详细说明
参考附图，一往复式活塞、二冲程循环、火花点火的单缸发动机以
10所示，它包括一个发动机气缸体或壳12，一个汽缸头14，一个曲轴
箱16和一个与适当的起动齿轮机构相连(图中未示出)通电的起动马
达20，起动齿轮机构与发动机驱动轴18相连接。发动机10还包括一
排气导管22和一进气导管24。化油器装置26与进气导管24可操作地
相连，它可以是任何常规的结构，只要能准备好燃料空气混合气使之在
发动机10起动时进入进气导管24。化油器26包括一个进气喇叭口28
和一个普通的空气节流阀(图1中未示出)用于在发动机10工作期间
调节空气和燃料通过导管24的流量。已说明一个电操作的起动马达
20，同时为起动的目的可以装设一个简单的手动拉绳起动设置与输出轴
18或其它旋转的发动机部件相连。
在图1所示本发明的实施方案中，发动机10还可以包括一个火花
点火装置30，它安装在发动机10的头14上并伸入发动机的燃烧室内
(图1中未示出)。也可以装设一个通电的预热塞32，下面将详述其
装设的理由，加热塞也固定到发动机10的头14上并伸入发动机燃烧室
内。按照图1所示本发明的实施方案，还装设一个发动机头部温度传感
器34。
图示提供一电池装置36与发动机10相连以便送电给点火系统、起
动马达20和发动机的其它通电部件或发动机的各种附件。继电器38控
制从电池36到马达20和其它用电装置电能的传递，后面将解释其控制
方式。
发动机10的各种结构细节及以后要描述的与之相关联的各元件基
本上是内燃机领域中普通的熟知的装置。可以预见发动机10将利用煤
油基型的燃料，范围从JP5到D2的各种燃料，以便当不能提供汽油，
或者当各种发动机必须使用单一燃料时，可以使用这种燃料，在军用环
境中可能有这种情况。
众所周知，燃烧煤油基型燃料的、往复式活塞、二冲程发动机，若
不使用比标准煤油型燃料更易挥发的起动燃料组分或不使用将燃料在
进入发动机燃烧室之前汽化的加热系统是很难起动的。本发明提供一种
独特的燃料预热系统或燃料室加热装置，该装置使利用如上所述煤油型
燃料的内燃机特别是在低温操作条件下能够方便地起动。
按照本发明一个实施方案，至少提供两级燃料或混合气加热装置，
从而通过与燃料源和/或进气导管相连的加热装置首先将液体燃料汽化
或加热，也可以通过一种加热器而不是火花点火器加热在发动机燃烧室
里与那种燃料形成的混合气。下面说明燃料汽化和混合气加热系统的这
个实施例。
参考图1-3，最好选择化油器26，使它有一起动回路使液体燃
料源的液体燃料流到进气导管中节气门下游的进气导管。在发动机正常
起动时，通过起动回路供给液体燃料以便为燃烧提供燃料，此时节气门
基本上关闭或接近关闭。当然，打开节气门将增加通过发动机进气导管
的空气流量，因而通过在化油器内通常用空气吸入燃料的方式将燃料供
给到发动机混合气的进气口。
在本发明的这个例子中，化油器26将包括一个液体燃料起动回路，
它与将液体燃料送到燃料汽化器40的适宜的口或导管连通，该燃料汽
化器装置在图2中更为详细地图示说明。
更具体地说，如图3所示，化油器26包括一液体燃料容纳室42和
一怠速或起动燃料导管44，导管44从室42延伸到汽化器40内的汽化
室46。室42与接纳自燃料管线48的液体燃料源连通，管线48接受来
自合适燃料源(未示出)的燃料。
化油器26仅被示意地图示，未显示与化油器装置有关的通常的细
节，这些细节包括一浮子室，燃料液位指示元件，孔口，文丘里和其它
与化油器有关的机构，这些机构用于控制由于发动机运转空气通过导管
流动时吸入进气导管的燃料流量。但是所选用于本发明的典型的优选化
油器将包括一燃料怠速或起动回路，此回路至少包括一导管用于输送液
体燃料到进气导管内流量控制或节气门下游一个位置处，节气门是如图
3中50所示或等效物。内燃机中通常情况是按照发动机承担的功率要求
利用节气门50控制发动机10的速度。
如图2所示，导管44伸入汽化器40的汽化室46。在汽化室46内
设置最好是通电的加热元件52。紧密围绕向上延伸的加热元件52的是
一绝热壁54，该绝热壁54的上端有开口56，与导管58相连通，导管
58与进气导管24的内部连通。
在进气导管24内刚好在导管58与导管24相交处的下游，任选地
提供一个第二加热元件60，它延伸穿过进气导管24以便加热流过进气
导管24的燃料和空气(即混合气)，包括任何在室46内由加热元件52
汽化和通过导管58排出的燃料。
在图示例中的加热元件52和60最好是由任何合适的电源例如电池
36供电。电线62和64分别将电气元件52和60连接到电源，其连接方
式下面将更详细地说明。
加热元件52和60可为任何型式，可以选择由操作者送电或由于发
动机起动程序的启动自动送电以便产生或发出充足的热量，在加热元件
为52的情况用于汽化发动机10使用的液体燃料，或者在加热元件为60
的情况用于加热混合气到充分高的温度使发动机10能够起动。举例来
说，加热元件52可以是起动柴油机所用的常规的加热塞，而加热元件
60可包括陶瓷制的栅，其电阻率随通电的陶瓷元件温度升高而减小。就
是说加热元件60的陶瓷材料是一种不良导体，通电时由于材料对电流
从材料中通过有阻力而使材料加热，但是由于它对在预先选定的温度的
电流流动的阻力减小而保持一预定的温度。这种陶瓷材料在所谓的家用
陶瓷加热器装置中为大家所熟知。
在另一实施方案中，与进气导管有关的加热元件可任选为环形套管
66如图4和5所示，其中形成套管的材料与加热元件60相同。应该理
解，在本发明的最宽广的范围内加热元件52、60、66可以被任何适
宜的加热元件所替代，包括电阻元件，化学加热元件，放热反应元件，
催化元件或等效物。然而相信应用这里描述的陶瓷加热器型式有新颖性
和独特性。
如图5所示，可以装设加热元件68来传递热量给进入发动机10燃
料室内的混合气。加热元件68同样由通过线69送电的电加热的陶瓷或
其它材料制成，或者可以简单地是一个热保持元件，与形成发动机10
燃烧室壁的材料相比，它能在连续的燃烧周期之间更好地保存热量。例
如，如果气缸壁或气缸头的材料是铝，元件68可以是钢。
图1所示为又一可选择的方案，其中延伸进入发动机10燃烧室的
加热塞32作为混合气预热器。加热塞在图3中未示出，但它将连接到
孔70，给孔70制以适当的螺纹，例如，以安放加热塞。在螺口72装
设一个火花塞或其它常规的火花点火器30。按照常规的技术将适宜的
电导线连接到加热塞和火花点火器上。当然，在图5所示方案的情况下，
不采用加热塞而代之以使用加热元件68并将火花塞插入到口74中。
应该理解，在打算使用煤油型燃料的发动机的任何冷起动系统里，
上述的各种加热装置可以互相联合使用或单独使用。由本发明计划实施
的任何冷起动系统中最好利用至少两个加热装置。因此一个燃料汽化器
可以和与发动机进气导管相关联的栅或套管加热器60，66联合使用，
或者与图5和图7所示的燃烧室加热器联合使用。用于汽化燃料和/或混
合气的化学加热装置和下面所述的燃烧室同样可以与到现在为止所述
的任何加热器联合使用或者单独使用。因此必须理解，这里公开的任何
燃料和/或混合气预热器或燃烧加热器/预热器装置都可以单独或联合使
用这里所述的任何其它加热装置，这取决适合于冷起动条件的特定的发
动机应用。
本发明考虑了一个起动控制系统示意地图示说明为控制箱84(图
1)，它可安装一个简单的指示器和信号系统或者有一个微处理器控制
的发动机起动装置。在简单的信号系统情况下装设一合适的开关86以
便启动任何电激发的加热元件，如元件52，60，66，32或68。如
果这些元件是用电的，例如如果从电池36到控制单元84提供一适当的
导线88，并在单元84内包含适当电路将电能引导至电线62，64，33
和69(下面说明)。如果加热元件68(图5)是用电的，将在元件68
和控制箱84之间提供一适宜的导线69，以控制元件68的通电。加热
元件52，60和32将连续通电直到进气导管24内保证有汽化的燃料。
这可通过在控制箱84中使用一个简单的计时器来完成，此计时器使这
些电加热元件在一预定的周期内起作用，此周期可由实验确定，这样实
际上将总能保证在进气管24内有汽化的燃料。在此预先选定的时间间
隔终了时，控制箱84内的指示灯可闪光发出一信号给发动机的操作者，
在用手柄起动起动器的情况下去起动发动机，或者如果装设马达20的
话，将启动连接电池36与电起动马达20的继电器38。按照本发明另
一模式，控制箱84可以自动启动连接电池36和起动器马达20的继电
器38，以便在进气导管24内存在汽化的燃料之后自动地转动发动机
10。
如果使用一个微处理器，将由操作者启动起动模式序列的操作，例
如开启开关86，接着微处理器将激发燃烧室上的加热塞32，在一预定
的时间激发汽化器内的加热塞52，然后当微处理器收到一个适宜信号
指示可靠的起动条件时，启动起动器马达20。为此目的，可在进气导
管24内(图1)装设一个温度或汽化燃料传感器90，通过导线92将
它连接到控制箱84，以便为微处理器提供进气导管温度条件或者存在
燃料蒸汽的指示信号。如果需要，如图所示同样可以用传感器34将发
动机气缸头的温度提供给控制箱84中的微处理器，如果通过引线93应
用和控制一个自动节气门控制的话，微处理器能够控制发动机怠速。在
简单的起动指示器系统中也可利用汽化燃料传感器90，从而控制箱84
将接收到来自传感器90的表示进气导管24内存在燃料蒸汽的信号，控
制单元将给发动机的操作者发出一个听得见或者看得见的信号，表明起
动发动机的燃料条件是正确的。
对于这个应用可以采用任何合适的微处理器，并且根据输入给微处
理器的各种信号进行发动机10起动所要求的程序编程，对于熟知计算
机和发动机技术的人员来说，这是轻而易举的事。
可以将控制系统84与控制火花塞30操作的启动系统结合成一整
体，或者可以采用一个简单的磁电机系统，其中通过与火花塞30电连
接的适宜的磁电机(未显示)，发动机的操作产生火花能量。
如上说明，考虑的发动机10是包括二冲程循环的发动机，为准备
混合气它采用自然吸入式的化油器。用于这种发动机的活塞在图1-5
所示实施方案中未示出，但是此活塞正常地将周期性地遮盖和打开进气
口94，混合气输送口96和排气口98，从下面参考图6的说明中这点
将会很清楚。
非常希望采用这样一种燃烧室结构，它将能使发动机在起动后运转
时无暴震和具有可接受的排放。在这方面可以应用如图6所图解说明包
括任选的保热器或加热元件68的燃烧室几何结构。在美国专利No.
4,778,942中图示说明了这种燃烧室几何结构，这里引用作为参考。与延
伸入曲轴箱100的连杆108固定连接的活塞102的上面端基本上是仿形
的，因此在活塞的上死点(TDC)位置，燃烧室104实际上被在活塞
102上端的脊或高起部分130和/或汽缸头的凸起103划分为两个室
126，128。火花装置132延伸进入主燃烧室126，在那里在每个燃烧
周期期间使每批混合气点火。按照专利No.4,788,942中所述的原理选定
在活塞102的脊130和汽缸78的封闭端(或凸起103)之间存在的间
隙，从而由在活塞102的脊或凸起130和汽缸78的封闭端之间的间隙
所形成的限制通道，使燃烧室104构成的共振室与主点火室126分开。
实际上只有位于和接近活塞102的上死点(TDC)位置时才存在此共
振室104，但这个时间足够持久，以便得到如专利No.4,788,942中所说
明的共振室104的有益作用。
如在那个专利中所进一步描述的，在点火时刻，每批混合气的全部
燃料大体上都装在点火室126内，而共振室104内装有不能充分燃烧的
燃料或大体上没有燃料。在点火时由燃烧波能量所引起的室104的共振
产生空气泵效应，从而将装在室104内的空气泵入到点火室126，即使
室126内的平均瞬时压力可能比室104内的瞬时平均压力还要高，这些
都如专利No.4,788,942所述。为了进一步说明燃烧室104的操作将参考
前面提到的专利。
在图6的实施方案中，可选择地提供一曲轴箱加热器110，以便在
发动机冷起动时预热从进气口94吸入的混合气。将提供适宜的电线112
以便为加热器110提供电能。
当然图6所说明的发动机结构是二冲程、火花点火发动机的典型设
置，在这种发动机中活塞102在气缸78中往复运转，当活塞周期性遮
盖和打开进气口94，混合气输送口96和排气口98时，引起曲轴箱100
内压力周期性变化。当活塞102在汽缸78内向下运动时，在燃烧室104
内造成真空并在曲轴箱100内产生一个压力。在前面的活塞102上冲程
期间一些混合气已通过进气口94进入此曲轴箱，此混合气可能已被一
个或多个预热元件52(图2)，60(图2)，66(图5)或下面将
要说明的化学预热器所预热。当活塞降到混合气输送口96以下时，曲
轴箱100内的混合气通过混合气输送口被吸入或泵入到活塞102上面的
燃烧室区域。然后活塞102的向上运动压缩在活塞顶和封闭汽缸78的
汽缸头14之间的混合气。按照上面参考图5所描述的实施方案，如果
加热器68是用电的可以在任何时间任选地启动加热器68，以便预热燃
烧室。在接着的活塞102向下冲程中，典型地是排气口98首先打开，
之后立刻打开混合气输送口96以启动下一个循环。
图7和8中图示说明了本发明另一实施方案，其中示意说明一个气
冷的、活塞式、二冲程、火花点火的内燃发动机140。发动机140包括
一汽缸140，在汽缸内有一活塞(未示出)往复动作周期性地暴露出进
气口144，混合气输送口96和排气口146，以便周期性地使混合气进
入汽缸142和将燃烧产物从排气口146排出。一个化油器或其它合适的
混合气准备装置148包括一节气门150或等效物，用于以与图1所示发
动机相同的方式调节通过进气导管152的空气(和吸入的燃料)的流量。
与图1的实施方案相类似，化油器148包括一怠速或起动回路，此回路
包括一室154，液体燃料供应到该室，和与图3中导管44相当的一个
燃料导管156。相当于图1中汽化器40的燃料汽化器图7中未示出，
但在此实施方案中可以装设一汽化器，它将包括与图4中导管58相当
的一个汽化燃料导管，它与在任选的加热器装置或元件160内的或与其
紧邻的燃料进气导管152相连通，该加热元件160相当于图5所示实施
方案中说明的环形加热器元件66。
在图7所示实施方案中，与燃料汽化器组合使用或者单独使用的另
一加热元件是热保持元件162，它安装在汽缸142的封闭端邻近火花塞
166的火花电极164。
按照这个实施方案热保持元件162是环形结构的以安装在汽缸142
的上端内，沿图7中并在图8中示出线VIII-VIII的平面图。
制做热保持元件162的材料最好是其导热系数比发动机140燃烧室
壁材料，特别是发动机140汽缸壁和汽缸头材料的导热系数低得多。热
保持元件162基于的想法是在发动机140的燃烧室内装设一个插进的或
永久的装置，它能在燃烧周期之间保持燃烧的热量。因而如果发动机140
的汽缸壁和/或头例如是用铝制的话，热保持元件16可由钢或陶瓷制
做。这样的热保持元件将被开始几个燃烧周期加热，之后在从一个燃烧
周期到下一个之间将保持在高度加热的状态，其目的在于有助于打算用
于发动机140的低挥发度煤油基燃料的汽化。
元件162这样成形以便确定一个或多个室168，这些室在邻近火花
塞166的火花电极164的发动机140的燃烧室内一般沿圆周方向延伸。
室168通过在室168与发动机活塞上面的汽缸142的内部容积之间的限
制开口170和主燃烧室相连通。室168将接纳通过进气口144进入和被
发动机的活塞压缩并在燃烧室68内由于燃烧而受到进一步压缩的混合
气，在室68内燃烧时室168内的加压气体通过间隙170进入主燃烧室，
这是由于活塞从它的上死点位置后退时在燃烧室68内燃烧气更为迅速
的膨胀所造成。从室168内高速排出的气体将被限制开口170引导穿过
火花电极164以保持火花电极清洁。
可以相信热保持元件162，室168和限制开口170共同联合产生有
益的效果，那就是使在图7所说明的发动机内减少发动机爆震和火花塞
的积碳。
从图8中将会注意到限制开口170大体上延伸跨过元件162的宽度
一个距离，大体上相当于室168的周长，以便在室168和主燃烧室之间
提供良好的连续的连通。当如图7所示在发动机140内装设热保持元件
162时，在图8中面积170a是从元件162其余部分的平面凹下以便提供
限制开口170。开口170的结构也为了熄灭任何从燃烧室来可能冲击这
些开口的火焰前锋。
相信，与热保持元件62相连的室168的最小容积将大约为燃烧室
上死点容积的5％，在汽缸封闭端和表面170a之间限制开口170的高
度约为0.005-0.020英寸(0.127-0.508mm)。然而，也考虑可以利
用如图8所图示说明的两个室168，其中室168的总容积大约为发动机
140燃烧室的上死点容积的12％。室168合适的容积范围将是燃烧室上
死点容积的约5％到20％。
本发明的另一个实施方案图解说明在图9中，其中活塞型，火花点
火，二冲程，气冷内燃发动机是将燃料喷射到进气口位置或燃料进气导
管内。按照图9的实施方案，发动机174包括一进气导管176和一排气
导管178，一火花塞180。活塞(未示出)在发动机174内往复动作以
常规方式驱动输出轴182。示意说明一燃料喷射器184与燃料管或其他
带压的液体燃料源相连，并与进气导管176连接以向发动机通过进气导
管176吸进的空气注入燃料。当然，燃料喷射器184准备合适的混合气
以便经过发动机174进气阀导入。
与汽化器40类似的燃料汽化器188装设在次进气导管192中，用
于冷起动发动机。
在主进气导管176中的控制阀194可与辅进气导管192中的气流控
制阀196一起使用，从而在起动时，可使燃料喷射器不起作用，如果需
要，燃料是从燃料汽化器188供给，同时阀门196打开对发动机174供
给起动的混合气。在起动时可在从喷射器184供给的燃料和从汽化器188
供给的辅助燃料之间进行选择，或者总的燃料供给可通过燃料喷射器
184。实际上，将会观察到辅气流导管192是发动机174的起动回路，
提供汽化的燃料以能够起动发动机，而其他时候在正常操作中将喷入燃
料。可以使用这样的起动回路而不考虑与发动机174相连的特殊燃料喷
入装置。例如在将燃料直接喷射到燃烧室的发动机中可以使用相同的起
动回路。当然，如果希望与燃料汽化器188联合起来，也可使用这里公
开的任何辅助混合气/燃烧室加热系统。
此外，图9中发动机的实施方案也可包括与图5中加热元件68相
同的在燃烧室中的加热元件，或者如下面图10所述的化学预热器。而
且混合气预热器190还可以包括图12说明的这种类型的化学预热器，
下面也将说明。如果需要，与图7中所示的加热元件162相当的加热元
件也可结合到图9中所示的发动机中。
图10和11显示本发明附加的几个实施方案，其中可以使用可再循
环的化学类型加热器对供给到燃烧室的燃料或发动机燃烧室本身预
热。如图10中所示，包括活化器202的化学预热器200装设在发动机
208的头部206。以与图7实施方案相同的方法也装设包括电极164的
火花塞166，如果需要在这个实施方案中可有选择地装设热保持器
162。可以装设手动激发器210以激发活化器202，或任何其他合适的
装置以激发活化器202，唯一需要的特点是能够进行活化过程以激发化
学加热器中的放热化学反应。
化学加热器200可以包括已知技术中任何合适的化学加热器，但最
好是手动可操作的化学加热器。典型地，预热器200包含一种超冷的水
样盐溶液，例如四水合乙酸钠，通过活化器202的活化，造成溶质的沉
淀，产生出热量，活化器典型地包括一张可弯曲的薄金属片，当弯曲时
产生细微的金属颗粒或其他沉淀源以激发在预热器200的物质中产生放
热的沉淀反应(即放出变换的潜热)。在美国专利No.4,872,442和
5,058,563中描述了先前技术中公开的一种典型热包。可以用图10中说
明的化学预热器那样的预热器代替图5和6中说明的加热器元件68和
162或者这样加热元件的组合。这里描述的化学加热器通常是可再循环
的，利用发动机本身的热量加热溶液(现在带有沉淀)，使化学物质的
温度提高到足以溶解成溶液，并在冷却后可再用作加热器。
在图11中图解说明在本发明10冷起动时用于在燃料进气口汽化燃
料的化学预热器的另一个实施方案，其中应用化学预热器220加热在怠
速/起动回路导管222中的燃料，如前面结合图1和2的各实施方案描述
的那样导管222与导管44和58相通。在图11的例子中，活化器224
可由激发器226或者等效物手动激发，使化学加热器按照已知的原理220
活化，例如上面结合图10描述的那样。在化学加热器220活化时，在
起动器44，222，58中的燃料被加热和汽化从而允许发动机10起动。
可以单独使用化学加热器220，或者与这里描述的任何其他燃料、混合
气或燃烧室组合使用。
图12中显示本发明的另一个实施方案，其中在发动机的进气导管
24中装设化学预热器228和相连的激发器/活化器229，以与图5中说
明的预热器66相同的方式预热混合气。可以单独使用化学预热器228
或者与这里描述的其他各种预热器和燃烧室加热器组合使用。
图13中显示可与发动机10一起使用的燃料汽化器还有另一个实施
方案，包括一开口燃烧系统，其结构原理与液体燃料香烟打火机相似。
按照图12，从起动回路导管44来的燃料供给油绳材料230，以浸透这
种材料。在一合适的时间，用适当的杠杆或按钮234人工使撞针轮232
转动，从火石236对现在已浸透燃料的油绳230打出火花或者用任何其
他合适的装置使之点火。支持油绳230中燃料燃烧的空气从空气导管238
供给，该导管中还包括可转动的阀240或通过合适的机构242操作的等
效物，从而在这个例子中当发动机10的主化油器中阻风门(未显示)
关闭时，节气门240打开，并且反之亦是一样。在油绳材料浸透的燃料
230着火之前可以从发动机10主化油器的起动回路通过分离的导管244
供给燃料，或者通过导管44用液体燃料充满室246。
在油绳230中的燃料点火时，将在油绳230的上面发生燃烧，产生
的热的燃烧产物将通过烟囱或导管248向上移动并从发动机的散热片
252附近和下面的孔250中排出。这样由油绳230中燃料燃烧所产生的
加热气体将加热在室246中的燃料，还将加热邻近烟囱248中燃烧产物
出口250的散热片250的区域。当然，将选择烟囱248的材料以保证良
好的热传导给室246内包含的燃料。然后在室246中汽化的燃料将以与
前面描述的图1-5的各实施方案相同的方式，通过导管58进入到发
动机10的进气歧管。
作为另一种方案，可以使用催化燃烧器元件(未显示)代替油绳230
以避免暴露火焰的情况。催化燃烧器元件可由任何合适的机构起动，包
括火花点火器。
图12中说明的有焰预热器可与或不与这里公开的第二或第三加热
器中任何一个一起使用。在本发明的所有实施方案中，最好至少使用两
级预热器布置，以便在使用煤油型燃料冷起动发动机时至少汽化液体燃
料。加热元件的具体布置将取决于任何发动机的具体应用，尤其是取决
于在这样的发动机操作中预期遇到的最冷温度和在发动机中使用燃料
的类型。
图14显示本发明的又一个实施方案。特别是发动机260包括圆顶
的燃烧室262，活塞264在汽缸266中往复；汽缸头268封闭汽缸266
的上端以形成燃烧室262。
显示的发动机260是直接喷射发动机，其中燃料是通过燃料喷射器
276进入，燃料喷射器与合适的燃料喷射泵(未显示)相连，以按照已
知的燃料喷入原理把燃料直接供给燃烧室262。与合适点火源相连的火
花塞278产生火花以使燃烧室262中的混合气点火燃烧。可选择地，沿
着燃烧室262上端的内壁可以装设加热器或热保持器282。如果装设，
加热器或热保持元件282将与图5中说明的加热器或热保持器元件68
相当。
说明的图13的实施方案是应用带阀的进气口和排气口284，286，
通过众所周知的阀操作装置可以操作，其中进气口284将与化油器或其
他混合气准备装置相通，如果需要混合气准备装置可以装设任何这里描
述的燃料预热器。可选择地可以取消阀284，286，以有利于随着活塞
264的往复运动周期性定时地向燃烧室262传送空气的其他机构，例如
同图5，6中混合气输送口76类似的空气输送口与活塞264同步操作。
在发动机260的头部268装设吹气室288，它通过限制孔290与燃
烧室262相通，孔的形状与图7说明的与热保持器162相连的限制开口
170相对应。也就是说，使限制开口的尺寸有最大的横截面，数量级为
0.005～0.020英寸(0.127～0.508毫米)，并将熄灭任何从燃烧室移向室
288的火焰前锋。孔290对准火花塞278的电极279，引导从室288吹
出的气体沿一个合适的方向，以便在发动机操作中保持电极的清洁。
现在将描述图14说明的本发明实施方案的操作。活塞264的向下
冲程通过进气阀284(或者通过合适的空气输送口，如果空气是通过发
动机的曲轴箱或其他机构泵入到燃烧室)吸入空气。如果需要，可以使
用与图2，4，7或12中说明的加热器60，66，168，228相同的合
适的空气预热器预热燃烧空气。在紧接的向上冲程中空气被压缩，在一
个合适的时刻通过喷射器276直接将燃烧喷入燃烧室中。一部分燃料空
气混合气被压缩进入到吹气室288，在一个合适的时刻燃烧室262中的
混合气由火花塞278点火。在点火之前可以激化加热材料282以在发动
机冷起动时加热燃烧室或者，如果有电能可以使用加热塞。如果加热器
282的材料是一种热量再生器，也就是说，这种材料在燃烧室内从一周
期到下一周期如在163(图7)处显示那样，那么在发动机最初的几个
燃烧周期之后它将可以操作。
在活塞264的动力冲程中，由于燃烧室中压力增加驱使活塞264向
下，燃烧室262将扩大。由于燃烧产物的膨胀和冷却使燃烧室的压力下
降，这时室288将向燃烧室排气，那里的高压气体将以高速喷气对火花
塞278的电极279直接排放，保持电极处于清洁状态。当使用煤油基型
燃料时这是特别有用的，因为使用这类燃料在火花点火发动机中常使火
花塞积碳。
在接近动力冲程的终点，前面周期的燃烧产物排出时，排气阀(或
口)打开并且进气口打开吸入新的混合气。
虽然联系图14中两冲程循环过程描述发动机，显然该装置也可以
在四冲程发动机中工作良好。室288可以是单个连续的室或者可以分成
多个室如图示的那样。排气阀286可以由当该活塞接近它的下死点
(BDC)位置时，正常被活塞覆盖的排气口代替。也可以在图13所示
的这类两循环发动机中使用片簧阀系统，该系统可以与合适的混合气输
送口联合工作，或者与直接同燃烧室262相通的各导管和各口连接装
设。
可以理解提供本发明的上述各个实施方案仅为了说明的目的，同时
按照这里的说明和不背离描述的本发明各原理的精神和范围可以建立
本发明的其他实施方案和等效物。因此本发明仅由这里所附的权利要求
书的范围和内容限定。