CN1719009A - 活塞内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四冲程的活塞内燃机，能最大程度的排尽废气。活塞内燃机包括气缸体、设置在汽缸体端部的缸盖、活塞以及与活塞连接的连杆，活塞相对于缸盖的行程距离通过变行程装置调节。由于采用了利用变行程装置调节活塞相对于缸盖的行程距离的技术方案，使其四冲程发动机运行在一个合理的压缩比的基础上，通过活塞相对于缸盖的行程距离的改变来最大限度地在排气时减少气缸内的残余废气量和在进气时增加气缸的充量系数，从而改善发动机燃烧工作状况，达到提高发动机功率、改善排烟状况以及节约燃料的三重功效，尤其适合于对现有活塞内燃机的改造以及新机型的制造。

Description

活塞内燃机

技术领域

本发明涉及一种四冲程的活塞内燃机。

背景技术

目前，现行在全球使用的四冲程的活塞内燃机的活塞的行程均为固定，其工作方式是由进气—压缩—燃烧做功—排气四个冲程循环进行来完成的。这种现有的活塞内燃机都有一个共同的缺点，即由于燃烧室的存在，活塞与气缸的缸盖之间必须存在一个固定的最小距离，即在空气压缩后保留一个固定的容积空间以供压缩后的空气与燃油的混和气体燃烧，从而完成膨胀做功，该固定的容积空间一般称为燃烧空间或燃烧容积。由于活塞的行程是固定的，因此燃烧空间或燃烧容积也是固定的。由于上述燃烧容积的存在，在排气冲程时，就必然存在一个燃烧容积大小的废气量的高温废气无法排除。进入进气冲程后，由于还有一个燃烧容积大小的高温废气量无法排除，因而不仅减少新鲜空气的进入量，同时由于未排除废气的高温的影响，使其进气冲程中进入的新鲜空气温度升高而膨胀，从而进一步减少了新鲜空气的绝对进入量。为了减少上述燃烧容积的存在带来的不足，现有的方法是通过扫气即通过改变开启和关闭进气阀、排气阀的时间的方式来尽量多的排除燃烧室的废气，但这种方式不仅会损失燃料，而且废气排得并不彻底，致使在有较多废气的混合气体燃烧过程中，燃烧效果不理想。

发明内容

为了克服现有活塞内燃机由于燃烧容积的存在而带来的废气无法排尽的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种能最大程度的排尽废气的活塞内燃机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：活塞内燃机包括气缸体、设置在汽缸体端部的缸盖、活塞以及与活塞连接的连杆，活塞相对于缸盖的行程距离通过变行程装置调节。

本发明的有益效果是：由于采用了利用变行程装置调节活塞相对于缸盖的行程距离的技术方案，使其四冲程发动机运行在一个合理的压缩比的基础上，通过活塞相对于缸盖的行程距离的改变来最大限度地在排气时减少气缸内的残余废气量和在进气时增加气缸的充量系数，从而改善发动机燃烧工作状况，达到提高发动机功率、改善排烟状况以及节约燃料的三重功效，尤其适合于对现有活塞内燃机的改造以及新机型的制造。

附图说明

图1是本发明的一种实施方式的示意图。

图2是本发明的另一种实施方式的示意图。

图3是本发明的又一种实施方式的示意图。

图4是本发明的另外一种实施方式的示意图。

图5是本发明的再一种实施方式的示意图。

图中标记为：气缸体1、缸盖2、活塞3、连杆4、弹性体5、连接销6、上连杆8、下连杆9、气缸活塞副10、轴向限位结构11。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，活塞内燃机，包括气缸体1、设置在汽缸体1端部的缸盖2、活塞3以及与活塞3连接的连杆4，活塞3相对于缸盖2的行程距离通过变行程装置调节。行程距离的改变可以通过变换汽缸体1端部与缸盖2之间的位置、连杆4的长度以及活塞3的实际移动距离等多种方式来实现。以上的方式可以单独采用，也可以结合使用。通过变行程装置调节改变发动机活塞3相对于缸盖2的行程距离，使四冲程发动机运行在一个合理的压缩比的基础上，最大限度地减少残余废气量和增加气缸的充量系数，从而改善发动机燃烧工作状况，提高发动机性能。所谓充量系数就是在进气行程中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量与在进气系统进口状态下充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃混合气的质量之比。充量系数增大，对功率的提高相当有用。

在气缸排气结束进气开始时，活塞3与缸盖2的实际距离最小，以活塞3不顶缸盖2和进、排气阀为准，使原来的废气残余减到最小，进气温度受残余废气的影响也将降低，进气量提高，充量系数提高。压缩过程，通过缩短连杆4的长度、减小活塞3的实际运行距离或推离缸盖2等方式，以达到合理的压缩比，以利于燃烧做功。燃烧做功过程，活塞3相对于缸盖2的行程距离与压缩过程相同。排气过程中，通过伸长连杆4的长度、加大活塞3的实际运行距离或压回缸盖2等方式，最大限度地排尽所有的废气。

实施例1：如图1所示，活塞内燃机，包括气缸体1、设置在汽缸体1端部的缸盖2、活塞3以及与活塞3连接的连杆4，活塞3相对于缸盖2的行程距离通过设置在活塞3与连杆4之间的变行程装置调节。所述变行程装置包括设置在活塞3与连杆4之间的弹性体5，活塞3与连杆4之间通过连接销6与长条形销槽的配合形成轴向可移动连接，弹性体5设置在连接销6与长条形销槽之间并活塞3顶向缸盖2的那一端。一般而言，长条形销槽可以设置在活塞3上，也可以设置在连杆4上，只要保证弹性体5的推力方向是将活塞3顶向缸盖2即可。弹性体5一般而言采用弹簧制作，也可采用其他的一些弹性材料，只要保证足够的弹性、抗疲劳性能和强度等即可。

实施例2：如图2所示，本实施例的活塞内燃机与实施例1基本相同，所不同的是：活塞3相对于缸盖2的行程距离通过设置在活塞3与连杆4之间的变行程装置调节，变行程装置包括设置在活塞3与连杆4之间的气缸活塞副10，连杆4与气缸活塞副10通过连接销6连接。通过对气缸活塞副10内密封的介质的压缩产生的弹性，即可实现上述实施例1同样的目的和效果。气缸活塞副10内密封的介质可以采用空气、可使用的耐高温的液体等。

实施例3：如图3所示，本实施例的活塞内燃机，包括气缸体1、设置在汽缸体1端部的缸盖2、活塞3以及与活塞3连接的连杆4，活塞3相对于缸盖2的行程距离通过设置在连杆4上的变行程装置调节。通过改变连杆4在不同冲程时的长度来调节活塞3相对于缸盖2的行程距离。连杆4由上连杆8和下连杆9组成，上连杆8和下连杆9沿轴向滑动配合连接并设置有轴向限位结构11，上连杆8和下连杆9之间设置有弹簧制作的弹性体5。

实施例4：如图4所示，本实施例的活塞内燃机与实施例3基本相同，所不同的是：连杆4的长度改变是通过连接上连杆8和下连杆9的气缸活塞副6实现的。通过对气缸活塞副10内密封的介质的压缩产生的弹性，即可实现上述实施例3同样的目的和效果。气缸活塞副10内密封的介质为空气。

实施例4：如图5所示，活塞内燃机，包括气缸体1、设置在汽缸体1端部的缸盖2、活塞3以及与活塞3连接的连杆4，活塞3相对于缸盖2的行程距离通过设置在汽缸体1与缸盖2之间的变行程装置调节。变行程装置包括沿轴向滑动配合连接并设置有轴向限位结构11的汽缸体1与缸盖2，汽缸体1与缸盖2之间设置有弹簧制作的弹性体5。

Claims (10)

1、活塞内燃机，包括气缸体(1)、设置在汽缸体(1)端部的缸盖(2)、活塞(3)以及与活塞(3)连接的连杆(4)，其特征是：活塞(3)相对于缸盖(2)的行程距离通过变行程装置调节。

2、如权利要求1所述的活塞内燃机，其特征是：所述变行程装置设置在活塞(3)与连杆(4)之间。

3、如权利要求2所述的活塞内燃机，其特征是：所述变行程装置包括设置在活塞(3)与连杆(4)之间的弹性体(5)，活塞(3)与连杆(4)之间通过连接销(6)与长条形销槽的配合形成轴向可移动连接，弹性体(5)设置在连接销(6)与长条形销槽之间并活塞(3)顶向缸盖(2)的那一端。

4、如权利要求2所述的活塞内燃机，其特征是：所述变行程装置包括设置在活塞(3)与连杆(4)之间的气缸活塞副(10)，连杆(4)与气缸活塞副(10)通过连接销(6)连接。

5、如权利要求1所述的活塞内燃机，其特征是：所述变行程装置设置在连杆(4)上。

6、如权利要求5所述的活塞内燃机，其特征是：所述变行程装置包括由上连杆(8)和下连杆(9)组成的连杆(4)，上连杆(8)和下连杆(9)沿轴向滑动配合连接并设置有轴向限位结构(11)，上连杆(8)和下连杆(9)之间设置有弹性体(5)。

7、如权利要求5所述的活塞内燃机，其特征是：所述变行程装置包括由上连杆(8)和下连杆(9)组成的连杆(4)，上连杆(8)和下连杆(9)之间通过气缸活塞副(6)连接。

8、如权利要求1所述的活塞内燃机，其特征是：所述变行程装置设置在汽缸体(1)与缸盖(2)之间。

9、如权利要求8所述的活塞内燃机，其特征是：所述变行程装置包括沿轴向滑动配合连接并设置有轴向限位结构(11)的汽缸体(1)与缸盖(2)，汽缸体(1)与缸盖(2)之间设置有弹性体(5)。

10、如权利要求3、6或9所述的活塞内燃机，其特征是：所述弹性体(5)为弹簧。

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