CN2653149Y

CN2653149Y - 三工作过程二冲程内燃机

Info

Publication number: CN2653149Y
Application number: CN 03271366
Authority: CN
Inventors: 孙宇轩; 孙澈; 孙祺; 李美英
Original assignee: 孙祺
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2004-11-03
Anticipated expiration: 2013-07-25

Abstract

一种三工作过程二冲程内燃机，它包括内燃机机体、燃油喷嘴、助燃剂输入装置，其特征是：在汽缸盖安装着球形壳，球形壳下有喷嘴，球形壳内为球形腔，球形壳由喷嘴安装在汽缸盖，喷嘴内有一把球形腔与汽缸联通的通孔，燃油喷嘴安装在球形壳上，燃油喷嘴的喷油孔伸到球形腔内，所说的助燃剂输入装置是结构与燃油喷嘴相同的用于喷液态氧的喷液嘴，喷液嘴安装在球形壳上，喷液嘴的喷液孔伸到球形腔内。还可配置电动油泵、滤清器、压力调节器、电子控制单元，电动油泵、滤清器、压力调节器的出口与入口依次连接通。本实用新型可在缺氧的高原、无空气的水下正常工作。作为高原机动车的动力源和潜水艇的动力源。

Description

三工作过程二冲程内燃机

技术领域

本实用新型涉及一种二冲程内燃机。

背景技术

二冲程内燃机由于配气机构简单，升功率高，工作平稳性好，冷启动容易，广泛用于多种场合。但现有的二冲程内燃机，由于换气质量差、消耗燃油高，另外做功频率高，热负荷较高。

现有的二冲程内燃机是由岐气管吸入空气用空气中的氧气助燃，必须有充分的氧气，在缺氧的环境中如高原地区燃油在汽缸内燃烧不充分，不仅浪费燃油而且不能充分发出应有的功率，更不能在无氧气的环境中如施工的深遂道、水下作为动力源工作。

发明内容

为了克服现有二冲程内燃机对空气依赖性强、离开空气不能工作的不足，本实用新型提供一种内燃机，本内燃机可在无空气的环境中工作。

本实用新型的技术方案是将纯氧输入汽缸，与燃油直接混合，在汽缸内燃烧作功。

本实用新型包括内燃机机体、汽缸、汽缸盖、活塞、曲轴、连杆、燃油喷嘴、助燃剂输入装置，在汽缸盖有排废气的排气管，排气管口有排气阀，活塞安装在汽缸内，连杆的两端分别与活塞和曲轴铰接联接，其特征是：在汽缸盖安装着球形壳，球形壳下有喷嘴，球形壳内为球形腔，球形壳由喷嘴安装在汽缸盖，喷嘴内有一把球形腔与汽缸联通的通孔，燃油喷嘴安装在球形壳上，燃油喷嘴的喷油孔伸到球形腔内，所说的助燃剂输入装置是结构与燃油喷嘴相同的喷液嘴，喷液嘴安装在球形壳上，喷液嘴的喷液孔伸到球形腔内，喷液嘴是用于喷液态氧，球形腔用于将喷到球形腔内的雾状燃油与雾状液态氧混合。

上述的内燃机，其特征是：喷液嘴内管的横截面面积为燃油喷嘴内管的横截面面积的2倍，以保证液氧的喷射量为燃油如汽油喷射量的2倍，即两者的体积比为2∶1。

为了便于启动，在内燃机机体安装着高压分电器、点火线圈，在汽缸盖安装着火花塞，点火线圈、高压分电器、火花塞用电线依次连接通。

为了工作方便，本内燃机还配置着电动油泵、滤清器、压力调节器、电子控制单元，上述四个元件根据工作环境可安装在内燃机机体，也可安装在操作柜内。电动油泵、滤清器、压力调节器的出口与入口依次连接通，压力调节器的分油口与燃油喷嘴连接通，电子控制单元的控制输出端用电线与压力调节器的控制输入端连接通，电子控制单元的控制输出端用电线与燃油喷嘴的电控输入端连接通，并用电线与喷液嘴的电控输入端连接通。点火线圈的输入端用电线与电子控制单元的输出端连接通。

本实用新型工作时，必须配置油箱、液氧容器、蓄电池，油箱的出油口与电动油泵的入口连接通，液氧容器的出口联接着电控液氧阀，电控液氧阀的出口用液氧管与喷液嘴联接通。蓄电池用电线与点火启动开关及液氧调节开关连接通，并用电线与电子控制单元连接通。电控液氧阀用电线与电子控制单元连接通。可在排气岐管安装着氧气传感器测量排出的废气中氧气的含量，氧气传感器用电线与电子控制单元连接通。排气阀可用电控阀门代替。电控阀门用电线与电子控制单元连接。

由于本内燃机是燃油与纯氧直接混合燃烧，燃点温度明显降低，在这种条件下柴油不但易燃，燃烧速度快，冷起动性能好。气缸内没有氮气故燃烧时不产生NO_x气体，HC和CO在氧充足的情况下容易分解和燃烧，因此，排出的废气中有害气体极少接近于零。没有吸气过程并且排气量大幅度减少，以气缸的容量计算，约减少70％-80％，剩余的气继续用来工作，在压缩行程接近终了时，这时气缸内的气温不低于排气时气缸气体的温度，此时的温度高于汽油的燃点，并且因汽油与纯氧混合，汽油的燃点也可降低，不用火花塞点火喷进气缸内的汽油与氧的混合气体也会燃烧，本内燃机用柴油还是汽油均能启动和燃烧，只要把握好喷燃油和纯氧的时间，即提前角，就会很好地工作。还可用煤油、液化气、己醇和液氢工作。本内燃机排气时间非常短，约为现有内燃机排气行程的1/10。这样压缩行程和做功行程远大于排气行程，本内燃机在一个循环中的有用功的时间增加，无用功的时间减少，没有吸气耗能过程。本内燃机的喷油和喷氧均由电子控制单元控制，可以保证本内燃机正常运行下的最小喷油量和喷氧量，也可控制最大喷油量和喷氧量，燃烧状态好，可充分发挥气缸容积功率，功率明显高于现有四冲程内燃机，热效率高。采用球形喷嘴的球形腔，起混合和预燃室的作用，使燃料能充分燃烧。最突出的优点是自带氧化剂，可在缺氧的高原、无空气的水下和太空正常工作。可作为高原机动车的动力源和潜水艇的动力源。结构比现有二冲程内燃机简单。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的部件之间的油路和电路连接图，图中只画出一个发动机气缸。

图2是本实用新型实施例一的结构图。

图3是球形喷嘴结构图，相对图2放大。

图4是本实用新型实施例二的主视图。

图5是本实用新型实施例二的后视图。

图6是本实用新型实施例三的结构图。

上述图中：

1、油箱 2、电线 3、控制单元

4、电动油泵 5、滤清器 6、压力调节器

7、电线 8、电线 9、油管

10、电线 11、电线 12、电线

13、液氧容器 14、点火电线 15、液氧管

16、分线器 17、电控液氧阀 18、点火线圈

19、高压分电器 20、发动机机体 21、电线

22、电线 23、电线 24、接地线

25、蓄电池 26、电线 27、点火启动开关

28、液氧调节开关 29、电线 30、电线

31、火花塞 32、球形喷嘴 33、汽阀压杆

34、机体上盖 35、排汽门 36、排汽阀

37、排气岐汽管 38、氧气传感器 39、活塞

40、温度传感器 41、汽缸 42、转数传感器

43、机体底壳 44、动力输出轴 45、曲轴

46、活塞杆 47、空腔 48、齿轮

49、汽缸盖 50、燃油喷嘴 51、喷液嘴

52、球形腔 53、喷嘴 54、通孔 55、电控阀门

具体实施方式

图2描述了本实用新型实施例一的基本结构，它是一个单缸内燃机，包括内燃机机体20、汽缸41、汽缸盖49、活塞39、曲轴45、活塞杆46、燃油喷嘴50、助燃剂输入装置，汽缸盖49紧固内燃机机体20，在汽缸盖49有排废气的排气岐汽管37，排气管口的排气门35有排气阀36，活塞39安装在汽缸41内，活塞杆46的两端分别与活塞39和曲轴45铰接联接。其特征是：在汽缸盖49安装着球形壳32，球形壳32下有喷嘴53，球形壳32内为球形腔52，球形壳32由喷嘴53安装在汽缸盖49，喷嘴53内有一把球形腔52与汽缸41联通的通孔54，燃油喷嘴50安装在球形壳上32，燃油喷嘴50的喷油孔伸到球形腔52内，所说的助燃剂输入装置是结构与燃油喷嘴50相同的喷液嘴51，喷液嘴51安装在球形壳32上，喷液嘴51的喷液孔伸到球形腔52内，参见图3，喷液嘴51是用于喷液态氧，球形腔52用于将喷到球形腔52内的雾状燃油与雾状液态氧混合。喷液嘴51内管的横截面面积为燃油喷嘴50内管的横截面面积的2倍，以保证液氧的喷射量为燃油即汽油喷射量的2倍，即两者的体积比为2∶1。

为了便于启动，在内燃机机体20安装着高压分电器19和点火线圈18，在汽缸盖49安装着火花塞31，点火线圈18、高压分电器19、火花塞31用电线依次连接通。

本实施例还配置着电动油泵4、滤清器5、压力调节器6、电子控制单元3，参见图1，上述四个元件根据工作环境可安装在内燃机机体20，也可安装在操作柜内，电动油泵4、滤清器5、压力调节器6的出口与入口依次连接通，压力调节器6的分油口与燃油喷嘴50连接通，电子控制单元3的控制输出端用电线11与压力调节器6的电控制输入端连接通，用电线8与燃油喷嘴50的电控输入端连接通，用电线10与喷液嘴51的电控输入端连接通。点火线圈18的输入端用电线7与电子控制单元3的输出端连接通。

本实施例在工作时，必须配置油箱1、液氧容器13、蓄电池25，油箱1的出油口与电动油泵4的入口连接通，液氧容器13的出口联接着电控液氧阀17，电控液氧阀17的出口用液氧管15与喷液氧嘴51联接通。蓄电池25用电线26点火启动开关27及液氧调节开关28连接通，并用电线30与电子控制单元3连接通。电控液氧阀17用电线12与电子控制单元3连接通。本实施例在排气岐管37安装着氧气传感器38测量排出的废气中氧气的含量，在内燃机机体20安装着温度传感器40测量汽缸的温度，在机体底壳43安装着转数传感器42，氧气传感器38、温度传感器40、转数传感器42，分别用电线与电子控制单元3连接通。

结合图2、图1说明本实施例的工作过程，本内燃机与现有内燃机不同，只有压缩、燃烧膨胀、排气三个工作过程，因为是全氧燃烧，当活塞39运行到下止点前，接近下止点5°-10°时，排气阀36开启，排气到气缸41中的气压达到常压或约等于常压时，排气量为气缸内气体的20-30％排气阀36关闭，开始压缩行程，活塞压缩气体接近上止点时，提前5°-10°时电子控制单元3电控的燃油喷嘴50把汽油喷到球形腔52，同时电控喷液氧的喷液嘴51也把液氧喷到球形腔52，再由球形腔52喷到气缸41，汽油与2倍的液氧燃烧膨胀做功，活塞39向下行，当运行到下止点时，排气阀36打开排气，周而复始。

在本内燃机启动时，为了便于启动，用电火花点火。当活塞39运行到气缸41的上止点燃油喷嘴50喷油同时喷液嘴51喷液氧时，高压点火线圈18经高压分电器19将电送给火花塞31点火，汽油与2倍的液氧燃烧膨胀做功。

本实用新型的实施例二参见图4、图5，本实施例是四缸内燃机，在内燃机机体20有四个气缸41，动力输出轴44是有四个曲拐的曲轴45，四个曲拐的角度相间90°，四个气缸分别工作。每个气缸的结构基本与实施例一的相同，电动油泵4、滤清器5、压力调节器6、高压点火线圈18、分电器19安装在内燃机机体20和机体上盖34的一侧，电子控制单元3安装在内燃机机体20的另一侧。压力调节器6的四个出口分别与四个气缸的燃油喷嘴50联接通，每个液氧喷液嘴51与液氧容器13联接通，电子控制单元3的用电线与四个喷液嘴51和四个燃油喷嘴50连接通。高压分电器19的四个输出端用电线与四个气缸的四个火花塞31连接通。

本实用新型的实施例三见图6，本实施例的单缸内燃机，它与实施例一的不同之处是采用了电控排气阀55，该阀即电磁控制阀门的阀，其它的结构与实施例一的相同。电控排气阀55的开启与关闭由电控单元3控制，与活塞36的运行配合。

上述实施例的液氧容器、联接管及阀门采用四川活力低温设备有限公司的产；电子控制单元、燃油喷嘴、液氧喷嘴可用德国波许公司(BOSCH)产品或国内相同功能的产品。

Claims

1、一种三工作过程二冲程内燃机，它包括内燃机机体、汽缸、汽缸盖、活塞、曲轴、连杆、燃油喷嘴、助燃剂输入装置，在汽缸盖有排废气的排气管，排气管口有排气阀，活塞安装在汽缸内，连杆的两端分别与活塞和曲轴铰接联接，其特征是：在汽缸盖安装着球形壳，球形壳下有喷嘴，球形壳内为球形腔，球形壳由喷嘴安装在汽缸盖，喷嘴内有一把球形腔与汽缸联通的通孔，燃油喷嘴安装在球形壳上，燃油喷嘴的喷油孔伸到球形腔内，所说的助燃剂输入装置是结构与燃油喷嘴相同的用于喷液态氧的喷液嘴，喷液嘴安装在球形壳上，喷液嘴的喷液孔伸到球形腔内。

2、根据权利要求1所述的内燃机，其特征是：喷液嘴内管的横截面面积为燃油喷嘴内管的横截面面积的2倍。

3、根据权利要求1所述的内燃机，其特征是：在内燃机机体安装着高压分电器和点火线圈，在汽缸盖安装着火花塞，点火线圈、高压分电器、火花塞用电线依次连接通。

4、根据权利要求1、2或3所述的内燃机，其特征是：还配置着电动油泵、滤清器、压力调节器、电子控制单元，电动油泵、滤清器、压力调节器的出口与入口依次连接通，压力调节器的分油口与燃油喷嘴连接通，电子控制单元的控制输出端用电线与压力调节器的电控制输入端连接通，并用电线与燃油喷嘴的电控输入端连接通，而且用电线与喷液嘴的电控输入端连接通。

5、根据权利要求4所述的内燃机，其特征是：还配置着油箱、液氧容器、蓄电池，油箱的出油口与电动油泵的入口连接通，液氧容器的出口联接着电控液氧阀，电控液氧阀的出口用液氧管与喷液氧嘴联接通，蓄电池用电线与点火启动开关及液氧调节开关连接通，并用电线与电子控制单元连接通，电控液氧阀用电线与电子控制单元连接通，电控阀门用电线与电子控制单元连接。

6、根据权利要求1、2或3所述的内燃机，其特征是：还配置着油箱、液氧容器、蓄电池，油箱的出油口与电动油泵的入口连接通，液氧容器的出口联接着电控液氧阀，电控液氧阀的出口用液氧管与喷液氧嘴联接通，蓄电池用电线与点火启动开关及液氧调节开关连接通，并用电线与电子控制单元连接通，电控液氧阀用电线与电子控制单元连接通，电控阀门用电线与电子控制单元连接。