專(zhuān)利名稱(chēng)：二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)裝置，特別是一種二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
技術(shù)背景常規(guī)循環(huán)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的缺陷在于其燃?xì)馀蛎洸荒苓M(jìn)行到底，即隨著排氣門(mén)的打開(kāi)而突然 中斷，因而，燃?xì)鉄崮懿荒艹浞峙蛎涋D(zhuǎn)變成機(jī)械功。這樣，不僅嚴(yán)重地浪費(fèi)了能量(排氣熱 損失33% 美國(guó)環(huán)保局對(duì)典型汽車(chē)能量分布測(cè)試數(shù)據(jù))，降低了熱效率，而且，此種高溫(約900° C))、高壓、未完全燃燒的燃?xì)庖愿咚購(gòu)呐艢夤芘懦?，?dǎo)致強(qiáng)烈的擾動(dòng)和噪聲，污染了環(huán) 境，增加了排氣凈化的成本。以前，曾有人試圖將此種燃?xì)庖鲎鞫纬浞峙蛎?，但因機(jī)構(gòu)復(fù)雜，造成大量的流動(dòng)損 失和磨擦損失，外加成本的提高，機(jī)構(gòu)可靠性的降低，使該項(xiàng)技術(shù)未能得到應(yīng)用。阿特金森 (Atkinsan)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)就是因?yàn)樯鲜鲈蚨吹玫桨l(fā)展。另，移動(dòng)燃燒室(Migrating Combustion Chamber,縮寫(xiě)為MCC)式發(fā)動(dòng)機(jī)，雖然機(jī)構(gòu)(三大運(yùn)動(dòng)部件燃燒室〈Combustion Chamber Member,縮寫(xiě)為CCM〉、軌道活塞〈0rbiting Piston,縮寫(xiě)為0P〉和曲軸)簡(jiǎn)單，可以 通過(guò)自身的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)使燃?xì)獾玫蕉纬浞峙蛎?排氣溫度150。 M0° C)，并在美國(guó)得以量 產(chǎn)(3.68kw/2.94kw/0.74kw/0.37kw)，但扁平燃燒室、兩沖程的機(jī)構(gòu)原理及直線密封問(wèn)題， 使得MCC在降低最低燃油消耗率(3. 68kw節(jié)氣門(mén)全開(kāi)639g/kwh—426g/kw*h)和大功率化方 面，始終存在著難以克服的困難，作為通用動(dòng)力得不到廣泛普及。發(fā)明內(nèi)容為了解決常規(guī)循環(huán)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹不充分，嚴(yán)重浪費(fèi)能量，熱效率低下及燃?xì)馀欧诺膹?qiáng) 烈擾動(dòng)、噪聲、污染問(wèn)題，降低排氣凈化成本，而又能有效地降低最低燃油消耗率和簡(jiǎn)易地 大功率ft，本發(fā)明提供了一種二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明提供的二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，由曲柄銷(xiāo)、連桿、活塞、氣缸、氣門(mén)、火 花塞、燃?xì)夤?、進(jìn)(排)氣管及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)熟知機(jī)構(gòu)組成(相關(guān)熟知機(jī)構(gòu)，在此不多加 敘述。)，其特征在于3n(『l,2，3…)缸數(shù)的二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，每三缸為一組，可分為三缸二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，六缸二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)， ，以此類(lèi) 推；以上所述一組三缸中，中間氣缸為燃?xì)舛闻蛎浂_程氣缸，兩邊氣缸為混合氣燃燒一 次膨脹四沖程氣缸；以上所述中間氣缸有來(lái)至兩邊缸的兩個(gè)燃?xì)夤芗皻忾T(mén)， 一排氣歧管及氣 門(mén)，無(wú)火花塞；以上所述兩邊氣缸各有一(混合氣)進(jìn)氣歧管及氣門(mén)， 一排氣歧管及氣門(mén)，一 通向中間氣缸的燃?xì)夤芗皻忾T(mén)， 一火花塞；以上所述的一組三缸中各有一活塞，由連桿與曲柄 銷(xiāo)相連;以上所述中間氣缸的曲柄銷(xiāo)與兩邊氣缸同一角度曲柄銷(xiāo)呈O。 180°后夾角。二 炎膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作狀態(tài)下， 一組三缸中的兩邊氣缸， 一缸按進(jìn)氣一 壓縮一點(diǎn)火燃燒(一次)膨脹一燃?xì)舛闻蛎浺慌艢馀c另一缸按點(diǎn)火燃燒(一次)膨脹一燃 氣二次膨脹一排氣一進(jìn)氣一壓縮順序，使燃燒工質(zhì)在四沖程內(nèi)循環(huán)；與此同時(shí)，中間氣缸按 排氣一燃?xì)舛闻蛎浺慌艢庖蝗細(xì)舛闻蛎浀捻樞?，使燃?xì)夤べ|(zhì)二次膨脹在二沖程內(nèi)循環(huán)； 經(jīng)二次充分膨脹的排氣平均溫度應(yīng)在150° C左右。綜上所述，二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，利用普通活塞發(fā)動(dòng)機(jī)成熟的原理、機(jī)構(gòu)、工 藝，不僅很好地解決了常規(guī)循環(huán)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)沖程不足，膨脹不充分，嚴(yán)重浪費(fèi)能量，熱效率 低下及燃?xì)馀欧诺膹?qiáng)烈擾動(dòng)、噪聲、污染問(wèn)題，降低了排氣凈化成本，而且把發(fā)動(dòng)機(jī)的四沖 程、二沖程優(yōu)勢(shì)完美地結(jié)合在了一起，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，有效降低了燃?xì)舛闻蛎浀牧鲃?dòng)損失 和機(jī)構(gòu)的磨擦損失，增加了l/3的指示功，克服了以MCC為代表的二次膨脹技術(shù)在降低最低 燃油消耗率(3.68kw節(jié)氣門(mén)全開(kāi)639g/kwh—426g/kwh)和大功率化方面的困難，并在短沖 程高速發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能減排上體現(xiàn)出很好的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。應(yīng)當(dāng)注意的是，二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其最好的性能指標(biāo)并不一定在中間氣缸 的曲柄銷(xiāo)與兩邊氣缸同一角度曲柄銷(xiāo)呈120°后夾角位置，也不一定在中間氣缸(缸徑應(yīng)較 大)與兩邊氣缸容積相同上，至于哪些參數(shù)能更好地發(fā)揮出二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的 優(yōu)越性譜巨，除了更完備的理論論證外，還需要具體精細(xì)的臺(tái)架數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖和實(shí)施例對(duì)該發(fā)明沒(méi)有任何限制 圖l、圖2、圖3、圖4是本發(fā)明的工作原理圖；圖中，l.氣缸，ll.活塞，12.連桿，13.曲柄銷(xiāo)，14.進(jìn)氣門(mén)，15.排氣門(mén)，16.燃?xì)忾T(mén)， 17.火花塞，18.進(jìn)氣歧管，19.燃?xì)夤埽?10.排氣歧管，2.氣缸,21.活塞，22.連桿，23.曲柄銷(xiāo)，24.燃?xì)忾T(mén)，25.排氣門(mén)，26.燃?xì)忾T(mén)，27.排氣歧管，3.氣缸,31.活塞,32.連桿,33.曲柄銷(xiāo)，34.進(jìn)氣 門(mén)，35.排氣門(mén),36.燃?xì)忾T(mén)，37.火花塞，38.進(jìn)氣歧管，39.燃?xì)夤埽?10.排氣歧管，4.排氣總管。
具體實(shí)施方式
在圖l所示的實(shí)施例中，曲柄銷(xiāo)(13)(33)(23)轉(zhuǎn)到各自的上止點(diǎn)后120。及0°位置， 由連桿((12) (32) (22)拉牽各自的活塞(11) (31) (21)在氣缸(1) (3)中繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)， 在氣缸《2)中的上止點(diǎn)開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)；燃?xì)夤?19) (39)、排氣歧管(110) (310) (27)、 進(jìn)氣歧管(18) (38)的燃?xì)忾T(mén)(16) (24)、排氣門(mén)(15) (35) (25)、進(jìn)氣門(mén)(34)保持關(guān) 閉，燃?xì)忾T(mén)(36) (26)開(kāi)始開(kāi)啟，進(jìn)氣門(mén)(14)保持開(kāi)啟；氣缸(1)經(jīng)進(jìn)氣歧管(18)繼 續(xù)吸入新鮮混合氣，氣缸(3)中的燃?xì)獬嗽?3)中繼續(xù)膨脹外，開(kāi)始經(jīng)過(guò)燃?xì)夤?39) 進(jìn)入氣缸(2)進(jìn)行二次膨脹。在圖2所示的實(shí)施例中，曲柄銷(xiāo)(13) (33) (23)轉(zhuǎn)到各自的上止點(diǎn)后240°及120°位 置，由連桿(12) (32) (22)拉牽各自的活塞(11) (31) (21)，在氣缸(1) (3)中繼續(xù)向 上運(yùn)動(dòng)，在氣缸(2)中繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)；燃?xì)夤?19) (39)、排氣歧管(110) (310) (27)、 進(jìn)氣歧管(18) (38)的燃?xì)忾T(mén)(16) (24)、排氣門(mén)(15) (25)、進(jìn)氣門(mén)(34)保持關(guān)閉，燃 氣門(mén)(3 6) (26)開(kāi)始關(guān)閉，排氣門(mén)(35)同時(shí)開(kāi)啟，進(jìn)氣門(mén)(14)保持關(guān)閉氣缸(1)繼 續(xù)對(duì)新鮮混合氣進(jìn)行壓縮，氣缸(3)中的燃?xì)馔ㄟ^(guò)排氣歧管(310)開(kāi)始排出，氣缸(2)的 燃?xì)舛:膨脹繼續(xù)進(jìn)行；排氣總管(4)排出來(lái)自排氣歧管(310)的燃?xì)?。在圖3所示的實(shí)施例中，曲柄銷(xiāo)(13) (33) (23)轉(zhuǎn)到各自的上止點(diǎn)后300。及180°位 置，由連桿(12) (32) (22)拉牽各自的活塞(11) (31) (21)，在氣缸(1) (3)中繼續(xù)向 h運(yùn)動(dòng)，，在氣缸(2)中的下止點(diǎn)開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)；燃?xì)夤?19) (39)、排氣歧管(110) (310) (27)、進(jìn)氣歧管(18) (38)的燃?xì)忾T(mén)(16) (24) (36) (26)、排氣門(mén)(15)、進(jìn)氣門(mén)(14) (34)保持關(guān)閉，排氣門(mén)(35)保持開(kāi)啟，排氣門(mén)(25)開(kāi)始開(kāi)啟；氣缸(1)繼續(xù)對(duì)新鮮混 合氣進(jìn)行壓縮，氣缸(3)中的燃?xì)馔ㄟ^(guò)排氣歧管(310)繼續(xù)排出，氣缸(2)中二次膨脹燃 氣通過(guò)擁P氣歧管(27)開(kāi)始排出；排氣總管(4)排出來(lái)自排氣歧管(310) (27)的燃?xì)狻Ｔ趫D4所示的實(shí)施例中，曲柄銷(xiāo)(13)(33)(23)轉(zhuǎn)到各自的上止點(diǎn)后0。及240°位置， 由連桿'(12) (32) (22)拉牽各自的活塞(11) (31) (21)，在氣缸(1) (3)中的上止點(diǎn)開(kāi) 始向下運(yùn)動(dòng)，在氣缸(2)中繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)；燃?xì)夤?19) (39)、排氣歧管(110) (310) (27)、 進(jìn)氣歧管(18) (38)的燃?xì)忾T(mén)(16) (24) (36) (26)、排氣門(mén)(15)、進(jìn)氣門(mén)(14)保持關(guān) 閉，排氣門(mén)(35)開(kāi)始關(guān)閉，排氣門(mén)(25)保持開(kāi)啟，進(jìn)氣門(mén)(34)開(kāi)始開(kāi)啟；氣缸(1)中 火花塞《17)點(diǎn)燃新鮮壓縮混合氣，氣缸(3)通過(guò)進(jìn)氣歧管(38)開(kāi)始吸入新鮮混合氣，氣 缸(2)中二次膨脹燃?xì)饫^續(xù)通過(guò)排氣歧管(27)排出；排氣總管(4)排出來(lái)自排氣歧管(27) 的燃?xì)狻?br> 權(quán)利要求
1. 一種二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，由曲柄銷(xiāo)、連桿、活塞、氣缸、氣門(mén)、火花塞、燃?xì)夤?、進(jìn)(排)氣管、排氣總管及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)熟知機(jī)構(gòu)組成(相關(guān)熟知機(jī)構(gòu)，在此不多加敘述。)，其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)為3n(n＝1，2，3…)，每三缸為一組；一組中，一氣缸為燃?xì)舛闻蛎浂_程氣缸，另兩氣缸為混合氣燃燒一次膨脹四沖程氣缸。
2.,權(quán)利要求1所述的二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，燃?xì)舛闻蛎浂_程氣 缸為一組中的中間氣缸，有來(lái)至兩邊氣缸的兩個(gè)燃?xì)夤芗皻忾T(mén)， 一排氣歧管及 氣i門(mén)，無(wú)火花塞。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)， 一組中的兩邊氣缸為混 ^^氣燃燒一次膨脹氣缸，各有一 (混合氣)進(jìn)氣歧管及氣門(mén)， 一排氣歧管及氣 門(mén)， 一通向中間缸的燃?xì)夤芗皻忾T(mén)， 一火花塞。
4.,權(quán)利要求1所述的二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，燃?xì)舛闻蛎浂_程氣 缸的容積與其兩邊任一混合氣燃燒一次膨脹四沖程氣缸相同。
5.,權(quán)利要求1所述的二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，燃?xì)舛闻蛎浂_程氣 缸的容積是其兩邊任一混合氣燃燒一次膨脹四沖程氣缸的1. 1 3. 5倍。
6.,權(quán)利要求1所述的二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，燃?xì)舛闻蛎浂_程氣 缸的容積是其兩邊任一混合氣燃燒一次膨脹四沖程氣缸的3. 51 5倍。
7.,權(quán)利要求1所述的二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)， 一組三缸中各有一活 塞，由連桿與曲柄相連。
8. 權(quán)利要求1所述的二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，燃?xì)舛闻蛎浂_程氣 缸中的曲柄銷(xiāo)與兩邊混合氣燃燒一次膨脹四沖程氣缸中的同一角度曲柄銷(xiāo)呈 0。' 180°后夾角。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)可由 3ni(r^l,2,3…)缸組成。
全文摘要
本發(fā)明提供的二次膨脹混合沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，由曲柄銷(xiāo)、連桿、活塞、氣缸、氣門(mén)、火花塞、燃?xì)夤堋⑦M(jìn)(排)氣管、排氣總管及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)熟知機(jī)構(gòu)組成(相關(guān)熟知機(jī)構(gòu)，在此不多加敘述)。該發(fā)動(dòng)機(jī)為3n(n＝1，2，3…)缸數(shù)，即每三缸為一組，中間氣缸為燃?xì)舛闻蛎浂_程氣缸，兩邊氣缸為混合氣燃燒一次膨脹四沖程氣缸，中間氣缸有來(lái)至兩邊缸的兩個(gè)燃?xì)夤芗皻忾T(mén)，一排氣歧管及氣門(mén)，無(wú)火花塞，兩邊氣缸各有一(混合氣)進(jìn)氣歧管及氣門(mén)，一排氣歧管及氣門(mén)，一通向中間氣缸的燃?xì)夤芗皻忾T(mén)，一火花塞，三缸中各有一活塞，由連桿與曲柄銷(xiāo)相連，中間氣缸的曲柄銷(xiāo)與兩邊氣缸同一角度曲柄銷(xiāo)呈0°～180°后夾角。該發(fā)明在正常工作狀態(tài)下，一組三缸中的兩邊氣缸，一缸按進(jìn)氣→壓縮→點(diǎn)火燃燒(一次)膨脹→燃?xì)舛闻蛎洝艢馀c另一缸按點(diǎn)火燃燒(一次)膨脹→燃?xì)舛闻蛎洝艢狻M(jìn)氣→壓縮順序，使燃燒工質(zhì)在四沖程內(nèi)循環(huán)，與此同時(shí)，中間氣缸按排氣→燃?xì)舛闻蛎洝艢狻細(xì)舛闻蛎浀捻樞?，使燃?xì)夤べ|(zhì)二次膨脹在二沖程內(nèi)循環(huán)。
文檔編號(hào)F02B41/00GK101532421SQ20091013248
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月29日
發(fā)明者王漢全 申請(qǐng)人:王漢全