專利名稱：直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域，尤其是一種四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)分為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)一般說(shuō)來(lái)要在氣缸蓋上布置進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)兩類氣門(mén)，這就不可避免的造成了氣體流動(dòng)通量小、流動(dòng)阻力大；二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)都是通過(guò)掃氣的形式將廢氣從氣缸排出，將新鮮空氣導(dǎo)入氣缸，這種方式往往存在掃氣不徹底或掃氣過(guò)量以及熱負(fù)荷高的問(wèn)題。因此，需要發(fā)明一種進(jìn)氣通量大、熱負(fù)荷低、換氣徹底的新型發(fā)動(dòng)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下
一種直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸和活塞，所述活塞設(shè)置在所述氣缸內(nèi)，所述活塞與所述氣缸相配合，在所述氣缸的側(cè)壁上設(shè)進(jìn)氣口，在所述氣缸上設(shè)排氣門(mén)，所述排氣門(mén)受使所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)按真空充氣沖程一壓縮沖程一一膨脹做功沖程一排氣沖程四沖程工作模式工作的排氣控制機(jī)構(gòu)控制。所述排氣門(mén)設(shè)置在所述氣缸的氣缸蓋上。所述排氣門(mén)設(shè)置在所述活塞上止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的所述氣缸的側(cè)壁上。在一個(gè)所述氣缸內(nèi)對(duì)置設(shè)置兩個(gè)所述活塞，在所述氣缸的側(cè)壁上沿所述氣缸的軸線方向設(shè)置兩組所述進(jìn)氣口，所述排氣門(mén)設(shè)置在這兩組所述進(jìn)氣口之間的所述氣缸的側(cè)壁上。一種直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸和活塞，所述活塞設(shè)置在所述氣缸內(nèi)，所述活塞與所述氣缸相配合，在所述氣缸的側(cè)壁上設(shè)進(jìn)氣口，在所述活塞上設(shè)排氣門(mén)，所述排氣門(mén)受使所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)按真空充氣沖程一壓縮沖程一膨脹做功沖程一排氣沖程四沖程工作模式工作的排氣控制機(jī)構(gòu)控制。所述進(jìn)氣口與進(jìn)氣增壓器的氣體出口連通。與所述排氣門(mén)相配合的排氣口與排氣動(dòng)力機(jī)構(gòu)的氣體入口連通。所述排氣控制機(jī)構(gòu)設(shè)為控制所述排氣門(mén)在排氣沖程開(kāi)始前打開(kāi)的前開(kāi)排氣控制機(jī)構(gòu)。所述排氣控制機(jī)構(gòu)設(shè)為凸輪控制機(jī)構(gòu)。所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)還包括曲軸箱和真空泵，所述曲軸箱與所述真空泵連通。本發(fā)明的原理是當(dāng)所述活塞處于上個(gè)循環(huán)的排氣沖程完了時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始真空充氣沖程(即相當(dāng)于傳統(tǒng)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣沖程)，這時(shí)所述排氣門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)，所述活塞開(kāi)始下行，所述氣缸內(nèi)形成真空，隨著所述活塞的下行，真空度不斷提高，當(dāng)所述活塞掃過(guò)設(shè)置在所述氣缸的側(cè)壁上的所述進(jìn)氣口時(shí)，新鮮空氣通過(guò)所述進(jìn)氣口沖入所述氣缸內(nèi)，所述活塞越過(guò)下止點(diǎn)開(kāi)始上行進(jìn)入壓縮沖程，隨著所述活塞上行，缸內(nèi)氣體的壓力不斷提高，當(dāng)所述活塞處于上止點(diǎn)附近時(shí)，通過(guò)向所述氣缸內(nèi)導(dǎo)入燃料和/或點(diǎn)火，所述氣缸內(nèi)的燃料與所述氣缸內(nèi)的空氣(或其他含氧氣體)發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)，所述活塞越過(guò)上止點(diǎn)進(jìn)入膨脹做功沖程，在所述膨脹做功沖程接近尾聲時(shí)，所述排氣門(mén)在所述排氣控制機(jī)構(gòu)的控制下打開(kāi)并維持開(kāi)啟狀態(tài)，所述活塞越過(guò)下止點(diǎn)進(jìn)入排氣沖程，在所述排氣沖程接近尾聲時(shí)所述排氣門(mén)在所述排氣控制機(jī)構(gòu)的控制下關(guān)閉并維持關(guān)閉狀態(tài)。如此循環(huán)，周而復(fù)始。本發(fā)明中，所述氣缸和所述活塞相對(duì)運(yùn)動(dòng)，例如所述氣缸靜止，所述活塞運(yùn)動(dòng)；所述活塞靜止，所述氣缸運(yùn)動(dòng)；所述氣缸和所述活塞均運(yùn)動(dòng)。 本發(fā)明中，應(yīng)根據(jù)所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣壓力調(diào)整所述排氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)間，以防止在膨脹做功沖程和排氣沖程轉(zhuǎn)換過(guò)程中缸內(nèi)廢氣經(jīng)所述進(jìn)氣口倒流以及此時(shí)進(jìn)氣經(jīng)所述進(jìn)氣口過(guò)量進(jìn)入氣缸。本發(fā)明中，所述進(jìn)氣增壓器為一切可以增加進(jìn)氣壓力的機(jī)構(gòu)，例如葉輪壓氣機(jī)或氣缸活塞機(jī)構(gòu)等。本發(fā)明中，所述排氣動(dòng)力機(jī)構(gòu)為一切可以通過(guò)利用排氣能量進(jìn)而向外輸出動(dòng)力的機(jī)構(gòu)，例如渦輪動(dòng)力機(jī)構(gòu)或氣缸活塞做功機(jī)構(gòu)等。本發(fā)明中，所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的所述進(jìn)氣口前的氣體壓力越大所述排氣門(mén)的排氣提前角可以越小，反之，所述進(jìn)氣口前的氣體壓力越小所述排氣門(mén)的排氣提前角可以越大。本發(fā)明中，應(yīng)根據(jù)熱能與動(dòng)力及氣體壓縮領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置必要的部件、單元或系統(tǒng)。例如，設(shè)置燃油供給系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)，以及在必要的時(shí)候設(shè)置點(diǎn)火系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。本發(fā)明的有益效果如下
本發(fā)明所公開(kāi)的直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣、排氣流通阻力小，熱負(fù)荷小，效率高。


圖I所示的是本發(fā)明實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意 圖2所示的是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意 圖3所示的是本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意 圖4所示的是本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意 圖5所示的是本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意 圖6所示的是本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意 圖7所示的是本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意 圖8所示的是本發(fā)明實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖中
I氣缸、2活塞、3進(jìn)氣口、4氣缸蓋、5排氣門(mén)、6排氣控制機(jī)構(gòu)、7曲軸箱、8真空泵、33進(jìn)氣增壓器、51排氣口、55排氣動(dòng)力機(jī)構(gòu)、61前開(kāi)排氣控制機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
如圖I所示的直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸I和活塞2，所述活塞2設(shè)置在所述氣缸I內(nèi)，所述活塞2與所述氣缸I相配合，在所述氣缸I的側(cè)壁上設(shè)進(jìn)氣口 3，所述進(jìn)氣口 3設(shè)為若干個(gè)，在所述氣缸I上設(shè)排氣門(mén)5，所述排氣門(mén)5受使所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)按真空充氣沖程一壓縮沖程一膨脹做功沖程一排氣沖程四沖程工作模式工作的排氣控制機(jī)構(gòu)6控制，所述排氣門(mén)5設(shè)置在所述氣缸I的氣缸蓋4上。具體工作過(guò)程如下當(dāng)所述活塞2處于上個(gè)循環(huán)的排氣沖程完了時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始真空充氣沖程(即相當(dāng)于傳統(tǒng)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣沖程)，這時(shí)所述排氣門(mén) 5處于關(guān)閉狀態(tài)，所述活塞2開(kāi)始下行，所述氣缸I內(nèi)形成真空，隨著所述活塞2的下行，所述氣缸I內(nèi)的真空度不斷提高，當(dāng)所述活塞2掃過(guò)設(shè)置在所述氣缸I的側(cè)壁上的所述進(jìn)氣口 3時(shí)，新鮮空氣通過(guò)所述進(jìn)氣口 3沖入所述氣缸I內(nèi)，所述活塞2越過(guò)下止點(diǎn)開(kāi)始上行進(jìn)入壓縮沖程，隨著所述活塞2上行，缸內(nèi)氣體的壓力不斷提高，當(dāng)所述活塞2處于上止點(diǎn)附近時(shí)，通過(guò)向所述氣缸I內(nèi)導(dǎo)入燃料和/或點(diǎn)火，所述氣缸I內(nèi)的燃料與所述氣缸I內(nèi)的空氣(或其他含氧氣體)發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)，所述活塞2越過(guò)上止點(diǎn)進(jìn)入膨脹做功沖程，在所述膨脹做功沖程接近尾聲時(shí)，所述排氣門(mén)5在所述排氣控制機(jī)構(gòu)6的控制下打開(kāi)并維持開(kāi)啟狀態(tài)，所述活塞2越過(guò)下止點(diǎn)進(jìn)入排氣沖程，在所述排氣沖程接近尾聲時(shí)所述排氣門(mén)5在所述排氣控制機(jī)構(gòu)6的控制下關(guān)閉并維持關(guān)閉狀態(tài)。如此循環(huán)，周而復(fù)始。實(shí)施例2
如圖2所示的直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述排氣門(mén)5設(shè)置在所述活塞2上止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的所述氣缸I的側(cè)壁上。實(shí)施例3
如圖3所示的直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于在一個(gè)所述氣缸I內(nèi)對(duì)置設(shè)置兩個(gè)所述活塞2，在所述氣缸I的側(cè)壁上沿所述氣缸I的軸線方向設(shè)置兩組所述進(jìn)氣口 3，所述排氣門(mén)5設(shè)置在這兩組所述進(jìn)氣口 3之間的所述氣缸I的側(cè)壁上。實(shí)施例4
如圖4所示的直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸I和活塞2，所述活塞2設(shè)置在所述氣缸I內(nèi)，所述活塞2與所述氣缸I相配合，在所述氣缸I的側(cè)壁上設(shè)進(jìn)氣口 3，在所述活塞
2上設(shè)排氣門(mén)5，所述排氣門(mén)5受使所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)按真空充氣沖程一壓縮沖程一膨脹做功沖程一排氣沖程四沖程工作模式工作的排氣控制機(jī)構(gòu)6控制。具體工作過(guò)程如下當(dāng)所述活塞2處于上個(gè)循環(huán)的排氣沖程完了時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始真空充氣沖程(即相當(dāng)于傳統(tǒng)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣沖程)，這時(shí)所述排氣門(mén)5處于關(guān)閉狀態(tài)，所述活塞2開(kāi)始下行，所述氣缸I內(nèi)形成真空，隨著所述活塞2的下行，所述氣缸I內(nèi)的真空度不斷提高，當(dāng)所述活塞2掃過(guò)設(shè)置在所述氣缸I的側(cè)壁上的所述進(jìn)氣口 3時(shí)，新鮮空氣通過(guò)所述進(jìn)氣口 3沖入所述氣缸I內(nèi)，所述活塞2越過(guò)下止點(diǎn)開(kāi)始上行進(jìn)入壓縮沖程，隨著所述活塞2上行，缸內(nèi)氣體的壓力不斷提高，當(dāng)所述活塞2處于上止點(diǎn)附近時(shí)，通過(guò)向所述氣缸I內(nèi)導(dǎo)入燃料和/或點(diǎn)火，所述氣缸I內(nèi)的燃料與所述氣缸I內(nèi)的空氣(或其他含氧氣體)發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)，所述活塞2越過(guò)上止點(diǎn)進(jìn)入膨脹做功沖程，在所述膨脹做功沖程接近尾聲時(shí)，所述排氣門(mén)5在所述排氣控制機(jī)構(gòu)6的控制下打開(kāi)并維持開(kāi)啟狀態(tài)，所述活塞2越過(guò)下止點(diǎn)進(jìn)入排氣沖程，在所述排氣沖程接近尾聲時(shí)所述排氣門(mén)5在所述排氣控制機(jī)構(gòu)6的控制下關(guān)閉并維持關(guān)閉狀態(tài)。如此循環(huán)，周而復(fù)始。實(shí)施例5
如圖5所示的直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述進(jìn)氣口 3與進(jìn)氣增壓器33的氣體出口連通，所述增壓器33增壓后的氣體作為所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣，提聞了進(jìn)氣壓力，進(jìn)而可以提聞發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。實(shí)施例6
如圖6所示的直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例4的區(qū)別在于與所述排氣門(mén)5相配合的排氣口 51與排氣動(dòng)力機(jī)構(gòu)55的氣體入口連通，本實(shí)施例中，設(shè)置所述排氣動(dòng)力機(jī)構(gòu)55目的是將排氣的能量再次利用，進(jìn)而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。實(shí)施例7
如圖7所示的直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述排氣控制機(jī)構(gòu)設(shè)為控制所述排氣門(mén)5在排氣沖程開(kāi)始前打開(kāi)的前開(kāi)排氣控制機(jī)構(gòu)61。具體實(shí)施時(shí)，所述排氣控制機(jī)構(gòu)6也可設(shè)為凸輪控制機(jī)構(gòu)。實(shí)施例8
如圖8所示的直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)還包括曲軸箱7和真空泵8，所述曲軸箱7與所述真空泵8連通，設(shè)置所述真空泵8的目的是為了排出漏入所述曲軸箱7內(nèi)的廢氣，使所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)安全的工作。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開(kāi)的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸(I)和活塞(2)，其特征在于所述活塞(2)設(shè)置在所述氣缸(I)內(nèi)，所述活塞(2)與所述氣缸(I)相配合，在所述氣缸(I)的側(cè)壁上設(shè)進(jìn)氣口( 3 )，在所述氣缸(I)上設(shè)排氣門(mén)(5 )，所述排氣門(mén)(5 )受使所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)按真空充氣沖程一壓縮沖程一膨脹做功沖程一排氣沖程四沖程工作模式工作的排氣控制機(jī)構(gòu)(6)控制。
2.如權(quán)利要求I所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述排氣門(mén)(5)設(shè)置在所述氣缸(I)的氣缸蓋(4)上。
3.如權(quán)利要求I所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述排氣門(mén)(5)設(shè)置在所述活塞(2)上止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的所述氣缸(I)的側(cè)壁上。
4.如權(quán)利要求I所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在一個(gè)所述氣缸(I)內(nèi)對(duì)置設(shè)置兩個(gè)所述活塞(2 )，在所述氣缸(I)的側(cè)壁上沿所述氣缸(I)的軸線方向設(shè)置兩組所述進(jìn)氣口( 3 )，所述排氣門(mén)(5 )設(shè)置在這兩組所述進(jìn)氣口( 3 )之間的所述氣缸(I)的側(cè)壁上。
5.一種直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸(I)和活塞(2)，其特征在于所述活塞(2)設(shè)置在所述氣缸(I)內(nèi)，所述活塞(2)與所述氣缸(I)相配合，在所述氣缸(I)的側(cè)壁上設(shè)進(jìn)氣口( 3 )，在所述活塞(2 )上設(shè)排氣門(mén)(5 )，所述排氣門(mén)(5 )受使所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)按真空充氣沖程一壓縮沖程一膨脹做功沖程一排氣沖程四沖程工作模式工作的排氣控制機(jī)構(gòu)(6)控制。
6.如權(quán)利要求I或5所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述進(jìn)氣口(3)與進(jìn)氣增壓器(33)的氣體出口連通。
7.如權(quán)利要求I或5所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于與所述排氣門(mén)(5)相配合的排氣口(51)與排氣動(dòng)力機(jī)構(gòu)(55)的氣體入口連通。
8.如權(quán)利要求I或5所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述排氣控制機(jī)構(gòu)(6)設(shè)為控制所述排氣門(mén)(5 )在排氣沖程開(kāi)始前打開(kāi)的前開(kāi)排氣控制機(jī)構(gòu)(61)。
9.如權(quán)利要求I或5所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述排氣控制機(jī)構(gòu)(6)設(shè)為凸輪控制機(jī)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求I或5所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)還包括曲軸箱(7)和真空泵(8)，所述曲軸箱(7)與所述真空泵(8)連通。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸和活塞，所述活塞設(shè)置在所述氣缸內(nèi)，所述活塞與所述氣缸相配合，在所述氣缸的側(cè)壁上設(shè)進(jìn)氣口，在所述氣缸上設(shè)排氣門(mén)，所述排氣門(mén)受使所述直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)按真空充氣沖程——壓縮沖程——膨脹做功沖程——排氣沖程四沖程工作模式工作的排氣控制機(jī)構(gòu)控制。本發(fā)明所公開(kāi)的直流換氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣、排氣流通阻力小，熱負(fù)荷小，效率高。
文檔編號(hào)F02B75/28GK102877930SQ20121032251
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者靳北彪 申請(qǐng)人:摩爾動(dòng)力(北京)技術(shù)股份有限公司