專利名稱：復(fù)式排氣門四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將液體燃料或氣體燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其是能實(shí)現(xiàn)利用一次做功后的能量為進(jìn)氣道增壓，又不增加排氣道阻力的發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，公知的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造是在機(jī)體上，主要由氣缸筒、氣缸蓋、活塞形成的可壓縮的氣缸空腔，由連桿、曲軸做功力傳動(dòng)，配氣用的凸輪軸和氣門，提供燃料的泵或燃料與空氣的混合調(diào)節(jié)裝置，正時(shí)裝置，潤滑系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)組成。發(fā)動(dòng)機(jī)不論狀態(tài)，以缸蓋為上，以曲軸為下。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序是1.吸氣沖程、活塞位于上止點(diǎn)，進(jìn)氣門在正時(shí)凸輪的作用下開啟，曲軸通過連桿帶動(dòng)活塞下行，氣缸空腔內(nèi)吸進(jìn)氣體，活塞到達(dá)下止點(diǎn)、進(jìn)氣門關(guān)閉、 曲軸轉(zhuǎn)過第一個(gè)半圈。2.壓縮沖程、氣門全關(guān)，活塞從下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，氣缸空腔內(nèi)的氣體被壓縮、當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)、供油或點(diǎn)火系統(tǒng)向氣缸內(nèi)噴射燃料或點(diǎn)火，活塞繼續(xù)上行、 到達(dá)上止點(diǎn)，曲軸轉(zhuǎn)過第二個(gè)半圈。3.爆發(fā)沖程、活塞在上止點(diǎn)位置，燃燒室內(nèi)的可燃?xì)怏w已經(jīng)燃燒，并且產(chǎn)生高溫高壓氣體，活塞被動(dòng)快速下行、同時(shí)把獲得的直線動(dòng)力通過連桿傳遞給曲軸變成旋轉(zhuǎn)動(dòng)力、活塞到下止點(diǎn)、曲軸轉(zhuǎn)過第三個(gè)半圈。4.排氣沖程、活塞在下止點(diǎn)時(shí)排氣門開啟、氣缸空腔內(nèi)的煙氣被釋放，隨著活塞上行到上止點(diǎn)煙氣被推出氣缸空腔，曲軸轉(zhuǎn)過第四個(gè)半圈。四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)完成。四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)具有節(jié)省燃料的特點(diǎn)，但是，當(dāng)每次爆發(fā)行程結(jié)束時(shí)，氣缸空腔內(nèi)仍然具有很高的溫度和壓力，以柴油機(jī)為例，爆發(fā)行程結(jié)束時(shí)氣缸空腔內(nèi)仍然有九百攝氏度的溫度和四百千帕的壓力，不能被較好的利用，這直接導(dǎo)致了燃料利用率低和發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率低的問題。當(dāng)然，也有選擇在排氣道上安裝渦輪增壓器為進(jìn)氣管道加壓的，雖然有作用，但是也增加了排氣阻力，消耗了一部分已經(jīng)獲得的機(jī)械能，因?yàn)樵谂艢忾T與渦輪增壓器之間的氣道中有一定的壓力，活塞必須頂著壓力把煙氣推出氣缸空腔。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)不能比較好的利用一次做功后的能量，本發(fā)明提供一種復(fù)式排氣門四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)可以在不增加排氣阻力的情況下、用一次做功后的能量為進(jìn)氣道增壓。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在氣缸蓋中、在排氣道上、在現(xiàn)有的排氣門后面再設(shè)有控制氣門，也由配氣凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在排氣門與控制氣門之間設(shè)置有再做功氣道孔并與增壓器聯(lián)通。根據(jù)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特點(diǎn)，是將活塞的直線運(yùn)動(dòng)通過連桿變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)變的過程中，當(dāng)連桿與曲軸的曲柄成直角時(shí)，曲軸的力臂最大，曲軸對活塞頂部的受力最靈敏、活塞的速度最快。當(dāng)活塞在下止點(diǎn)時(shí)、連桿與曲柄在一條直線上，曲軸的力臂為零、受力為零，活塞的速度最慢。當(dāng)活塞在下止點(diǎn)附近時(shí)曲軸的力臂比較小，對活塞頂部受力的反應(yīng)比較遲鈍，活塞的速度比較慢。采用復(fù)式排氣門四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，當(dāng)爆發(fā)沖程結(jié)束、活塞到下止點(diǎn)、排氣門開啟時(shí)、控制氣門處于關(guān)閉狀態(tài)，一次做功后的、仍然有一定溫度和壓力的煙氣迅速通過排氣門進(jìn)入再做功氣道孔，推動(dòng)增壓機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞上行離開下止點(diǎn)附近時(shí)，大部分煙氣已經(jīng)離開氣缸空腔、控制氣門開啟，殘留煙氣被排出?？刂茪忾T的作用是在爆發(fā)沖程結(jié)束、活塞在下止點(diǎn)、排氣門開啟時(shí)、 延時(shí)開通排氣道，利用活塞開始上行、速度比較慢、曲軸的力臂較小，對活塞頂部受力的反應(yīng)比較遲鈍的時(shí)機(jī)，用煙氣本身的能量使大部分煙氣在壓力的作用下，流出氣缸空腔、經(jīng)過排氣門進(jìn)入再做功氣道孔推動(dòng)增壓器，然后，當(dāng)活塞上行速度加快、離開下止點(diǎn)附近時(shí)、控制氣門及時(shí)打開，因?yàn)閴毫Σ粔虿荒軈⒓釉僮龉Φ臍埩魺煔獗换钊瞥鰵飧卓涨?，直接進(jìn)入排氣道，達(dá)到既能利用剩余能量，又不增加排氣阻力的目的。復(fù)式排氣門四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓機(jī)構(gòu)可以是連續(xù)式的渦輪增壓器、也可以是間歇式的氣塞增壓器，配置渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)可用于對發(fā)動(dòng)機(jī)的體積有要求的地方，配置氣塞增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)有比較強(qiáng)的增壓能力，可以推動(dòng)三倍于氣缸容積的氣體進(jìn)入氣缸空腔，使燃燒室有充裕的空氣參加燃燒、 燃料能夠燃盡，氣缸內(nèi)就能產(chǎn)生更高的溫度和更大的壓力，因此，配置氣塞增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)既可以在低海拔的地方使用、也可以在高海拔的地方使用、還可以在飛機(jī)上使用，配置氣塞增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)不受發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)量的限制，單缸和多缸都可以。本發(fā)明的有益效果是，在不增加排氣阻力的情況下用做功后的煙氣為進(jìn)氣道增壓，可以配置渦輪增壓器、還可以配置氣塞增壓器。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是第一個(gè)實(shí)施例的，配置氣塞增壓器的復(fù)式排氣門四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的橫剖面構(gòu)造圖。圖2是第二個(gè)實(shí)施例的，配置渦輪增壓器的復(fù)式排氣門四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的橫剖面構(gòu)造圖。圖1中，1.配氣凸輪軸，2.控制器門，3.排氣道，4.排氣門，5.增壓進(jìn)氣道，6.再做功氣道孔，7.氣塞，8.復(fù)位彈簧，9.內(nèi)套筒，10.下空腔，11.機(jī)體，12.止回閥，13.增壓管，14.活塞，15.連桿，16.曲軸，17吸氣管，18.簧片止回閥，19.回油管，20.冷卻潤滑油噴管。圖2中，1.配氣凸輪軸，2.控制氣門，3.副排氣道，4.排氣門，5.增壓進(jìn)氣道， 6.再做功氣道孔，7.機(jī)體，8.缸筒，9.活塞，10.吸氣管，11.渦輪增壓器，12.排氣道， 13.帶壓力煙氣管，14.止回閥。
具體實(shí)施例方式在圖1中，氣塞增壓器設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的兩側(cè)共同置于機(jī)體11中，活塞14上面的空腔通過排氣門4、再做功氣道孔6、氣塞7上面的空腔、控制氣門2與排氣道3相通，下空腔 10通過止回閥12、增壓管13與增壓進(jìn)氣道5相通，為了保證在最短的時(shí)間接受能量，氣塞的直徑以大于活塞直徑一倍為宜。在圖2中，活塞9上面的空腔通過排氣門4、再做功氣道孔6、止回閥14、帶壓力煙氣管13、渦輪增壓器11與排氣道12相通，再做功氣道孔6通過控制氣門2、副排氣道3與排氣道12相通，控制氣門只用于排出殘留煙氣，因此可以做得小一些。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)式排氣門四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，在機(jī)體上、排氣門位于燃燒室與排氣道之間，其特征是在排氣門后面，在排氣道上設(shè)置有控制氣門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)式排氣門四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是在排氣門與控制氣門之間的氣道上設(shè)置有再做功氣道孔，再做功氣道孔與渦輪增壓器或氣塞增壓器聯(lián)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)式排氣門四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是控制氣門與排氣門共用一個(gè)配氣系統(tǒng)。
全文摘要
一種能利用做功后的煙氣為進(jìn)氣道增壓、又不增加排氣阻力的復(fù)式排氣門四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。它是在氣缸蓋中，在現(xiàn)有的排氣門后面的氣道上再設(shè)有控制氣門，在排氣門與控制氣門之間的氣道上開有再做功氣道孔，當(dāng)爆發(fā)沖程結(jié)束、排氣門開、控制氣門延時(shí)打開、煙氣在壓力的作用下流過排氣門進(jìn)入再做功氣道孔、推動(dòng)增壓機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，它是利用活塞在下止點(diǎn)附近、曲軸的力臂較小、活塞的速度較慢的時(shí)機(jī)完成的，能配置渦輪或者氣塞增壓器，能明顯增加發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。
文檔編號(hào)F02D9/08GK102251863SQ20111021930
公開日2011年11月23日 申請日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者姚魚海 申請人:姚魚海