CN103470371B - 汽车发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力装置，公开了一种汽车发动机。所述汽车发动机包括燃烧室、气缸、活塞、连杆和曲轴，所述气缸设有多个，气缸位于所述燃烧室的同一侧，每个气缸都与燃烧室相通。所述发动机包括燃烧室、气缸和安装在气缸中的活塞，在燃烧室外设有涡轮增压机，涡轮增压机中的多级叶轮的转轴伸入燃烧室内并连接有中空转筒，涡轮增压机通过增压出气口与燃烧室相通，所述气缸设有多个，气缸位于燃烧室的同一侧，每个气缸都与燃烧室相通。其有益效果是：较大的燃烧室有利于燃料充分燃烧，通过一个燃烧室驱动多个气缸，不仅能简化制造工艺，且有利于减小发动机的体积和重量，结构更合理，产品更节能。

Description

汽车发动机

技术领域

本发明涉及动力装置，尤其涉及汽车发动机和发动机。

背景技术

现在的动力装置，如汽车发动机，由多个气缸构成，各气缸内燃烧室的空间很小，在发动机工作时，燃料瞬间燃烧，不能使油料充分燃烧，所以汽车的能源浪费很大，未充分燃烧的燃料将生成大量的碳排放和PM2.5排放，对环境造成严重污染。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种汽车发动机和发动机。

为解决上述技术问题，本发明采用第一技术方案是：提供一种汽车发动机，包括燃烧室、气缸、活塞、连杆和曲轴，所述气缸设有多个，气缸位于所述燃烧室的同一侧，每个气缸都与燃烧室相通。

其中，所述活塞与所述连杆连接，连杆共同连接所述曲轴，所述燃烧室在汽车发动机工作中产生的膨胀气体可同时驱动所有气缸内的活塞，从而通过活塞带动连杆和曲轴运动。

其中，所述气缸共设有六个，六个气缸并列排布于所述燃烧室下方。

其中，所述汽车发动机呈圆柱体状，对应地，所述燃烧室为空心的柱状燃烧室，所述气缸的排布方式为，在汽车发动机内燃烧室下方的中心处设有一个气缸，以该气缸为中心，其周围均布有其他五个气缸。

其中，所述燃烧室内设有启闭可控的喷嘴、进气口和出气口，在气缸上部设有启闭可控的气缸进气口和气缸出气口。

其中，所述燃烧室内还设有启闭可控的第二出气口和第二进气口，所述第二出气口和第二进气口之间连接有一容器，所述容器上设有启闭可控的尾气排出口。

本发明采用第二技术方案是：提供一种发动机，包括燃烧室、气缸和安装在气缸中的活塞，在所述燃烧室外设有涡轮增压机，所述涡轮增压机中的多级叶轮的转轴伸入燃烧室内并连接有中空转筒，涡轮增压机通过增压出气口与燃烧室相通，所述气缸设有多个，气缸位于燃烧室的同一侧，每个气缸都与燃烧室相通。

其中，所述中空转筒包括两条弧形、直线形或螺旋形的扰流条，所述扰流条固定在套接于所述转轴上的套圈上，所述扰流条以转轴为中心对称设置。

其中，所述中空转筒由多孔相通的轻质材料或轻质实心材料制成。

其中，该发动机还包含第一技术方案中所述的汽车发动机的技术特征。

本发明的有益效果是：在燃烧室的一侧设有多个具有不同排布方式的气缸，气缸内设有活塞，燃烧室内部空间比传统发动机的气缸空间更大，有利于燃料的充分燃烧，但又比传统发动机各个独立气缸的容积总和小，有利于减小发动机体积和重量。显而易见的是，燃料在具有较大空间的燃烧室内的充分燃烧程度必然大于传统发动机，而充分的燃烧能够节约更多能源。通过燃烧室内燃烧产生的膨胀气体同时驱动四周各气缸内的活塞，改变了传统发动机多个气缸各自设置燃烧室的复杂结构，用一个燃烧室驱动多个气缸，简化制造工艺，结构更合理，产品更节能。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的结构示意图；

图2是本发明的第二实施方式的结构示意图；

图3是本发明的第二实施方式的中空转筒的剖面图；

图4是本发明的第二实施方式的中空转筒的另一结构示意图；

图5是本发明的第二实施方式的中空转筒的又一结构示意图；

图6是本发明的第三实施方式的结构示意图；

图7是图6的A-A向视图；

图8是本发明的第四实施方式的结构示意图。

主要元件符号说明：10、燃烧室；11、喷嘴；12、进气口；13、出气口；14、第二出气口；15、第二进气口；16、容器；17、尾气排出口；20、气缸；21、气缸进气口；22、气缸出气口；30、活塞；40、连杆；50、曲轴；60、涡轮增压机；61、多级叶轮；62、增压进气口；63、中空转筒；631、套圈；632、扰流条；64、转轴；65、增压出气口。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，图1为本发明的第一实施方式。

本实施方式为一种汽车发动机，包括燃烧室10、气缸20、活塞30、连杆40和曲轴50，所述气缸20设有六个，气缸位于所述燃烧室10的下侧，（同理各气缸也可在燃烧室的上侧、左侧或右侧）每个气缸20都与燃烧室10相通。所述活塞30与连杆40连接，连杆40共同连接曲轴50。燃烧室10内设有启闭可控的喷嘴11、进气口12和出气口13。

燃烧室10在汽车发动机工作中产生的膨胀气体可同时驱动所有气缸20内的活塞，从而通过活塞30带动连杆40和曲轴50运动。

当发动机工作时，喷嘴11喷出油料或天然气等燃料，与进气口12排入的气体混合后燃烧，由于燃烧室10的空间比传统发动机的燃烧室大很多，所以使燃料更能充分燃烧，膨胀产生的压力均匀地进入四周多个气缸20内并转化为推力以推动多个活塞30运动，活塞30将该推力通过连杆40带动曲轴50旋转以转化为扭矩来驱动汽车行驶。

优选地在每个气缸20上部设有启闭可控的气缸进气口21和气缸出气口22，使燃烧或排气状态不同，实现二冲程或四冲程工作循环是本领域常见技术。

本发明的构造比传统的发动机结构更简单合理，同时体积缩小，重量减轻。另外，较大的燃烧室使燃料得到充分燃烧，相对传统发动机内较小的燃烧室导致的燃料燃烧不充分更节约能源，有利于减少碳排放及PM2.5的排放。

请参阅图2，图2为本发明的第二实施方式。

本实施方式为一种发动机，该实施方式与第一实施方式在结构上的不同之处在于，在燃烧室10外还设有涡轮增压机60与之相通；所述涡轮增压机60包括多级叶轮61以及与多级叶轮61设于同一转轴64上的中空转筒63，所述中空转筒63通过伸出涡轮增压机60的转轴64设于燃烧室10中，涡轮增压机60上对应转轴64的末端处设有启闭可控的增压进气口62，在涡轮增压机60和燃烧室10之间通过增压出气口65相通来控制燃烧室的进气量，中空转筒63与多级叶轮61同轴不同心或同轴同心设置。

请参阅图3，中空转筒63包括套筒状的套圈631和两条的扰流条632，所述套圈631套装在转轴64上，所述扰流条632的上下两端固定在套圈631上并以套圈631为中心对称布置，扰流条632的截面外表面为弧形、内表面为平面，或内外表面均为平面或弧面，或扰流条为螺旋形以更多沿长流体经过路径。所述扰流条632的外形可以是如图2所示的椭圆形、图4所示的菱形、图5所示的多段曲线组合型，还可以是圆形或三角形，以及直线或弧线构成的其它几何形状。

优选地，中空转筒63还可由多孔相通的轻实材料构成或用轻实心材料制成图2、图4或图5中所示的形状，以及圆形或三角形，以及直线或弧线构成的其它几何形状，其外表面用螺旋形也能延长更多流体经过的路径。

当流体从增压进气口62被吸入涡轮增压机60后，经过多级叶轮61的压缩成为高压流体，所述高压流体从增压出气口65经控制进入燃烧室10内，与喷嘴11喷出的燃料混合后燃烧，燃烧的流体围绕在中空转筒63周围，随着中空转筒63高速转动形成椭圆外部形状一圈又一圈地高速转动，在运动中经过很长的路径，所述路径甚至远远长于传统汽车发动机六个气缸内燃烧室的容积所能容纳的行程，在此过程中油料得到充分燃烧并膨胀，膨胀的气体产生更大推动力来驱动气缸20内的活塞30运动，从而驱动连杆40带动曲轴50转动。

中空转筒63的工作原理如下：由于中空转筒的两条扰流条重量很轻，所以转动时负载很小，转速很快，高速转动的中空转筒产生由内向外很大离心力，同时扰流条内外表面的弧面和平面之间也产生压力差，在离心力和压力差的共同作用下把中空转筒内的流体高速抛向外部四周，在中空转筒的内部形成中空区域，在此状态中非常利于燃料充分燃烧，而围绕中空区域四周转动的燃烧流体一圈又圈地绕着中空转筒的四周高速转动，其行程增加很多，尤其中扰流条用螺旋形使路径增加更多，行程的增加则是变相地使燃烧室总容积扩大，这样绵长的行程使油料得到足够充分的燃烧。当处于在这种状态时，喷嘴11不论是间断喷出燃料或连续喷出燃料都能得到充分燃烧，优选合理设计的间断燃烧可以更多节约能源。

进一步地，通过控制增压出气口65、进气口12、出气口13及喷嘴11喷出的燃料体积，从而使各气缸20产生不同的工作状态，进一步对气缸进气口21，和气缸出气口22控制，来控制发动机四冲程或多冲程的工作循环。该实施例的发动机可用于驱动其它运动装置。

请参阅图6和图7，图6和图7为本发明的第三实施方式。

该实施方式与第一实施方式不同之处在于，所述汽车发动机呈圆柱体状，对应地，所述燃烧室10为空心的柱状燃烧室，气缸20位于柱状燃烧室的下方，气缸的排布方式为：位于燃烧室10下方的中心处设有一个气缸20，以该气缸20为中心，周围均布有其他五个气缸20。气缸内设有活塞30，活塞30连接有连杆40，所述连杆40共同连接一曲轴50。同理发动机还可为其它几何形状。

请参阅图8，图8为本发明的第四实施方式。

该实施方式与第三实施方式不同之处在于，所述燃烧室10内还设有启闭可控的第二出气口14和第二进气口15，所述第二出气口14和第二进气口15之间通过导管连接有一容器16，所述容器16上设有启闭可控的尾气排出口17。

第二出气口14通过控制把燃烧室10产生的废气排入容器16内，这些废气经控制通过容器16的另一侧导管连接的第二进气口15重新排入燃烧室10内，该未充分燃烧的废气与进气口12输入的气体和喷嘴11喷出的燃料合理混合后，再次充分燃烧，然后把二次充分燃烧后的尾气通过控制从出气口13向外排放。其中，还可以通过控制出气口13关闭，把经二次循环燃烧的废气从容器16的尾气出气口17排出。

优选地，所述容器16可设有多个，进行二次或多次燃烧，通过第二进/出气口对废气的输入量进行控制，通过合理配合进气口12输入的气体以及第二进气口15输入的未充分燃烧气体之间的比例可保证混合气体的性能。

由于发动机排出的尾气大多都是未充分燃烧的，因此存在较大的浪费和污染问题。而本实施方式针对该问题设置有回收容器，使废气重回燃烧室进行二次燃烧，最终使得该发动机尾气的碳排放量和PM2.5含量大大减少，不仅有利于油料的节省，更大的好处在于对环境的污染大大减小了。

本发明的有益效果是：1、在燃烧室的一侧设有多个气缸，气缸内设有活塞，燃烧室内部空间比传统发动机的气缸空间更大，使燃料充分燃烧，有利于减小发动机体积和重量。显而易见的是，燃料在具有较大空间的燃烧室内的燃烧程度必然大于传统发动机中的燃烧室，而充分的燃烧能够节约更多能源。通过燃烧室内燃烧产生的膨胀气体同时驱动四周各气缸内的活塞，改变了传统发动机的气缸单独设置燃烧室的复杂结构，用一个燃烧室驱动多个气缸，简化制造工艺，结构更合理，产品更节能。

2、把燃烧室燃烧后排出的气体，导入外部的容器内，再合理配合进气口输入的可燃空气的比例，又在燃烧室内进行二次或多次充分燃烧，使发动机排碳及pm2.5大大减少；而传统汽车发动机多个较小气缸内的燃烧室，很难把废气进行二次或多次充分燃烧。

3、燃烧室内设置有高速转动的中空转筒，在运动状态中使举杯经过很长路径充分燃烧，意味着燃烧室的体积不变的条件下扩大若干倍，产生更大推动力；用一个燃烧室产生的膨胀气体，同时更合理的驱动周围多个气缸内的活塞运动，来驱动不同的动力装置，使各类发动机产生更大的推动效率，也更节能。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种汽车发动机，包括燃烧室、气缸、安装在气缸中的活塞、连杆和曲轴，在所述燃烧室外设有涡轮增压机，所述涡轮增压机中的多级叶轮的转轴伸入燃烧室内并连接有中空转筒，涡轮增压机通过增压出气口与燃烧室相通，其特征在于，所述气缸设有多个，气缸位于所述燃烧室的同一侧，每个气缸都与燃烧室相通。

2.根据权利要求1所述的汽车发动机，其特征在于：所述活塞与所述连杆连接，连杆共同连接所述曲轴，所述燃烧室在汽车发动机工作中产生的膨胀气体可同时驱动所有气缸内的活塞，从而通过活塞带动连杆和曲轴运动。

3.根据权利要求2所述的汽车发动机，其特征在于：所述气缸共设有六个，六个气缸并列排布于所述燃烧室下方。

4.根据权利要求2所述的汽车发动机，其特征在于：所述汽车发动机呈圆柱体状，对应地，所述燃烧室为空心的柱状燃烧室，所述气缸的排布方式为，在汽车发动机内燃烧室下方的中心处设有一个气缸，以该气缸为中心，其周围均布有其他五个气缸。

5.根据权利要求2所述的汽车发动机，其特征在于：所述燃烧室内设有启闭可控的喷嘴、进气口和出气口，在气缸上部设有启闭可控的气缸进气口和气缸出气口。

6.根据权利要求5所述的汽车发动机，其特征在于：所述燃烧室内还设有启闭可控的第二出气口和第二进气口，所述第二出气口和第二进气口之间连接有一容器，所述容器上设有启闭可控的尾气排出口。

7.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于：所述中空转筒包括两条弧形、直线形或螺旋形的扰流条，所述扰流条固定在套接于所述转轴上的套圈上，所述扰流条以转轴为中心对称设置。

8.根据权利要求7所述的发动机，其特征在于：所述中空转筒由多孔相通的轻质材料或轻质实心材料制成。