CN108291478A - 具有进气阀和/或排气阀的单流式发动机 - Google Patents

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Abstract

一种单流式发动机，包括：具有气缸壁的气缸；位于气缸外部的卷部；在气缸壁和所述卷部之间延伸的至少一个通道；和在气缸外侧的阀，所述阀构造为打开和关闭在气缸和所述卷部之间的通过所述通道的流体连通。

Description

具有进气阀和/或排气阀的单流式发动机
背景技术和发明内容
本发明大体涉及单流式发动机，更具体而言，本发明涉及用于此发动机的扫气设备。
二冲程发动机经常通过其实现气体交换的方法来分类，即在燃烧后从气缸排出已燃烧气体的过程和为气缸再填充新鲜进气的过程，所述新鲜进气例如为新鲜空气，或新鲜空气和例如燃料的混合物。在二冲程发动机的领域中，这称为扫气。已知的扫气设计包括横向扫气、循环扫气和单流式扫气。与四冲程发动机中的情况不同，整个二冲程扫气过程在活塞或多个活塞处于或接近其最外(下止点)位置时同时发生，且由一些外部泵送装置驱动，而不是由活塞在下止点和上止点之间的运动驱动。二冲程气缸的填充取决于进气口和排气口(进气阀和排气阀)之间的压力差，涌入的新鲜进气如何能够有效地可将已燃烧的气体从气缸排出而自身不通过排气阀或排气口离开气缸，以及在排气口和进气口或排气阀和进气阀关闭而使得燃烧室密封时(通常)有多少质量的(大部分)新鲜的空气可被压入到(packedinto)气缸内。
与发动机是对置活塞发动机还是单活塞发动机无关，当进气处于气缸的一端、而排气处于另一端时，气缸和发动机称为具有“单流式”设计或“单流式扫气”设计。对置活塞二冲程发动机在此为论述的目的被描述。对置活塞二冲程发动机是内燃机的特殊的形式，其包括一个或多个气缸单元，每个气缸单元包括容纳有两个移动活塞的开放气缸，这两个活塞关闭气缸的各端且在两个活塞之间形成燃烧室。两个活塞相对于彼此且相对于气缸以固定运动移动，以在两个活塞之间形成变化的体积。该体积形成燃烧室。活塞运动通过外部机构控制，最通常地通过曲柄滑块机构控制，所述曲柄滑块机构具有有通过齿轮或其他装置保持相对运动的两个单独的曲柄，或共用单个曲柄。不太常见情况是使用例如“止转棒轭(Scotch yoke)”机构的其他类型机构，但基本运行细节在此未改变。这些机构组合每个活塞做的功，且将活塞的直线运动转换为旋转运动，即发动机的输出。例如在美国专利申请公开US 2013/0036999中示出了例示性的对置活塞发动机的结构和运行，该美国专利申请公开通过引用并入本文。
与采用的实际机构或车辆的物理定向无关，通过使用曲柄滑块术语，每个活塞的最内位置称为“上死点(top center)”或“上止点(topdead center)”，且最外位置称为“下死点(bottom center)”或“下止点(bottom dead center)”。在两个活塞同时处于或靠近其上止点位置时出现最小体积，且在两个活塞同时处于或靠近其下止点位置时出现最大体积。如果两个活塞构造为使得每个同时到达上止点和下止点，则最小体积和最大体积与上止点和下止点重合，且两个活塞称为“同相”。在两个活塞不同时实现上止点(和下止点)的通常情况中，则最小体积和最大体积分别在每个活塞的上止点和下止点的大致平均处出现，且活塞被称为相互“错相”或“错开”。
对于二冲程发动机循环，包括进气、压缩、燃烧和排放的整个循环在活塞从下止点到上止点且回到下止点的一个完整的运动(对应于曲轴一转)中完成。此循环可应用于主动点燃(火花点燃或奥托式点燃)或压缩点燃(迪塞尔式)燃烧过程。二冲程发动机内的称为“扫气”的气体交换过程，包括排出(排放)已燃烧的气体和为气缸再填充以新鲜空气(或如果燃料与空气在进入气缸前预混合则为混合物)，在接近下止点处或多或少地同时发生，且一定程度上减小了发动机的工作行程。
扫气过程的有效性是确定发动机的输出的关键因素。通常，进气、排气或进气以及排气通过下止点附近的口(气缸壁内的开口)进行，所述口被活塞“打开”或“关闭”。虽然口在与使用升降阀所实现的情况相比允许更大的流动面积方面是有利的，但所述口的缺点是打开时刻和关闭时刻由活塞运动导致，且关于活塞下止点是对称的。对于对置活塞发动机，进气和排气通过位于处于最大体积的气缸的相对的端部处的口进行，所述口每个通过活塞中的一个活塞控制。此位置固有地实现了“单流式扫气”，这提供的优点是通过将进气和排气尽可能分开实现的最优扫气，因此降低了新鲜气体和已燃烧的气体的混合，但使用活塞来控制两个口在对口的打开和关闭正时以也实现良好扫气方面造成困难。
本发明人已认识到，最优口(或阀)正时要求两个条件：1)排气口应在进气口前打开，以允许气缸内的残余压力“吹向”排气口，使得气缸压力与进气口打开时的进气歧管压力大致相同或低于所述进气歧管压力；和2)排气口应在进气口之前关闭，以允许气缸内的新鲜空气的压力累积到排气歧管压力(大致为大气压力)以上，由此允许该新鲜空气的更多质量。
在其中单独的活塞可控制两个端口的二冲程循环中，这两个条件难于实现。一个解决方法是单活塞“单流式”设计，此解决方法使用活塞控制的用于进气的口(通常情况)，和用于排气的升降阀。然而此设计要求的阀门机构***非常类似于四冲程发动机的阀门机构***，这降低了二冲程发动机的潜在的成本优点，且升降气门的可实现的流动面积可能限制排气流动。对于对置活塞发动机，两个口打开条件通常通过两个活塞相互间的运动的“相位”或“错开”从而使得进气口相对于排气口延迟来满足。此特征允许用于进气和排气的大的口面积，以允许高的气体流动，这是对置活塞发动机的主要优点之一，且是历史上对置活塞发动机相对于其他发动机设计的高输出的部分原因。
当对置活塞发动机的两个活塞相互具有相位时，进气过程和排气过程的时刻可确定为用于有效的扫气。然而，任何活塞的运动都不相对于气缸内因燃烧引起的压力升高而被确定时刻成实现与通过常规的单独活塞发动机可实现的将燃气的热力学功转换为每个活塞的机械功的相同的转换效率。在大多数类型的活塞发动机中，当燃烧时刻被设定为使得最大压力发生在活塞上止点之后大致10至15度处时，发生最高的功转换。其原因是常规的曲柄滑块机构在上止点处“锁死”，且在机构大约在中间行程时实现最大转矩，且在下止点处又被“锁死”。当对置活塞发动机的两个活塞具有相位时，最佳燃烧正时对于领先的活塞将略晚，但将对于随后的活塞过早，使得压力升高中的大部分试图于在相反的方向上推动活塞。这导致高的扭转振动，且也导致在循环期间跟随的曲轴的“负转矩”的明显阶段，所述负转矩从领先的曲轴的正转矩被减去，从而导致比预期的发动机输出更低的输出。
希望对于对置活塞发动机，降低由于活塞运动相对于燃烧压力升高的欠最优对齐导致的效率损失。也希望对于对置活塞发动机和单独活塞单流式发动机的口正时提供不同的解决方法，以实现相同的扫气性能。
根据本发明的方面，单流式发动机包括：具有气缸壁的气缸；进气道，所述进气道具有进气道壁；至少一个进气口，其在气缸壁和进气道壁之间延伸；和进气阀，其位于气缸外侧，且构造为打开和关闭气缸和进气道之间通过至少一个进气口的流动连通。
根据本发明的另一个方面，单流式发动机包括：具有气缸壁的气缸；排气道，所述排气道具有排气道壁；至少一个排气口，其在气缸壁和排气道壁之间延伸；从排气道延伸的排气通道；和排气阀，其构造为打开和关闭排气通道。
根据本发明的另一个方面，单流式发动机包括：具有气缸壁的气缸；气缸外的卷部；在气缸壁和卷部之间延伸的至少一个通道；和气缸外侧的阀，其构造为打开和关闭气缸和卷部之间的通过通道的流体连通。
附图说明
本发明的特征和优点通过结合附图阅读如下详细描述很好地理解，在所述附图中类似的附图标号指示类似的元件，且其中：
图1A是根据本发明的一个方面的对置活塞单流式发动机的横截面图，图中示出活塞处于上止点位置；
图1B是图1A的对置活塞单流式发动机的横截面图，图中示出活塞处于下止点位置，两个排气阀打开；
图1C是图1A的对置活塞单流式发动机的横截面图，图中示出活塞处于下止点位置，一个排气阀打开，而一个排气阀关闭；
图2A是在图1A的截面2A-2A处截取的对置活塞单流式发动机的横截面图；
图2B是在图1B的截面2B-2B处截取的对置活塞单流式发动机的横截面图；
图2C是在图1C的截面2C-2C处截取的对置活塞单流式发动机的横截面图；
图2D是根据本发明的另一个方面的对置活塞单流式发动机的横截面图；
图3是根据本发明的再另一个方面的对置活塞单流式发动机的一部分的横截面图；和
图4是根据本发明的又再另一个方面的对置活塞单流式发动机的一部分的横截面图。
具体实施方式
图1A至图2C示出了根据本发明一方面的单流式发动机21(图2D示出了单流式发动机的修改设计的一部分)。所示发动机21是对置活塞发动机，且为论述且解释本发明的特征的目的进行描述，然而，将理解的是，本发明的方面也可应用于非对置活塞单流式发动机。一般地，根据本发明的一方面的发动机包括：具有气缸壁的气缸；气缸外部的卷部；在气缸壁和卷部之间延伸的至少一个通道；和气缸外侧的阀，该阀构造为打开和关闭气缸和卷部之间通过通道的流体连通。
在本发明的一方面，发动机21包括：具有气缸壁25的气缸23；进气道27，所述进气道具有进气道壁29；在气缸壁和进气道壁之间延伸的至少一个进气口31；和气缸外侧的进气阀33，进气阀33构造为打开和关闭气缸和进气道之间通过至少一个进气口的流体连通；和进气通道59，进气空气通过该进气通道59被供给到气缸。
进气道27是可围绕气缸23的周部的一部分或整个周部延伸的空间。在图2A中所示的发动机21(和图3中所示的发动机)具有环形进气道27，所述进气道27围绕气缸23的整个周部延伸。进气道27可以围绕气缸23的整个周部是连续的，如在图2A(且在图3)中所示，或可形成为多个分立的卷部(未示出)，所述多个分立卷部的每个围绕气缸的周部的一部分延伸，例如在国际申请PCT/US2014/058103中所示，该申请通过引用合并入本文。在其他实施例(未示出)中，进气道可围绕气缸的周部的仅一部分延伸。
虽然将存在至少一个进气口，但典型地将存在多个在气缸壁和进气道壁之间延伸的进气口31。进气口31可具有相同的尺寸或不同的尺寸，例如在国际申请PCT/US2014/058103中所示，该申请通过引用合并入本文。进气口31示为大体矩形，然而，进气口可具有各种形状。
进气阀33可具有多种合适的形式，然而，阀的当前优选形式包括覆盖件35，所述覆盖件35布置为在第一位置(图1B和图1C)和第二位置(图1A)之间在气缸的纵向方向上往复运动，在所述第一位置，在气缸23和进气道27之间的通过至少一个进气口31的流体连通被打开，而在所述第二位置，气缸和进气道之间的通过至少一个进气口的流体连通被关闭。在多个进气口31在气缸壁25和进气道壁29之间延伸的情况中，进气阀33的当前优选的实施例是覆盖件35，所述覆盖件35包括管状套筒，所述管状套筒布置为邻近至少一个进气口与进气道壁相交处的进气道壁。管状套筒/覆盖件35可相对于进气口31升高和降低，以打开和关闭口。作为具有管状套筒的形式的进气阀33的替代，进气阀可具有一系列可一起或单独地移动的分立的覆盖件或闸的形式，以阐述合适的阀的再另一个类型。在进气阀的再另一个形式中，进气阀33’可具有如在图3中可见的管状套筒的形式，但带有狭槽33a，所述狭槽33a在第一位置中可与进气口31对齐以打开进气口，然后被略微旋转到第二位置，使得狭槽与进气道壁29的在口31之间的实体部分对齐，使得阻断通过口31的空气流动。如果进气道围绕气缸的周部的仅一部分延伸，则可能希望在进气通道59内使用旋转阀、蝶形阀或旋塞阀(未示出)，然而将希望的是，将此阀保持为尽可能靠近气缸壁25，以最小化进气口31和阀33之间的体积，且因此最小化回流到进气道内的潜在性。
希望的是，将进气阀33布置为使得在进气阀关闭时，气缸壁25外的体积被最小化，以降低在进气阀打开时排气回流到进气道27内的可能性，所述排气回流可能干扰正引入到气缸内的进气，且可能干扰扫气。还希望的是，将进气阀33布置为靠近气缸壁25，以便于在进气道内提供大的体积以用于提供进气，且最小化从进气道27到气缸23的流动路径以便于扫气。
发动机21可进一步或替代地包括：排气道39，所述排气道39具有排气道壁41；在气缸壁和排气道壁之间延伸的至少一个排气口43；和从排气道延伸的排气通道45；和构造为打开且关闭排气通道的排气阀47。排气道39是可围绕气缸23的周部的一部分或其整个周部延伸的空间。在图2B中所示的发动机21(和在图2C、图2D和图4中所示的发动机)具有围绕气缸25的整个周部延伸的排气道39(也在图2D中所示的发动机的一部分中示出)。排气道39可以是围绕气缸25的整个周部连续的，或可形成为每个围绕气缸的周部的一部分延伸的多个分立的卷部(未示出)。排气通道45在图2B中图示(且排气通道45’在图2D中图示)为从环形排气道39延伸的管道，然而，排气通道可具有不同的形式，例如为环形排气道的径向外部分。在其他实施例(未示出)中，排气道可围绕气缸的周部的仅一部分延伸。
排气阀47可相对于气缸壁25布置为提供充足的体积，以用于在活塞(图1A至图1C)移动成暴露气缸23内的至少一个排气口43之后，但在排气阀47打开之前，供排气膨胀到该体积内。通常，排气阀47布置在具有从排气道39引出到排气歧管(未示出)的管道的形式的排气通道45内，使得在排气阀完全打开前，排气可膨胀到整个排气道内。在排气侧，通常希望在口打开前关闭阀，从而导致气缸内建立压力。通常也希望足够早地关闭阀，使得不最初地限制排气流动。排气道的体积将通常允许一定的膨胀，这允许阀略晚打开或在口打开之后打开，而不过度地限制流动。将排气阀布置为离开气缸也保护排气阀不过热。
类似于进气阀33，排气阀47可具有各种合适的形式，且可以是往复阀，例如往复的管状套筒，然而，排气阀的在此优选的实施例是旋转阀，例如在具有从环形排气道39延伸的管道的形式的排气通道45内的蝶形阀49，如在图2B至图2C中所示，或如在图2D中所示的塞阀51。适合于用于例如关闭通过具有管道的形式的排气通道45的流动的其他类型的阀包括往复阀51’，例如在图4中所示的闸阀和可通过多种合适方式(例如通过液压、气压或机械连接(未示出))移动的升降阀，以进一步例示可能的合适的结构的范围。
装置53提供为用于移动排气阀47和进气阀33。排气阀47和进气阀33的移动通常与气缸23内的对置的活塞55和57的移动同步(或阀的移动与非对置活塞发动机内的活塞的移动同步)。移动装置可包括机械链接件(这些链接件相关于如在美国专利申请公开US2013/0036999中所示的链接件，该专利申请公开通过引用合并入本文)、凸轮设备、电磁阀或者液压或气压设备中的一个或多个。
移动装置53可移动排气阀47和进气阀33，使得在进气阀关闭气缸23和进气道27之间的流动连通前，排气阀关闭排气通道54。以此方式，在活塞55关闭通向气缸的进气口31前，进气可连续地进入气缸23。另外，通过关闭排气阀47，排气通过排气通道45的流动停止，这将剩余的排气约束在气缸23内或约束在气缸和排气阀之间的卷部内。连续的进气质量流动与受约束的排气一起导致在进气口和排气口都关闭时，在气缸内建立了大气压力以上的压力。有效的排气关闭可因此在活塞关闭排气口43前由排气阀47确定。随着活塞向其中活塞最靠近气缸23的中心点CP的、活塞的上止点位置(图1A)移动，此设计也可导致更高的压缩压力，因为在活塞57密封排气口而非仅将排气通气到排气歧管前，排气口43和排气阀47之间的体积可被加压。
移动装置53可移动排气阀47和进气阀33，使得在进气阀打开气缸23和进气道27之间的流动连通前，排气阀打开排气通道45。以此方式，只要活塞57暴露了排气口，则高压排气可开始通过排气口43、排气道39和排气通道45排放到排气歧管，这可在活塞55移动以暴露进气口31之前或之后，但在进气阀33打开之前，因此降低了气缸内的压力，且降低了排气回流到进气道27内或回流到从加压空气源(未示出)通向进气道的一个或多个管道59内的潜在性。在进气阀33打开时的气缸23内的较低的压力可便于更大量的进气空气流动，且可便于移除剩余在气缸内的排气。
发动机21可包括第一活塞55，所述第一活塞55在气缸23内在第一活塞上止点位置(图1A)和第一活塞下止点位置(图1B和图1C)之间移动，在所述第一活塞上止点位置中，第一活塞阻挡了气缸和进气道27之间的通过至少一个进气口31的流动连通，而在所述第一活塞下止点位置中，至少一个进气口被暴露，且第一活塞不阻挡气缸和进气道之间通过至少一个进气口的流动连通。发动机21可进一步包括第二活塞57，所述第二活塞57在气缸23内在第二活塞上止点位置(图1A)和第二活塞下止点位置(图1B和图1C)之间移动，在所述第二活塞上止点位置中，第二活塞阻挡了气缸23和排气道39之间的通过至少一个排气口43的流动连通，而在所述第二活塞下止点位置中，至少一个进气口被暴露，且第二活塞不阻挡气缸和排气道之间通过至少一个排气口的流动连通。第一活塞55和第二活塞57将通常由移动装置移动，所述移动装置可以是但不必须与移动进气阀33和排气阀47的移动装置53相同。用于第一活塞55和第二活塞57的移动装置因此可包括机械链接件(这些链接件相关于如在美国专利申请公开US2013/0036999中所示的链接件，该专利申请公开通过引用合并入本文)、凸轮设备、电磁阀或者液压或气压设备中的一个或多个。
在第一活塞55和第二活塞57分别处于第一上止点位置和第二上止点位置时，所述第一活塞55和第二活塞57每个最靠近气缸的中心点CP。至少一个进气口31距中心点CP的距离可与至少一个排气口43距中心点CP的距离不同。至少一个进气口31距中心点CP的距离可大于至少一个排气口43距中心点CP的距离，使得在膨胀行程/排气行程期间，在至少一个进气口被活塞暴露前，至少一个排气口43将被活塞57暴露，从而便于在进气口被暴露前排气的排放。替代地，至少一个进气口31距中心点CP的距离可小于至少一个排气口43距中心点的距离，使得在膨胀行程/排气行程期间，在活塞57已关闭至少一个排气口之后，且在活塞55关闭至少一个进气口之前，进气可连续进入气缸23。
移动装置53可移动第一活塞55和进气阀33，使得对于在活塞的移动至少部分地暴露至少一个进气口(如在图1A中假想线所示)之后的、活塞向下止点的移动的至少一部分，进气阀33阻挡气缸23和进气道27之间通过至少一个进气口31的流动连通。移动装置53可移动第二活塞57和排气阀47，使得在第二活塞57向下止点移动且至少部分地露出至少一个排气口3时，排气可从气缸23流过排气道39、经过排气阀49，且流出排气通道45。移动装置53可移动第二活塞57和排气阀47，使得在第二活塞47从其下止点(图1B和图1C)向内移动足够远以关闭至少一个排气口43之前，排气阀47阻挡排气通道45的流动，使得来自气缸的排气流动因阀47的关闭被停止。如也在图1C中可见，移动装置53可移动排气阀47，使得在第一活塞55不阻挡气缸23和进气道27之间通过至少一个进气口31的流动连通的状态下排气通道45被打开，且使得在第一活塞阻挡气缸和进气阀之间通过至少一个进气口的流动连通之前关闭排气通道。
图2B至图2D示出了发动机21可包括：在气缸壁和排气道壁41之间延伸的至少一个第二排气口43；从排气道39延伸的第二排气通道45’；和构造为打开和关闭第二排气通道的第二排气阀47’。替代地，可存在仅单独的排气口43和排气通道45，如在图4中所示，或可存在超过两个的口和通道。如在图1C和图2C中可见，移动装置可移动排气阀47和第二排气阀47’，使得排气阀在与第二排气阀关闭第二排气通道45’不同的时间关闭排气通道45。以此方式，可实现希望的空气流动方式。类似地，移动装置53可移动排气阀47和第二排气阀47’，使得排气阀在与第二排气阀打开第二排气通道45’不同的时间打开排气通道45。
通过在单流式发动机内提供一个或多个进气阀和排气阀，进气口和排气口的打开的正时可与活塞或多个活塞在气缸内的位置无关，因此便于从单流式发动机获得增加的效率。另外，通过使得进气口和排气口的打开的正时与活塞或多个活塞在气缸内的位置无关，可改进扫气。
在本申请中，术语“包括”的使用是开放性的，且意图于具有与术语例如“包含”相同的意义，且不排除其他结构、材料或事实的存在。类似地，通过使用术语例如“能够”或“可以”，意图于是开放性的，且反应结构、材料或事实不是必须的，不使用此术语并不意图于反应结构、材料或事实是关键的。在结构、材料或事实在此被考虑为关键的程度上，它们照此确定。
虽然本发明已参考优选实施例进行了图示和描述，但应认识到的是，在不偏离如在权利要求中阐述的本发明的情况下，本发明中可进行变化或改变。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种单流式发动机，包括：
具有气缸壁的气缸；
进气道，所述进气道具有进气道壁；
至少一个进气口，所述至少一个进气口在所述气缸壁和所述进气道壁之间延伸；和
位于所述气缸的外侧的进气阀，所述进气阀被构造为打开和关闭所述气缸和所述进气道之间通过所述至少一个进气口的流动连通，
具有排气道壁的排气道；
至少一个排气口，所述至少一个排气口在所述气缸壁和所述排气道壁之间延伸的；
从所述排气道延伸的排气通道；
被构造为打开和关闭所述排气通道的排气阀；
在所述气缸壁和所述排气道壁之间延伸的至少一个第二排气口；
从所述排气道延伸的第二排气通道；和
被构造为打开和关闭所述第二排气通道的第二排气阀。
2.根据权利要求1所述的单流式发动机，其中，所述进气阀包括覆盖件，所述覆盖件被布置为沿着所述气缸的纵向方向在第一位置和第二位置之间往复运动，在所述第一位置，所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流体连通被打开，在所述第二位置，所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流体连通被关闭。
3.根据权利要求2所述的单流式发动机，其中，所述覆盖件包括邻近所述进气道壁布置的管状部分。
4.根据权利要求1所述的单流式发动机，其中，所述进气阀包括具有至少一个覆盖件开口的覆盖件，所述覆盖件适于相对于所述气缸旋转到第一位置和第二位置，在所述第一位置，所述至少一个覆盖件开口与所述至少一个进气口对齐，并且所述气缸和所述进气道之间的流动连通被打开，在所述第二位置，所述至少一个覆盖件开口不与所述至少一个进气口对齐，并且所述气缸和所述进气道之间的流动连通被关闭。
5.根据权利要求1所述的单流式发动机，包括在所述气缸壁和所述进气道壁之间延伸的多个进气口。
6.根据权利要求1所述的单流式发动机，其中，所述排气阀是旋转阀。
7.根据权利要求1所述的单流式发动机，包括用于移动所述排气阀和所述进气阀的装置，以使得在所述进气阀关闭所述气缸和所述进气道之间的流动连通之前，所述排气阀关闭所述排气通道。
8.根据权利要求1所述的单流式发动机，其中，所述移动装置移动所述排气阀和所述进气阀，使得在所述进气阀打开所述气缸和所述进气道之间的流动连通之前，所述排气阀打开所述排气通道。
9.根据权利要求1所述的单流式发动机，包括用于移动所述排气阀和所述进气阀的装置，使得在所述进气阀打开所述气缸和所述进气道之间的流动连通之前，所述排气阀打开所述排气通道。
10.根据权利要求1所述的单流式发动机，包括：
第一活塞，所述第一活塞在所述气缸内在第一活塞上止点位置和第一活塞下止点位置之间移动，在所述第一活塞上止点位置，所述第一活塞阻挡所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流动连通，在所述第一活塞下止点位置，所述至少一个进气口被暴露，且所述第一活塞不阻挡所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流动连通；和
第二活塞，所述第二活塞在所述气缸内在第二活塞上止点位置和第二活塞下止点位置之间移动，在所述第二活塞上止点位置，所述第二活塞阻挡所述气缸和所述排气道之间的通过所述至少一个排气口的流动连通，在所述第二活塞下止点位置，所述至少一个进气口被暴露，且所述第二活塞不阻挡所述气缸和所述排气道之间的通过所述至少一个排气口的流动连通，
其中，当所述第一活塞和所述第二活塞分别位于所述第一上止点位置和所述第二上止点位置时，所述第一活塞和第二活塞均最靠近所述气缸的中心点，且所述至少一个进气口距所述中心点的距离不同于所述至少一个排气口距所述中心点的距离。
11.根据权利要求1所述的单流式发动机，包括：
在所述气缸内在上止点位置和下止点位置之间移动的活塞，在所述上止点位置，所述第一活塞阻挡所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流动连通，在所述下止点位置，所述至少一个进气口被暴露，且所述活塞不阻挡所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流动连通；和
用于移动所述进气阀的装置，以使得对于在所述活塞的移动至少部分暴露所述至少一个进气口之后、所述活塞向下止点的移动的至少一部分，所述进气阀阻挡所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流动连通。
12.一种单流式发动机，包括：
具有气缸壁的气缸；
排气道，所述排气道具有排气道壁；
至少一个排气口，所述至少一个排气口在所述气缸壁和所述排气道壁之间延伸；
从所述排气道延伸的排气通道；
被构造为打开和关闭所述排气通道的排气阀，
在所述气缸壁和所述排气道壁之间延伸的至少一个第二排气口；
从所述排气道延伸的第二排气通道；和
被构造为打开和关闭所述第二排气通道的第二排气阀。
13.根据权利要求12所述的单流式发动机，其中，所述排气阀是旋转阀。
14.根据权利要求12所述的单流式发动机，其中，所述排气阀是往复阀。
15.根据权利要求12所述的单流式发动机，包括用于移动所述排气阀和所述第二排气阀的装置，使得所述排气阀在与所述第二排气阀关闭所述第二排气通道不同的时间关闭所述排气通道。
16.根据权利要求15所述的单流式发动机，其中，所述移动装置移动所述排气阀和所述第二排气阀，使得所述排气阀在与所述第二排气阀打开所述第二排气通道不同的时间打开所述排气通道。
17.根据权利要求12所述的单流式发动机，用于移动所述排气阀和所述第二排气阀的装置，使得所述排气阀在与所述第二排气阀关闭所述第二排气通道不同的时间关闭所述排气通道。
18.根据权利要求12所述的单流式发动机，包括：
进气道，所述进气道具有进气道壁；
在所述气缸壁和所述进气道壁之间延伸的至少一个进气口；
在所述气缸内在上止点位置和下止点位置之间移动的活塞，在所述上止点位置，所述活塞阻挡所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流动连通，在所述下止点位置，所述至少一个进气口被暴露，且所述活塞不阻挡所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流动连通；和
用于移动所述进气阀的移动装置，使得在所述活塞不阻挡所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流动连通的状态下、打开所述排气通道，且使得在所述活塞阻挡所述气缸和所述进气阀之间的通过所述至少一个进气口的流动连通之前、关闭所述排气通道。

Claims (22)

1.一种单流式发动机，包括：
具有气缸壁的气缸；
进气道，所述进气道具有进气道壁；
至少一个进气口，所述至少一个进气口在所述气缸壁和所述进气道壁之间延伸；和
位于所述气缸的外侧的进气阀，所述进气阀被构造为打开和关闭所述气缸和所述进气道之间通过所述至少一个进气口的流动连通。
2.根据权利要求1所述的单流式发动机，其中，所述进气阀包括覆盖件，所述覆盖件被布置为沿着所述气缸的纵向方向在第一位置和第二位置之间往复运动，在所述第一位置，所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流体连通被打开，在所述第二位置，所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流体连通被关闭。
3.根据权利要求2所述的单流式发动机，其中，所述覆盖件包括邻近所述进气道壁布置的管状部分。
4.根据权利要求1所述的单流式发动机，其中，所述进气阀包括具有至少一个覆盖件开口的覆盖件，所述覆盖件适于相对于所述气缸旋转到第一位置和第二位置，在所述第一位置，所述至少一个覆盖件开口与所述至少一个进气口对齐，并且所述气缸和所述进气道之间的流动连通被打开，在所述第二位置，所述至少一个覆盖件开口不与所述至少一个进气口对齐，并且所述气缸和所述进气道之间的流动连通被关闭。
5.根据权利要求1所述的单流式发动机，包括在所述气缸壁和所述进气道壁之间延伸的多个进气口。
6.根据权利要求1所述的单流式发动机，还包括：
具有排气道壁的排气道；
在所述气缸壁和所述排气道壁之间延伸的至少一个排气口；
从所述排气道延伸的排气通道；和
被构造为打开和关闭所述排气通道的排气阀。
7.根据权利要求6所述的单流式发动机，其中，所述排气阀是旋转阀。
8.根据权利要求6所述的单流式发动机，包括用于移动所述排气阀和所述进气阀的装置，以使得在所述进气阀关闭所述气缸和所述进气道之间的流动连通之前，所述排气阀关闭所述排气通道。
9.根据权利要求6所述的单流式发动机，其中，所述移动装置移动所述排气阀和所述进气阀，使得在所述进气阀打开所述气缸和所述进气道之间的流动连通之前，所述排气阀打开所述排气通道。
10.根据权利要求6所述的单流式发动机，包括用于移动所述排气阀和所述进气阀的装置，使得在所述进气阀打开所述气缸和所述进气道之间的流动连通之前，所述排气阀打开所述排气通道。
11.根据权利要求6所述的单流式发动机，包括：
在所述气缸壁和所述排气道壁之间延伸的至少一个第二排气口；
从所述排气道延伸的第二排气通道；和
被构造为打开和关闭所述第二排气通道的第二排气阀。
12.根据权利要求6所述的单流式发动机，包括：
第一活塞，所述第一活塞在所述气缸内在第一活塞上止点位置和第一活塞下止点位置之间移动，在所述第一活塞上止点位置，所述第一活塞阻挡所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流动连通，在所述第一活塞下止点位置，所述至少一个进气口被暴露，且所述第一活塞不阻挡所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流动连通；和
第二活塞，所述第二活塞在所述气缸内在第二活塞上止点位置和第二活塞下止点位置之间移动，在所述第二活塞上止点位置，所述第二活塞阻挡所述气缸和所述排气道之间的通过所述至少一个排气口的流动连通，在所述第二活塞下止点位置，所述至少一个进气口被暴露，且所述第二活塞不阻挡所述气缸和所述排气道之间的通过所述至少一个排气口的流动连通，
其中，当所述第一活塞和所述第二活塞分别位于所述第一上止点位置和所述第二上止点位置时，所述第一活塞和第二活塞均最靠近所述气缸的中心点，且所述至少一个进气口距所述中心点的距离不同于所述至少一个排气口距所述中心点的距离。
13.根据权利要求1所述的单流式发动机，包括：
在所述气缸内在上止点位置和下止点位置之间移动的活塞，在所述上止点位置，所述第一活塞阻挡所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流动连通，在所述下止点位置，所述至少一个进气口被暴露，且所述活塞不阻挡所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流动连通；和
用于移动所述进气阀的装置，以使得对于在所述活塞的移动至少部分暴露所述至少一个进气口之后、所述活塞向下止点的移动的至少一部分，所述进气阀阻挡所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流动连通。
14.一种单流式发动机，包括：
具有气缸壁的气缸；
排气道，所述排气道具有排气道壁；
至少一个排气口，所述至少一个排气口在所述气缸壁和所述排气道壁之间延伸；
从所述排气道延伸的排气通道；和
被构造为打开和关闭所述排气通道的排气阀。
15.根据权利要求14所述的单流式发动机，其中，所述排气阀是旋转阀。
16.根据权利要求14所述的单流式发动机，其中，所述排气阀是往复阀。
17.根据权利要求14所述的单流式发动机，包括：
在所述气缸壁和所述排气道壁之间延伸的至少一个第二排气口；
从所述排气道延伸的第二排气通道；和
被构造为打开和关闭所述第二排气通道的第二排气阀。
18.根据权利要求14所述的单流式发动机，包括用于移动所述排气阀和所述第二排气阀的装置，使得所述排气阀在与所述第二排气阀关闭所述第二排气通道不同的时间关闭所述排气通道。
19.根据权利要求18所述的单流式发动机，其中，所述移动装置移动所述排气阀和所述第二排气阀，使得所述排气阀在与所述第二排气阀打开所述第二排气通道不同的时间打开所述排气通道。
20.根据权利要求14所述的单流式发动机，用于移动所述排气阀和所述第二排气阀的装置，使得所述排气阀在与所述第二排气阀关闭所述第二排气通道不同的时间关闭所述排气通道。
21.根据权利要求14所述的单流式发动机，包括：
进气道，所述进气道具有进气道壁；
在所述气缸壁和所述进气道壁之间延伸的至少一个进气口；
在所述气缸内在上止点位置和下止点位置之间移动的活塞，在所述上止点位置，所述活塞阻挡所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流动连通，在所述下止点位置，所述至少一个进气口被暴露，且所述活塞不阻挡所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流动连通；和
用于移动所述进气阀的移动装置，使得在所述活塞不阻挡所述气缸和所述进气道之间的通过所述至少一个进气口的流动连通的状态下、打开所述排气通道，且使得在所述活塞阻挡所述气缸和所述进气阀之间的通过所述至少一个进气口的流动连通之前、关闭所述排气通道。
22.一种单流式发动机；包括
具有气缸壁的气缸；
位于所述气缸的外部的卷部；
在所述气缸壁和所述卷部之间延伸的至少一个通道；和
位于所述气缸的外侧的阀，所述阀被构造为打开和关闭在所述气缸和所述卷部之间的通过所述通道的流体连通。
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