CN102518507A

CN102518507A - 内燃机强制进气装置

Info

Publication number: CN102518507A
Application number: CN2012100026286A
Authority: CN
Inventors: 何凌锋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-06
Filing date: 2012-01-06
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明系一种气缸外将空气压缩并将压缩气体直接喷入气缸内实现将传统四冲程内燃机变为二冲程内燃机的强制进气装置，且同时可以改变发动机压缩比，它包括：滤清空气的滤清器及相关进气道；把从空气滤清器出来的空气压缩的机械式空气压缩装置；气体冷却装置及储气罐；辅助的电动空气压缩装置；同时还有气体共轨分配装置及气体压力保持器；喷气阀及电子控制单元和各种传感器、执行器，其特点是相关装置间用管路连接，管路上有必要的电磁气体阀门实现导通。此装置实现了传统内燃机四冲程变为二冲程及压缩比可变，能在有限时间内提高内燃机功率、节油、及能更佳实现油气最佳比例混合等特点。

Description

内燃机强制进气装置

技术领域

本发明涉及内燃机强制进气装置，使传统的四冲程内燃机变为二冲程内燃机，且可以通过改变喷入燃烧室的压缩气体量来改变压缩比，使内燃机的功率更加强劲，且能对内燃机处于各种工况进行调节。

背景技术

众所周知，传统的四冲程内燃机的工作包括四个工作过程:进气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在完成一次一个工作循环内燃机曲轴需要转动两圈，也就是在曲轴转动两周时只能做一次功。同时内燃机是靠燃料在气缸内燃烧做功来产生功率的，由于输入的燃料量受到吸入气缸内的气体量的限制，那么内燃机的输出功率也会受到限制。如果内燃机的运行性能已处于最佳状态，再增加输入功率只能通过压缩跟多的空气进入气缸来增加燃料量，从而提高燃料做功能力。在目前的技术条件下，涡轮增压器是唯一能使内燃机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置，但涡轮增压又有不少缺点，其中最明显就是动力输出反应滞后的缺点，由于转子的惯性作用，叶轮对油门的瞬时变化反应还是迟钝，从你加大油门希望立即提速到叶轮高速转动将更多的空气压进内燃机之间，存在一个时间差，而且这个时间差还不短，在两秒以上。同时由于此发明技术使发动机是在缸外进行吸气和压缩的，那么在相同的转速时，此发明比传统的内燃机多做一次功，也就意味着功率将加大一倍，同时由于此技术能改变发动机的压缩比，将会使内燃机更好的适应输出功率变化的需要。

发明内容

基于上述现有问题中所存在的问题，本发明的目的是提供一种能在缸外将气体压缩然后根据内燃机输出功率的需要把气体喷入气缸内使四冲程变为二冲程同时达到调节压缩比的装置，现在的四冲程内燃机在完成一个工作循环需要有四个冲程，分别为进气，压缩，做功，排气四个冲程，在相同的时间内在可比条件下和二冲程发动机想比，其功率为其二分之一，在传统的内燃机中。四冲程内燃机的四个冲程是有严格的顺序的，同时必须完成四个冲程才能使发动机顺利做功，而本发明的改进则使得压缩和进气冲程在做工和排气冲程的时间内同时进行，这样就能克服上述矛盾了，同时由于本发明的选进性，同时改变了传统内燃机的压缩比改变困难的状况，本发明技术能以侧面的方式对其改进，只需要控制进入到燃烧室内的压缩空气量，同时最大的压缩比能在储气罐上的限压阀上进行调节。

压缩比是指气缸总容积与燃烧室容积的比，设气缸总容积为va，燃烧室的容积为vc，那么压缩比＆=va／vc＞1，又因为此项发明技术为缸外压缩由喷气阀直接将压缩气体喷入燃烧室内，那么也就是说va是可变的，因此＆=va／vc＞1也是可变的，所以压缩比可变。

本发明的特点是包括了一个压缩空气、储气、喷气以及实现上述过程的各种装置，同时其特点是还包括电子控制单元，能适时的对传感器及执行器进行分析控制。

附图说明

本发明的相应目的，特征及优点，将在下面结合附图予以详尽说明：

图1是本发明技术的总体结构视图。

1是机械式气体压缩装置；2是冷却装置；3是储气罐；4是可调节限压阀；5是电动气体压缩装置；6是传感器（包括温度和压力传感器等）；7是电磁气体开关阀门；8是水温和爆震传感器；9是转速传感器；10是缸体；11是燃油箱；12是排气道；13是喷气阀；14是气体压力保持器；15是气体共轨分配装置；16是传感器或执行器线束；17是电控单元。

图2气体压力保持器。

18是气体保持器端面；19是活塞；20是弹簧；21是橡胶圈；22是气压保持器体；23是气压保持器螺栓；24是螺栓端面；25是接储气罐管道；26是螺纹。

图3是气体共轨分配装置。

27是气压保持器安装孔；28是接喷气阀接头；29是分配管连接管；30是气压保持器分配管；31是分配管上的气压保持器与共轨管道的接孔；32是共轨管道；33是共轨与储气罐的接孔；34是气压保持器的安装位置。

具体实施方式：

在附图中，相同的标号都是用于标明相同或相似组件的。

本发明上的限压阀安装条件：由气体压力学可知，在储气罐内的气体在各处的压强是相等的，即限压阀可安装在储气罐中的任意位置，但为了防止压缩机出口处的高压气体对上述装置的影响，以及储气罐出气口处的影响，上述装置应尽量安装在储气罐气压变动范围小的地方。

本发明的电磁气体开关阀门原理：里面应包含一个电磁相圈，在发动机工作时能让阀体打开让气体通过，发动机不工作时即时关闭，以防止储气罐中的气体泄露从而影响下次发动机起动。

在图1中，气体经空气滤清器后进入气体压缩装置中，气体压缩装置经过把气体压缩后通过冷却装置然后进入储气罐，储气罐上的温度和压力传感器把压缩气体的温度和压力传给电控单元。在储气罐中出来的气体经过管道运输到共轨装置中，共轨装置中的气体经过气体喷气阀在电控单元的控制下进入燃烧室，同时电控单元控制燃油喷射和火花塞点火来点燃混合气体做功。同时电控单元可根据各传感器传输的信号来调节各个执行元件的执行动作实现最佳燃油混合和最佳功率输出。在关闭发动机以后电磁气体开关阀门7在电控单元的控制下自动关闭，来防止储气罐中的气体泄漏，以便下次发动机的启动。如果发动机关闭时间太长储气罐中的气体泄漏完全，那么电动的气体压缩装置可在电控单元的控制下由蓄电池供能进行工作为发动机的启动短时间供给压缩气体，使发动机能顺利启动。

图2的气体压力保持器安装在共轨分配装置上的管道中，当管道中的气体压力过低或过高时，能通过气体压力保持器中的弹簧和尾部与共轨或储气罐相连管道中的气体压力进行调节，使其各处压力保持一直。

图3的共轨管道和分配管道能根据发动机的缸数进行增加和减少，同时储气罐上的温度和压力传感器也可安装在共轨管道中。同时气体压力保持器的壳体可以同用共轨装置的管道体。

Claims

1.一种在内燃机气缸外将清洁空气压缩并将压缩空气喷入气缸内，同时使传统的四冲程内燃机变成二冲程内燃机且实现了压缩比可变的强制进气装置，它包括：压缩气体产生装置；气体储存装置；气体冷却装置；气体运输管道；气体共轨分配装置；气体喷气阀；电子控制单元及相应传感器和气体开关阀门。

2. 根据权利要1所述装置，压缩气体产生装置可以使用一个也可以是多个，可以是机械式也可以是电动式，同时压缩气体产生装置的动力传动轴上可以安装机械式离合器或电磁离合器，可通过相应的控制装置对其进行控制切断动力，且进入压缩气体产生装置的气体经过空气滤清器。

3.根据权利要求1所述装置，从压缩气体产生装置出来的气体在有必要冷却时可用冷却装置对其冷却。

4.根据权利要求1所述装置，将有能由电磁驱动、电控的高频气体喷气阀，能在电控单元的控制下开启或关闭将气体喷入气缸且可以通过控制喷入气缸气体量的多少来实现压缩比可变。

5.根据权利要求1所述装置，应有一个电控单元，能根据各种传感器传来的信号对其信息进行分析然后控制相应的执行器来协调各部分的工作，以使内燃机的动力性、经济性变好。

6.根据权利要求1所述，在储气罐上有气体压力、温度等传感器和可调限压阀，同时储气罐与压缩气体产生装置和气体共轨管道相连的管道上有气体开关阀门能在内燃机需要供气时开启不需要供气时关闭。

7.在权利要求1上所述的四冲程变二冲程，其特征是传统四冲程内燃机的吸气和压缩冲程在本发明技术中在缸外已完成，和做功、排气冲程同时进行。

8.在权利要求1中的气体共轨分配装置能对压缩气体进行分配，同时气体共轨装置上的气体压力保持器能对气体的压力进行调节达到稳定。

9.在权利要求5中，喷气阀可安装在燃烧室的各个位置和喷油阀、火花塞形成各种角度，已达到最佳的燃油点火时间和最佳混合比。