CN203257534U - 一种低压缩比高膨胀比发动机 - Google Patents

Abstract

一种低压缩比高膨胀比发动机，用于提高发动机的热效率。它设有曲柄连杆机构、活塞、缸体和缸盖，所述缸盖上设置进气门和排气门，其特别之处在于：它还设有储气罐，所述储气罐底部设有储气罐气门，所述储气罐气门布置在缸盖上，位于进气门和排气门之间。本实用新型结构简单，不仅改善了车辆的燃油经济性，也减低爆震倾向，提高了车辆的乘坐舒适性。

Description

一种低压缩比高膨胀比发动机

技术领域

本实用新型涉及一种车载发动机，尤其是一种能降低有效压缩比、提高有效膨胀比的汽车发动机，属于燃烧发动机技术领域。

背景技术

随着全球石油资源的日益枯竭，世界各国在汽车能耗、排放方面的要求越来越严格，因此，提升发动机热效率、改善车辆的燃油经济性成为当前汽车制造企业的紧迫任务。

发动机热效率与发动机的压缩比密切相关，这里所说的压缩比是指发动机的膨胀比，也就是混合气点燃后推动活塞做功的能力。但是传统发动机的膨胀比等于压缩比，发动机膨胀比增大，对应的压缩比也增大，而压缩比过大会造成强烈的爆震，因此汽油机压缩比一般限制在11以下。

为提高发动机热效率，现有技术中通过延迟进气门关闭时刻来降低有效压缩比，但这样会影响到发动机的进气量，另外通过改变曲柄连杆机构或在缸体上添加一个液压缸（或气缸）的方法也可以改变发动机压缩比，但它们普遍存在着结构复杂，难以实现工程化生产的弊病。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种既能改善车辆燃油经济性，又能减低爆震倾向的低压缩比高膨胀比发动机。

本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：

一种低压缩比高膨胀比发动机，它设有曲柄连杆机构、活塞、缸体和缸盖，所述缸盖上设置进气门和排气门，其特别之处在于：它还设有储气罐，所述储气罐底部设有储气罐气门，所述储气罐气门布置在缸盖上，位于进气门和排气门之间。

上述低压缩比高膨胀比发动机，其特别之处还在于：所述储气罐内腔中设有储气活塞和压缩弹簧，所述压缩弹簧布置在储气活塞与储气罐内腔顶面之间。

上述低压缩比高膨胀比发动机，其特别之处还在于：所述储气罐顶部设有泄气阀，所述泄气阀与大气环境连通。

上述低压缩比高膨胀比发动机，其特别之处还在于：在缸体及缸盖外侧设置冷却水套，所述冷却水套在缸盖顶部周围均布，冷却水套在缸体外侧部分为楔形结构。

本实用新型在现有发动机上增加储气罐结构，在发动机的进气冲程，曲柄连杆机构带动活塞下行，进气门打开，新鲜空气进入缸体中，喷油器喷油，吸气结束后进气门关闭；在发动机压缩冲程，储气罐气门打开，活塞上行将混合气压入储气罐中，推动储气活塞向上运动，当设定量的混合气被推入储气罐后，储气罐气门关闭，活塞开始压缩气缸内的可燃混合气，然后点火、做功、排气；在发动机排气行程结束后，曲柄连杆机构带动活塞下行，此时进气门关闭，储气罐气门打开，罐中气体被吸入缸体中；然后活塞上行，压缩缸体内的可燃混合气，点火、做功、排气；由此可见本实用新型通过增加发动机的几何压缩比，实现了有效压缩比的降低和有效膨胀比的提高，避免了爆震现象发生，提高了发动机的热效率。本实用新型还对发动机的冷却水套进行了重新设计，水套在缸盖顶部周围均布，在缸体部分呈楔形结构，截面积逐渐减小，散热能力逐渐降低，缸体的下半部分不设置冷却水套，这样可以减小燃烧后混合气的能量损失，使燃烧气体充分膨胀做功，进一步提高了发动机的热效率。总之，本实用新型结构简单，不仅改善了车辆的燃油经济性，也减低爆震倾向，提高了车辆的乘坐舒适性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是现有发动机主要组成部分示意图；

图2是降低发动机有效压缩比、提高有效膨胀比的原理图；

图3是本实用新型结构示意图；

图4是本实用新型的冷却水套示意图。

图中各标号清单为：1、进气门， 2、排气门， 3、活塞，4、曲柄连杆机构，5、缸体，6、缸盖，7、储气活塞，8、储气罐，9、泄气阀，10、压缩弹簧，11、储气罐气门，12、冷却水套。

具体实施方式

参看图3，本实用新型在传统发动机基础上设置了储气罐8，所述储气罐8底部设有储气罐气门11，所述储气罐气门11布置在缸盖6上，它位于进气门1和排气门2之间，在储气罐8内腔中设有储气活塞7和压缩弹簧10，所述压缩弹簧10布置在储气活塞7与储气罐8内腔顶面之间，在储气罐8的顶部设有泄气阀9，所述泄气阀9与大气环境连通。

参看图4，本实用新型在缸体5及缸盖6外侧设置冷却水套12，所述冷却水套12在缸盖6顶部周围均布，冷却水套12在缸体5外侧部分为楔形结构。

参看图 1、图2，传统发动机结构中设有曲柄连杆机构4、活塞3、缸体5和缸盖6，所述缸盖6上设置进气门1和排气门2。假设传统发动机活塞3的行程为B+C，A为发动机的燃烧室部分，此发动机的几何压缩比为(B+C)/A。本实用新型的原理为：通过在发动机上增加储气罐8，使得活塞3上行C后才开始压缩，只压缩行程B部分，因此，其有效压缩比为B/A，燃烧气体膨胀后活塞3的行程为B+C，其有效膨胀比为(B+C)/A。因(B+C)/A>B/A,所以，本实用新型的有效压缩比小于有效膨胀比。

本实用新型的进气门1每两个工作循环开闭一次，喷油器喷油一次，排气门每一个工作循环开闭一次。在发动机的进气冲程，曲柄连杆机构4带动活塞3下行，进气门1打开，新鲜空气进入缸体5中，喷油器喷油，吸气结束后进气门1关闭；在发动机压缩冲程，储气罐气门11打开，活塞3上行将混合气压入储气罐8中，推动储气活塞7向上运动，当设定量（本实施例中为一半混合气体）的混合气被推入储气罐8后，储气罐气门11关闭，活塞3开始压缩气缸内的可燃混合气，然后点火、做功、排气；在发动机排气行程结束后，曲柄连杆机构4带动活塞3下行，此时进气门1关闭，储气罐气门11打开，罐中气体被吸入缸体5中；然后活塞3上行，压缩气缸内的可燃混合气，点火、做功、排气。

本实用新型每两个工作循环进气门1开闭一次，储气罐气门11开闭一次，缸体吸入新鲜空气一次，供两个工作循环使用。因此，如果发动机的几何压缩比为20，那么实际的有效压缩比为10，但活塞做功时的膨胀比为20，也就是实现了大的有效膨胀比，小的有效压缩比，同时避免了爆震现象发生。

本实用新型的缸体5冷却水套为楔形结构，散热能力由上向下逐渐减小，由于缸体5下半部分不设置冷却水套，当活塞3下行到后半程后能为燃烧气体保温，此时混合气温度已降低，为了使其继续能够推动活塞3做功，不再对其散热。

Claims (4)

1.一种低压缩比高膨胀比发动机，它设有曲柄连杆机构（4）、活塞（3）、缸体（5）和缸盖（6），所述缸盖（6）上设置进气门（1）和排气门（2），其特征是，它还设有储气罐（8），所述储气罐（8）底部设有储气罐气门（11），所述储气罐气门（11）布置在缸盖（6）上，位于进气门（1）和排气门（2）之间。

2.根据权利要求1所述的一种低压缩比高膨胀比发动机，其特征是，所述储气罐（8）内腔中设有储气活塞（7）和压缩弹簧（10），所述压缩弹簧（10）布置在储气活塞（7）与储气罐（8）内腔顶面之间。

3.根据权利要求2所述的一种低压缩比高膨胀比发动机，其特征是，所述储气罐（8）顶部设有泄气阀（9），所述泄气阀（9）与大气环境连通。

4.根据权利要求3所述的一种低压缩比高膨胀比发动机，其特征是，在缸体（5）及缸盖（6）外侧设置冷却水套(12)，所述冷却水套(12)在缸盖(6)顶部周围均布，冷却水套(12)在缸体(5)外侧部分为楔形结构。

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