CN101592073A - 双转子受控交替运转发动机的可变压缩比技术 - Google Patents

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Abstract

双转子受控交替运转发动机的可变压缩比技术。是一种内燃发动机的可变压缩比技术。双转子受控交替运转发动机的进气、压缩和做功、排气不在不在同一段缸壁。在进气压缩区域的气缸壁上开一个或多个放气孔，上面安装进气泄压阀，让进气多于发动机燃烧某种燃料所需的进气量，通过调整进气泄压阀开启的大小或调整进气泄压阀的多少，给气缸放掉多余的空气，使之符合相应燃料所需的最佳压缩比。通过调整压缩比大小变化，使发动机可以选用不同种类的燃料，如柴油、汽油，生物燃料等或是同一燃料的不同标号。

Description

双转子受控交替运转发动机的可变压缩比技术
技术领域
内燃发动机的可变压缩比技术
背景技术
往复式活塞发动机的机械增压、废气涡轮增压、机械和废气涡轮双增压技术。
发明内容
本发明是要在本人以前发明的“双转子受控交替运转发动机”上实现压缩比可以发生变化的技术。
由于双转子受控交替运转发动机的进气、压缩与做功、排气不在一个工作区域内，不在同一段缸壁，因此可以轻易实现可变压缩比技术，从而可以选用不同种类的燃料，如柴油、汽油，生物燃料等或是同一燃料的不同标号。
这项发明的工作原理就是在进气压缩区域的气缸壁上开一个或多个放气孔，上面安装进气泄压阀，当进气多于发动机某一个压缩比所需的气量，通过调整进气泄压阀给气缸放掉多余的空气，从而得到某种燃料所需要的某个压缩比值。
这项技术大体上可分为简易自然吸气的、进气增压的、智能的三种方案：
自然吸气的可变压缩比技术。在发动机自然吸气的方式下，不开启进气泄压阀的情况下，给发动机设计一个能形成最大的压缩比容积的气缸，自然吸气方式情况下排气量最大，在气缸壁上通过关闭或开启进气泄压阀，开启的大小或开启进气泄压阀数量的多少，实现空气压缩比值大小的变化。这个方案主要是通过在从最大压缩比的基础上减小压缩比来实现可变压缩比，这个方案最简单，易实现，成本低。
进气增压的可变压缩比技术。就是就给气缸的压缩比设定一个可以是包括最大压缩比和最小压缩比之间的任何一个压缩比值。采用机械增压、废气增压、机械和废气涡轮双增压三种增压方式的任何一种进行进气增压，使进气量大于自然吸气方式下的进气量同时大于发动机将要使用的压缩比所需进气量，或由进气泄压阀将超过所需空气排出。或是在气缸内进气压缩区的压力感知探测器或进气量探测器的获得的数据下，由进气泄压阀上安装的控制器实施精确放气，从而实现不同的压缩比。
智能可变压缩比技术。结合上述两种技术，通过燃料探头检测燃料的种类和标号；压力感知探测器或进气量探测器来探测压缩比的大小；发动机自身上各类探测器，仪表采集不同工况信息，信息传递给发动机的处理器；发动机所驱动的车辆、船舶、机械等上面的仪表、探测器等设备采集关于运行状况数据，传递给处理器。处理器再综合上述各类数据，来选用不同的燃料和压缩比值。
本发明象个人电脑一样升级软件一样不断进行升级。只要更换一些探测器、处理器芯片、电控装置、甚至转子等零件设备，不需过多花费情况下，还可通过升级处理器的数据或软件，发动机能够方便的实现不断升级换代，提高性能。
进气泄压阀排出的气体，如果含有燃料，就用一个引流管道，导入进气管道，再次使用，避免浪费燃料。
可变压缩比技术有效益的效果是，实现了同一发动机上使用不同种类的燃料，发动机可以根据运行工况智能选择燃料，使用方便，环保节能。压缩比较小时发动机做功区间长，燃料利用效率高。只要更换一些探测器、处理器芯片、甚至转子等设备零件，发动机能够方便的实现不断升级提高性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是可变压缩比技术的示意图。
图2是简易自然吸气的可变压缩比技术的原理图。
图3是进气增压的可变压缩比技术的原理图。
图4是智能可变压缩比技术的示意图。
图5进气泄压阀排出的气体循环利用原理图。
图中4.进气泄压阀，6.缸体，7.进气管，8.排气管，9.转子，11.废气涡轮增压器，12.机械增压器，26.导气管。
具体实施方式
在图1中，发动机的总进气量(1)是一个大的压缩比，当用到小压缩比时，进气泄压阀(4)排放掉多余的空气(2)，剩下是所要选择应用的小压缩比所需气量(3)。
在图2所示实施例中，是简易的可变压缩比技术的实施方式，这是自然吸气的一种技术方案。就是给气缸设定一个最大的压缩比，如使用柴油的压缩比是18比1，以柴油压缩比为基准，设定发动机压缩比是是18比1，此时发动机使用柴油没有任何问题。气缸(6)内的两个转子(9a)和(9b)靠在一起形成燃烧室(10)时，气缸(6)与两个转子(9a)和(9b)之间，形成了最大压缩室，具有总进气量(1)，最大压缩比是18比1。在气缸(6)的进气压缩区域气缸壁的中段开孔，孔上安装进气泄压阀(4a)。在气缸壁上通过开启进气泄压阀，如进气后放掉一小半多余的空气(2)，那么这时发动机的压缩比是11比1，也就是压缩比从18比1减小到10比1，可以使用汽油为动力了，汽油标号97，动力较为高效。再前一基础上用进气泄压阀(4b)放掉一小部分多余的空气(5)那么这时发动机的压缩比是9比1，也就是压缩比又从11比1减小到9比1，可以使用汽油标号90，用油较为方便。
压缩比的大小可以通过进气泄压阀(4)开启大小来调节，也可以在气缸壁上可以设置多个进气泄压阀(4)，用到哪个压缩值，就开启哪个进气泄压阀。通过开启进气泄压阀的大小或进气泄压阀的多少，可以实现如9比1、10比1、11比1、15比1这样不同的压缩比值，实现空气压缩比值大小的变化。从而可以使用不同标号的汽油，柴油、乙醇、天然气等燃料。
在图3所示实施例中，这是一种带进气增压技术的方案，是一种相对复杂的可变压缩比技术。就是就给气缸设定的压缩比一定的情况下，也就是说发动机通常状况下设定的压缩比可以是任何一个固定的压缩比，如11比1。采用机械增压(12)和废气增压(11)技术进行进气增压，使总进气量(1)大于所要采用的压缩比达到19比1，或是由进气泄压阀(4)将超过所需气压的多余的空气(2)排出，或是在气缸内进气、压缩区的压力感知探测器的获得的数据下，由在气缸的进气压缩区域气缸壁上的进气泄压阀(4)上安装的控制器实施精确放气，放掉19分之1的气，从而实现压缩比为18比1，可以使用柴油，如果放掉19分之9的气，则可以使用汽油。通过按照选用的压缩比，再通过选择不同管路供应不同的燃料，从而实现不同的压缩比。
图中，空气先从进气道入口(14)进入，经过机械增压(12)后，经过与缸体(6)连接在一起的进气管道(7)，进入发动机的压缩区由进气泄压阀(4)调整压缩比。空气先从进气道入口(14)进入，经过废气涡轮增压(11)后，经过与缸体(6)连接在一起的进气管道(7)，进入发动机的压缩区由进气泄压阀(4)调整压缩比。本图显示的是机械增压(12)和废气涡轮增压(11)联合使用发动机，低速时用机械增压(12)，高速时用废气涡轮增压(11)。
在图43所示实施例中，智能可变压缩比，主要有两种，是自然吸气简易放气的智能可变压缩比技术和带增压技术的复杂的智能可变压缩比技术。也就是结合上面所述两种技术其中的一种再结合下述信息的采集来实现智能可变压缩比，达到发动机及其驱动的各类设备的最优性能，最节能的效果。
发动机所驱动的车辆、船舶、机械等上面的仪表、探测器等设备采集关于运行状况数据(15)；燃料探头检测燃料的种类和标号信息(16)；发动机进气道进气信息(17)，发动机自身上各类探测器采集不同工况信息(18)；压力感知探测器或进气量探测器来探测压缩比的大小信息(19)；机械增压器和废气涡轮增压器工况信息(20)，所有信息传递给发动机的处理器(21)。传递给处理器。处理器再综合上述各类数据，经过分析处理后发出指令，选用不同的燃料(22)，调整增压器工作状态(23)，选择不同的压缩比(23)，调整点火方式是点燃还是压燃(24)，最终达到优化发动机性能。
在图5所示实施例中，进气泄压阀排出的气体如果含有燃料，就用一个导气管(26)，将这部分气体导入进气管道(7)，再次使用，避免浪费燃料。

Claims (7)

1、可变压缩比的发动机，其特征是：在双转子“受控交替运转发动机”进气压缩区域的气缸壁上开一个或多个放气孔，上面安装进气泄压阀，当进气多于发动机某一个压缩比所需的气量，通过调整进气泄压阀给气缸放掉多余的空气，从而得到某种燃料所需要的某个压缩比值，压缩比的大小可以通过进气泄压阀开启大小或是开启进气泄压阀数量的多少来调节。
2、根据权利要求1所述可变压缩比的发动机，其特征是：在发动机自然吸气的方式下，不开启进气泄压阀的情况下，发动机具有一个能形成最大的压缩比容积的气缸，在气缸壁上通过开启进气泄压阀开启的大小或是开启进气泄压阀数量的多少，通过减小发动机的压缩比，实现压缩比值大小的变化。
3、根据权利要求1所述可变压缩比的发动机，其特征是：在发动机使用进气增压的方式下，发动机可以是任何一个压缩比，采用机械增压、废气涡轮增压、机械和废气涡轮双增压三种增压方式的任何一种进行进气增压，使进气量大于发动机将要使用的压缩比所需进气量，由进气泄压阀放出多余的空气，或是在气缸内进气、压缩区的压力感知探测器或进气量探测器的获得的数据下，由进气泄压阀上安装的控制器实施精确放气，从而实现不同的压缩比。
4、根据权利要求1、2所述可变压缩比的发动机，其特征是：自然吸气发动机的智能可变压缩比技术，通过不同燃料的不同管道来源判别燃料的种类信息和标号或是通过燃料探头检测燃料的种类和标号信息，压力感知探测器或进气量探测器来探测的进气量大小的信息，发动机自身上各类探测器采集不同工况信息，发动机所驱动的车辆、船舶、机械等上面的仪表、探测器等设备采集关于运行状况数据信息，所有信息传递给发动机的处理器，处理器再综合上述各类数据，来选用不同的燃料和压缩比值，再传递给油路控制设备和进气泄压阀执行。
5、根据权利要求1、3所述可变压缩比的发动机，其特征是：带进气增压发动机的智能可变压缩比技术，通过不同燃料的不同管道来源判别燃料的种类信息和标号或是通过燃料探头检测燃料的种类和标号信息，压力感知探测器或进气量探测器来探测的进气量大小的信息，发动机自身上各类探测器采集不同工况信息，发动机所驱动的车辆、船舶、机械等上面的仪表、探测器等设备采集关于运行状况数据信息，所有信息传递给发动机处理器，处理器再综合上述各类数据，来选用不同的燃料和压缩比值，调整增压器的工作状态，传递给油路控制设备、进气泄压阀等各类设备执行。
6、根据权利要求1、2、3、4、5所述可变压缩比的发动机，其特征是：发动机能够的实现不断升级换代，通过更换进气泄压阀、探测器、电控装置、转子、处理器芯片等零件设备的全部或一部分，还可通过升级处理器的数据或软件，实现发动机的升级。
7、根据权利要求1所述可变压缩比的发动机，其特征是：进气泄压阀排出的气体，如果含有燃料，就用一个引流管道，导入进气管道，循环使用。
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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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