CN1811151A - 内置气体压力室型活塞式内燃机 - Google Patents

Abstract

一种内置气体压力室型活塞式内燃机，其特征是：一种内置气体压力室型活塞式内燃机的内置气体压力室型内燃机活塞，其主要结构由机体组及曲柄连杆机构，配气机构，燃油系统，进排气系统及排气净化装置，冷却系统，润滑系统，增压系统，启动系统组成。内置气体压力室型活塞式内燃机，不仅可以进一步降低由活塞处进入燃烧室的润滑油数量，减少污染物排放量，而且可以进一步减少由活塞处进入曲轴箱的积碳和未燃烧的燃油。

Description

内置气体压力室型活塞式内燃机

所属技术领域

一种内置气体压力室型活塞式内燃机，尤其是一种在活塞内部设置气体压力室的内置气体压力室型活塞式内燃机。

背景技术

目前，公知的在活塞式内燃机的工作过程中，由于进气行程和排气行程缸筒内部气体压力较低，而且缸筒内壁加工有细微网纹，会有极少量的润滑油在活塞往复过程中，通过气环与缸筒内壁微小间隙或气环间隙进入燃烧室被烧掉，使尾气污染物排放量增加。同时会有极少部分未燃烧的燃油和积碳会在活塞往复运动过程中，通过气环与缸筒内壁微小间隙或气环间隙进入曲轴箱与润滑油混合，造成润滑油中杂质并使其润滑性能降低。在压缩行程的终了，混合可燃气被点燃的瞬间，燃烧气体的压力会突然作用在活塞气环上，使活塞气环产生背压，使活塞气环外径表面冲击气缸内壁，使气环与气缸内壁发生粘结或划伤气缸内壁表面，发生气体泄漏并降低活塞式内燃机的使用寿命。

发明内容

为了克服润滑油在活塞往复过程中，通过气环与缸筒内壁微小间隙或气环间隙进入燃烧室被烧掉，使尾气污染物排放量增加。以及会有极少部分未燃烧的燃油和积碳会在活塞往复运动过程中，通过气环与缸筒内壁微小间隙或气环间隙进入曲轴箱与润滑油混合，造成润滑油中杂质并使其润滑性能降低等问题。

本发明提供一种内置气体压力室型活塞内燃机，不仅可以进一步降低由活塞处进入燃烧室的润滑油数量，减少污染物排放量，而且可以进一步减少由活塞处进入曲轴箱的积碳和未燃烧的燃油。减少气缸内壁的磨损和划伤，提高活塞式内燃机的使用寿命。

本发明解决其技术问题所采取的方案是：内置气体压力室型活塞式内燃机设置内置气体压力室活塞，即在活塞上设置气体压力室。

内置气体压力室型活塞式内燃机可用于车辆，船舶等机械的动力装置。

内置气体压力室型活塞式内燃机的燃料可选择汽油，柴油，酒精，液化石油气，压缩天然气，煤油，氢气等燃料。

内置气体压力室型活塞式内燃机其主要结构由机体组及曲柄连杆机构，配气机构，燃油系统，进排气系统及排气净化装置，冷却系统，润滑系统，增压系统，启动系统组成。

内置气体压力室型活塞式内燃机的机体组主要由机体，气缸盖，气缸盖罩，气缸衬垫，主轴承盖以及油底壳等组成。

机体组是内燃机的支架，是曲柄连杆机构，配气机构等内燃机各系统主要零部件的装配基体。气缸盖用来封闭气缸顶部，并与活塞顶、缸盖底部和气缸壁一起形成燃烧室。气缸盖和机体内的水道和油道以及油底壳又分别是冷却系统和润滑系统的组成部分。

机体是气缸体与曲轴箱的连铸体，主要由机体顶面、气缸水套、主油道、横隔板加强肋、机体底面、主轴承座、气缸间横隔板、机体侧壁、侧壁加强肋组成。在机体侧壁和前后壁的内外表面以及气缸间的横隔板上均有加强肋，保证机体有足够的强度和刚度，在机体的前后壁和气缸间横隔板上铸造有支撑轴承的主轴承座或主轴承座孔，以及满足润滑需要的纵、横油道.在内燃机气缸的外壁铸有冷却水套和布水室。机体应具有良好的强度和刚度，耐磨损，耐高温和耐腐蚀，气缸需进行适当的冷却，以免机体过热变形或损坏。

内置气体压力室型活塞式内燃机气缸排列形式有直列式，v型和水平对置式。

气缸盖的材料由优质灰铸铁，合金铸铁或铝合金铸造，其材料具有良好的强度和刚度，耐高温和耐腐蚀，

气缸盖的构造为箱型零件，有整体式，分块式和单体式的结构形式。其上加工有进、排气门座孔，气门导管孔，火花塞安装孔，在气缸盖内还铸有水套，进排气道，润滑油道和燃烧室或燃烧室的一部分。

油底壳用于储存润滑油和封闭机体或曲轴箱，用薄钢板冲压或铝合金铸制而成。其主要由油底壳、密封垫、密封圈、放油螺栓组成。

曲柄连杆机构的组成由曲轴定时齿轮，下止推片，平衡重，曲轴，定位销，飞轮，飞轮螺栓，变速器轴承，挡圈，上止推片，上气环，下气环，油环，活塞，活塞销，连杆螺栓，连杆体，连杆盖，连杆轴承，连杆螺母组成。

曲柄连杆机构分为活塞组，连杆组和曲轴飞轮组的三大零件组。

活塞组由活塞，气环，油环活塞销组成。

内置气体压力室型内燃机活塞由活塞顶，活塞头部，活塞裙部，活塞销孔，活塞顶岸，活塞环岸，挡圈槽，活塞销座，，回油孔，油环槽，气环槽，加强肋，气体压力室，气体压力室通道，气体压力单向阀安装孔，气体压力单向阀组成。

内置气体压力室型内燃机活塞压力室设置在活塞头部的活塞环岸处，在气环槽与气环槽之间，并与安装在活塞顶部的气体压力单向阀有连通气体压力室通道。气体压力室的气体容积空间由气体压力室槽、气体压力室通道和气体压力单向阀安装孔组成，气体压力室槽与气体压力室通道连通。

气体压力室槽上部和下部的气环槽数量可选择一道或多道气环槽气体压力室槽的形状为矩形，半圆形，梯形等形状。

气体压力室单向阀用于将内燃机工作时的高压气体通过单向阀进入气体压力室通道和气体压力室。气体单向阀有一定的弹簧预紧力，应选定在内燃机只有在作工行程开始时，燃烧气体在一定的压力条件下，才能将气体压力室单向阀开启，将压力气体注入或补充进气体压力室。

气体压力室为单向气体压力阀，燃烧室内的压力气体只能从气体压力单向阀进入气体压力室，而不能通过单向阀从气体压力室排出。

气体压力单向阀有良好的强度和刚度以及耐冲击性能，并且耐高温和耐腐蚀，有良好的热稳定性。

内置气体压力室型内燃机活塞的材料具有足够的强度和刚度，热膨胀系数小，导热性能好，比重小，具有良好的减磨性和热强度。如铝合金材料，也可采用铸铁或耐热钢材料。

安装在内燃机上的内置气体压力室型内燃机活塞，活塞头部气体压力室槽上部的气环槽里的气环与气体压力室槽下部的气环槽里的气环的外径表面与气缸内壁紧密贴合，气环上下侧面与气环槽壁紧密贴和构成密封的气体压力室。

连杆组包括连杆体，连杆盖，连杆螺栓和连杆轴承等零件。其主要结构由连杆体，连杆衬套，连杆轴承上轴瓦，连杆轴承下轴瓦，连杆盖，螺母，连杆螺栓，集油孔，喷油孔组成。

连杆体和连杆盖的材料由中碳钢、中碳合金钢或纤维增强铝合金模锻或辊锻而成。

曲轴飞轮组包括曲轴，曲轴的前后端密封，曲轴扭转减振器，飞轮，曲轴主轴承和平衡机构等零件。

曲轴的主要结构由曲轴前端，主轴颈，曲柄臂，曲柄销，平衡重，曲轴后端，单元曲拐组成。

气门配气机构由气门组和气门传动组两大部分组成，主要包括凸轮轴，凸轮轴传动齿轮，传动齿型带，液压挺柱，气门弹簧座，气门油封，气门锁夹，气门弹簧，气门导管，气门，气门座圈，连续可变进排气正时机构等零件。

内置气体压力室型活塞式内燃机的燃油系统包括燃油箱，电动燃油泵，燃油滤清器，油压调节器，燃油分配管，油压脉动缓冲器，电控单元，点火线圈，分电器，喷油器，怠速调节螺钉，节气门及节气门位置传感器，氧传感器，曲轴位置传感器，内燃机温度传感器，热时间开关，补充空气阀，怠速混合气调节螺钉，空气流量计，进气温度传感器，内燃机转速传感器，蓄电池，点火开关，主继电器，电动汽油泵继电器。当以汽油为燃料时还应设置火花塞。

进气系统主要包括空气滤清器和进气歧管。空气滤清器由进气导流管，空气滤清器盖，空气滤清器外壳和滤芯组成。

排气系统主要由排气歧管，前排气管，催化转换器，排气温度传感器，氧传感器，微粒过滤器，消声器，后排气管，排气尾管的零件。

内置气体压力室型活塞式内燃机的冷却系统主要包括散热器，散热器盖，补偿水桶，散热器出水软管，风扇传动带，暖风机出水软管，管箍，暖风机芯，暖风机进水软管，节温器，水泵，冷却风扇，护风圈，散热器进水软管等零件。

内置气体压力室型活塞式内燃机润滑系统由润滑油泵，润滑油滤清器，润滑油冷却器，集滤器，润滑油压力传感器，温度传感器和润滑油管道等组成，主要包括密封垫圈，分电器轴，中间轴曲线齿齿轮，分电器轴从动齿轮，定位销，润滑油泵主动轴衬套，定位销孔，润滑油泵主动轴，定位套，润滑油泵体，润滑油泵从动齿轮，润滑油泵主动齿轮，从动齿轮轴，衬垫，进油管，支架，集滤器，密封圈，润滑油泵盖等零件。

内置气体压力室型活塞式内燃机的增压系统由离心式压气机和径流式涡轮机及中间体组成。

内置气体压力室型活塞式内燃机的启动系统由直流电动机，传动机构，控制机构组成。

当内燃机工作时，高压燃气的压力达到气体压力单向阀的开启压力，气体压力单向阀开启，高压燃气经气体压力单向阀进入气体压力室通道和气体压力室，在作功行程活塞下行的过程中，气缸内的气体压力不断减小，当气缸内的气体压力小于气体压力室内的气体压力时，气体压力室内的气体力作用于气体压力室槽上部和下部的气环，由于气体压力室的气体压力较高，使气环在作功行程末期，排气行程，进气行程，压缩行程过程中，活塞上气体压力室槽上部的气环槽里的气环与气体压力室槽下部的气环槽里的气环的外径表面与气缸内壁紧密贴合，气环上下侧面与气环槽侧壁紧密贴和并构成密封的气体压力室。

在作功行程末期，排气行程，进气行程，作功行程活塞的往复运动过程中，气体压力室内的气体压力大于气体压力室上部的气缸和燃烧室的气体压力，大于气体压力室下部曲轴箱的气体压力。所以在气体压力差的作用下，曲轴箱的润滑油不会通过气体压力室进入燃烧室和气缸，同时，燃烧室的积碳，未燃烧的燃油，进气中的沙粒不会从燃烧室或气缸内通过气体压力室进入曲轴箱。

本发明的有益效果是，一种内置气体压力室型活塞式内燃机，不仅可以进一步降低由活塞处进入燃烧室的润滑油数量，减少污染物排放量，而且减少由活塞处进入曲轴箱的积碳和未燃烧的燃油，减少气缸内壁的磨损和划伤，提高活塞式内燃机的使用寿命。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是内置气体压力室型内燃机活塞的实施例。

图2是图1的俯视图。

图3是内置气体压力室型活塞式内燃机的局部纵剖面结构图。

图4是内置气体压力室型活塞式内燃机的纵剖面主视图。

图5是内置气体压力室型活塞式内燃机的纵剖面侧视图。

图中，1气体压力单向阀，2第一道气环槽，3第二道气环槽，4气体压力室槽，5第三道气环槽，6第四道气环槽，7油环槽，8活塞销衬套，9弹性挡圈，10活塞裙部，11活塞顶岸，12活塞顶部，13活塞头部，14径向气体通道，15轴向气体通道，16内置气体压力室型活塞，17气缸盖罩，18进气凸轮轴，19液压挺柱，20气缸盖，21进气气门，22进气通道，23第一道气环，24第二道气环，25油环，26活塞销，27连杆，28机体，29第四道气环，30第三道气环，31气门座圈，32排气通道，33排气气门，34排气凸轮轴，35进气管，36冷却液泵，37润滑油泵，38润滑油压力阀，39润滑油滤清器，40放油塞，41油底壳，42润滑油吸管，43起动机，44曲轴，45泄液塞，46排气管，47废气涡轮增压器，48飞轮，49紧固螺栓，50喷油器，51燃油泵，52齿型带轮，53齿型带，54凸轮轴带轮，55可变气门正时执行器，56气门导管，57气缸内壁。

图1中，气体压力单向阀(1)，第一道气环槽(2)，第二道气环槽(3)，气体压力室槽(4)，第三道气环槽(5)，第四道气环槽(6)，油环槽(7)，活塞销衬套(8)，弹性挡圈(9)，活塞裙部(10)，活塞顶岸(11)，活塞顶部(12)，活塞头部(13)，径向气体通道(14)和轴向气体通道(15)组成了内置气体压力室型活塞(16)。

Claims (7)

1一种内置气体压力室型活塞式内燃机，其特征是：一种内置气体压力室型活塞式内燃机的内置气体压力室型内燃机活塞

2根据权力要求1所述的一种内置气体压力室型活塞式内燃机，其特征是：内置气体压力室型活塞式内燃机的内置气体压力室型活塞的头部设置气体压力室。

3根据权力要求1所述的一种内置气体压力室型活塞式内燃机，其特征是：内置气体压力室型内燃机活塞由活塞顶，活塞头部，活塞裙部，活塞销孔，活塞顶岸，活塞环岸，挡圈槽，活塞销座，回油孔，油环槽，气环槽，加强肋，气体压力室，气体压力室通道，气体压力单向阀安装孔和气体压力单向阀组成。

4根据权力要求1所述的一种内置气体压力室型活塞式内燃机，其特征是：内置气体压力室型内燃机活塞压力室设置在活塞头部的活塞环岸处，在气环槽与气环槽之间，并与安装在活塞顶部的气体压力单向阀有连通气体压力室通道。

5根据权力要求1所述的一种内置气体压力室型活塞式内燃机，其特征是：一种内置气体压力室型内燃机活塞的气体压力室的气体容积空间由气体压力室槽、气体压力室通道和气体压力单向阀安装孔组成。

6根据权力要求1所述的一种内置气体压力室型活塞式内燃机，其特征是：内置气体压力室型活塞式内燃机其主要结构由机体组及曲柄连杆机构，配气机构，燃油系统，进排气系统及排气净化装置，冷却系统，润滑系统，增压系统，启动系统组成。

7根据权力要求1所述的一种内置气体压力室型活塞式内燃机，其特征是：内置气体压力室型活塞式内燃机其曲柄连杆机构的内置气体压力室型活塞。

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