CN103244259B - 连通缸四冲程发动机及相应的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连通缸四冲程发动机，它包括至少一组燃料做功单元，该燃料做功单元包括具有进气口和第一出气口的第一气缸以及具有第二出气口的第二气缸，在第一气缸和第二气缸内分别设有与曲轴相连的第一活塞和第二活塞，在第一气缸和第二气缸的缸体上开设有能将两者内部连通的连通通道，在连通通道上设有可受控制的常闭的阀门，本发明所提供的连通缸四冲程发动机，使第一气缸中的压缩气体部分进入第二气缸，从而降低了第一气缸的压缩比，同时提高了膨胀比，保证了热效率，降低了震爆的倾向，第二气缸还能够处于停缸状态，本发明还公开了一种汽车，它能够提高发动机的热效率，降低油耗。本发明的连通缸四冲程发动机适用于各种车辆。

Description

连通缸四冲程发动机及相应的汽车

技术领域

本发明涉及一种发动机，具体涉及一种连通缸四冲程发动机，本发明还涉及一种具有该连通缸四冲程发动机的汽车。

背景技术

现有的常见四冲程发动机的压缩比和膨胀比为相等值，如果提高膨胀比，则压缩比会相应的提高，压缩比有效值过高将导致发动机产生爆震，而根据相关的热力学公式，提高有效膨胀比能够提高燃料的热效率，降低油耗。现有技术中还有的采用进气门晚关的方法来降低有效压缩比，这样会影响到对发动机进气的计算，于瞬态工况进气量的计算不利，也有的采用改变连杆或者在缸体上增加小气缸的方法来改变压缩比，这些方法都比较难以实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种连通缸四冲程发动机，它的有效膨胀比较高，有效压缩比较低，在保证了热效率的基础上降低了震爆倾向；本发明的另外一个目的是提供一种具有该连通缸四冲程发动机的汽车。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种连通缸四冲程发动机，它包括至少一组燃料做功单元，该燃料做功单元包括具有进气口和第一出气口的第一气缸以及具有第二出气口的第二气缸，在第一气缸和第二气缸内分别设有与曲轴相连的第一活塞和第二活塞，在第一气缸和第二气缸的缸体上开设有能将两者内部连通的连通通道，在连通通道上设有可受控制的常闭的阀门，当第一活塞在压缩冲程的过程中，第二活塞处于吸气冲程，并且在此时间段内，当第一活塞和第二活塞运行至使该连通通道的两侧相应的端口与第一气缸连通时，或与第二气缸连通时，所述阀门将连通通道打开。

作为对本发明的限定，其包括的燃料做功单元的数量为二至四组。

作为对本发明的进一步限定，所述曲轴的曲拐夹角为180°。

作为对本发明的另一种限定，所述阀门为与车辆ECU相连接并由其控制的电磁阀。

本发明还有一种限定，在该连通缸四冲程发动机的壳体内设有检测活塞位置的位置传感器。

本发明还公开了一种汽车，它包括上述的连通缸四冲程发动机。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

本发明所提供的连通缸四冲程发动机，使第一气缸中的压缩气体部分进入第二气缸，从而降低了第一气缸的压缩比，同时提高了膨胀比，保证了热效率，降低了震爆的倾向，第二气缸还能够处于停缸状态；阀门采用ECU控制的电磁阀，能够进行快速响应，减少机械结构的复杂程度；设置位置传感器能够对活塞的位置进行判断，进而准确的控制阀门的开关；本发明的汽车，能够提高发动机的热效率，降低油耗。

本发明的连通缸四冲程发动机适用于各种车辆。

本发明下面将结合说明书附图与具体实施例作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例一的连通缸四冲程发动机第一气缸1吸气冲程的示意图；

图2为第一气缸1压缩冲程的示意图；

图3为第一气缸1做功冲程的示意图；

图4为第一气缸1排气冲程的示意图。

图中：1、第一气缸；2、第二气缸；3、进气口；4、第一出气口；5、第二出气口；6、连通通道；7、电磁阀；8、曲轴；9、第一活塞；10、第二活塞。

具体实施方式

实施例一

本实施例公开了一种连通缸四冲程发动机，图中的箭头表示相应活塞的运动方向，它包括两个燃料做功单元，每个燃料做功单元能够将汽油等燃料的化学能转换为机械能，每个单独的燃料做功单元均包括第一气缸1和第二气缸2，在第一气缸1上设有进气口3和第一出气口4，与常规的气缸结构相同，而第二气缸2则与常规结构不同，它仅仅具有一个第二出气口5，它没有独立的进气口。在第一气缸1内设置有第一活塞9，第二气缸2内设有第二活塞10，这两个活塞连接在曲轴8上。

由于本连通缸四冲程发动机采用了两组燃料做功单元，因此它可以参照现有的直列四气缸发动机的布置形式，这两组燃料做功单元通过曲轴8而结合为一体，曲轴8的曲拐夹角设为相应的180度。

在第一气缸1和第二气缸2的缸体上开设有能将两者内部连通的连通通道6，该连通通道6可以作为第二气缸2的进气口，其中连通通道6与第一气缸1相接的端口为第一端口、与第二气缸2相接的端口为第二端口，在连通通道6上设有可受控制的常闭阀门，该阀门采用的是受车辆的ECU控制的电磁阀7，由于在发动机工作的大部分时间段内，该电磁阀7处于关闭状态，因此可以说该电磁阀7是常闭的。在该连通缸四冲程发动机的壳体内设有检测第一活塞9和第二活塞10位置的位置传感器，该位置传感器检测到第一活塞9和第二活塞10的位置，然后ECU根据检测结果判断电磁阀7是否应该被打开，并控制电磁阀7执行动作。

当第一活塞9处于图1的吸气冲程时，此时第二活塞10处于排气冲程，第二气缸2内的气体被排出，而第一气缸1内部则被吸入新鲜的燃料混合气。由于阀门7被关闭，因此混合气只能在第一气缸1内部。

当第一活塞9处于图2所示的压缩冲程时，第二活塞10处于吸气冲程，由于电磁阀7和第二出气口5被关闭，因此第二气缸2的内部具有一定的真空度。当第一活塞9开始上行且连通通道6的第一端口未被第一活塞9堵塞，且第二端口未被第二活塞10堵塞时，第一端口与第一气缸1连通，第二端口与第二气缸2连通，此时电磁阀7打开，第一气缸1内的混合气在第一活塞9的压力以及在第二气缸2的真空度的共同影响下，快速地进入到第二气缸2内；当第一活塞9继续上行时，连通通道6的第一端口又被堵塞，此时电磁阀7关闭。

当第一活塞9处于图3所示的做功冲程时，第二活塞10处于压缩冲程，第一活塞9做功向外输出机械能。当第一活塞9处于图4所示的排气冲程时，第二活塞10处于做功冲程，第二活塞10向外输出机械能。由此，第一组燃料做功单元完成一个做功循环。第二组燃料做功单元的工作过程与此相同。

本发明的连通缸四冲程发动机，它还可以仅有一组或者多达两组以上的燃料做功单元。当只有一组时，它形成双缸发动机；具有多组时，典型状况下为具有两组或者四组，当其具有两组或两组以上燃料做功单元时，形成多缸发动机。

当发动机的转速较低时（转速小于2000rpm,扭矩小于20Nm），可以控制电磁阀7在每个工作循环都进行动作，第一气缸1内的部分混合气进入到第二气缸2内，提高有效膨胀比同时降低有效压缩比，当发动机的转速提高到一定程度时（转速2000rpm-4000rpm，扭矩大于20Nm小于60Nm），此时电磁阀7不工作，第二气缸2处于停缸状态，只有第一气缸1工作，此时通过停缸能够减小泵气损失，利用高压缩比能够提高燃油经济性，当发动机转速超过4000rpm或扭矩最大时，电磁阀7重新工作，能够避免爆震，同时利用较大的膨胀比增强动力性，降低油耗。

实施例二

本实施例公开了一种汽车，其发动机采用实施例一中所提供的连通缸四冲程发动机。

该汽车其它部分的结构与现有技术完全相同。

本实施例所提供的汽车具有较好的热效率和燃油经济性。

Claims (6)

1.一种连通缸四冲程发动机，它包括至少一组燃料做功单元，其特征在于：该燃料做功单元包括具有进气口和第一出气口的第一气缸以及具有第二出气口的第二气缸，在第一气缸和第二气缸内分别设有与曲轴相连的第一活塞和第二活塞，在第一气缸和第二气缸的缸体上开设有能将两者内部连通的连通通道，其中连通通道与第一气缸相接的端口为第一端口、与第二气缸相接的端口为第二端口，在连通通道上设有可受控制的常闭的阀门，当第一活塞在压缩冲程的过程中，第二活塞处于吸气冲程，并且在此时间段内，当第一活塞运行至使第一端口与第一气缸连通时，同时第二活塞运行至使第二端口与第二气缸连通时，所述阀门将连通通道打开。

2.根据权利要求1所述的连通缸四冲程发动机，其特征在于：所述燃料做功单元的数量为二至四组。

3.根据权利要求2所述的连通缸四冲程发动机，其特征在于：所述曲轴的曲拐夹角为180°。

4.根据权利要求1所述的连通缸四冲程发动机，其特征在于：所述阀门为与车辆ECU相连接并由其控制的电磁阀。

5.根据权利要求1所述的连通缸四冲程发动机，其特征在于：在该连通缸四冲程发动机的壳体内设有检测活塞位置的位置传感器。

6.一种汽车，其特征在于，它包括权利要求1至5中任一项所述的连通缸四冲程发动机。