CN1971009A

CN1971009A - “无压缩(行程)、缸外持续燃烧”发动机

Info

Publication number: CN1971009A
Application number: CNA2006101677359A
Authority: CN
Inventors: 方小平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2007-05-30

Abstract

一种发动机系统；主要由外壳、曲轴、连杆、活塞、缸筒、配汽机构、缸外持续燃烧器等组成。其特征是：由进汽作功、排汽两个行程周而复始进行；曲轴每旋转一周，发动机作功一次，进气作功行程：当活塞运行到上止点时，进汽门打开，汽缸外的高压汽体，在高温、高压的挤压下进入汽缸，推动活塞、连杆向下运行，推动曲轴旋转而产生能被利用的旋转力，进汽作功行程结束。排汽行程：当活塞到达下止点时，活塞开始向上运行，汽缸内被利用过的废汽，随着活塞的向上运行而被挤压出汽缸，当活塞到达上止点时，排汽门关闭，进汽门打开，排汽行程结束。由于取消了现有发动机的进汽与压缩两个行程，发动机传达到曲轴的有效功率达到95％以上。

Description

“无压缩(行程)、缸外持续燃烧”发动机

一、所属技术领域：

本发明涉及常用发动机，是通过取消压缩行程、缸内点火燃烧，代之以无压缩行程、缸外持续燃烧的一种发动机系统。

二、背景技术：

目前，众所周知，现有发动机的作功是曲轴每旋转两周，发动机作功一次，而在两周旋转、四个运动行程中只有一个行程作功，而其余的进汽、压缩、排汽等三个行程不但不作功，而且还耗功(耗功等于耗能)，尤以压缩行程为最，这就导致了发动机的有效功率利用率不足40％。由于现代发动机的点火燃烧为瞬间式间歇点火燃烧(也可称之为爆燃)，而间歇点火燃烧的燃净率不足，从而有大量未燃尽的汽体排出，这就是人类的发动机会成为最大的空气污染源的主要原因。同时现代发动机的爆燃，产生巨大的噪声污染及震动污染。

近百年来，人类对提高现有发动机的有效功率利用率，一直在作着不懈的努力，但成效不大，直至今天现有发动机的有效功率利用率始终没有突破38％的大关。这是由现代发动机的四个工作行程所决定的，不打破现代发动机四个行程的工作模式，现有发动机的有效功率利用率，就不会取得革命性的突破。

面对日益增长的石油价格(2006年石油产品的价格的增长远快于经济增长的速度，预计今后5年内，石油价格将突破100美元大关)，和日益严重的环境污染，各国政府均在设想开发新一代节油发动机的可能性，但从人类科学技术的发展水平来看，新一代的节能产品的开发，并非一蹴而就的事情。好象机械设备及汽车所使用的发动机的发展已到尽头，人类无法对其结构、性能再进行革命性的改造。

三、发明的内容：

本发明的目的，在于提供一种发动机，本发动机的特点是曲轴每旋转一周，发动机的各个活塞各作功一次，而在一周旋转、两个运动行程中有一个行程作功，只有一个行程不作功。使发动机传达到曲轴的有效功率达到95％以上。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种发动机系统；主要由外壳、曲轴、连杆、活塞、缸筒、配汽机构、缸外持续燃烧器等组成。其特征是：曲轴每旋转一周，发动机的各个活塞各作功一次，由进汽作功、排汽两个行程周而复始进行；进气作功行程：当活塞运行到上止点时，排汽门关闭，活塞在惯性的作用下运行，趋于下行时，进汽门打开，汽缸外的高压汽体，在高温、高压的挤压下进入汽缸，推动活塞向下运行，活塞向下运行产生的工作力，经连杆推动曲轴旋转而产生能被利用的旋转力，当活塞到达下止点时，工作行程结束，进汽门关闭，排汽门打开，进汽行作功程结束。排汽行程：当活塞到达下止点时，活塞开始向上运行，汽缸内被利用过的废汽，由于自身的压力及活塞的向上运行而被排出汽缸，当活塞到达上止点时，排汽门关闭，进汽门打开，排汽行程结束。至此，发动机的两个工作行程全部结束。

籍由上述技术方案，本发明在发动机即将启动，打开点火钥匙时，缸外持续燃烧器的涡轮增压风扇立即启动，使缸外持续燃烧器内充满新鲜的高压空气；同时高压点火线圈工作使缸外持续燃烧器内的火花塞跳火；燃油高压油泵也同时启动，高压燃油经高压油管至喷油嘴，喷入缸外持续燃烧器的燃烧室；此时，缸外持续燃烧器在涡轮增压风扇的作用下，整个燃烧器内充满新鲜的高压空气；火花塞也在高压点火线圈在作用下跳火工作，高压燃油此时经喷油嘴成雾状高速喷入充满高压空气的燃烧室，与高压空气混合，使燃烧室内充满可燃混合汽体，经高压点火后持续燃烧，产生大量、持续不断的高温、高压汽体，经由进汽歧管通过打开的进汽门，进入汽缸，推动活塞向下运行，产生可供机械利用的功率；

由此可知，本发明与现有技术相比有着显而易见的优点；现代发动机是由进汽、压缩、作工、排汽等四个工作行程周而复始进行；现代发动机是曲轴每旋转两周，发动机作功一次，而在两周旋转、四个运动行程中只有一个行程作功，而其余的排汽等三个行程不但不作功，而且还耗功(耗功等于耗能)，尤以压缩行程为最。由于现代发动机的点火燃烧为瞬间式间歇点火燃烧(也可称之为爆燃)，而间歇点火燃烧的燃净率不足85％，这就是发动机会成为空气污染的主要原因。同时现代发动机的瞬间式间歇点火燃烧，产生巨大的噪声污染及震动污染。由于存在进汽、压缩两个最大的耗功行程和瞬间式间歇点火燃烧的燃净率不足使其油耗极高。

本发明由于取消了现有发动机的进汽与压缩两个行程，由进汽作功、排汽两个行程周而复始进行；曲轴每旋转一周，发动机作功一次，而在二个运动行程中有一个行程作功，只有一个行程不作功，由于取消了进汽、压缩两个最大的耗功行程，其油耗只相当于现代发动机的一半以下。由于采用了缸外持续燃烧技术，而持续燃烧的燃净率远远高于间歇点火燃烧，其燃净率在燃烧室正常工作的情况下可达98％以上，基本上不会对环境造成空气污染。同时，曲轴每旋转一周，发动机作功一次，发动机的旋转将更加平稳；汽缸内由于没有了间歇式点火燃烧的爆震，因而不产生噪声与震动污染。由于取消了进汽、压缩两个最大的耗功行程和采用了缸外持续燃烧技术，使其油耗极低。

同时，本发明取消了现代发动机的进、排汽门及凸轮轴，以半球阀式旋转阀取代，这样既可减少功耗的损失和降低噪声，又可增加进汽量，极大的提高发动机的转速。

四、附图说明：

图1是本发明的总体外观构造图。

图2是本发明发动机的构造图：

图3是本发明发动机常用外挂设备的构造图：

图4是本发明配汽机构的构造图：

图5是本发明缸外持续燃烧器的构造图。

发动机外壳1、曲轴2、连杆3、活塞4、油底壳5、缸筒6、主动皮带轮7、皮带8、水泵9、发电机10、空调压缩机11、启动机12、机油滤清器13、下正时齿轮14、上正时齿轮15、正时皮带16、皮带压轮17、正时中心输出轴18、进气平衡轴19、排气平衡轴20、进汽半球阀21、排汽半球阀22、进汽阀23、排汽阀24、进气歧管25、排气歧管26、燃烧器外壳27、一级涡轮风扇(顺时针)28、二级涡轮风扇(逆时针)29、一级电动机30、二级电动机31、支架32、燃烧室外壳33、喷油嘴34、燃烧室35、燃烧喉管36、火花塞37、飞轮38。

五、具体实施方式：

请参阅图1所示：本发明“无压缩(行程)、缸外持续燃烧”发动机系统包括：发动机主体A、发动机常用外挂设备B、配汽机构C、缸外持续燃烧器D等组成。其中；

发动机主体A：由外壳1、曲轴2、连杆3、活塞4、油底壳5、缸筒6等零部件组成(请参阅图2、)；外壳1为中空状的铸铁腔体，缸筒6设置于腔体上部的中间位置，缸筒6内置活塞4、连杆3以及活塞环等与曲轴4相连接。

发动机常用外挂设备B：由主动皮带轮7、皮带8、水泵9、发电机10、空调压缩机11、启动机12、机油滤清器13等零部件组成(请参阅图3、)；主动皮带轮7安装在曲轴输出端，曲轴旋转时带动主动皮带轮旋转，主动皮带轮通过皮带，将曲轴输出的动力传达给皮带8、水泵9、发电机10、空调压缩机11等部件。启动机12安装在发动机外壳右侧的后部，启动机12的启动齿轮与发动机的飞轮外齿轮相合啮。机油滤清器13安装在发动机外壳左侧的中部，对机油泵输送来的机油进行过滤清洁。

配汽机构C：由下正时齿轮14、上正时齿轮15、正时皮带16、皮带压轮17、正时中心输出轴18、进汽旋转平衡轴19、排汽旋转平衡轴20、进汽半球阀21、排汽半球阀22、进汽阀23、排汽阀24等零部件组成(请参阅图4、)；下正时齿轮12安装在曲轴输出端，曲轴旋转时带动下正时齿轮14旋转，下正时齿轮14的旋转带动正时皮带16同步旋转，正时皮带16的上端又带动上正时齿轮15与下正时齿轮14同步旋转，上正时齿轮15带动正时中心输出轴18同步旋转，正时中心输出轴18上的齿轮带动排汽旋转平衡轴20同速旋转，排汽旋转平衡轴20后部的齿轮带动进汽旋转平衡轴19同步反向旋转，排汽旋转平衡轴20同时带动排汽半球阀22与其同步作反时针旋转，按需要打开或关闭排汽阀24，使作功后的废汽从汽缸内排出；同时，进汽旋转平衡轴19同时带动进汽半球阀21与其同步作顺时针旋转，按需要打开或关闭进汽阀23，使作功用的高温高压汽体进入汽缸推动活塞作功。

缸外持续燃烧器D：由燃烧器外壳27、一级涡轮风扇(顺时针)28、二级涡轮风扇(逆时针)29、一级电动机30、二级电动机31、支架32、燃烧室外壳33、喷油嘴34、燃烧室35、燃烧喉管36、火花塞37等零部件组成(请参阅图5、)；缸外持续燃烧器安装在进汽歧管的外端；当发动机将启动、打开点火开关时，一级电动机30、二级电动机31同时被接通电源而转动，一级涡轮风扇28、二级涡轮风扇29在电动机30、31的带动下旋转而对空气进行压缩。同时，火花塞37也开始点火工作(虽然此时尚无燃油供应)；随着操纵者继续加大油门(由于高压燃油泵与一级电动机30、二级电动机31均通过无级变速继电器控制与油门拉线相连)，一级电动机30、二级电动机31旋转加快，使缸外持续燃烧器内的空气达到一定压力，与此同时，高压燃油泵开始向缸外持续燃烧器内供油，高压燃油通过喷油嘴34极细的喷嘴，成雾状向燃烧室内喷入与其内的高压空气相混合，成为可燃烧的混合气体，该混合气体在通过燃烧喉管36时，被正在跳火的火花塞37点燃，在缸外持续燃烧器内形成强大的高温高压气体。

请参阅图2所示，本发明的工作状况说明如下：当操纵者打开点火开关、启动马达12时，曲轴2与连接在末端的飞轮38被启动马达12带动旋转，而与曲轴摇臂相连接的连杆3，将曲轴的旋转运动，转变为活塞4的上下运动，请参阅图2所示：此时，因一级涡轮风扇28、二级涡轮风扇29已启动工作，缸外持续燃烧器与进气歧管内已有了一定强度的压缩空气，此压缩空气开始推动活塞作上下的往复运动，在压缩空气推动活塞的作用与飞轮38的惯性作用下，发动机在没有燃油喷入的情况下，已经开始了正常的怠速运动。随着操纵者继续加大油门，一级电动机30、二级电动机31旋转加快，高压燃油泵开始向缸外持续燃烧器内供油，可燃混合气体被火花塞37点燃，强大的高温高压气体被源源不断的送达气缸，推动活塞快速而强劲的上下往复运动，经连杆推动曲轴摇臂旋转，从而产生出可供机械使用的、强大的旋转力。

Claims

1、一种发动机系统；其特征是：通过取消进气行程、压缩行程、缸内点火燃烧，代之以无压缩行程、缸外持续燃烧的一种发动机系统。

2、根据权利要求1所述的发动机系统，其特征是：取消了现有发动机的进汽与压缩两个耗功行程，曲轴每旋转一周，发动机的各个活塞各作功一次，由进汽作功、排汽两个行程周而复始进行。

3、根据权利要求1所述的发动机系统，其特征是：在现代汽车发动机安装化油器或电喷装置的位置，以“缸外持续燃烧器”取代。

4、根据权利要求1所述的发动机系统，其特征是：取消了现代发动机的瞬间式间歇点火燃烧(也可称之为.爆燃)；在发动机即将启动，打开点火钥匙时，缸外持续燃烧器的涡轮增压风扇立即启动，使缸外持续燃烧器内充满新鲜的高压空气；同时高压点火线圈工作使缸外持续燃烧器内的火花塞跳火；燃油高压油泵也同时启动，高压燃油经高压油管至喷油嘴，喷入缸外持续燃烧器的燃烧室；此时，缸外持续燃烧器在涡轮增压风扇的作用下，整个燃烧器内充满新鲜的高压空气；火花塞也在高压点火线圈在作用下跳火工作，高压燃油此时经喷油嘴成雾状高速喷入充满高压空气的燃烧室，与高压空气混合，使燃烧室内充满可燃混合汽体，经高压点火后持续燃烧，产生大量、持续不断的高温、高压汽体，经由进汽歧管通过打开的进汽门，进入汽缸，推动活塞向下运行，产生可供机械利用的功率。