述之方法,其更包括有对该贮存器设置一个加料埠口,并且设置用于关闭该加料埠口之机构。56.根据申请专利范围第55项中所述之方法,其中用于关闭该加料埠口之该机构系包括有将该加料埠口定位,以使得引擎活塞头能够覆盖住该加料埠口。57.根据申请专利范围第54项中所述之方法,其更包括有对该贮存器设置一个扩张容室部份,用于加长被反射之压缩波。58.一种将空气从一压缩空气辅助燃料喷射系统递送至内燃机之一汽缸之中的方法,其系包括有以下步骤:将空气压缩进入到该喷射系统之一个贮存器之中;使一第一容积的压缩空气在第一压力下释放离开该贮存器,并且经由一个喷射埠口而进入该汽缸之中;以及使一随后的第二容积的压缩空气在高于第一压力之第二压力下释放离开该贮存器,并且经由该喷射埠口而进入该汽缸之中。59.根据申请专利范围第58项中所述之方法,其中将空气压缩之该步骤系包括有将空气从引擎曲轴箱推入该贮存器之中。60.根据申请专利范围第58项中所述之方法,其中使一随后的第二容积的压缩空气释放之该步骤包括有在该喷射埠口处递送来自该贮存器之被反射的压缩波,被反射之压缩波系为从一燃烧所产生之压缩波所产生者。61.根据申请专利范围第58项中所述之方法,其更包括有将一随后的第三容积的压缩空气在一第三不同压力下释放离开该贮存器,并且经由该喷射埠口而进入到该汽缸之中。62.根据申请专利范围第58项中所述之方法,其更包括有在释放该第一容积压缩空气之前,释放来自该喷射埠口之一缓冲燃烧气体。63.一种使燃料与空气从一压缩空气辅助燃料喷射系统递送至内燃机之汽缸之中的方法,其系包括有以下步骤:对该喷射系统设置一个压缩空气贮存器,该压缩空气贮存器系具一个介于引擎曲轴箱与该汽缸之间的通道;将第一容积的燃料与压缩空气从该通道递送进入该汽缸之中;以及将随后之第二容积的燃料与压缩空气在一个第二较高速率下从该通道递送进入该汽缸之中,其中递送该第一与该第二容积的燃料与该压缩空气之步骤系发生在一个单一喷射循环中。64.根据申请专利范围第63项中所述之方法,其更包括有在一个单一喷射循环之中,将第三容积的燃料与压缩空气在一个不同于第二速率之第三速率下从该通道递送进入该汽缸之中。图式简单说明:第一图A至第一图E系为一个合并有本发明特点之引擎的局部表示图,其中活塞头系处于不同之操作位置。第二图系为一个用于说明贮存器两穿孔基于曲轴箱旋转及活塞头定位所产生之打开与关闭位置的图示;第三图系为曲轴箱中压力、燃烧室中压力、以及贮存器中压力相对于活塞头于汽缸中定位之图表;第四图A至第四图D系相似于第一图A,而活塞位置系介于第二图之1B与1C之间,并且显示了压缩波与反射波移动。第五图A至第五图C系为沿着贮存器导管长度上三个点处之压力图表;第六图系为相似于第三图而为于不发火发生时之图表;第七图系为引擎另一个实施例而相似于第二图之图示;第八图系为另一个实施例相似于第一图D而带有活塞头截面图之局部表示图;第九图系为一个带有另一种贮存器实施例之引擎的局部视图;以及第十图系为一个带有再另外一种贮存器实施例之引擎的局部视图。
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