CN102678267A

CN102678267A - 进气系统独立式机械增压四冲程内燃机

Info

Publication number: CN102678267A
Application number: CN2012101526640A
Authority: CN
Inventors: 肖进; 黄震; 黄霞
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2012-09-19

Abstract

一种内燃机技术领域的进气系统独立式机械增压四冲程内燃机，包括：气缸、活塞、连杆、进气机构、进气阀、排气机构、排气阀、连接管、曲轴，进气机构、排气机构均安装在气缸的顶端，第一连接管的两端分别与第一进气机构、第四排气机构相连接，第二连接管的两端分别与第二进气机构、第三排气机构相连接。在工作过程中，第三活塞和第四活塞可以通过曲轴连杆机构利用第一活塞和第二活塞的机械能；通过控制进气阀和排气阀的正时，可以使第三气缸、第四气缸对其吸入的空气进行增压，从而使第一气缸、第二气缸吸入更多的空气，提高发动机的有效功率。本发明设计合理，结构简单，适用于四冲程发动机的机械增压装置。

Description

进气系统独立式机械增压四冲程内燃机

技术领域

本发明涉及的是一种内燃机技术领域的增压装置，特别是四冲程发动机的进气系统独立式机械增压四冲程内燃机。

背景技术

随着现代社会的发展，人们对发动机的动力性和经济性要求越来越高。在排量一定的情况下，要想提高发动机的输出功率，最有效的方法就是提供更多的燃料进行燃烧。通过喷油嘴向气缸提供更多的燃料很容易做到，然而要同时提供与增加的燃料量相匹配的空气量，却没那么容易做到；燃料在空气量不足的前提下进行燃烧，燃烧效果较差。当喷油量一定，气缸进气量较大时，则燃烧较好，油耗和排放较低。传统的自然吸气发动机完全依靠活塞向下运动时在气缸内形成的真空度吸入空气，这种传统的方式很难提供足够量的空气以支持燃料的完全燃烧。因此，想要为发动机的燃烧提供足够空气，使发动机的动力性和经济性较好，增压技术扮演着非常重要的角色。但是现有的废气涡轮增压系统瞬态性能较差。

经过对现有技术文献的检索发现，中国专利申请号200610008721.2，专利名称：一种机械增压装置及其实现方法的发明专利，该专利技术提供了一种机械式增压装置，它通过曲轴驱动压气机来对发动机进行增压；但是此技术不能较好解决一缸或双缸发动机的曲轴受力平衡问题，也不能实现对发动机进气系统的调节。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种进气系统独立式机械增压四冲程内燃机，能够较好的解决一缸或双缸发动机的曲轴受力平衡问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括：第一气缸、第一活塞、第一连杆、第一进气机构、第一进气阀、第一排气机构、第一排气阀、第一排气管、第一喷油器、第二气缸、第二活塞、第二连杆、第二进气机构、第二进气阀、第二排气机构、第二排气阀、第二排气管、第二喷油器、曲轴、第一连接管、第二连接管、第三气缸、第三活塞、第三连杆、第三进气机构、第三进气阀、第一进气管、第三排气机构、第三排气阀、第四气缸、第四活塞、第四连杆、第四进气机构、第四进气阀、第二进气管、第四排气机构和第四排气阀，第一活塞安装在第一气缸内，第一进气机构、第一排气机构、第一喷油器均安装在第一气缸的顶端，第一进气阀安装在第一进气机构内，第一排气阀安装在第一排气机构内，第一排气管与第一排气机构相连接，第二活塞安装在第二气缸内，第二进气机构、第二排气机构、第二喷油器均安装在第二气缸的顶端，第二进气阀安装在第二进气机构内，第二排气阀安装在第二排气机构内，第二排气管与第二排气机构相连接，第三活塞安装在第三气缸内，第三进气机构、第三排气机构均安装在第三气缸的顶端，第三进气阀安装在第三进气机构内，第三排气阀安装在第三排气机构内，第一进气管与第三进气机构相连接，第四活塞安装在第四气缸内，第四进气机构、第四排气机构均安装在第四气缸的顶端，第四进气阀安装在第四进气机构内，第四排气阀安装在第四排气机构内，第二进气管与第四进气机构相连接，第一连接管的两端分别与第一进气机构第四排气机构相连接，第二连接管的两端分别与第二进气机构、第三排气机构相连接，第一连杆的两端分别与曲轴、第一活塞相连接，第二连杆的两端分别与曲轴、第二活塞相连接，第三连杆的两端分别与曲轴、第三活塞相连接，第四连杆的两端分别与曲轴、第四活塞相连接。

进一步地，本发明还包括第一火花塞和第二火花塞，第一火花塞安装在第一气缸的顶端，第二火花塞安装在第二气缸的顶端。在本发明中，第三进气阀、第三排气阀、第四进气阀、第四排气阀均为簧片阀或电控阀。

在本发明中，四个进气阀和四个排气阀既可以用机械机构进行控制，也可以用电控机构进行进行控制。在本发明的工作过程中，第三活塞、第四活塞可以通过曲轴连杆机构利用第一活塞、第二活塞的机械能；通过控制四个进气阀和四个排气阀的正时，可以利用第三活塞、第四活塞分别对第三气缸、第四气缸吸入的空气进行增压，从而使第一气缸、第二气缸吸入更多的空气，提高发动机的有效功率；当第一气缸、第二气缸都不需要增压时，可以利用控制结构使第三进气阀、第三排气阀、第四进气阀、第四排气阀都一直处于打开状态，从而使第一气缸、第二气缸吸入的空气较少。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明通过对发动机进行系统进行控制，即可以实现发动机的增压，也可以实现发动机的非增压；本发明采用活塞对称式布置结构，可以较好解决曲轴受力平衡问题；本发明即可以应用于柴油机，也可以应用于汽油机。

附图说明

图1为本发明进气系统独立式机械增压四冲程内燃机的结构示意图；

其中：1、第一气缸，2、第一活塞，3、第一连杆，4、第一进气机构，5、第一进气阀，6、第一排气机构，7、第一排气阀，8、第一排气管，9、第一喷油器，10、第二气缸，11、第二活塞，12、第二连杆，13、第二进气机构，14、第二进气阀，15、第二排气机构，16、第二排气阀，17、第二排气管，18、第二喷油器，19、曲轴，20、第一连接管，21、第二连接管，22、第三气缸，23、第三活塞，24、第三连杆，25、第三进气机构，26、第三进气阀，27、第一进气管，28、第三排气机构，29、第三排气阀，30、第四气缸，31、第四活塞，32、第四连杆，33、第四进气机构，34、第四进气阀，35、第二进气管，36、第四排气机构，37、第四排气阀，38、第一火花塞，39、第二火花塞。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，本发明包括：第一气缸1、第一活塞2、第一连杆3、第一进气机构4、第一进气阀5、第一排气机构6、第一排气阀7、第一排气管8、第一喷油器9、第二气缸10、第二活塞11、第二连杆12、第二进气机构13、第二进气阀14、第二排气机构15、第二排气阀16、第二排气管17、第二喷油器18、曲轴19、第一连接管20、第二连接管21、第三气缸22、第三活塞23、第三连杆24、第三进气机构25、第三进气阀26、第一进气管27、第三排气机构28、第三排气阀29、第四气缸30、第四活塞31、第四连杆32、第四进气机构33、第四进气阀34、第二进气管35、第四排气机构36、第四排气阀37、第一火花塞38和第二火花塞39，第一活塞2安装在第一气缸1内，第一进气机构4、第一排气机构6、第一喷油器9均安装在第一气缸1的顶端，第一进气阀5安装在第一进气机构4内，第一排气阀7安装在第一排气机构6内，第一排气管8与第一排气机构6相连接，第二活塞11安装在第二气缸10内，第二进气机构13、第二排气机构15、第二喷油器18均安装在第二气缸10的顶端，第二进气阀14安装在第二进气机构13内，第二排气阀16安装在第二排气机构15内，第二排气管17与第二排气机构15相连接，第三活塞23安装在第三气缸22内，第三进气机构25、第三排气机构28均安装在第三气缸22的顶端，第三进气阀26安装在第三进气机构25内，第三排气阀29安装在第三排气机构28内，第一进气管27与第三进气机构25相连接，第四活塞31安装在第四气缸30内，第四进气机构33、第四排气机构36均安装在第四气缸30的顶端，第四进气阀34安装在第四进气机构33内，第四排气阀37安装在第四排气机构36内，第二进气管35与第四进气机构33相连接，第一连接管20的两端分别与第一进气机构4、第四排气机构36相连接，第二连接管21的两端分别与第二进气机构13、第三排气机构28相连接，第一连杆3的两端分别与曲轴19、第一活塞2相连接，第二连杆12的两端分别与曲轴19、第二活塞11相连接，第三连杆24的两端分别与曲轴19、第三活塞23相连接，第四连杆32的两端分别与曲轴19、第四活塞31相连接，第一火花塞38安装在第一气缸1的顶端，第二火花塞39安装在第二气缸10的顶端，第三进气阀26、第三排气阀29、第四进气阀34、第四排气阀37均为簧片阀或电控阀。

在本发明的工作过程中，第三活塞23、第四活塞31可以通过曲轴连杆机构利用第一活塞2、第二活塞11的机械能；通过控制四个进气阀和四个排气阀的正时，可以利用第三活塞23、第四活塞31分别对第三气缸22、第四气缸30吸入的空气进行增压，从而使第一气缸1、第二气缸10吸入更多的空气，提高发动机的有效功率；当第一气缸1、第二气缸10都不需要增压时，可以利用控制结构使第三进气阀26、第三排气阀29、第四进气阀34、第四排气阀37都一直处于打开状态，从而使第一气缸1、第二气缸10吸入的空气较少。

Claims

1.一种进气系统独立式机械增压四冲程内燃机，包括第一气缸（1）、第一活塞（2）、第一连杆（3）、第一进气机构（4）、第一进气阀（5）、第一排气机构（6）、第一排气阀（7）、第一排气管（8）、第一喷油器（9）、第二气缸（10）、第二活塞（11）、第二连杆（12）、第二进气机构（13）、第二进气阀（14）、第二排气机构（15）、第二排气阀（16）、第二排气管（17）和第二喷油器（18），第一活塞（2）安装在第一气缸（1）内，第一进气机构（4）、第一排气机构（6）、第一喷油器（9）均安装在第一气缸（1）的顶端，第一进气阀（5）安装在第一进气机构（4）内，第一排气阀（7）安装在第一排气机构（6）内，第一排气管（8）与第一排气机构（6）相连接，第二活塞（11）安装在第二气缸（10）内，第二进气机构（13）、第二排气机构（15）、第二喷油器（18）均安装在第二气缸（10）的顶端，第二进气阀（14）安装在第二进气机构（13）内，第二排气阀（16）安装在第二排气机构（15）内，第二排气管（17）与第二排气机构（15）相连接，其特征在于还包括曲轴（19）、第一连接管（20）、第二连接管（21）、第三气缸（22）、第三活塞（23）、第三连杆（24）、第三进气机构（25）、第三进气阀（26）、第一进气管（27）、第三排气机构（28）、第三排气阀（29）、第四气缸（30）、第四活塞（31）、第四连杆（32）、第四进气机构（33）、第四进气阀（34）、第二进气管（35）、第四排气机构（36）和第四排气阀（37），第三活塞（23）安装在第三气缸（22）内，第三进气机构（25）、第三排气机构（28）均安装在第三气缸（22）的顶端，第三进气阀（26）安装在第三进气机构（25）内，第三排气阀（29）安装在第三排气机构（28）内，第一进气管（27）与第三进气机构（25）相连接，第四活塞（31）安装在第四气缸（30）内，第四进气机构（33）、第四排气机构（36）均安装在第四气缸（30）的顶端，第四进气阀（34）安装在第四进气机构（33）内，第四排气阀（37）安装在第四排气机构（36）内，第二进气管（35）与第四进气机构（33）相连接，第一连接管（20）的两端分别与第一进气机构（4）、第四排气机构（36）相连接，第二连接管（21）的两端分别与第二进气机构（13）、第三排气机构（28）相连接，第一连杆（3）的两端分别与曲轴（19）、第一活塞（2）相连接，第二连杆（12）的两端分别与曲轴（19）、第二活塞（11）相连接，第三连杆（24）的两端分别与曲轴（19）、第三活塞（23）相连接，第四连杆（32）的两端分别与曲轴（19）、第四活塞（31）相连接。

2.根据权利要求1所述的进气系统独立式机械增压四冲程内燃机，其特征在于还包括第一火花塞（38）和第二火花塞（39），第一火花塞（38）安装在第一气缸（1）的顶端，第二火花塞（39）安装在第二气缸（10）的顶端。

3.根据权利要求1所述的进气系统独立式机械增压四冲程内燃机，其特征在于所述第三进气阀（26）、第三排气阀（29）、第四进气阀（34）、第四排气阀（37）均为簧片阀或电控阀。