CN201568130U - 一种改进的发动机 - Google Patents

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张天明
韩文杰
崔文青
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Abstract

本实用新型公开了一种发动机，该发动机包括气缸套、气缸盖、位于气缸套内的活塞、与所述活塞连接的连杆以及通过所述连杆与活塞连接的曲轴，其特征在于：在气缸套、气缸盖以及活塞所形成的密闭空间内还设有使所述发动机的燃烧室容积减小的部件。本实用新型的优点在于在对原发动机最小改动的情况下，使得发动机燃烧室的容积变小，从而提高了发动机的压缩比。

Description

一种改进的发动机
技术领域
本实用新型涉及发动机，具体地说涉及一种在现有发动机基础上提高了压缩比的发动机，属内燃机技术领域。
背景技术
压缩比ε是气缸的总容积与燃烧室容积的比值。压缩比的大小表示了活塞由下止点运动到上止点时，气缸内的气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内气体的压力和温度就越高。随着压缩比ε的增大，会使燃烧的进气效率提高，热效率提高，发动机的功率、扭矩增大，燃油消耗率降低。
目前，国内外甲醇发动机的开发应用大部分在小型汽油机基础上改进完成，多数装配在轿车及出租车上，致使以汽油机为基础的甲醇发动机的使用范围没有覆盖中型以上车辆，存在市场盲区，不利于甲醇汽车的整体推进和发展。而CA4102汽油机是全国乃至全世界最大缸径的四缸汽油机，其动力性、经济性及环保性的提高是发展越来越快的汽车市场的需求，鉴于甲醇发动机具有功率大、扭矩范围宽，燃油消耗率低以及运行平稳、可靠性好、经济性好及排放低的特点，而山西又是最早研发甲醇发动机的基地，小型车用甲醇发动机技术已基本成熟，很有必要开发一款新的大型车用甲醇发动机。
而现有CA4102汽油机的压缩比(其原压缩比为8.5)不能满足要求，需要提高其压缩比来适应甲醇燃烧的要求。我公司通过大量的试验验证，优选了发动机的压缩比为11～12时，可不较多的改变发动机原来的机件，而提高发动机的动力性、经济性和环保性。
目前，压缩比提高主要采取以下方法：磨削气缸盖、使用较薄的气缸垫、改变燃烧室大小、甚至增加曲轴的回转半径。气缸盖、气缸套和活塞围成燃烧室。适当的磨削气缸盖，可以在一定程度上减小燃烧室的容积，从而提高发动机的压缩比。结合气缸盖底板本身的厚度与强度、气门与活塞顶部的最小间隙，来计算磨削气缸盖底平面的极限值，磨削的厚度一般不应超过该极限值，因此通过磨削气缸盖来提高压缩比是有限的。气缸垫在气缸盖和缸体之间。汽缸垫压缩后对燃烧室形成一定的容积，通过减薄气缸垫的厚度或者换用较薄的钢制气缸垫，可以使燃烧室的容积减少，可使压缩比相应增加，但是其压缩比的提高也是有限的。而增加曲轴的回转半径，可能涉及到许多部件的重新布置，比较麻烦。
实用新型内容
本实用新型的目的是在原发动机的基础上，通过改变构成燃烧室部件的形状尽可能最大限度地提高发动机的压缩比。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种发动机，该发动机包括气缸盖、气缸套、位于气缸套内的活塞、与所述活塞连接的连杆以及通过所述连杆与活塞连接的曲轴，其特征在于：在气缸盖、气缸套以及活塞所形成的密闭空间内还设有使所述发动机的燃烧室容积减小的部件。
所述部件包括位于活塞顶部的凸起。
所述部件包括位于气缸盖燃烧室内部的固定物。
通过上述方案，在对原发动机最小改动的情况下，使得发动机燃烧室的容积变小，从而提高了发动机的压缩比。
附图说明
图1为发动机原结构示意图；
图2为缸盖原燃烧室俯视图；
图3为图2所示缸盖原燃烧室的剖面图；
图4为图2所示缸盖燃烧室增加固定物后的示意图，其中阴影部分为固定物；
图5为图4所示燃烧室的剖面图，其中阴影部分为固定物；
图6为图4所示缸盖燃烧室形状改变后的示意图；
图7为图6所示燃烧室的剖面图；
图8为现有技术的平顶活塞示意图；
图9为在图8所示平顶活塞顶部增加凸台后的主视图；
图10为图9的俯视图；
图11为在图8所示平顶活塞顶部增加球冠状凸起后的主视图；
图12为图11的俯视图；
图13为本实用新型活塞形状改变后的燃烧室结构示意图。
其中，图中标记为：1气门、2气缸盖、3气缸垫、4活塞、5气缸套、6连杆、7曲轴。
具体实施方式
下面将参照附图对本实用新型进行详细说明。
图1为发动机原结构示意图。如图1所示，该发动机包括气缸套5、活塞4、气缸盖2、气门1、气缸垫3、连杆6和曲轴7。活塞4位于气缸套5内可进行往复运动，连杆6的一端与活塞4连接，另一端与曲轴7连接。活塞4、气缸套5以及气缸盖2形成了密闭的空间。当曲轴6运动到上止点，也就是如图1所示的位置时，活塞4、气缸套5以及气缸盖2所形成的密闭空间构成了发动机的燃烧室。
图2示出了缸盖原燃烧室俯视图，图3示出了图2所示缸盖原燃烧室的剖面图。
图4为图2所示缸盖燃烧室增加固定物后的示意图；图5为图4所示燃烧室的剖面图。如图4、图5所示，阴影部分为增加的固定物。该阴影部分在不妨碍气门、火花塞的情况下，大大减小了气缸盖部分的空腔，也就是说减小了当曲轴6运动到上止点时，活塞4、气缸套5以及气缸盖2所形成的密闭空间，减小了发动机的燃烧室，从而提高了发动机的压缩比。所述固定物最好是在铸造气缸盖时一体形成，当然也不排除在现有气缸盖上通过例如焊接等工艺将特定形状的固定物固定到气缸盖上。图6示出了图4所示缸盖燃烧室形状改变后的示意图，图7为图6所示燃烧室的剖面图。
图8为现有技术的平顶活塞示意图。从图8可以看出，活塞的顶部为平顶。
图9示出了本实用新型在图8所示平顶活塞顶部增加凸台后的主视图，图10为图9的俯视图。其中，R1、R2为过渡园角半径，H为凸台高度，L为凸台的长度。从图9和图10可以看出，本实用新型在原平顶活塞的顶端增加了一个凸台，该凸台可以是与气缸盖端部空腔形状相适应的任何形状，例如矩形、梯形等。当然，该凸台最好是在制造活塞时一体形成，当然也不排除在现有活塞上通过例如焊接、螺栓固定等工艺将特定形状的凸台固定到活塞顶端。
图11示出了本实用新型在图8所示平顶活塞顶部增加球冠状凸起后的主视图，图12为图11的俯视图。其中H为球冠状凸起的高度，∮D表示球冠状凸起在平顶活塞顶部处的直径，SRn表示半径为n的球。从图11和图12可以看出，本实用新型在原平顶活塞的顶端增加了一个球冠形状的凸起。当然，该球冠形状的凸起最好是在制造活塞时一体形成，当然也不排除在现有活塞上通过例如焊接、螺栓固定等工艺将该球冠状凸起固定到活塞顶端。
图13为本实用新型活塞形状改变后的燃烧室结构示意图。从图13可以看出，当活塞4运动到上止点时，设置在原平顶活塞顶部的凸起伸入原燃烧室的空间内，使得发动机的燃烧室与原燃烧室相比减小了，从而提高了发动机的压缩比。
本实用新型简单易行，但具体实现并不受上述方式的限制。例如，在实施例中仅仅分别列出了在活塞顶部增设凸起和在气缸盖内部增设固定物，当然也可采用两者相结合的方式，也就是既在活塞顶端设置凸起，又同时在气缸盖内部增设固定物。只要采用了本实用新型构想和技术方案而未进行任何实质性改变或直接将本实用新型运用于其它场合的，均应为本实用新型保护范围之内。

Claims (6)

1.一种发动机，该发动机包括气缸套、气缸盖、位于气缸套内的活塞、与所述活塞连接的连杆以及通过所述连杆与活塞连接的曲轴，其特征在于：在气缸套、气缸盖以及活塞所形成的密闭空间内还设有使所述发动机的燃烧室容积减小的部件。
2.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述部件包括位于活塞顶部的凸起。
3.如权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述凸起为台阶状。
4.如权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述凸起为球冠状。
5.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述部件包括位于气缸盖燃烧室内部的固定物。
6.如权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述部件还包括位于气缸盖燃烧室内部的固定物。
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