CN103511062A

CN103511062A - 复增压内燃机

Info

Publication number: CN103511062A
Application number: CN201210216677.XA
Authority: CN
Inventors: 赵强国
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2014-01-15

Abstract

本发明涉及一种内燃机，在于提供一种可以将能量转化过程分开完成，其能量利用效率高，燃料消耗率低，且高速、高扭矩、大功率的内燃机。本发明复增压内燃机其主要原理在于将吸气、压缩和做功、排气的过程分置在两个不同大小的气缸中，通过自身结构在做功时提高了缸内的有效压力，从而改善了燃烧过程，提高了热效率，再配以涡轮增压器，使压缩气缸2在高速段吸入更多空气支持燃料的燃烧。其有益效果在于，结构简单，热效率高，工作可调范围大，油耗少，加速性好，低速动力足，高速动力猛，且由于做功频率增加了一倍，转速范围的大幅提升，从而减小了震动，且由于燃后增压的作用，改善了燃烧过程，使燃料燃烧的更充分、更彻底，排放性更好。

Description

复增压内燃机

技术领域：

本发明涉及一种动力机械，具体说为一种内燃机。

背景技术：

内燃机，是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机，旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的燃气轮机，喷气式发动机等，但通常所说的内燃机是指活塞式的内燃机，活塞式的内燃机以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出高温高压的燃气，燃气膨胀推动活塞做功，再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作，常见的有柴油机和汽油机，通过将内能转化为机械能，是通过做功改变内能。但是目前的内燃机中所有能量转换的过程都在一个气缸中完成，排气量越大的内燃机，做功时气缸内部工作容积也增大的越快，能量衰减也越快，导致燃料的利用率降低，内能转化为机械能的转化率低，无效能量增加

发明内容：

本发明的目的在于提供一种可以将能量转化过程分开完成，能量利用效率高，燃料消耗率低，高速、高扭矩、体积小且大功率的内燃机。

本发明从内燃机整体优化角度，对现有内燃机的吸气方式、压缩方式、做功方式等主体结构加以改进，使其动力性、加速性、耗油率、和可调节工作范围得到大幅提升。

本发明复增压内燃机包括缸体1，以及在缸体1内部的压缩气缸2和做功气缸7，其特征在于，压缩气缸2工作容积大于做功气缸7数倍，两气缸顶端均与缸盖10相连，缸盖10内嵌有旋转配气阀8，且两气缸顶端均与旋转配气阀8连通并动密封；压缩气缸2内部设有相配合的压缩活塞3，顶端仅设有由凸轮、顶杆和弹簧控制的进气门4，涡轮增压器11由进气管与进气门4相连通并密封；做功气缸7内部设有相配合的做功活塞6，一侧仅设有由凸轮、顶杆和弹簧控制的排气门5，在其缸盖上的做功气缸一侧设有喷油嘴或火花塞9；旋转配气阀8呈圆柱状，连通两气缸部分的一侧设有凹槽12.

本发明以往复活塞式内燃机为基点，充分利用活塞式内燃机气密性好、压缩比高、油耗低等特点，把吸气压缩和做功排气这四个冲程分置在两个气缸中，并采用不同大小的气缸的配置，做功气缸和压缩气缸均与旋转配气阀连通并动密封，且压缩气缸容积大于做功气缸数倍，由于做功气缸的工作容积较小，大幅提高了做功气缸的有效压力，所以大大提高了内能转化为机械能的转换率，从而提高了热机的效率，降低了燃油消耗率。以此设计的结构，使增大排气量(进气量)和提高气缸内有效压力这两个条件同时得到满足，克服了常规内燃机增加额定功率与降低油耗的根本矛盾，在此基础上，再增加一个涡轮增压器，使发动机整体性能大幅提升。利用涡轮增压器低速失量和中、高速增量的特点进行燃前增压，和压缩气缸气密性好、压缩比高、压缩值恒定的特点进行恒压压缩，再利用做功气缸体积小压强大的特点燃后增压，使发动机在不同速度状态下都在较强的缸压下工作。

附图说明：

附图为本发明的结构示意图

图中：缸体1，压缩气缸2，压缩活塞3，进气门4，排气门5，做功活塞6，做功气缸7，旋转配气阀8，喷油嘴(火花塞)9，缸盖10，涡轮增压器11，凹槽12。

具体实施方式：

实例1.

本发明复增压内燃机包括缸体1，缸体1内部对置的压缩气缸2和做功气缸7，两气缸顶端均与缸盖10相连，缸盖10内嵌有旋转配气阀8，压缩气缸2内部设有与其相配合的压缩活塞3，顶端设有进气门4，涡轮增压器11由进气导管与进气门4相连通并密封；做功气缸7内部设有与其相配合的做功活塞6，一侧设有排气门5，在其缸盖10上的做功气缸一侧设有喷油嘴或火化塞9。在实际工作中，压缩活塞3和做功活塞6相向运动，当压缩活塞3向缸盖10运动时，进气门4关闭，压缩气缸2中压缩气体，与此同时做功活塞6也向缸盖10运动，排气门5打开，做功活塞6向外排气，当压缩冲程末时，空气被压缩在旋转配气阀8的凹槽12内，而后由凸轮、顶杆和弹簧控制的旋转配气阀8在压缩气缸2进行吸气之前，其充满压缩气体的凹槽12由压缩气缸侧向做功气缸侧旋转，此时压缩气体被送入做功气缸7内，在凹槽12内的压缩气体与做功气缸7连通的一瞬间，喷油头和火花塞9喷出燃油或点火，遇压缩空气燃烧，推动做功活塞6下行做功，排气门5关闭，与此同时，压缩活塞3向压缩气缸2缸底运动，进气门4打开，压缩气缸2中吸气，由凸轮、顶杆和弹簧控制的旋转配气阀8在做功气缸7排气过程中，凹槽12由做功气缸侧向压缩气缸侧旋转，重新使凹槽12对准压缩气缸2，活塞均由曲轴带动且压缩活塞和做功活塞始终同步相对运动，由于受到旋转配气阀8的旋转时间和供油提前角的因素，所以做功活塞稍滞后于压缩活塞到达上止点，涡轮增压器与发动机联动，其转速与发动机转速成正比，如此反复循环完成能量转换，实现动力输出，在曲轴转动一圈即完成了吸气、压缩、做功、排气整个做功过程。

Claims

1.复增压内燃机包括缸体1，以及在缸体1内部的压缩气缸2和做功气缸7，其特征在于，压缩气缸2体积大于做功气缸7，两气缸顶端均与缸盖10上镶嵌的由凸轮、顶杆和弹簧控制的旋转配气阀8上的凹槽12连通并动密封；压缩气缸2内部设有相配合的压缩活塞3，顶端仅设有由凸轮、顶杆和弹簧控制的进气门4；做功气缸7内部设有相配合的做功活塞6，一侧仅设有由凸轮、顶杆和弹簧控制的排气门15，缸盖10设有喷油嘴或火花塞9，缸体1外侧设有涡轮增压器11，由进气导管与进气门4连通并密封。

2.如权利要求1所述的复增压内燃机，其特征在于所述的旋转配气阀8呈圆柱状，连通两气缸部分的一侧设有凹槽12。

3.如权利要求1所述的复增压内燃机，其原理在于运用涡轮增压器进行燃前增压和体积比压缩气缸2小的做功气缸7进行燃后增压。