CN202628268U - 一种气缸增压四冲程内燃机 - Google Patents

Abstract

一种气缸增压四冲程内燃机，它涉及机械内燃机领域。它包含第一做功气缸(1)、第二做功气缸(2)、供气气缸(3)、皮带(4)、飞轮(5)和凸起方向轴(6)，第一做功气缸(1)和第二做功气缸(2)均通过曲轴与供气气缸(3)连接，且第二做功气缸(2)的右侧设置有飞轮(5)，飞轮(5)通过皮带(4)与凸起方向轴(6)连接。它供气气缸和做功气缸同步，甚至没有时间差，一个供气气缸同时可以给两个做功气缸供气，做到了曲轴和供气气缸和做功气缸的完整可循环做功的要求；空气压缩比大步得到了提升，提升范围可以从10倍到60倍压缩比甚至更高，更加节能环保高效。

Description

一种气缸增压四冲程内燃机

技术领域

 本实用新型涉及机械内燃机领域，具体涉及一种气缸增压四冲程内燃机。

背景技术

目前，汽油机是奥拓循环，热效率在15%到30%之间。柴油机是狄赛尔循环，热效率在25%到40%之间。因为受奥拓循环和狄赛尔循环的本身设计限制，吸入的空气量较少，使燃料燃烧不充分，增加了尾气排放，同时造成了燃料的浪费和环境的污染。而且在奥拓循环中压缩比为9倍左右，采用火花塞点燃方式，汽油燃烧速度在30m/s到80m/s ，气体膨胀率只有5倍左右。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种气缸增压四冲程内燃机，它在潜循环中压缩比为13到30倍左右，采用压燃方式，汽油燃烧速度在600m/s到1100m/s ，气体膨胀率在15倍到20倍左右；在提高压缩比的情况下，使做功气缸的燃烧室容积相对不变，这样可以降低气体燃烧膨胀做功产生的噪音；且通过提高进气量和提高压缩比可以实现汽油的压燃模式，即充分提高汽油机的热效率。

为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案：它包含第一做功气缸1、第二做功气缸2、供气气缸3、皮带4、飞轮5和凸起方向轴6，第一做功气缸1和第二做功气缸2均通过曲轴与供气气缸3连接，且第二做功气缸2的右侧设置有飞轮5，飞轮5通过皮带4与凸起方向轴6连接。 

所述第一做功气缸1、第二做功气缸2内均设有活塞，其活塞与曲轴连接；所述供气气缸3内设有气缸腔体，气缸腔体内设有气体压缩活塞，气体压缩活塞与曲柄连接；所述气缸腔体内上设有压缩空气出气口，所述第一做功气缸1及第二做功气缸2上圴设有压缩空气进气口，所述压缩空气出气口与压缩空气进气口联通；在所述曲轴带动下所述活塞与所述气体压缩活塞运动方向不同，从而在所述第一做功气缸1、第二做功气缸2吸气状态下，供气气缸3处于空气压缩状态，从而将供气气缸3内的空气压缩进第一做功气缸1、第二做功气缸2内，增加第一做功气缸1、第二做功气缸2内空气量，从而为第一做功气缸1、第二做功气缸2内的燃料提供更加充分的氧气。

所述气缸腔体上设有空气进气口，且空气进气口处设有调节开关，通过调节开关，事先调整进气量，甚至实现发动机运行中实时调整进气量的目的。通过控制气缸腔体内的气体量，进而控制进气量。再进而实现对功率和运行状态的调整，调节开关可以连接行车电脑，并受行车电脑控制。

本实用新型是在两个做功气缸之间增加一个提供进气的活塞气缸，用于专门给两个做功气缸提供大量的空气，同时达到两个做功气缸和供气气缸的同步运行工作，这样的三个气缸就形成了一组两缸四冲程内燃机，那么这样就可以四个做功气缸加两个供气气缸，就组成了一个四缸四冲程内燃机，那么八个做功气缸加四个供气气缸，就组成了一个八缸的四冲程发动机，以此类推可以递增做功气缸和供气气缸。

本实用新型可以提高进气量，从而提高发动机燃烧效率。另外还可以允许做功气缸内一次性喷入更多燃料，从而大大提高发动机功率。

本实用新型的空气压缩比可以从10倍到60倍甚至更高的空气压缩比范围，解决了以往四冲程发动机的空气压缩比的瓶颈，给燃料提供了更宽广的燃烧做功空间，并且在超高压缩比的情况下，使用的燃料可以是汽油，柴油，汽油和柴油的混合物，甲醇，液化气，液态氢等等燃料，在高压共轨燃油泵的压力下实现缸内直喷，通过喷油提前角来控制燃烧角度，实现燃料的平稳燃烧做功，并且实现了高压，高温，稀燃，低耗能，低污染，既经济有环保。

本实用新型供气气缸和做功气缸同步，甚至没有时间差，一个供气气缸同时可以给两个做功气缸供气，做到了曲轴和供气气缸和做功气缸的完整可循环做功的要求；空气压缩比大步得到了提升，提升范围可以从10倍到60倍压缩比甚至更高，更加节能环保高效。

附图说明：

图1-图4为本实用新型的四个冲程的循环模式结构示意图。

具体实施方式：

参照图1-图4，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含第一做功气缸1、第二做功气缸2、供气气缸3、皮带4、飞轮5和凸起方向轴6，第一做功气缸1和第二做功气缸2均通过曲轴与供气气缸3连接，且第二做功气缸2的右侧设置有飞轮5，飞轮5通过皮带4与凸起方向轴6连接。 

所述第一做功气缸1、第二做功气缸2内均设有活塞，其活塞与曲轴连接；所述供气气缸3内设有气缸腔体，气缸腔体内设有气体压缩活塞，气体压缩活塞与曲柄连接；所述气缸腔体内上设有压缩空气出气口，所述第一做功气缸1及第二做功气缸2上圴设有压缩空气进气口，所述压缩空气出气口与压缩空气进气口联通；在所述曲轴带动下所述活塞与所述气体压缩活塞运动方向不同，从而在所述第一做功气缸1、第二做功气缸2吸气状态下，供气气缸3处于空气压缩状态，从而将供气气缸3内的空气压缩进第一做功气缸1、第二做功气缸2内，增加第一做功气缸1、第二做功气缸2内空气量，从而为第一做功气缸1、第二做功气缸2内的燃料提供更加充分的氧气。

所述气缸腔体上设有空气进气口，且空气进气口处设有调节开关，通过调节开关，事先调整进气量，甚至实现发动机运行中实时调整进气量的目的。通过控制气缸腔体内的气体量，进而控制进气量。再进而实现对功率和运行状态的调整，调节开关可以连接行车电脑，并受行车电脑控制。

本具体实施方式中缸体可以排列成直列L型缸体，也可以排列成V或W型缸体，也可以排列成对置H型缸体或者排列成星型缸体结构。

本具体实施方式是在两个做功气缸之间增加一个提供进气的活塞气缸，用于专门给两个做功气缸提供大量的空气，同时达到两个做功气缸和供气气缸的同步运行工作，这样的三个气缸就形成了一组两缸四冲程内燃机，那么这样就可以四个做功气缸加两个供气气缸，就组成了一个四缸四冲程内燃机，那么八个做功气缸加四个供气气缸，就组成了一个八缸的四冲程发动机，以此类推可以递增做功气缸和供气气缸。

具体实施中还可以是：

采用四个做功气缸加两个供气气缸，每两个做功气缸之间增加一个提供进气的活塞气缸，用于给两个做功气缸提供空气，四个做功气缸加两个供气气缸，就组成了一个四缸四冲程内燃机气缸系统。

或者，采用八个做功气缸加四个供气气缸，每两个做功气缸之间增加一个提供进气的活塞气缸，用于给两个做功气缸提供空气，八个做功气缸加四个供气气缸，就组成了一个八缸四冲程内燃机气缸系统。

本具体实施方式中的图1-4为四个冲程的循环模式：图1为第一做功气缸1进气门关闭，排气门关闭，活塞上行，进入气体压缩状态；供气气缸3进气门打开，活塞下行，进入吸气状态； 第二做功气缸2进气门关闭，排气门打开，活塞上行，进入排气状态；图2为第一做功气缸1进气门关闭，排气门关闭，活塞下行，进入油气混合燃烧做功状态；供气气缸3进气门关闭，活塞上行，将大量气体压入第二做功气缸2状态；第二做功气缸2进气门打开，排气门关闭，活塞下行，进入吸气状态；图3为第一做功气缸1进气门关闭，排气门打开，活塞上行，进入排气状态；供气气缸3进气门打开，活塞下行，进入吸气状态；第二做功气缸2进气门关闭，排气门关闭，活塞上行，进入压缩状态；图4为第一做功气缸1进气门打开，排气门关闭，活塞下行，进入吸气状态；供气气缸3进气门关闭，活塞上行，将大量气体压入第一做功气缸1状态；第二做功气缸2进气门关闭，排气门关闭，活塞下行，进入油气混合燃烧做功状态。

本具体实施方式将多个第一做功气缸1、第二做功气缸2和供气气缸3串联起来形成多缸四冲程内燃机，可达到不同的效果。

本具体实施方式供气气缸和做功气缸同步，甚至没有时间差，一个供气气缸同时可以给两个做功气缸供气，做到了曲轴和供气气缸和做功气缸的完整可循环做功的要求；空气压缩比大步得到了提升，提升范围可以从10倍到60倍的压缩比甚至更高，更加节能环保高效。

实施例：第一做功气缸1、供气气缸3、第二做功气缸2、三个活塞缸，其中第一做功气缸1和第二做功气缸2是喷油燃烧的做功缸体，供气气缸3为吸气、供气的气缸。

1、第一做功气缸1和第二做功气缸2容积相等，但是供气气缸3的容积要等于或大于第一做功气缸和第二做功气缸2的容积。

2、设第一做功气缸1和第二做功气缸2的容积为x,压缩比为y,供气气缸3的容积为z,气体经过两次压缩以后总的压缩比为A。

3、那么就可以得到这样一个压缩比公式:A=z/x*y 

4、例如：第一做功气缸1和第二做功气缸2的压缩比为10倍，供气气缸3的容积是第一做功气缸的2倍，那么可得：A=2*10=20 ；这样第一做功气缸和第二做功气缸2燃烧汽缸就得到了20倍的压缩比，这样空气就多进入一倍。

5、例如：第一做功气缸1和第二做功气缸2的压缩比为8倍，供气气缸3的容积是第一做功气缸的2.5倍，那么可得：A=2.5*8=20；这样第一做功气缸和第二做功气缸2燃烧汽缸就得到了20倍的压缩比，这样空气就多进入二倍。

6、例如：第一做功气缸1和第二做功气缸2的压缩比为20倍，供气气缸3的容积是第一做功气缸1的3倍，那么可得：A=3*20=60；这样第一做功气缸1和第二做功气缸2燃烧汽缸就得到了60倍的压缩比，这样空气就多进入五倍。

7、由空燃比公式可知：如果空气量多几倍，那么燃油也可以多几倍，所以就可以得出功率可以提升几倍，那么这样在目前的基础上四冲程内燃机的功率上还有广阔的发展空间，甚至直升机上都可以用这种模式的发动机，所以此设计会给四冲程内燃机带来一次革命性的发展。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述使用方法的限制，上述使用方法和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定                                               

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Claims (3)

1.一种气缸增压四冲程内燃机，其特征在于它包含第一做功气缸(1)、第二做功气缸(2)、供气气缸(3)、皮带(4)、飞轮(5)和凸起方向轴(6)，第一做功气缸(1)和第二做功气缸(2)均通过曲轴与供气气缸(3)连接，且第二做功气缸(2)的右侧设置有飞轮(5)，飞轮(5)通过皮带(4)与凸起方向轴(6)连接。

2.根据权利要求1所述的一种气缸增压四冲程内燃机，其特征在于所述第一做功气缸(1)、第二做功气缸(2)内均设有活塞，其活塞与曲轴连接；所述供气气缸(3)内设有气缸腔体，气缸腔体内设有气体压缩活塞，气体压缩活塞与曲柄连接；所述气缸腔体内上设有压缩空气出气口，所述第一做功气缸(1)及第二做功气缸(2)上圴设有压缩空气进气口，所述压缩空气出气口与压缩空气进气口联通。

3.根据权利要求2所述的一种气缸增压四冲程内燃机，其特征在于所述气缸腔体上设有空气进气口，且空气进气口处设有调节开关。

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