CN106988861A - 一种多层分层扫气发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多层分层扫气发动机，包括汽缸和曲柄连杆组件，所述汽缸内设有扫气通道，扫气通道顶部设有扫气口；扫气口连接汽缸壁上的空气进气口，空气进气口连接新鲜空气补气装置，扫气通道中部连接废气回流通道，废气回流通道上设有单向阀；所述曲柄连杆组件连接有活塞销，活塞销上设有活塞，活塞安装于汽缸中；所述新鲜空气补气装置包括单向阀和空气过滤器，空气过滤器用来对要进入扫气通道的空气进行过滤，消除其中的杂质，保持补充的新鲜空气的纯净，避免带来额外的污染。本发明与现有技术相比的优点是：提高了换气的效率，改善了扫气效果，进一步提高了发动机的效率，降低了燃油的短路损失率，减少了尾气污染物的排放。

Description

一种多层分层扫气发动机
技术领域
本发明涉及发动机，尤其涉及一种多层分层扫气发动机。
背景技术
传统发动机结构不够完善，其在运行中，发动机内可燃气体的燃烧效率低，短路损失率高，燃油的损失率高，尾气污染物排放量大。因此，研发一种提升可燃气体燃烧效率，抑制燃油损失率的发动机，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述不足，提供了一种多层分层扫气发动机。
本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种多层分层扫气发动机，其特征在于：包括汽缸和曲柄连杆组件，所述汽缸内设有扫气通道，扫气通道顶部设有扫气口，扫气口连接汽缸壁上的空气进气口，空气进气口连接新鲜空气补气装置，扫气通道中部连接废气回流通道，废气回流通道上设有废气单向阀，所述曲柄连杆组件连接有活塞销，活塞销上设有活塞，活塞安装于汽缸中；
所述新鲜空气补气装置包括空气过滤器，用来对要进入扫气通道的空气进行过滤，消除其中的杂质，保持补充的空气的纯净，避免带来额外的污染。
除此之外，所述新鲜空气补气装置还包括：
连接空气过滤器和汽缸的单向阀，单向阀设置在空气过滤器和汽缸之间，其还可用来将空气过滤器固定连接在汽缸上；
设置在单向阀和汽缸之间的密封垫，起密封作用，避免腔内气体泄露，同时防止未被过滤的空气进入扫气通道；
外套于空气过滤器的壳体，用来保护空气过滤器，壳体具有网状结构，方便空气穿过壳体进入空气过滤器。
为了增加进气量，提高换气效率，改善扫气效果，空气进气口具体数量为两个，且对称开设在汽缸的两侧，分别为第一空气进气口和第二空气进气口；对应的，单向阀的具体数量为两个，分别设置在第一空气进气口和第二空气进气口；新鲜空气补气装置具体数量为两个，分别外接于第一空气进气口和第二空气进气口。
相应的，扫气通道具体数量为两个，分别为第一扫气通道和第二扫气通道，其中，第一扫气通道的一端与第一空气进气口连通，第二扫气通道的一端与第二空气进气口连通。
扫气口具体数量为两个，分别为第一扫气口和第二扫气口，其中，汽缸的内壁上开设的与第一扫气通道的顶部相通的为第一扫气口，汽缸的内壁上开设的与第二扫气通道的顶部相通的为第二扫气口。
另外，废气回流通道具体数量为两个，分别为第一废气回流通道和第二废气回流通道，其中，第一废气回流通道的一端与第一扫气通道的上部连通，第二废气回流通道的一端与第二扫气通道的上部连通。
废气单向阀的具体数量为两个，分别为第一废气单向阀和第二废气单向阀，其中，内设于第一废气回流通道向第一扫气通道一侧导通的为第一废气单向阀，内设于第二废气回流通道向第二扫气通道一侧导通的为第二废气单向阀。
这样一来，通过两个空气进气口可以增加纯净空气的进气量，带来了更多的扫气气体也提高了换气的效率，通过设置两个扫气口使得扫气更加充分，将更多的燃烧后废气排出汽缸，改善了扫气的效果，进一步提高了发动机的效率，降低了燃油的损失率，减少了尾气污染物的排放。
本发明中，扫气通道上层的扫气口连接新鲜空气补气通道，扫气通道中部连接废气回流通道；扫气时，首先参与扫除燃烧室内燃烧废气的是新鲜空气，其后跟着的是回流回来的废气；回流回来的废气顶着新鲜空气一起扫除扫除燃烧室内燃烧废气，加速扫除燃烧室内燃烧废气同时会存留部分未完全随新鲜空气排出汽缸的废气，其与随在其后进入燃烧室的混合油气再次混合，并参与二次燃烧。
本发明与现有技术相比的优点是：本发明通过两个空气进气口可以增加纯净空气的进气量，带来了更多的扫气气体也提高了换气的效率，通过设置两个扫气口使得扫气更加充分，将更多的燃烧后废气排出汽缸，改善了扫气的效果，进一步提高了发动机的效率，降低了燃油的短路损失率，减少了尾气污染物的排放。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详述。
如图1所示，一种多层分层扫气发动机，其特征在于：包括汽缸1和曲柄连杆组件2，所述汽缸1内设有扫气通道3，扫气通道3顶部设有扫气口12，扫气口12连接汽缸壁上的空气进气口6，空气进气口6连接新鲜空气补气装置7，扫气通道3中部连接废气回流通道13，废气回流通道13上设有废气单向阀14，所述曲柄连杆组件2连接有活塞销4，活塞销4上设有活塞5，活塞5安装于汽缸1中；
所述新鲜空气补气装置7包括单向阀8和空气过滤器9，空气过滤器9用来对要进入扫气通道3的空气进行过滤，消除其中的杂质，保持补充的新鲜空气的纯净，避免带来额外的污染。
除此之外，所述新鲜空气补气装置7还包括：
连接空气过滤器7和汽缸1的单向阀8，单向阀8设置在空气过滤器9和汽缸1之间，其还可用来将空气过滤器9固定连接在汽缸1上；
设置在单向阀8和汽缸1之间的密封垫10，起密封作用，避免腔内气体泄露，同时防止未被过滤的空气进入扫气通道3；
外套于空气过滤器9的壳体11，用来保护空气过滤器9，壳体11具有网状结构，方便空气穿过壳体11进入空气过滤器9。
为了增加进气量，提高换气效率，改善扫气效果，空气进气口6具体数量为两个，且对称开设在汽缸1的两侧，分别为第一空气进气口和第二空气进气口；对应的，单向阀8的具体数量为两个，分别设置在第一空气进气口和第二空气进气口；新鲜空气补气装置7具体数量为两个，分别外接于第一空气进气口和第二空气进气口。
相应的，扫气通道3具体数量为两个，分别为第一扫气通道和第二扫气通道，其中，第一扫气通道的一端与第一空气进气口连通，第二扫气通道的一端与第二空气进气口连通。
扫气口12具体数量为两个，分别为第一扫气口和第二扫气口，其中，汽缸1的内壁上开设的与第一扫气通道的顶部相通的为第一扫气口，汽缸1的内壁上开设的与第二扫气通道的顶部相通的为第二扫气口。
另外，废气回流通道13具体数量为两个，分别为第一废气回流通道和第二废气回流通道，其中，第一废气回流通道的一端与第一扫气通道的上部连通，第二废气回流通道的一端与第二扫气通道的上部连通。
废气单向阀14的具体数量为两个，分别为第一废气单向阀和第二废气单向阀，其中，内设于第一废气回流通道向第一扫气通道一侧导通的为第一废气单向阀，内设于第二废气回流通道向第二扫气通道一侧导通的为第二废气单向阀。
这样一来，通过两个空气进气口可以增加纯净空气的进气量，带来了更多的扫气气体也提高了换气的效率，通过设置两个扫气口使得扫气更加充分，将更多的燃烧后废气排出汽缸，改善了扫气的效果，进一步提高了发动机的效率，降低了燃油的损失率，减少了尾气污染物的排放。
本发明的工作原理：
在第一个行程中，当活塞5上行对燃烧室内混合油气压缩时，曲轴箱容积增大产生负压，空气进气口6受曲轴箱内的负压作用打开单向阀8，新鲜空气进入扫气通道3，混合油气进气口同时开始吸入经化油器处理的待燃烧混合油气到曲轴箱内；由于燃烧室内压力不断增大及活塞5的裙部关闭汽缸1内壁的扫气口(图中未示出)，进入扫气通道3的新鲜空气不能进入燃烧室内部，只能将扫气通道3内的混合油气压向曲轴箱并不断填充扫气通道3以存入更多新鲜空气。
在第二个行程中，当燃烧室内混合油气爆燃推动活塞5从上止点向下运行的过程中，曲轴箱容积逐渐缩小，内部压力不断增大，待燃烧的混合油气在扫气通道3内推动已存的新鲜空气向扫气通道3顶部移动，由于此时扫气通道3内的压力大于外界空气压力，单向阀8自动关闭；活塞5继续下行至排气口打开时，燃烧后的高温、高压废气一部分从排气口排出，另一部分燃烧后的废气靠自身的压力打开汽缸1内壁上的通道内的废气回流通道13的废气单向阀14进入扫气通道3内部，由于此时的排气压力大于曲轴箱的内部压力，将扫气通道3内的新鲜空气压向扫气通道3顶部和扫气通道3与扫气口(图中未示出)之间的通道内，同时将下层的待燃混合油气再次压向曲轴箱，阻止了待燃烧的混合油气进入燃烧室随燃烧后的废气排出而影响尾气排放。随着排气口全部打开，排气压力的减小，排气通道内的废气回流通道13的废气单向阀14开始关闭，此时活塞5趋近下止点，曲轴箱内的压力逐渐增大，扫气通道3内的气体开始反向移动，其中最上层是新鲜空气，中间层是回流的燃烧后的废气，下层是待燃烧的混合油气；当汽缸1内壁的扫气口(图中未示出)打开，扫气通道3内上层新鲜空气首先进入燃烧室将燃烧室原有的残余废气扫出排气口，随后扫气通道3内中层的回流的燃烧废气受曲轴箱压力作用进入燃烧室将上层的新鲜空气继续快速扫向排气口，并在残余新鲜空气与随后进入燃烧室内的待燃烧混合油气之间形成一层隔离层，有效阻止未燃烧的混合油气随废气排出；而残留在燃烧室内的扫气废气会与待燃烧混合油气混合参与燃烧，实现废气二次燃烧；这种多层扫气发动机可实现待燃混合油气100％不会随废气逃逸并可实现燃烧废气的彻底清除。
在新鲜空气率先进入扫气通道3后，高压废气进入扫气通道3填补负压造成的空间通道实现废气二次扫气，将扫气气体分成两层(上层为新鲜空气、下层为燃烧后的回流废气，并在两层气体临界处有混合的倾向)，由于在曲轴箱负压下新鲜空气先行进入扫气通道3，致使曲轴箱内负压减小，所以只有少量的回流废气进入扫气通道3中部。因此，在进行多层分层扫气的过程中不会因过多废气参与再循环而影响混合油气的着火和影响动力性能；另一方面由于燃烧后废气经由汽缸1内壁的废气回流通道13进入扫气通道3时温度和压力已经降低，在燃烧室内将新鲜空气扫除后，剩余的回流废气与待燃烧混合油气混合二次参与燃烧，不会像传统分层扫气发动机将冷空气直接引入高温的燃烧室与高温高压的废气碰撞生成CH和CO，从而就会抑制CH和CO的生成，减少废气排放中不良的燃烧污染物。
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 (7)

1.一种多层分层扫气发动机，其特征在于：包括汽缸(1)和曲柄连杆组件(2)，所述汽缸(1)内设有扫气通道(3)，扫气通道(3)顶部设有扫气口(12)，扫气口(12)连接汽缸壁上的空气进气口(6)，空气进气口(6)连接新鲜空气补气装置(7)，扫气通道(3)中部连接废气回流通道(13)，废气回流通道(13)上设有废气单向阀(14)，所述曲柄连杆组件(2)连接有活塞销(4)，活塞销(4)上设有活塞(5)，活塞(5)安装于汽缸(1)中；
所述新鲜空气补气装置(7)包括单向阀(8)和空气过滤器(9)，空气过滤器(9)用来对要进入扫气通道(3)的空气进行过滤，消除其中的杂质，保持补充的新鲜空气的纯净，避免带来额外的污染。
2.根据权利要求1所述的所述一种多层分层扫气发动机，其特征在于：所述新鲜空气补气装置(7)包括：
连接空气过滤器(7)和汽缸(1)的单向阀(8)，单向阀(8)设置在空气过滤器(9)和汽缸(1)之间，其还可用来将空气过滤器(9)固定连接在汽缸(1)上；
设置在单向阀(8)和汽缸(1)之间的密封垫(10)，起密封作用，避免腔内气体泄露，同时防止未被过滤的空气进入扫气通道(3)；
外套于空气过滤器(9)的壳体(11)，用来保护空气过滤器(9)，壳体(11)具有网状结构，方便空气穿过壳体(11)进入空气过滤器(9)。
3.根据权利要求1所述的一种多层分层扫气发动机，其特征在于：所述空气进气口(6)具体数量为两个，且对称开设在汽缸(1)的两侧，分别为第一空气进气口和第二空气进气口；对应的，单向阀(8)的具体数量为两个，分别设置在第一空气进气口和第二空气进气口；新鲜空气补气装置(7)具体数量为两个，分别外接于第一空气进气口和第二空气进气口。
4.根据权利要求1所述的所述一种多层分层扫气发动机，其特征在于：所述扫气通道(3)具体数量为两个，分别为第一扫气通道和第二扫气通道，其中，第一扫气通道的一端与第一空气进气口连通，第二扫气通道的一端与第二空气进气口连通。
5.根据权利要求1所述的所述一种多层分层扫气发动机，其特征在于：所述扫气口(12)具体数量为两个，分别为第一扫气口和第二扫气口，其中，汽缸(1)的内壁上开设的与第一扫气通道的顶部相通的为第一扫气口，汽缸(1)的内壁上开设的与第二扫气通道的顶部相通的为第二扫气口。
6.根据权利要求1所述的所述一种多层分层扫气发动机，其特征在于：所述废气回流通道(13)具体数量为两个，分别为第一废气回流通道和第二废气回流通道，其中，第一废气回流通道的一端与第一扫气通道的上部连通，第二废气回流通道的一端与第二扫气通道的上部连通。
7.根据权利要求1所述的所述一种多层分层扫气发动机，其特征在于：所述废气单向阀(14)的具体数量为两个，分别为第一废气单向阀和第二废气单向阀，其中，内设于第一废气回流通道向第一扫气通道一侧导通的为第一废气单向阀，内设于第二废气回流通道向第二扫气通道一侧导通的为第二废气单向阀。
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