CN1940264A

CN1940264A - 内燃机

Info

Publication number: CN1940264A
Application number: CNA2005101060937A
Authority: CN
Inventors: 邓兴良
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-10-01
Filing date: 2005-10-01
Publication date: 2007-04-04

Abstract

本发明公开了一种内燃机，至少包括一个工作缸，一个进气口和一个排气口，采用复合可变进、排气量的增压系统，同时可选择椭圆形气门结构。特别是能够用四冲程的进、排气门结构形式达到二冲程工作方式的要求，是为一种排放低、功率大、体积小的发动机。

Description

内燃机

本发明涉及的是内燃机。

在当今节能和环保的迫切需求下，各种新型技术不断地应用于内燃机，如增压技术，多气门技术，可变压缩比技术等，以求得比功率大，比质量小，排放污染少。特别是在工作过程方面，通过改变进、排气方式的二冲程内燃机也突出了其优越性。但这些技术在实际的应用中也存在一些问题，如增压技术的应用范围小，瞬态响应性差等问题，多气门技术的结构复杂，二冲程机的换气质量还不及四冲程机等。

本发明的一个目的是提供一种瞬态响应性等同于自然进气方式并可调节进、排气量的增压系统。

本发明的另一个目的是提供一种非多气门情形下的宽气门技术。本发明的另一目的是提供独立于活塞运动作用，进、排气压力差作用之外的一种二冲程换气模式。

本发明所提出的内燃机，至少包括一个由活塞限定的容积可变的燃烧室，并至少有一个进气口和一个排气口，采用复合增压系统，可以按四冲程进行工作，也可以按二冲程进行工作。

所述的内燃机是在只有一个活塞作用的燃烧室，即单缸机应用时，单纯的做四冲程增压在实际应用中是没有太大的现实意义，所以应当是保留四冲程进、排气系统的结构，即具有进、排气门，但启闭频率要快于四冲程与曲轴同步。采用复合增压系统，改变换气模式实现二冲程工作方式。更具优势的是单缸机的复合增压系统可不独立用一个容积型叶片增压器与曲轴连结传动后工作，可以在飞轮的左右两侧，或同侧的内外圈上直接安装叶片以及传动装置，在机体上安装外壳(容积腔)和定齿轮，即飞轮充当了增压器转动盘的作用。将两个容积腔分别与内燃机的进、排气口连结，就形成了一个废气可作用的扩张腔和一个增压腔。这样，一个由曲轴驱动，并能利用废气能量的复合增压系统就组成了。因为是单缸机，且叶片公转与曲轴同步，所以可只采用一个容积腔一个扩张叶片的工作方式。同时为了更好地组织进气(或排气)，采用只在部份转角内产生容积效果，即使容积中小容积时为开放容积，可以采取加大一内侧壁与叶片运动间隙的方式来达到。使它在非进，排气转角内，不做废气扩张和进气压缩工作。特别是二冲程的换气主要在做功冲程未(下止点前)排气门打开至始压缩后(下止点后)，这一微小的行程，但它对应的却是相当大的曲轴转角。将这相同的转角选择在增压器中容积最大的部份，可减小增压器的尺寸。但重要一点，发动机不是都以稳定的工况在运转。所以造成废气的压力，温度不同，充分膨胀的效果就不同。就要求有不同的扩张容积，因此，将内侧壁中与叶片运动间隙较小的部份设置成可调节的方式，使其同发动机的负荷调节机构联结或通过ECU调控选择所处位置来实现容积腔容量的改变。对于增压腔同样的改变能够在满足空燃比的条件下实现不同负荷情形下采用不同的进气量，达到提高效率的目的。一般情形下，在做功冲即将结束时(下止点前)排气门就已打开，此时高温，温压废气不以活塞作用而自行向外高速排放。具有相当部份能量，此时在本案当中，排气门打同时，废气腔容积效果同时产生，并且叶片尽量是运动在最大容积部份，这样使排气门提前打开的阶段能膨胀至最低压力，之后可以是连续容积(多叶片时更适用)，也可以开放容积，使废气不会向随后打开的进气门回流。当然，进气门打开的同时，增压腔同时形成，也以最大的容量向缸内压入新鲜空气。这样就能在排气门提前打开阶段至进气门关闭阶段之内完成二冲程的换气过程。在这换气过程中，为了减少新鲜空气的过多流失，使进气的气流速度大于排气的气流速度，能够达到活塞顶部，并对废气产生挤压对流。这样就使得现在排气门面积小，进气门面积大的比例不能理想适用。而尽量大的进、排气面积也是净化排放措施之一。因此，在圆形活塞顶的气缸盖上使用两个椭圆形气门结构，成为排气面积最大的最佳部置方案，可以达到多气门应用的排放面积，也容易适应换气的需求比例。

以上所述的单缸机增压与冲程改进同样适用于多缸机，也适用于四冲程工作方式，区别在于多缸机时，有独立的增压器，增压器的主轴与曲轴的传动联结可用不同的方式与不同的比例，也可选择开放容积与全程容积的两种形式。对于缸数过多机型还可使用多腔并联的结构。使用上述多种方案集合的内燃机，与现有形式的发动机相比，具有功率大，体积小，质量小，无瞬态向应性问题，排放低，还能将废气能量利用自曲轴端输出，效率高，工作可靠。图1是具有进、排气门的四冲程与二冲程机共同结构方式方意图。其中(1)为活塞，(2)为燃烧室，(3)为排气门，(4)为进气门。图2是圆形活塞顶和盖上部置为椭圆气门的示意图。

Claims

1、一种内燃机，至少包括一个活塞限定容积可变的燃烧室，并至少有一个进气口和一个排气口，采用复合增压系统，可以按四冲程进行工作，也可以按二冲程进行工作。

2、权1所述的内燃机，其复合增压系统具有可变进、排气量的功能。

3、权1所述的内燃机，其进、排气门可以是椭圆形结构形式。