CN101235743A - 双缸内燃机 - Google Patents
双缸内燃机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101235743A CN101235743A CNA2007100780573A CN200710078057A CN101235743A CN 101235743 A CN101235743 A CN 101235743A CN A2007100780573 A CNA2007100780573 A CN A2007100780573A CN 200710078057 A CN200710078057 A CN 200710078057A CN 101235743 A CN101235743 A CN 101235743A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cylinder
- piston
- outburst
- jar
- stroke
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
一种双缸内燃机，是用两个缸(分别叫主缸和附缸)共同做四个冲程工作，不设燃烧室、活塞到达上止点时，以气缸盖接触，可以把废气排出干净，只在主缸里爆发，附缸帮助主缸工作，在压缩快要终了时，主缸先将全部气体压入附缸里，再由附缸转压入主缸里爆发。可以在不改变吸气量、耗油量、压缩比的情况下，将现在的曲轴转角10－15°上的爆发时刻，改变在40°上爆发，就可增大动力两倍(详看说明书)加上将废气排出干净，又能提高点吸气量等的作用，除去损失、预计能提高功率1.5倍、省油30％左右。
Description
一种双缸内燃机，是用两个缸共同做四个冲程工作，所以叫做双缸内燃机。是根据现在的内燃机的原理设计的，其技术特征：1、在不改变压缩比的情况下，将曲轴转角10-15°上的爆发时刻，改变在40 °左右上爆发；即推迟一个燃烧室的行程上爆发。2、将废气排出干净。3、可以提高吸气量等的作用，可提高功率1.5倍左右。
内燃机的爆发时刻，有的是在曲轴转角上止点附近的10-15°上爆发，在什么地方爆发，气体压强很高，就在什么地方产生最大值(即最大动力)随着活塞向下移动，气体压强逐渐降低，做功的力量逐渐减小。因此爆发的地方，是能够影响功率大小的地方，这个地方应该选择在能够起到较高的做功作用的地方，才能产生更高的最大动力(最大值)什么地方为最好呢？以知活塞上爆发的压强是经连杆传给曲轴，在由曲轴转变成能量，传给工作机件做功，曲轴在转变活塞上的能量时，有转变出大，有转变出小，这个原因是活塞产生最大值的时候，即爆发时刻。要作用在曲轴转变力量较大的地方，不要作用在曲轴转变力量小的地方。因为曲轴的转动，是圆周转动，不是向活塞那样作直线运动。因此，曲轴转动在曲轴转角0°上(上止点)是静点部份，不起做功作用。转动在15°上时，做功的作用很小，转动在40°上时， 做功的作用较大，转动在90°上时，做功的作用为最大。用下面图1各图来说明这点，以下各图中的：1、为燃烧室，2、活塞，3、气缸，4、连杆，5、曲轴，6、垂直线，7、杠杆。
1、假设：活塞爆发所产生的气体压强都设为1 00斤，爆发在图1-1表示的曲轴转角0°上，由于活塞上的压强是向下压的，作用点以轴心，成垂直线(用虚线6箭头表示)压力好向是吊在杠杆7表示的轴心上，不起做功作用，所做的功是：0(等份)÷5(等份)×100斤(压强)＝0斤，最大值为0，要是没有惯性的力，使曲轴偏转过去在有多大的能量压给曲轴，曲轴是不会转变出能量来的。等到曲轴受惯性力的作用，使它转动在曲轴转角10°上时，才能做功，但是做功的效果差些。等到曲轴转动到40-90°上时，做功效果虽然大些，此时活塞上的压强以降低了好些，做功的作用不大，因为活塞上的压强是随活塞向下移动，压强逐渐减小。
2、假设：在不改变压缩比的情况下，即保持一样多的压缩比，如果爆发时刻选择在图1-2表示的曲轴转角10-15°上(即现在的爆发时刻)由于曲轴作功大小的原理，是杠杆的原理变形应用。因此这100斤压强，作用在10-15°上，作用点的垂直线，相当于在1.5等份上，压强好比吊在杠杆表示的1.5等份上。根据杠杆原理，100斤压力，压在杠杆的一方，杠杆的另一方，就能克服30斤的阻力，即：1.5(等份)÷5(等份)×100斤(压强)＝30斤，也就是说，能做30斤功，产生的最大值为30斤，机械效率为0.3倍。
3、如果我们在不影响燃烧室容积增大的情况下，也就是说，不使压缩比减少，也不增大的情况下，使爆发时刻在图1-3表示的曲轴转角40°上爆发。作用点的垂直线，相当于在3.5等份上，仍然设气体压强为100斤，这100斤压力，压在杠杆的3.5等份上，杠杆的另一方，就能克服70斤阻力，即3.5(等份)÷5(等份)×100斤(压强)＝70斤的功，有效动力为0.7倍。
4、保持压缩比不变，爆发在图1-4表示的曲轴转角90°上，作用点的垂直线是在杠杆的5等份上，杠杆的另一方就能克服100斤阻力，即5(等份)÷5(等份)×100斤(压强)＝100斤的功，爆发产生的最大值为100斤，效率为100％。
从上面的说明来看，假设：保持压缩比不变的情况下，爆发时刻，选择在曲轴转角不同的角度上爆发，曲轴转变出来的能量是有大有小的。设爆发时产生的最大压强都设为100斤，作用在曲轴上，在图1-1，曲轴产生的最大值为0斤，在图1-2的最大值为30斤，在图1-3为70斤，在图1-4为100斤，产生的最大值越大，内燃机功率越高。因此，可以使燃烧室容积不增大，保持压缩比不变的情况下，使其爆发时刻改变在曲轴转角40°左右上爆发，比在10-15°上爆发的力量要大一倍，除去损失，预计可以提高功率1.5倍左右，所以提出另一种制造内燃机的新方法.
改进是以现在的内燃机为基础改进的。图2表示为现在的内燃机，用一、二、三、四表示有四个缸，每个缸都是各做各的四个冲程工作。图3表示为改进的内燃机，有8个缸，每两个缸为一个组，就用两个缸共同做四个冲程工作。图中：1、燃烧室，2、活塞，3、气缸，4、连杆，5、曲轴，8、进气门，9、排气门，10、缸一(相当于主缸)，11、缸二(相当于附缸)，12、活塞一(相当于主活塞)，13、活塞二(相当于附活塞)，14、气流通道，每一个组的气缸，分别叫缸一和缸二，活塞一和活塞二。由于是对现在的内燃机作改进。假设，所改进的这个内燃机的压缩比为6.6，吸气量为1(1倍)耗油量为1(一倍)为此，图3缸一的压缩比也应当为6.6，吸气量和耗油量也应当为1(1倍)也不减少，也不增加来作改进，看那种能提高功率。所以图3缸一(主缸)的结构，应当以图2的相同，即活塞，行程，容积，吸气量，耗油量，压缩比......等，都以图2的相等。也不增加，也不减少。只是不设燃烧室，即图2的燃烧室有一定的空度，图3的燃烧室没有空度，活塞到达上止点时，以气缸盖接触。缸二(附缸)的活塞面积是缸一的1.5倍，行程以缸一的相等。容积为缸一的1.5倍左右，活塞二到达上止点时，也以气缸盖接触，(这个缸是为缸一做准备工作的，以好在不改变压缩比的情况下，爆发在曲轴转角40°上)在做每一个冲程时，缸一的活塞(活塞一)要先行一个燃烧室的行程，也就是说：活塞一到达上止点时，活塞二要立一个燃烧室的距立(行程)才能到达上止点，爆发是在气缸一里爆发，先将气缸一里的气体压入气缸二里，在由气缸二里转压入气缸一里爆发，爆发在曲轴转角40°左右上.
下面来看它们做四个冲程的经过：
现将一个组的气缸分开出来说明做四个冲程的经过，又将活塞的行程分为10个等份.为了方便理解.先设燃烧室的空度为1.5个等份的行程.压缩比为6.6，活塞一的面积，行程......等，都以图2的相等，活塞二的面积是活塞一的面积的1.5倍，行程以活塞一的相等。
1、吸气冲程：
图4-1的活塞一和活塞二向下止点移动，气缸一的吸气门开启，吸入燃料混合物，柴油机吸入新鲜空气。由于缸一和缸二顶部是用通道连通的，气体经缸一的通道吸入缸二，活塞到达下止点时，吸气冲程完毕。此时活塞一到达下止点(180°上)活塞二还在8.5等份上(135°上)如图4-2的示意，由于两个缸都在吸气，吸气量为2.5倍(先设为2.5倍)即：气缸一的一倍容积加气缸二的1.5倍容积，等于2.5倍，比现在多吸1.5倍的气，是不合符要求的，应当控制只吸一倍的气，或多吸一点，控制的方法有两点，1、可以不需要增压吸气来控制，2、可以缩小进气门或者提前关闭进气门来控制，在设计制造时，按吸气量的需要和控制程度上的需要来计算出活塞的面积和行程的大小来结合缩小进气门或者提前多少关闭进气门来控制。现在是先做实验来对比，看谁能提高功率。以后还需要适当的提高点吸气量，对于提高功率是有好处的，因为功率上的提高，不光是油起作用，吸气量的提高，也能起作用。
2、压缩冲程：
在压缩冲程的过程中，需要先将气缸一里的气体压入气缸二里，在将气缸二里的气体转压入气缸一里的燃烧室里爆发，不需要在气缸二里爆发，尽量减小气缸二里的压缩比，防止爆震现象。
现在来看它的压缩过程，图4-2的活塞一向上止点运动，压缩燃料混合物，以此同时，活塞二从8.5等份上继续向下运动至下止点，再由下止点向上止点运动，也做压缩燃料混合物.活塞一到达上止点时，如图4-3的示意。由于没有燃烧室空度，活塞一以接触气缸盖，将全部气体压入气缸二里。活塞二是在1.5等份上，缸内容积为2.25，即1.5(面积)×1.5(等份)＝2.25，压缩比为4.4即：1(总气体)÷2.25(容积)＝4.4压缩比不算高，只要不着火，是不会发生爆震现象的，等到活塞一向下运动到一等份上，活塞二以向上运动到0.5等份上，如图4-4的示意，将57％的气体压入气缸一里.两个缸的容积加起来为1.75，即气缸一的容积为1(面积)×1(等份)＝1，气缸二的容积为1.5(面积)×0.5(等份)＝0.75，用1+0.75＝1.75，压缩比为5.7，即1(总气体)÷1.75(总容积)＝5.7.压缩比虽然高些，但是气缸二里的气体只有43％，比气缸一的少，分布面积较薄，只要不着火，是不会发生爆震现象的.活塞一又从图4-4的一等份上，继续向下运动至图4-5的1.5等份上，即在曲轴转角40°左右上.以此同时，活塞二也从图4-4的0.5等份上，继续向上运动至图4-5的0等份上(上止点)将全部气体压入气缸一里，气缸一里的压缩比为6.6，即1(总气体)÷1.5(容积)＝6.6。压缩冲程完毕，正好适应点火爆发，做爆发冲程。
3、爆发冲程：
分析一，压缩冲程刚一完毕，全部气体以被压入气缸一里的0等份至1.5等份内，以现在的燃烧室容积略为相等，曲轴转角在40°左右上，压缩比为6.6，以现在的压缩比略为相等.吸气量，耗油量为1(1倍)也以现在的略为相等，正好适应点火爆发，爆发的气体压强，先猛冲活塞一向下运动做功后，立急又冲入气缸二里，推动活塞二和活塞一向下运动做功(如图4-6的示意)，由于两个缸的活塞面积相加，是原有面积的2.5倍，超过原有面积1.5倍，当然气体压强，将从原来的一倍压强，降低到0.4倍，功率会不会降低.虽然气体压强降低到0.4倍，但是活塞的受力面积以增大到2.5倍.因此，它们所做的功，是相等的，即用原来的一倍压强乘以原来的活塞受力面积一倍，等于1倍的功(1×1＝1)又用0.4倍的压强乘以活塞的受力面积2.5倍，等于1倍的功(0.4×2.5＝1)用1÷1＝1，它们所做的功相等，从图1-2的说明来分析，能做一倍的功(即100斤压强)爆发在曲轴转角10-I5°上，只能做0.3倍的功(即克服30斤阻力)又从图1-3的说明来分析，能做一倍的功(即100斤压强)爆发在曲轴转角40°上，能做0.7倍的功，(即克服70斤阻力)用0.7÷0.3＝2.3，所以它能提高功率2.3倍，除去损失，预计能提高功率1.5倍左右。
分析二：由于活塞做功，以一般机械不同，它是在爆发的瞬时起主要的动力作用(储存在飞轮和转动的机件上，因此，排气之后，还能做几个冲程工作)瞬时之后，气体压强，逐渐降低，所做的功不大，刚一爆发的气体压强很高，先冲击主缸(气缸一)的活塞做功后，接着将有20％左右的气体进入附缸(气缸二)做功，有80％左右的气体，还在主缸里做功，根据图1-3的说明来分析；只要爆发在曲轴转角40°左右上，可以增大动力两倍，如果有80％的气体，还在主缸(缸一)做功，可以提高功率1.6倍，即2×0.8＝1.6倍，如果只有70％的气体还在主缸里做功，可以提高功率1.4倍，即2×0.7＝1∶4.20％左右的气体进入附缸里(缸二)也还可做点功。算着损失，快到排气时，进入附缸的气体，才比主缸的多，做功的作用不大了，这是爆发冲程的分析。
4、排气冲程：
图4-6的两个缸的活塞向上止点运动，附缸的排气门打开，全部废气经由附缸的排气门排出，排气冲程完毕，如图4-7的示意，也就是转为图4-1的示意了，接着又转做吸气冲程。图5-1表示各个曲轴结构的示意图，用一、二、三、四表示为四个组的曲轴连接在一起，用0°，135°，180°，315°分别表示各个曲轴结构的位置。又用图5-2补充表示各个曲轴所在的曲轴转角的角度上。为了方便理解，又用图5-3单独一根曲轴表示各个曲轴所在曲轴转角，一组和四组的活塞一，在曲轴转角0°(上止点)用图5-3的一来表示，活塞二在曲轴转角315°上(1.5等份上)二组和三组的活塞一，在曲轴转角180°上(下止点)用图5-3的二来表示，活塞二在曲轴转角135°上，即8.5等份上.
从上面图1-2的说明来分析，假设，100斤能量爆发在曲轴转角10-15°上，由于立轴心(静点)很近，力距很小，所做的功为30斤，是30％或0.3倍的有用功，又从图1-3的说明来分析，100斤能量爆发在曲轴转角40°左右上，由于离轴心较远，可以增大力距两倍，所以就能做70斤的功，即70％或0.7倍的有用功，是图1-2的两倍.(一般的机械，增大力距，不等于提高功率，只能省力，不能省功，但是内燃机以一般的机械不同，它是在什么地方爆发，就在什么地方产生最大动力，因为爆发的气体，是在爆发的瞬时，猛冲曲轴转动，在由曲轴转变成能量，储存在飞轮和转动的机件上，可以使曲轴转动几转做功，例如一个缸的内燃机，就是这样，所以它能提高功率).为此，才将现在的爆发时刻在曲轴转角10-15°上爆发。改变在40°左右上爆发，加上能将废气排出得干净，又能增加点吸气量等作用，可以提高功率两倍，除去损失，预计可提高功率1.5倍左右。希望重视。
附图说明
图1是用来将爆发时刻在曲轴转角10-15°上，改变在40°左右爆发，可增大动力两倍的分析示意图。图2是内燃机的结构示意图。图3是本设计的双缸内燃机的结构示意图，图4是双缸内燃机在做四个冲程的经过示意图，图5是双缸内燃机的曲轴所在的曲轴转角的结构示意图。
Claims (5)
1. 一种双缸内燃机，其特征在于：它包括是用两个缸共同做四个冲程工作，两个缸的顶部用气流通道连通，让气体流通。不设燃烧室，只在一个缸里爆发、爆发在曲轴转角40°左右上。爆发的气缸里的活塞要比不爆发的气缸里的活塞先行一个燃烧室的行程。压缩快要终了时，先将爆发的气缸内的气体压入不爆发的气缸内，再由不爆发的气缸转压入爆发的气缸内爆发，爆发的气体先冲击一个活寨后，又冲击另一个活塞，推动两个活塞做功。
2. 如权利要求1所述的双缸内燃机，其特征在于：不设燃烧室，即：活塞到达上止点时，以气缸盖接触。
3. 如权利要求1所述的双缸内燃机，其特征在于：是在容积小的气缸内爆发，爆发在所述的这个缸的曲轴转角40°左右上，即推迟一个燃烧室行程的距立上爆发。
4. 如权利要求1所述的双缸内燃机，其特征在于：先行一个燃烧室的行程，是爆发的活塞，要比不爆发的活塞先行一个燃烧室的距离的行程。
5. 如权利要求1所述的双缸内燃机，其特征在于：爆发的气体可以进入两个缸里，推动两个活塞运动做功后，才经由不爆发的气缸的排气门排出。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2007100780573A CN101235743A (zh) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | 双缸内燃机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2007100780573A CN101235743A (zh) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | 双缸内燃机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101235743A true CN101235743A (zh) | 2008-08-06 |
Family
ID=39919609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2007100780573A Pending CN101235743A (zh) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | 双缸内燃机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101235743A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102588104A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-07-18 | 杨世铜 | 凸轮型内燃机 |
| CN105484865A (zh) * | 2015-08-31 | 2016-04-13 | 杨世铜 | 双缸内燃机 |
| CN110778394A (zh) * | 2019-12-08 | 2020-02-11 | 刘洪保 | 一种节能四冲程内燃机 |
-
2007
- 2007-12-19 CN CNA2007100780573A patent/CN101235743A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102588104A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-07-18 | 杨世铜 | 凸轮型内燃机 |
| CN105484865A (zh) * | 2015-08-31 | 2016-04-13 | 杨世铜 | 双缸内燃机 |
| CN110778394A (zh) * | 2019-12-08 | 2020-02-11 | 刘洪保 | 一种节能四冲程内燃机 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201526371U (zh) | 活塞组式内燃机 | |
| CN101737147B (zh) | 对置活塞发动机 | |
| CN105275586A (zh) | 一种二冲程双缸发动机 | |
| CN101235743A (zh) | 双缸内燃机 | |
| CN202065052U (zh) | 具有共同燃烧室的多活塞式内燃机 | |
| CN203925742U (zh) | 一种斜盘式发动机 | |
| CN103925075A (zh) | 多循环内燃机 | |
| CN201723302U (zh) | 燃气互储回力式内燃机 | |
| CN110725745A (zh) | 二冲程发动机 | |
| CN201461081U (zh) | 一种发动机 | |
| CN205101114U (zh) | 一种二冲程双缸发动机 | |
| CN201391359Y (zh) | 一种利用储气缸提高能源利用率的发动机 | |
| CN2733006Y (zh) | 六冲程缸内增压发动机 | |
| CN102588104A (zh) | 凸轮型内燃机 | |
| CN211950664U (zh) | 一种内燃机活塞缸往复二次做功结构 | |
| CN102996241B (zh) | 活塞双重式四冲程内燃机 | |
| CN110374742B (zh) | 一种工程机械用限定机体高度并增加行程的多缸柴油机 | |
| CN204677286U (zh) | 同缸活塞增压内燃机 | |
| CN211692645U (zh) | 基于废气利用的二冲程无曲柄气动发动机 | |
| CN102606301A (zh) | 具有储能弹簧的往复活塞式内燃发动机 | |
| CN209990543U (zh) | 具有独立燃烧室、特殊活塞和同步增压的二冲程发动机 | |
| CN201635834U (zh) | 汽柴两用增容节能发动机 | |
| CN201326459Y (zh) | 复合式高效内燃机 | |
| CN210033622U (zh) | 四冲程气缸及其发动机 | |
| CN210317487U (zh) | 一种无曲轴发动机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080806 |