二沖程復(fù)合氣門發(fā)動機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于內(nèi)燃機、車船用發(fā)動機以及螺旋槳航空發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)二沖程發(fā)動機曲軸每轉(zhuǎn)動一圈做功一次但燃油效率較低，四沖程發(fā)動機燃油效率較高但曲軸每轉(zhuǎn)動兩圈做功一次，因此綜合效率都有缺陷。
[0003]目前發(fā)動機研發(fā)領(lǐng)域在更高效率、更小體積、更輕重量等新技術(shù)層出不窮，但內(nèi)燃機的基本做功的機構(gòu)、機理并沒有大的改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一款僅用二沖程做功兼有四沖程燃油效率的發(fā)動機。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:較高的進氣壓力和復(fù)合氣門機構(gòu)。所謂復(fù)合氣門包含以下三重物理含義:
[0005]1.排氣閥開啟的后半程與進氣閥開啟的前半程重疊共同作用；
[0006]2.同軸的進氣閥僅與排氣閥機械連接且依賴排氣閥的運動；
[0007]3.進氣閥的運動兼受機、電、氣復(fù)合運動控制。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點:
[0009]1.兼有二沖程發(fā)動機的做功效率和四沖程發(fā)動機的燃油效率，在相同汽缸容積下可大幅提尚輸出功率；
[0010]2.在相同功率指標(biāo)下大幅減小發(fā)動機的體積和重量，間接做到節(jié)能環(huán)保；
[0011]3.沒有進氣閥凸輪機構(gòu)，相對降低系統(tǒng)復(fù)雜程度；
[0012]4.冷空氣與熱廢氣強迫快速置換時的溫度和密度場梯度有利于燃油效率的提尚;
[0013]5.電子傳感器與進氣閥電磁輔助驅(qū)動器件的參與有利于進一步提高系統(tǒng)效率。
[0014]設(shè)曲軸順時針轉(zhuǎn)動角與時鐘時針角對應(yīng)，設(shè)四沖程發(fā)動機曲軸在O點位置，活塞處于最上方位置時點火(本說明書不對點火角等精確位置控制描述)，則O點至6點期間為燃燒做功活塞下行，6點至12點期間活塞上行排出廢氣，12點至18點期間活塞下行吸入空氣，18點至O點期間活塞上行壓縮空氣，至此完成兩圈四沖程工作過程。與之對應(yīng)的本發(fā)明二沖程復(fù)合氣門發(fā)動機的做功時序為O點至5點期間燃燒做功活塞下行，5點開啟排氣閥開始排氣，6點開啟進氣閥開始空氣置換，7點關(guān)閉排氣閥開始壓縮空氣，8點關(guān)閉進氣閥，8點至12點期間活塞上行壓縮空氣，至此一圈完成所有過程。本設(shè)計給出的復(fù)合氣門進排氣系統(tǒng)配合較高的進氣壓力即可完成將原先占有12個時針角區(qū)間的進排氣任務(wù)壓縮到3至4個時針角區(qū)間。
[0015]本發(fā)明的二沖程復(fù)合氣門發(fā)動機僅為原理設(shè)計。主要相關(guān)部件僅有汽缸蓋、進排氣道、復(fù)合氣門等，本說明僅對該部分給出示意附圖并加以敘述說明。有關(guān)發(fā)動機的汽缸、活塞、曲軸、連桿等機構(gòu)，進排氣及凸輪機構(gòu)、供油以及點火等系統(tǒng)與常規(guī)發(fā)動機類同且不在本發(fā)明訴求之內(nèi)，本說明不再給出相關(guān)附圖及敘述。下面結(jié)合附圖對本設(shè)計進一步描述。
【附圖說明】
[0016]附圖1、二沖程復(fù)合氣門發(fā)動機示意軸側(cè)圖；
[0017]附圖2、二沖程復(fù)合氣門發(fā)動機局部剖面示意圖；
[0018]附圖3、二沖程復(fù)合氣門發(fā)動機汽缸蓋各面示意圖；
[0019]附圖4、二沖程復(fù)合氣門發(fā)動機進排氣門各部細節(jié)示意圖；
【具體實施方式】
[0020]附圖1為二沖程復(fù)合氣門發(fā)動機示意軸側(cè)圖。包括缸蓋體(I)、進氣閥(2)、排氣閥⑶、進氣閥彈簧⑶、排氣閥彈簧(9)、排氣閥壓板(10)、進氣管道(11)、排氣管道(12)、火花塞安裝孔(13)、壓力溫度傳感器安裝孔(14)、活塞(15)、噴油嘴(16)等主要部件構(gòu)成。
[0021]附圖2為二沖程復(fù)合氣門發(fā)動機局部剖面示意圖。包括進氣閥(2)、排氣閥(3)、進氣閥嚙合面⑷、排氣閥嚙合面(5)、進氣閥永磁體(6)、進氣閥電磁線圈(7)、排氣閥彈簧
(8)、進氣閥彈簧(9)、排氣閥壓板(10)、進氣管道(11)、排氣管道(12)、噴油嘴(16)等主要部件構(gòu)成，還包括環(huán)繞在排氣閥(3)體上的進氣道(20)。
[0022]附圖3為缸蓋體(I)的各部細節(jié)示意圖，主要為展示進排氣相關(guān)部位，包括進氣管道(11)、排氣管道(12)、火花塞安裝孔(13)、噴油嘴(16)、汽缸對齊企口(21)以及排氣閥嚙合面(22)等主要部分構(gòu)造。
[0023]附圖4為進氣閥(2)、排氣閥(3)各部細節(jié)示意圖，主要為展示進氣閥嚙合面(4)、排氣閥嚙合面(5)和排氣閥體上的進氣管道(20)等構(gòu)造，以及兩者同軸的配合關(guān)系。
[0024]設(shè)定進氣道氣壓略高于常規(guī)氣壓(可適度增大進氣增壓功率，對于固定翼飛機發(fā)動機適度增大迎風(fēng)面進氣口面積等，這里不再贅述)。仍以O(shè)點為點火時間，O點至5點期間燃燒做功活塞下行，5點時刻與曲軸同步的排氣閥凸輪通過排氣閥壓板(10)克服排氣閥彈簧(8)和缸內(nèi)壓力下壓排氣閥(3)，廢氣通過比常規(guī)排氣門大數(shù)倍的排氣閥氣隙(5)通道泄出，此時進氣閥(2)隨排氣閥(3)下行且在汽缸內(nèi)部壓力和進氣閥彈簧(8)作用下保持進氣道關(guān)閉；到達6點附近位置時，排氣閥(3)到達極限位置，缸壓也大幅降低，進氣閥(2)隨排氣閥(3)下行的慣性和進氣道的壓力迫使進氣閥(2)下行并開始進氣；在6點至7點期間兩氣門均為開啟狀態(tài)，進氣的壓力和進氣閥氣隙(4)的噴嘴構(gòu)造迫使進入的空氣從活塞面開始將殘留廢氣經(jīng)排氣閥氣隙(5)快速排出，同時進氣閥(2)保持開啟狀態(tài)隨排氣閥
(3)開始上行；到達7點附近位置時，排氣閥(3)在排氣閥彈簧(8)作用下到達關(guān)閉位置并停止排氣；在7點至8點期間隨著進氣壓力與缸壓趨于平衡，被排氣閥(3)拖動的進氣閥(2)的上行慣性和進氣閥彈簧(9)共同作用以及活塞上行對空氣的壓縮，最終迫使進氣閥
(2)關(guān)閉；其后的8點至12點期間為空氣進一步壓縮過程并進入下一輪做功周期。
[0025]其間，排氣閥凸輪機構(gòu)的相位角和排氣閥彈簧⑶的彈力決定排氣閥(3)開啟窗口的起始和關(guān)閉角，進氣壓力、進氣閥彈簧(8)、進氣閥(2)自身質(zhì)量以及排氣閥(3)行程長度影響進氣閥⑵開關(guān)的滯后時間寬度；進氣閥永磁體(6)、進氣閥電磁線圈(7)提供了電子調(diào)控進氣閥(2)開關(guān)滯后時間寬度和雙向加力的功能，配合電子節(jié)氣門、電子噴油嘴
(16)以期達到冷車啟動、加減速、怠速等不同應(yīng)用的優(yōu)化控制。
【主權(quán)項】
1.本發(fā)明所述發(fā)動機的二沖程機理與進排氣機理，其特征在于進氣和排氣過程超前、重疊、滯后的氣體置換過程設(shè)計和時序設(shè)計。
2.本發(fā)明所述發(fā)動機進、排氣道和同軸的排氣閥與進氣閥，其特征在于進氣閥位于排氣閥中間位置以及排氣閥體上的進氣通道。
3.本發(fā)明所述發(fā)動機無凸輪機構(gòu)的機、氣、電(包括三者或其中兩者)共同作用的進氣閥運動機理，其特征在于該進氣閥不直接依靠曲軸驅(qū)動的凸輪機構(gòu)運動。
【專利摘要】本發(fā)明公開的技術(shù)是二沖程復(fù)合氣門發(fā)動機。包括由汽缸蓋、復(fù)合氣門等組成。本發(fā)明所述發(fā)動機技術(shù)兼有二沖程發(fā)動機的做功效率和四沖程發(fā)動機的燃油效率，在相同汽缸容積下可大幅提高輸出功率。
【IPC分類】F01L1-38
【公開號】CN104712389
【申請?zhí)枴緾N201510035631
【發(fā)明人】李凌軍
【申請人】李凌軍
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年1月21日