CN201461068U - 低压自冷却发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低压自冷却发动机，包括汽缸、活塞、进气门、排气门、曲轴、连杆、燃烧室，所述进气门的直径d小于排气门的直径D；所述燃烧室容积与进气门的最大进气量相适应。本实用新型与现有技术相比的有益效果是，结构简单、燃料消耗少、燃烧充分、排气彻底、汽缸温度低、使用寿命长的低压自冷却发动机。

Description

低压自冷却发动机

技术领域  本实用新型涉及一种活塞式发动机，特别涉及一种低压自冷却发动机。

背景技术  活塞式发动机是将化学能转化为机械能的机器，它的转化过程实际上就是工作循环的过程，简单来说就是通过燃烧汽缸内的燃料产生动能，驱动发动机汽缸内的活塞往复的运动，由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄，曲柄围绕曲轴中心作往复的圆周运动而输出动力。燃料主要用汽油或者柴油，助燃剂为空气，空气由进气门进入与燃料气体在汽缸内形成混合燃烧气体，通过压缩升温自动燃烧或者点火爆燃形成驱动动能，燃烧所产生的废气由排气门排出。现有的活塞式发动机，其进气门直径都大于排气门直径，由于进气量大，为维持传统的空燃比，因此所需燃料量相应较多，故存在燃料消耗大、废气放量大、排出不彻底，造成污染环境和汽缸温度高、寿命低的不足。为克服上述不足，通常采用多气门结构予以弥补，但多气门结构的发动机存在结构复杂的不足。

发明内容  本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种结构简单、燃料消耗少、燃烧充分、排气彻底、汽缸温度低、使用寿命长的低压自冷却发动机。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种低压自冷却发动机，包括汽缸、活塞、进气门、排气门、曲轴、连杆、燃烧室，所述进气门的直径d小于排气门的直径D；所述燃烧室容积与进气门的最大进气量相适应。

采用如上技术方案后，由于进气门小，为维持燃料爆燃作功所需的压缩比，故燃烧室容积相应减小；由于进气量较少，相应的进入汽缸内所需燃料较少，燃烧室中压燃或爆燃后所产生的有害废气如一氧化碳、碳氢化物、氮氧化物、微粒、臭气等较少。同时，由于燃烧的燃料少，爆燃后对活塞所产生的推力较现有发动机小，当活塞作功接近下止点时，汽缸内的压力低于大气压，当活塞作功到达下止点时，打开排气门，汽缸会从排气门吸入空气，所吸入的空气有利于汽缸的冷却降温，从而使汽缸的工作温度比现有发动机的汽缸温度低，延长了发动机的使用寿命。另外，由于排气门直径大，故排气迅速、充分，利于进一步降低汽缸的温度，并使汽缸内不易产生积碳、影响燃料的燃烧效果，进一步延长发动机寿命。且结构简单、制造成本低，适用于小功率的发动机。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是，结构简单、燃料消耗少、燃烧充分、排气彻底、汽缸温度低、使用寿命长的低压自冷却发动机。

附图说明  图1是本实用新型实施例1结构示意图；

          图2是本实用新型实施例2结构示意图；

          图3是本实用新型实施例3结构示意图；

          图4是本实用新型实施例1工作原理图。

具体实施方式  下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

实施例1参见图1，一种低压自冷却汽油发动机，包括汽缸1、活塞2、进气门3、排气门4、曲轴5、连杆6、火花塞7、燃烧室9，所述进气门3的直径d小于排气门4的直径D；所述燃烧室9的容积与进气门3的最大进气量相适应。

实施例2  参见图2，一种低压自冷却柴油发动机，包括汽缸1、活塞2、进气门3、排气门4、曲轴5、连杆6、喷油嘴8、燃烧室9，所述进气门3的直径d小于排气门4的直径D；所述燃烧室9的容积与进气门3的最大进气量相适应。

实施例3参见图3，一种低压自冷却电喷汽油发动机，包括汽缸1、活塞2、进气门3、排气门4、曲轴5、连杆6、火花塞7、喷油嘴8、燃烧室9，所述进气门3的直径d小于排气门4的直径D；所述燃烧9的室容积与进气门3的最大进气量相适应。

工作原理下面结合附图对本实用新型低压自冷汽油发动机的工作原理进行简要说明：

参见图1、图4，发动机按照图4从左至右依次完成如下工作过程：

(1)进气冲程

打开进气门3，活塞2在汽缸1内从上止点向下运行，活塞2顶部上方与燃烧室9连通的汽缸内部空腔形成负压，在汽缸1内的负压作用下，空气沿进气道、化油器进入燃烧室9及汽缸1上部的空腔内，同时，液态燃料的汽油呈雾状与空气混合形成混合燃料气体，混合燃料气体持续进入燃烧室9及汽缸1上部的空腔内，直至活塞2运行至下止点。在这个过程中因为进气门小，故进气量少、进入汽缸1内的气态燃料也少，燃料雾化充分，且与空气的混合效果好，同时，由于混合气体需要吸收汽缸热量产生膨胀来维持气压稳定，使空气与燃料气体的混合更加均匀。

(2)平压冲程

进气冲程完成后，关闭进气门3，活塞2处于下止点，汽缸1内的负压使活塞2自动向上运动一段距离，并由连杆6带动曲轴5旋转。

(3)压缩冲程

平压冲程完成后，曲轴5在外力带动下旋转，活塞2在曲轴5及连杆6的推动下继续向上运行，并混合燃料气体压缩在活塞2顶部上方的燃烧室9中；所述外力可以是启动力矩，也可以是其他汽缸爆燃所产生的作功力矩。

(4)点火作功冲程

压缩冲程完成后，汽缸1内的汽油混合气体被压缩、升温，活塞2达到上止点，汽油混合气体达到燃点温度，火花塞7点火，汽油混合气体在燃烧室9中爆燃，爆燃所产生的动力由活塞2顶部推动活塞2向下运动作功。

(5)减压自冷却冲程

因为进气量比较小，所以燃料燃烧的分子量少；曲轴5及飞轮旋转的惯性导致活塞2继续向下运行接近下止点时，汽缸1内的气压继续下降形成负压；爆燃的废气吸取汽缸1的部分热量，使汽缸1的温度降低，从而延长发动机寿命。

(6)反进气自冷却冲程

活塞2运行至下止点时打开排气门4，由于汽缸1内为负气压，汽缸1从排气门4及排气管内吸入气体与汽缸1内的气体混合；达到进一步起到降低汽缸1温度的目的。

(7)排气冲程

反进气自冷却冲程完成后，曲轴5在外力作用下继续旋转，曲轴5及连杆6推动活塞2向上运行，将汽缸1内的混合废气从排气门4及排气管中排出。

至此，汽缸完成一个工作循环，进入下一个工作循环，如此反复，实现汽油发动机的能量转换和动力输出功能.

上述工作过程中，由于进气量和混合燃料燃烧后分子量的变化，可能导致减压自冷却冲程和反进气自冷却冲程的工作行程减短甚至消失。

以上虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但本领域的普通技术人员也可以在所附权利要求的范围内作出各种变形或修改。

Claims (1)

1.一种低压自冷却发动机，包括气缸(1)、活塞(2)、进气门(3)、排气门(4)、曲轴(5)、连杆(6)、燃烧室(9)，其特征在于：所述进气门(3)的直径d小于排气门(4)的直径D；所述燃烧室(9)的容积与进气门(3)的最大进气量相适应。

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