專利名稱：二沖程純氧節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種ニ沖程純氧節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
柴油機(jī)的方法是先只壓縮空氣，然后將燃油直接噴入壓縮空氣中，此方法更適合于ニ沖程循環(huán)，因此很多大型柴油機(jī)的生產(chǎn)廠商使用這種方法制造大馬カ的發(fā)動(dòng)機(jī)。此類設(shè)計(jì)在排氣時(shí)減小了有效工作行程，所以實(shí)際輸出功率有所下降，因?yàn)檫M(jìn)入氣缸的是空氣，空氣中氧氣占21%，其他氣體占79%，所以大部分氣體不能與燃料反應(yīng)，壓縮它們會(huì)增大阻力，使轉(zhuǎn)速降低，功率下降。而且在廢氣中它們會(huì)帶走許多熱量，使效率降低。吸入的空氣量由排量決定，因此在排量一定時(shí)就限制了最大噴油量，也就限制了最大功率。采用向外散熱方式，使占總能量的百分之二十至百分之三十的能量白白流失，導(dǎo)致效率大大降低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠大幅度提高柴油機(jī)單位體積功率。工作效率較高、節(jié)能環(huán)保的ニ沖程純氧節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)。本實(shí)用新型的ニ沖程純氧節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)，包括主氣缸，所述主氣缸內(nèi)設(shè)有主要由活塞、連桿和曲軸構(gòu)成的活塞運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及主要由噴油嘴和噴油泵組成的燃油噴射機(jī)構(gòu)，所述噴油泵的噴油歷程通過(guò)由正時(shí)齒輪組帶動(dòng)的噴油凸輪軸控制；所述主氣缸上設(shè)有排氣ロ，所述主氣缸內(nèi)還設(shè)有氧氣噴射機(jī)構(gòu)，所述氧氣噴射機(jī)構(gòu)包括位于氣缸上方的噴氧嘴和通過(guò)管路連接噴氧嘴的噴氧泵，所述噴氧泵的噴氧歷程通過(guò)由正時(shí)齒輪組帶動(dòng)的噴氧凸輪軸控制。所述的噴油泵為直列式噴油泵，用于給燃油加壓，所述的噴氧泵也可以采用直列式噴油泵用于給液態(tài)氧加壓可按比例增大或減小給液態(tài)氧加壓的直列式噴油泵，使氧氣與燃油噴入氣缸的質(zhì)量比為氧氣與燃油化學(xué)反應(yīng)的質(zhì)量比。同時(shí)兩個(gè)直列式噴油泵都由油門控制。所述主氣缸的排氣ロ連接到一副氣缸，所述副氣缸包括上部的膨脹做功氣室和下部的運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)；所述運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括正時(shí)輪三、由正時(shí)輪三帶動(dòng)的副缸曲軸以及連接副缸曲軸的活塞連桿、活塞推桿；所述膨脹做功氣室設(shè)有兩個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門，進(jìn)氣門和排氣門的開(kāi)閉均由副缸凸輪軸控制，所述副缸凸輪軸由正時(shí)輪組帶動(dòng)，所述正時(shí)輪組通過(guò)正時(shí)皮帶與副缸曲軸形成副缸運(yùn)動(dòng)線；所述正時(shí)輪三與主缸的正時(shí)輪ー及帶動(dòng)主缸曲軸的正時(shí)輪二通過(guò)正時(shí)皮帶共同形成主、副缸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)線，所述正時(shí)輪ー和正時(shí)輪二等周長(zhǎng)，正時(shí)輪三的周長(zhǎng)為正時(shí)輪ニ周長(zhǎng)的五倍。所述主氣缸的排氣ロ處設(shè)有噴水嘴，所述主氣缸的燃燒室的外周設(shè)有裝滿水的螺旋加熱管。所述螺旋加熱管為半圓柱形螺旋加熱管或圓柱形螺旋加熱管。所述螺旋加熱管里的水由連接水箱的水泵供給，所述水泵的噴水歷程通過(guò)由正時(shí)齒輪組帶動(dòng)的噴水凸輪軸控制。[0009]本實(shí)用新型的有益效果為I.本實(shí)用新型由于噴入的不是空氣而是純氧，所以壓縮時(shí)阻力大大減小，可以提高轉(zhuǎn)速，功率因此也得到提高。純氧與燃料反應(yīng)，溫度高，平均壓強(qiáng)高，可以大幅度提高柴油機(jī)單位體積功率。[0011]2.本發(fā)動(dòng)機(jī)可用于水下工作發(fā)動(dòng)機(jī)。(用氫氣作燃料，可作為潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)。因?yàn)樯晌锸撬魵?，降溫后是液態(tài)水，不需要排氣，所以隱蔽性好。)3.該發(fā)動(dòng)機(jī)最大工作壓強(qiáng)極高，不怕爆炸，可以用汽油。由于汽油機(jī)效率低，因此可以極大提高汽油利用率。4.該發(fā)動(dòng)機(jī)用純氧作催化劑，可大大減少一氧化氮等有害氣體的排放，環(huán)保。5.本發(fā)動(dòng)機(jī)由于利用了散熱做功，因此不需要散熱系統(tǒng)，降低了成本，也提高了效率。

圖I為本實(shí)用新型的單缸結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的雙缸結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中王、副缸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)線結(jié)構(gòu)不意圖；圖4為圖2中副缸運(yùn)動(dòng)線結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為主氣缸燃燒室采用ー種圓柱形螺旋加熱管時(shí)安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、正時(shí)輪ー ；2、主缸凸輪軸；3、氣門；4、噴油嘴；5、噴氧嘴；6、活塞；7、半圓柱形螺旋加熱管；7’、圓柱形螺旋加熱管；8正時(shí)齒輪組；9水泵；10噴氧泵；11噴油泵；12、正時(shí)輪ニ ；13、正時(shí)輪三；14、張緊輪組；15、正時(shí)輪組；16、副缸活塞；17、活塞推桿；18、凸輪軸ー ；20、凸輪軸ニ ；22、凸輪軸三；24、凸輪軸四；19、進(jìn)氣門一 ；21、進(jìn)氣門ニ ； 23、排氣門一；25、排氣門ニ； 26、28正時(shí)皮帶或正時(shí)鏈條；27、噴水嘴。
具體實(shí)施方式
一如圖I所示，本實(shí)用新型的ニ沖程純氧節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)，包括主氣缸，主氣缸內(nèi)設(shè)有主要由活塞6、連桿和曲軸構(gòu)成的活塞運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及主要由噴油嘴4和噴油泵11組成的燃油噴射機(jī)構(gòu)，噴油泵11的噴油歷程通過(guò)由正時(shí)齒輪組8帶動(dòng)的噴油凸輪軸控制；主氣缸上設(shè)有排氣ロ，主氣缸內(nèi)還設(shè)有氧氣噴射機(jī)構(gòu)，氧氣噴射機(jī)構(gòu)包括位于氣缸上方的噴氧嘴5和通過(guò)管路連接噴氧嘴5的噴氧泵10，噴氧泵10的噴氧歷程通過(guò)由正時(shí)齒輪組8帶動(dòng)的噴氧凸輪軸控制。該發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方式為第一沖程始，凸輪軸2凸出部分與氣門3開(kāi)始接觸并旋轉(zhuǎn)，使氣門打開(kāi)，廢氣從氣門排出，此時(shí)活塞從下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)120度(三分之一周)活塞運(yùn)動(dòng)完三分之ニ左右沖程后吋，凸輪軸的圓弧部分開(kāi)始與氣門接觸，彈簧使氣門關(guān)閉，停止排氣，此時(shí)噴氧器開(kāi)始噴氧，活塞繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)把噴得的氧氣和廢氣壓縮升溫，直到活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)(第一沖程末)；第二沖程始，噴油器開(kāi)始噴燃油，燃油在較高溫度的富氧氣體中迅速燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體推動(dòng)活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)(第二沖程末)，到此時(shí)完成ー個(gè)工作循環(huán)。
具體實(shí)施方式
ニ如圖2所示，本實(shí)用新型的ニ沖程純氧節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)，包括主氣缸，主氣缸內(nèi)設(shè)有主要由活塞6、連桿和曲軸構(gòu)成的活 塞運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及主要由噴油嘴4和噴油泵11組成的燃油噴射機(jī)構(gòu)，噴油泵11的噴油歷程通過(guò)由正時(shí)齒輪組8帶動(dòng)的噴油凸輪軸控制；主氣缸上設(shè)有排氣ロ，主氣缸內(nèi)還設(shè)有氧氣噴射機(jī)構(gòu)，氧氣噴射機(jī)構(gòu)包括位于氣缸上方的噴氧嘴5和通過(guò)管路連接噴氧嘴5的噴氧泵10，噴氧泵10的噴氧歷程通過(guò)由正時(shí)齒輪組8帶動(dòng)的噴氧凸輪軸控制；主氣缸的排氣ロ連接到一副氣缸，副氣缸包括上部的膨脹做功氣室和下部的運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)；其中，運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括副缸正時(shí)輪13、由副缸正時(shí)輪13帶動(dòng)的副缸曲軸以及連接副缸曲軸的活塞連桿、活塞推桿17 ;所述膨脹做功氣室設(shè)有兩個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門，其中，進(jìn)氣門一 19的開(kāi)閉通過(guò)凸輪軸ー 18控制，進(jìn)氣門ニ 21的開(kāi)閉由凸輪軸ニ 20控制，排氣門ー 23的開(kāi)閉通過(guò)凸輪軸三22控制，排氣門ニ 25的開(kāi)閉通過(guò)凸輪軸四24控制，且四個(gè)副缸凸輪軸由正時(shí)輪組15帶動(dòng)，所述正時(shí)輪組15通過(guò)正時(shí)皮帶28與副缸曲軸形成副缸運(yùn)動(dòng)線，如圖4所示，凸輪軸一 18和凸輪軸ニ 20的凸出部分占60度(六分之一周)，圓弧部分占300度(六分之五周)；凸輪軸三22和凸輪軸四24凸出部分占180度(二分之一周)，圓弧部分占180度(二分之一周);所述正時(shí)輪三13與主缸的正時(shí)輪ー I及帶動(dòng)主缸曲軸的正時(shí)輪ニ 12通過(guò)正時(shí)皮帶26共同形成主、副缸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)線，所述正時(shí)輪ー I和正時(shí)輪ニ 12等周長(zhǎng)，正時(shí)輪三13的周長(zhǎng)為正時(shí)輪ニ 12周長(zhǎng)的五倍，如圖3所示；主氣缸的排氣ロ處設(shè)有噴水嘴27，主氣缸的燃燒室的外周設(shè)有裝滿水的半圓柱形螺旋加熱管7 (也可以采用如圖5所示的圓柱形螺旋加熱管7’)。半圓柱形螺旋加熱管7的水由連接水箱的水泵9供給，水泵9的噴水歷程通過(guò)由正時(shí)齒輪組8帶動(dòng)的噴水凸輪軸控制。本實(shí)用新型中的噴油嘴4連接噴油泵11后再連接油箱。噴氧嘴5連接噴氧泵10后再連接空壓機(jī)，(即把氧氣瓶?jī)?nèi)氧氣壓縮成液態(tài)，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。)最后連接氧氣瓶。噴水嘴27連接主缸燃燒室外的半圓柱形螺旋加熱管7，半圓柱形螺旋加熱管7再連接水泵9，水栗最后連接水箱，嗔水嘴27在王缸排氣管與副缸進(jìn)氣門之間，王缸排氣后分兩路分別連接副缸的兩個(gè)進(jìn)氣門。噴氧泵10是由噴油泵11可按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60度后安裝在中間正時(shí)齒輪正下方，水泵9由噴油泵11按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180度后安裝在中間正時(shí)齒輪正左邊的。氧泵和水泵原理都與噴油泵原理相同。按比例増大氧泵，使氧氣與燃油噴入氣缸的質(zhì)量比為氧氣與燃油化學(xué)反應(yīng)的質(zhì)量比。如用汽油作燃料時(shí)，按比例増大噴氧泵使其大小或質(zhì)量為噴油泵的2. 7倍左右。水泵與噴油泵等大，噴油噴氧噴水量最后都由油門統(tǒng)ー控制。本實(shí)用新型的正時(shí)齒輪組8等大，正時(shí)輪組15等大，正時(shí)輪ー I與正時(shí)輪ニ 12等大，正時(shí)輪三13的周長(zhǎng)是正時(shí)輪ニ 12的周長(zhǎng)的五倍。所以主缸轉(zhuǎn)五圈水泵.氧泵.油泵.主缸凸輪軸轉(zhuǎn)五圈，副缸轉(zhuǎn)ー圈，副缸凸輪軸轉(zhuǎn)ー圏。(主缸轉(zhuǎn)速為副缸轉(zhuǎn)速的五倍。)主缸排量為副缸排量的十二分之一左右。主缸凸輪軸凸出部分占120度(三分之一周)，圓弧部分占240度(三分之ニ周)。凸輪軸一 18和凸輪軸ニ 20凸出部分占60度(六分之一周)，圓弧部分占300度(六分之五周)。凸輪軸三22和凸輪軸四24凸出部分占180度(二分之一周)，圓弧部分占180度(二分之一周)。水壓強(qiáng)在200左右個(gè)大氣壓時(shí)，噴水嘴打開(kāi)噴水。噴水嘴開(kāi)啟時(shí)水的壓強(qiáng)永遠(yuǎn)大于半圓柱形螺旋加熱管內(nèi)水溫的對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)。本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)主副缸是按順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。主缸運(yùn)行方式為第一沖程始，主缸凸輪軸2凸出部分與氣門3開(kāi)始接觸并旋轉(zhuǎn)，使氣門打開(kāi)，廢氣從氣門排出，此時(shí)活塞從下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)主缸凸輪軸2旋轉(zhuǎn)120度(三分之一周)活塞運(yùn)動(dòng)完三分之ニ左右沖程后時(shí)，主缸凸輪軸2的圓弧部分開(kāi)始與氣門接觸，彈簧使氣門關(guān)閉，停止排氣，此時(shí)噴氧嘴開(kāi)始噴氧，活塞繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)把噴得的氧氣和廢氣壓縮升溫，直到活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)(第一沖程末)；第二沖程始，噴油器開(kāi)始噴燃油，燃油在較高溫度的富氧氣體中迅速燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體推動(dòng)活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)(第ニ沖程末)，到此時(shí)完成ー個(gè)工作循環(huán)。副缸運(yùn)行方式為第一沖程始凸輪軸一 18的凸出部分開(kāi)始與進(jìn)氣門一 19接觸，凸輪軸ニ 20的圓弧部分已于進(jìn)氣門ニ 21接觸了 120度圓弧，凸輪軸三22的圓弧部分開(kāi)始與排氣門一 23接觸，凸輪軸四24的凸出部分開(kāi)始與排氣門ニ 25接觸，它們并旋轉(zhuǎn)，使進(jìn)氣門ー 19打開(kāi)，進(jìn)氣門ニ 21持續(xù)關(guān)閉，排氣門ー 23關(guān)閉，排氣門ニ 25打開(kāi)。此時(shí)高溫高壓氣體從進(jìn)氣門一 19進(jìn)入副氣缸向下推動(dòng)活塞從上止點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，活塞下方的氣體從排氣門ニ 25中排出。副缸凸輪軸旋轉(zhuǎn)60度后，凸輪軸一 18的圓弧部分剛剛與進(jìn)氣門一 19接觸，彈簧使進(jìn)氣門一 19關(guān)閉，進(jìn)氣停止。此時(shí)活塞已向下運(yùn)動(dòng)完三分之一左右沖程并繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)至下止點(diǎn)(第一沖程末)；第二沖程始凸輪軸一 18已與進(jìn)氣門ー 19接觸了 120度的圓弧，凸輪軸ニ 20的凸出部分開(kāi)始與進(jìn)氣門ニ 21接觸，凸輪軸三22凸出部分開(kāi)始與排 氣門ー 23接觸，凸輪軸四24圓弧部分開(kāi)始與排氣門ニ 25接觸。它們并旋轉(zhuǎn)，使進(jìn)氣門一19持續(xù)關(guān)閉，進(jìn)氣門ニ 21打開(kāi)，排氣門ー 23打開(kāi)，排氣門ニ 25關(guān)閉。此時(shí)，高溫高壓氣體從進(jìn)氣門ニ 21進(jìn)入副氣缸，向上推動(dòng)活塞從下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，活塞上方氣體從排氣門一 23排出。副缸凸輪軸旋轉(zhuǎn)60度后，凸輪軸ニ 20的圓弧部分與進(jìn)氣門ニ 21開(kāi)始接觸，彈簧使進(jìn)氣門ニ 21關(guān)閉，進(jìn)氣停止。此時(shí)活塞已向上運(yùn)動(dòng)完三分之一左右沖程并繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)至上止點(diǎn)(第二沖程末)。此時(shí)完成ー個(gè)工作循環(huán)。
權(quán)利要求1.一種ニ沖程純氧節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)，包括主氣缸，所述主氣缸內(nèi)設(shè)有主要由活塞(6)、連桿和曲軸構(gòu)成的活塞運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及主要由噴油嘴(4)和噴油泵(11)組成的燃油噴射機(jī)構(gòu)，所述噴油泵(11)的噴油歷程通過(guò)由正時(shí)齒輪組(8)帶動(dòng)的噴油凸輪軸控制；所述主氣缸上設(shè)有排氣ロ，其特征在干所述主氣缸內(nèi)還設(shè)有氧氣噴射機(jī)構(gòu)，所述氧氣噴射機(jī)構(gòu)包括位于氣缸上方的噴氧嘴(5)和通過(guò)管路連接噴氧嘴(5)的噴氧泵(10)，所述噴氧泵(10)的噴氧歷程通過(guò)由正時(shí)齒輪組(8)帶動(dòng)的噴氧凸輪軸控制。
2.如權(quán)利要求I所述的ニ沖程純氧節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述主氣缸的排氣ロ連接到一副氣缸，所述副氣缸包括上部的膨脹做功氣室和下部的運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)；所述運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)包括正時(shí)輪三(13)、由正時(shí)輪三(13)帶動(dòng)的副缸曲軸以及連接副缸曲軸的活塞連桿、活塞推桿(17);所述膨脹做功氣室設(shè)有兩個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門，進(jìn)氣門和排氣門的開(kāi)閉均由副缸凸輪軸控制，所述副缸凸輪軸由正時(shí)輪組(15)帶動(dòng)，所述正時(shí)輪組(15)通過(guò)正時(shí)皮帶(28)與副缸曲軸形成副缸運(yùn)動(dòng)線；所述正時(shí)輪三(13)與主缸的正時(shí)輪ー(I)及帶動(dòng)主缸曲軸的正時(shí)輪ニ( 12)通過(guò)正時(shí)皮帶(26)共同形成主、副缸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)線，所述正時(shí)輪ー(I)和正時(shí)輪ニ( 12)等周長(zhǎng)，正時(shí)輪三(13)的周長(zhǎng)為正時(shí)輪ニ( 12)周長(zhǎng)的五倍。
3.如權(quán)利要求2所述的ニ沖程純氧節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述主氣缸的排氣ロ處設(shè)有噴水嘴(27)，所述主氣缸的燃燒室的外周設(shè)有裝滿水的螺旋加熱管。
4.如權(quán)利要求3所述的ニ沖程純氧節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述螺旋加熱管為半圓柱形螺旋加熱管(7 )或圓柱形螺旋加熱管(7 ’)。
5.如權(quán)利要求3所述的ニ沖程純氧節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述螺旋加熱管里的水由連接水箱的水泵(9)供給，所述水泵(9)的噴水歷程通過(guò)由正時(shí)齒輪組(8)帶動(dòng)的噴水凸輪軸控制。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種二沖程純氧節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)，包括主氣缸，所述主氣缸內(nèi)設(shè)有主要由活塞、連桿和曲軸構(gòu)成的活塞運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及主要由噴油嘴和噴油泵組成的燃油噴射機(jī)構(gòu)；所述主氣缸上設(shè)有排氣口，所述主氣缸內(nèi)還設(shè)有氧氣噴射機(jī)構(gòu)，所述氧氣噴射機(jī)構(gòu)包括位于氣缸上方的噴氧嘴和通過(guò)管路連接噴氧嘴的噴氧泵，所述噴氧泵的噴氧歷程通過(guò)由正時(shí)齒輪組帶動(dòng)的噴氧凸輪軸控制。本實(shí)用新型可以大幅度提高柴油機(jī)單位體積功率，可極大提高汽油利用率；該發(fā)動(dòng)機(jī)用純氧作催化劑，可大大減少一氧化氮等有害氣體的排放，環(huán)保；由于利用了散熱做工，因此不需要散熱系統(tǒng)，降低了成本，也提高了效率。
文檔編號(hào)F02B41/08GK202391561SQ20112041360
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者虞慎雨 申請(qǐng)人:虞慎雨