CN102287265A

CN102287265A - 一种可变排量智能控制的发动机

Info

Publication number: CN102287265A
Application number: CN2010106022097A
Authority: CN
Inventors: 宏万兵
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2011-12-21

Abstract

本发明公开了一种可变排量智能控制的发动机，它包括位于发动机壳内的活塞缸、活塞、进气道、第一电控气门阀、喷油嘴、点火器、隔离墙、第二电控气门阀、排气道，包括有两个活塞缸和活塞，两个活塞缸和活塞对置设置，两个活塞之间通过活塞连接杆连接，在发动机壳内安装有扛杆调节座，在扛杆调节座上安装有动力摆动杆，动力摆动杆的一端与活塞连接杆连接，动力摆动杆的另一端与动力齿条连接，所述的动力齿条通过单向齿轮组与动力输出轮连接。本发明可变排量智能控制的发动机具有成本低、噪声小、体积小、不使用曲轴、效率高、油耗低、低排放、比同排量发动机大数倍马力的优点。

Description

一种可变排量智能控制的发动机

技术领域

本发明涉及内燃发动机，具体是指一种可变排量智能控制的发动机。

背景技术

现有的四冲程发动机是活塞推动曲轴转动，曲轴转动带动活塞周而复始地往返运动。现有的四冲程发动机具有以下缺陷：油耗大，做功少，效率低，发动机热负荷大，不易散热，零件在高温中磨损加快，噪声大，成本高。高速运转时这一缺点更加突出。

发明内容

本发明需解决的问题是提供一种成本低、噪声小、不使用曲轴、效率高、油耗低、排放低、马力大、智能控制的可变排量智能控制的发动机。

为了实现上述目的，本发明设计出一种可变排量智能控制的发动机，它包括位于发动机壳内的活塞缸、活塞、进气道、第一电控气门阀、喷油嘴、点火器、隔离墙、第二电控气门阀、排气道，所述的活塞、第一电控气门阀、喷油嘴、点火器、第二电控气门阀分别受车载计算机系统控制，在发动机壳内设置有两个活塞缸和两个活塞，两个活塞缸平行水平相对设置，两个活塞之间通过活塞连接杆连接，所述的活塞连接杆与动力输出轮连接，所述的进气道与空气存储器连接，所述的空气存储器与压缩机连接，压缩机空气存储器分别受车载计算机系统控制。计算机系统通过收集各种工作组件的运作状态信息，经过计算后再输出最佳参数，控制器根据参数再对各工作组件进行最优化控制。

作为本发明的改进：所述的活塞连接杆与动力输出轮之间设置有无极变速机构，所述的无极变速机构所述的无极变速机构受车载计算机系统控制，它包括扛杆调节座、动力摆动杆、动力齿条和单向齿轮组，所述的扛杆调节座安装在发动机外壳上，扛杆调节座通过销轴将动力摆动杆固定连接在扛杆调节座上，动力摆动杆的一端与活塞连接杆连接，动力摆动杆的另一端与动力齿条连接，所述的动力齿条通过单向齿轮组与动力输出轮连接。

作为对上述方案的改进：所述的动力摆动杆的中间开有长条槽。

作为对上述方案的进一步的改进：所述的活塞连接杆上设置有定位销，动力摆动杆长条槽的一端套于定位销上。

作为对本发明的改进：所述的活塞连接杆上还设置有活塞位置探测器。

本发明在上述的基础上又设计出一种可变排量智能控制的发动机，包括位于发动机壳内的活塞缸、活塞、进气道、第一电控气门阀、喷油嘴、点火器、隔离墙、第二电控气门阀、排气道，所述的活塞、第一电控气门阀、喷油嘴、点火器、第二电控气门阀分别受车载计算机系统控制，在发动机壳内设置有四个活塞缸和活塞，每两个活塞缸水平相对设置，两个活塞之间通过活塞连接杆连接，两条活塞连接杆之间连接有传动齿，所述的活塞连接杆与动力输出轮连接，所述的进气道5与空气存储器40连接，所述的空气存储器40与压缩机30连接，压缩机30空气存储器40分别受车载计算机系统控制。计算机系统通过收集各种工作组件的运作状态信息，经过计算后再输出最佳参数，控制器根据参数再对各工作组件进行最优化控制。

作为对上述方案的改进：所述的活塞连接杆与动力输出轮之间设置有无极变速机构，所述的无极变速机构受车载计算机系统控制，它包括扛杆调节座、动力摆动杆、动力齿条和单向齿轮组，所述的扛杆调节座安装在发动机外壳上，扛杆调节座通过销轴将动力摆动杆固定连接在扛杆调节座上，动力摆动杆的一端与活塞连接杆连接，动力摆动杆的另一端与动力齿条连接，所述的动力齿条通过单向齿轮组与动力输出轮连接。

作为对上述方案进一步的改进：所述的动力摆动杆的中间开有长条槽。

作为对上述方案更进一步的改进：所述的活塞连接杆上设置有定位销，动力摆动杆长条槽的一端套于定位销上。

作为对上述方案的改进：所述的活塞连接杆上还设置有活塞位置探测器。

本发明可变排量智能控制的发动机实现了机械结构与计算机控制技术的结合，活塞进行非对称往返运动。发动机本身不能脱离计算机系统而独立运转，没有独立性。计算机系统根据操作意图、车身质量、速度等参数计算出需要输出的功率，同时计算机系统通过调节硬连接的无极变速机构将动力输出最大化。

本发明可以使用两缸或者四缸设计，本发明可以二冲程工作，也可四冲程工作，不需要独立的启动系统。当发动机采用两缸工作时，进气采用高压力的压缩空气进气，高压力的压缩空气使得发动机马力比同排量的发动机大数倍，效率也更高。当发动机采用四缸工作时，发动机内的四缸分别进行做工、排气、吸气和压缩的四冲程循环动作，当发动机工作到一定时间，有足够的压缩空气时，发动机转为二冲程工作。

本发明中的计算机系统实时掌握发动机内部及其工作组件的运作状态，计算机系统根据各种数据，对工作组件进行优化控制，当条件改变时，能速度改变发动机的运作模式，提高发动机的马力和效率。本发明通过计算机系统根据实际情况控制发动机运作，使发动机始终处最优化的参数下运作。

本发明可变排量智能控制的发动机具有以下有益效果：

1)、动机整个工作过程都是电脑智能调控中，电脑根据各个参数进行计算并输出最佳的运作指令。因而工作效率更高，更省油。

2)、塞的每一个运动都在做功，不存在活塞做负工问题。也不会出现过惯性过剩问题。动能利用率高。

3)、发动机加速外，活塞都处于静止状态。不消耗任能量。

4)、活塞缸对置设计，体积小，振动小，噪音小。

5)、无曲轴设计，体积小，振动小，成本小，制造简单。

6)、四缸对置结构，发机机可用多种模式工作，可在四冲程和二冲之间相互转变。效率更高。

7)、无需惯性飞轮，重量更少。无需启动。也不用启动油路。

8)、由于活塞行程是可调，因此发动机的排量也为可调。

9)、塞受力与运动方向是垂直90度，因而活塞受力均匀寿命也更长。

10)、用飞溅式润滑的二冲程。

11)、进排气没有扫气门，避免磨损。

12)、电控气门代替传统机械结构，大大减少零件的数量也降低发动机的复杂性。电控气门的使用，也使智能控制成为现实。

13)：空气实现二次燃烧，排放少，利用率高。可不用三元催化器。

14)、因为行程可变没限制。因而燃料也没限制，可以用柴油、汽油，还可以用气体和混合燃烧物作为燃料。

15)、因为行程的可变性，也使燃烧的点燃方式可以在电子点火和压燃之间相互转化。

16)、无级变速和智能控制系统的结合和使用，令汽车可实现两档控制，只有前进档和后退档。

附图说明：

图1是本发明可变排量智能控制的发动机实施例一结构原理示意图；

图2是本发明可变排量智能控制的发动机实施例二结构原理示意图；

图3是本发明可变排量智能控制的发动机的智能控制原理图；

图4是本发明可变排量智能控制的发动机实施例二的四缸动作示意图之一；

图5是本发明可变排量智能控制的发动机实施例二的四缸动作示意图之二；

图6是本发明可变排量智能控制的发动机实施例二的四缸动作示意图之三；

图7是本发明可变排量智能控制的发动机实施例二的四缸动作示意图之四。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面将结合具体实施例及附图对本发明的结构原理作进一步的详细描述：

如图1所示，一种可变排量智能控制的发动机，它包括位于发动机壳内的活塞缸20、活塞4、进气道5、第一电控气门阀6、喷油嘴7、点火器8、隔离墙9、第二电控气门阀10、排气道11，所述的活塞4、第一电控气门阀6、喷油嘴7、点火器8、第二电控气门阀10分别受车载计算机系统控制，在发动机壳内设置有两个活塞缸20和两个活塞4，两个活塞缸20和活塞4对置设置，两个活塞之间通过活塞连接杆2连接，所述的活塞连接杆2可以直接与动力输出轮17连接，本实施例一所述的进气道5、第一电控气门阀6、喷油嘴7、点火器8、隔离墙9、第二电控气门阀10、排气道11，所述的活塞4、第一电控气门阀6、喷油嘴7、点火器8、第二电控气门阀10分别设置在活塞缸20上，进气道5、第一电控气门阀6、喷油嘴7、点火器8、隔离墙9、第二电控气门阀10、排气道11，所述的活塞4、第一电控气门阀6、喷油嘴7、点火器8、第二电控气门阀10的设置采用现有的成熟方案，所述的进气道5与空气存储器40连接，所述的空气存储器40与压缩机30连接，压缩机30和空气存储器40分别受车载计算机系统控制。

为了提高控制效果，本实施例一还可以通过无极变速机构与输出轮17连接。所述的无极变速机构包括扛杆调节座14、动力摆动杆13、动力齿条18和单向齿轮组16，所述的扛杆调节座14安装在发动机外壳上，扛杆调节座14通过销轴15将动力摆动杆13固定连接在扛杆调节座14上，动力摆动杆13的一端与活塞连接杆2连接，动力摆动杆13的另一端与动力齿条18连接，所述的动力齿条18通过单向齿轮组16与动力输出轮17连接。所述的动力摆动杆13的中间开有长条槽19。所述的活塞连接杆2上设置有定位销12，动力摆动杆13长条槽19的一端套于定位销12上。所述的活塞连接杆2上还设置有活塞位置探测器3，可以准确了解到活塞的运动距离，便于计算机系统实现精确的控制。

如图2所示，另一种可变排量智能控制的发动机，一种可变排量智能控制的发动机，包括位于发动机壳内的活塞缸20、活塞4、进气道5、第一电控气门阀6、喷油嘴7、点火器8、隔离墙9、第二电控气门阀10、排气道11，所述的活塞4、第一电控气门阀6、喷油嘴7、点火器8、第二电控气门阀10分别受车载计算机系统控制，在发动机壳内设置有包括有四个活塞缸20和活塞4，每两个活塞缸20和活塞4对置设置，两个活塞之间通过活塞连接杆2连接，两条活塞连接杆2之间连接有传动齿1，述的活塞连接杆2可以直接与动力输出轮17连接，本实施例二所述的进气道5、第一电控气门阀6、喷油嘴7、点火器8、隔离墙9、第二电控气门阀10、排气道11，所述的活塞4、第一电控气门阀6、喷油嘴7、点火器8、第二电控气门阀10分别设置在活塞缸20上，进气道5、第一电控气门阀6、喷油嘴7、点火器8、隔离墙9、第二电控气门阀10、排气道11，所述的活塞4、第一电控气门阀6、喷油嘴7、点火器8、第二电控气门阀10的设置采用现有的成熟方案，所述的进气道5与空气存储器40连接，所述的空气存储器40与压缩机30连接，压缩机30和空气存储器40分别受车载计算机系统控制。

为了提高控制效果，本实施例二可通过无极变速机构与输出轮17连接。所述的无极变速机构包括扛杆调节座14、动力摆动杆13、动力齿条18和单向齿轮组16，所述的扛杆调节座14安装在发动机外壳上，扛杆调节座14通过销轴15将动力摆动杆13固定连接在扛杆调节座14上，动力摆动杆13的一端与活塞连接杆2连接，动力摆动杆13的另一端与动力齿条18连接，所述的动力齿条18通过单向齿轮组16与动力输出轮17连接。所述的动力摆动杆13的中间开有长条槽19。所述的动力摆动杆13通过定销轴15固定在扛杆调节座14上。所述的活塞连接杆2上设置有定位销12，动力摆动杆13长条槽19的一端套于定位销12上。所述的活塞连接杆2上还设置有活塞位置探测器3，可以准确了解到活塞的运动距离，便于计算机系统实现精确的控制。

如图3所示，计算机系统中的计算机分别根据车身重量及速度、进气气压、电控气门阀、喷油嘴、活塞速度及位置、无极变速机构、点火器和操作意图，运算出最佳参数，由最佳参数重新调整进气气压、电控气门阀、喷油嘴、活塞速度及位置、无极变速机构、点火器的动作，实现智能控制。

在发动机起动之初，空气存储器里没有压缩空气，发动机用四冲程工作模式进行工作，进气方式也为自然吸气。如图4～7所示，本发明实施例二的可变排量智能控制的发动机的四冲程动作过程示意图。如图4所示，假设活塞一开始在右边。右上方活塞缸的进气门打开，油嘴喷油，点火，爆炸，做功，推动活塞向左边运动。左上方的活塞向左运动。这时左上方的活塞缸的进气门是关闭的，排气门打开。左上方的活塞缸进行排气。由于右下方和左下方的活塞是通过传动齿1和活塞连接杆2同步动作，此时，右下方的活塞缸进行压缩动作，左下方的活塞缸进行吸气。如图5所示，此时，右上方活塞缸进行排气动作，左上方的活塞缸进行吸气动作，右下方的活塞缸进行做功动作，左下方的活塞缸进行压缩动作。如图6所示，此时，右上方活塞缸进行吸气动作，左上方的活塞缸进行压缩动作，右下方的活塞缸进行排气动作，左下方的活塞缸进行做工动作。如图7所示，此时，右上方活塞缸进行压缩动作，左上方的活塞缸进行做工动作，右下方的活塞缸进行吸气动作，左下方的活塞缸进行排气动作。在同一时间四个缸都分别进行做工、排气、吸气和压缩，如此再形成一个循环。

当发动机工作一定的时间后，空气存储器里的压缩空气形成时。发动机由四冲程工作模式转变二冲程工作模式。进气方式也由自然吸入气转变为高压缩空气强行进气。二冲程工作过程如下图1：假设活塞运动到如图1位置，两活塞到达左止点。左边活塞点火做工，推动两活塞一起向右边运动。右边进入门把开，排气门打开。活塞向右运动压缩燃烧室空间，同时高压缩空气由进气门进入。在活塞和压缩空气双重推动下，废气将有序地从排气道排出。当上一次做工的废气被排出时，排气阀关闭。这次做工的废气仍留在排气道一侧，准备下一次活塞做功时参与第二次燃烧。计算机计算出最佳的进气关闭时间，把进气关闭。活塞在强大的压缩空气的反作用力下速度衰减至零。这时右边燃烧室点火，做工，同时把废气进行第二次燃烧。活塞被推向左边动动。如此活塞运动的一个周期完成。

上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域技术人员根据本发明的构思，所作出的适当变通或修改，都应在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种可变排量智能控制的发动机，包括位于发动机外壳内的活塞缸(20)、活塞(4)、进气道(5)、第一电控气门阀(6)、喷油嘴(7)、点火器(8)、隔离墙(9)、第二电控气门阀(10)、排气道(11)，所述的活塞(4)、第一电控气门阀(6)、喷油嘴(7)、点火器(8)、第二电控气门阀(10)分别受车载计算机系统控制，其特征在于：在发动机壳内设置有两个活塞缸(20)和两个活塞(4)，两个活塞缸(20)水平相对设置，两个活塞之间通过活塞连接杆(2)连接，所述的活塞连接杆(2)与动力输出轮(17)连接，所述的进气道(5)与空气存储器(40)连接，所述的空气存储器(40)与压缩机(30)连接，压缩机(30)和空气存储器(40)分别受车载计算机系统控制。

2.根据权利要求1所述的可变排量智能控制的发动机，其特征在于：所述的活塞连接杆(2)与动力输出轮(17)之间设置有无极变速机构，所述的无极变速机构受车载计算机系统控制，它包括扛杆调节座(14)、动力摆动杆(13)、动力齿条(18)和单向齿轮组(16)，所述的扛杆调节座(14)安装在发动机外壳上，扛杆调节座(14)通过销轴(15)将动力摆动杆(13)固定连接在扛杆调节座(14)上，动力摆动杆(13)的一端与活塞连接杆(2)连接，动力摆动杆(13)的另一端与动力齿条(18)连接，所述的动力齿条(18)通过单向齿轮组(16)与动力输出轮(17)连接。

3.根据权利要求2所述的可变排量智能控制的发动机，其特征在于：所述的动力摆动杆(13)的中间开有长条槽(19)。

4.根据权利要求2或3所述的可变排量智能控制的发动机，其特征在于：所述的活塞连接杆(2)上设置有定位销(12)，动力摆动杆(13)的长条槽(19)的一端套于定位销(12)上。

5.根据权利要求4所述的可变排量智能控制的发动机，其特征在于：所述的活塞连接杆(2)上还设置有活塞位置探测器(3)。

6.一种可变排量智能控制的发动机，包括位于发动机壳内的活塞缸(20)、活塞(4)、进气道(5)、第一电控气门阀(6)、喷油嘴(7)、点火器(8)、隔离墙(9)、第二电控气门阀(10)、排气道(11)，所述的活塞(4)、第一电控气门阀(6)、喷油嘴(7)、点火器(8)、第二电控气门阀(10)分别受车载计算机系统控制，其特征在于：在发动机壳内设置有四个活塞缸(20)和四个活塞(4)，每两个活塞缸(20)水平相对设置，两个活塞之间通过活塞连接杆(2)连接，两条活塞连接杆(2)之间连接有传动齿(1)，所述的活塞连接杆(2)与动力输出轮(17)连接，所述的进气道(5)与空气存储器(40)连接，所述的空气存储器(40)与压缩机(30)连接，压缩机(30)和空气存储器(40)分别受车载计算机系统控制。

7.根据权利要求6所述的可变排量智能控制的发动机，其特征在于：所述的活塞连接杆(2)与动力输出轮(17)之间设置有无极变速机构，所述的无极变速机构受车载计算机系统控制，它包括扛杆调节座(14)、动力摆动杆(13)、动力齿条(18)和单向齿轮组(16)，所述的扛杆调节座(14)安装在发动机外壳上，扛杆调节座(14)通过销轴(15)将动力摆动杆(13)固定连接在扛杆调节座(14)上，动力摆动杆(13)的一端与活塞连接杆(2)连接，动力摆动杆(13)的另一端与动力齿条(18)连接，所述的动力齿条(18)通过单向齿轮组(16)与动力输出轮(17)连接。

8.根据权利要求7所述的可变排量智能控制的发动机，其特征在于：所述的动力摆动杆(13)的中间开有长条槽(19)。

9.根据权利要求7或8所述的可变排量智能控制的发动机，其特征在于：所述的活塞连接杆(2)上设置有定位销(12)，动力摆动杆(13)的长条槽(19)的一端套于定位销(12)上。

10.根据权利要求4所述的可变排量智能控制的发动机，其特征在于：所述的活塞连接杆(2)上还设置有活塞位置探测器(3)。