CN2898325Y - 对压式燃气内燃机 - Google Patents

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Abstract

一种能有效提高输出功率、增大扭矩的对压式燃气内燃机，主气缸和副气缸构成一工作单元，在每个气缸里装有一个可往复运动的活塞，二个活塞的曲轴半径不相等，主活塞的曲轴半径小于副活塞的曲轴半径；主活塞的曲轴半径与副活塞的曲轴半径不在同一平面，相互之间相差一个夹角，二个气缸的燃烧室位于气缸顶部通过连通气槽连通，由于曲轴半径不同，在相同转速时，副活塞的运动速度大于主活塞的速度，点火燃烧过程中主活塞已由上止点下行，而副活塞继续压缩气体，此时副气缸中的绝大部分燃气由连通气槽2压到主气缸，使得总燃料室体积没有增大，反而减小，从而保证燃烧室内有足够的压力，与现有内燃机相比，效率高、功率大、节油、废气排放低。

Description

对压式燃气内燃机
技术领域：
本实用新型涉及活塞往复式内燃机，尤其是一种能有效提高输出功率和增大扭矩的对压式燃气内燃机。
背景技术：现有的双活塞内燃机在燃烧做功过程中，活塞在气缸中运动均采用提前点火，在点火到燃烧过程中可燃气体被继续压缩，而活塞均是在到达上止点前点火，阻力很大，另外，作功方式由做负功、不做功、做功重复循环。在此，做负功、不做功行程均存在浪费燃料的问题，并导致输出效率不高。
发明内容：
针对上述现有技术存在的不足，本实用新型提供一种对压式燃气内燃机，它由内燃机活塞，曲轴、气缸组成，其特征在于：(1)、至少二个气缸为一工作单元，称为主气缸和副气缸，在每个气缸里装有一个可往复运动的活塞，活塞通过曲柄连杆机构与曲轴连接，二个活塞的曲轴半径不相等，主活塞的曲轴半径R小于副活塞的曲轴半径r；(2)、主活塞的曲轴半径与副活塞的曲轴半径不在同一平面，相互之间相差一个夹角a，夹角a大于0度小于45度。(3)、二个气缸的燃烧室位于气缸顶部通过连通气槽连通。
所述两个气缸的总压缩比视油料不同为9-20∶1；主气缸和副气缸相互间为平行布置、水平对头布置或呈A型对头布置。
所述主气缸和副气缸可采用偶数或奇数组成工作单元，多缸机构采用偶数或奇数倍。主气缸和副气缸采用不同缸径。
本实用新型提出的对压式燃气内燃机结构，用双气缸为一单元，主曲轴半径有一点火超前角，点火时主活塞已离开上止点，对作功没有反作用力，有很好的抗爆燃性，提高了燃烧室的压力；由于二个气缸的燃烧室连通，总燃烧室容积不增大，甚至还可减小的情况下，获得较高的压力和更大的扭矩。本实用新型采用现有生产制造工艺生产，不增加制造成本，有利于推广运用。
附图说明：
图1是本实用新型中一个双活塞单元的结构示意图。
图2是两个曲轴半径间的位置关系示意图。
图3所示为本实用新型压缩前的状态示意图，
图4为主活塞到达上止点时的状态示意图。
图5为点火时的状态示意图。
图6为燃烧作功时的状态示意图。
图7为本实用新型实施例二的示意图。
图8为本实用新型实施例三的示意图。
图9为本实用新型实施例四的示意图。
具体实施方式通过以下的实施例加以进一步说明。
如图1所示的实施例一，主气缸和副气缸平行布置构成为一工作单元，对应配置有主活塞1和副活塞3，通过两个气缸顶端的连通气槽2围成总燃烧室，主、副活塞通过曲柄连杆机构与曲轴4连接，各自在气缸中往复运动相对压缩气体。主、副气缸之间的连通气槽的截面积其宽与高设计为(10-20)：1。主活塞的曲轴半径为R，副活塞的曲轴半径为r，并且R＜r。曲轴半径等于曲轴臂长度。
本实施例中主、副气缸的配气机构、曲柄连杆机构等内燃机配置部件与已有技术相同。
图2所示，二个曲轴半径不在同一平面上，R与r之间有相位差夹角a，主活塞的曲轴半径R超前一个夹角a，夹角a的取值为大于0度小于45度。
图3中，两个活塞同时向上运动压缩气体。
图4中，由于二个曲轴半径之间有一定相位夹角，靠曲轴半径的不同长度且副曲轴半径大于主曲轴半径。主活塞先到达上止点5，副活塞仍继续上行压缩气体，两活塞往复运动的周期相同，
图5，6为提前点火过程，火花塞发出电火花点燃燃烧室中可燃气体，缸内压力、温度急剧上升，膨胀做功。点火时主活塞1已离开上止点向下运动，而副活塞3继续上行压缩气体，由于曲轴半径不同，在相同转速时，副活塞的运动速度大于主活塞的速度，点火燃烧过程中继续压缩气体，此时副气缸中的绝大部分燃气由连通气槽2压到主气缸，使得总燃料室体积没有增大，反而减小，从而保证燃烧室内有足够的压力。与现有内燃机相比，效率高、功率大、节油、废气排放低。
由于绝大部分可燃气在主燃料室，副燃料室可燃气很少，对副活塞和阻力也相对很小，因而副活塞上行上止点很容易。
实施例二为依据本实用新型提出的水平对压式燃气内燃机工作原理，如图7和图9所示。
实施例三为依据本实用新型提出的A型对压式燃气内燃机工作原理，如图8所示，大部分机构的结构特点与实施例一相同，其独特结构为：主、副活塞相对设置在同一个水平的气缸中，不需用气缸盖，各自有独立的曲轴连杆机构，有相同的旋转周期，两曲轴通过齿轮相连接。进、排气门配气机构及火花塞结构6采用现有技术，分别安装在两活塞之间的总燃烧室侧面上。由于采用对向压缩，相同曲轴半径可做到高压缩比。对柴油机很有利，活塞行程短、惯性小，故可设计成高速发动机。使用在柴油机上时还可将燃烧室移至换气系统之外，减小对进、排气门配气机构的要求，见图9。
水平式适用于大型发电机、重型工程机械、船舶、军舰、机床使用；实施例一所示的平行式和实施例三提供的A型结构适用于汽车使用。
本实用新型的上述实施例也可采用不同缸径对压；多缸采用偶数或奇数倍均可。

Claims (9)

1、一种能有效提高输出功率、增大扭矩的对压式燃气内燃机，它由内燃机活塞，曲轴、气缸组成，其特征在于：
(1)、至少二个气缸为一工作单元，称为主气缸和副气缸，在每个气缸里装有一个可往复运动的活塞，活塞通过曲柄连杆机构与曲轴连接，二个活塞的曲轴半径不相等，主活塞的曲轴半径R小于副活塞的曲轴半径r；
(2)、主活塞的曲轴半径与副活塞的曲轴半径不在同一平面，相互之间相差一个夹角a；
(3)、二个气缸的燃烧室之间通过连通气槽连通。
2、如权利要求1所述的内燃机，其特征在于：两个气缸的总压缩比视油料不同为(9-20)∶1。
3、如权利要求1所述的内燃机，其特征在于：主活塞曲轴半径和副活塞曲轴半径间的夹角a为大于0度小于45度。
4、如权利要求1所述的内燃机，其特征在于：二个气缸燃烧室之间的连通气槽位于气缸顶部。
5、如权利要求1所述的内燃机，其特征在于：主气缸和副气缸相互间为平行布置。
6、如权利要求1所述的内燃机，其特征在于：主气缸和副气缸相互间为水平对头布置。
7、如权利要求1所述的内燃机，其特征在于：主气缸和副气缸相互间为A型对头布置。
8、如权利要求1所述的内燃机，其特征在于：主气缸和副气缸采用偶数或奇数组成工作单元，多缸机构采用偶数或奇数倍。
9、如权利要求1所述的内燃机，其特征在于：主气缸和副气缸采用不同缸径。
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