氣缸型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可變行程氣缸活塞的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氣缸型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可變行程氣缸活塞，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞在吸氣工作時(shí)曲軸拉動(dòng)連桿，連桿帶動(dòng)活塞，由于氣缸內(nèi)氣體負(fù)壓作用，連桿軸滑移到活塞上長(zhǎng)孔的遠(yuǎn)端才能帶動(dòng)其工作，相當(dāng)于延長(zhǎng)了連桿的長(zhǎng)度；當(dāng)活塞進(jìn)行壓縮工作或做功工作時(shí)由于氣缸內(nèi)氣體正壓作用，曲軸推動(dòng)連桿或活塞推動(dòng)連桿，連桿軸滑移到活塞長(zhǎng)孔上的近端，連桿恢復(fù)原有的長(zhǎng)度，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣行程比做功行程比相對(duì)減少，通過這一途徑可將發(fā)動(dòng)機(jī)每一次燃燒后膨脹的氣體壓力更多地轉(zhuǎn)化成做功，其具有燃耗少、功效高、等優(yōu)點(diǎn)和有益效果。
【專利說明】氣缸型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可變行程氣缸活塞

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以提高氣缸型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料使用效率為目的，所進(jìn)行針對(duì)其氣缸活塞結(jié)構(gòu)的機(jī)械領(lǐng)域的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。從而設(shè)計(jì)出一種氣缸型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可變行程氣缸活塞。

【背景技術(shù)】
[0002]一般現(xiàn)有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)都有吸氣、壓縮、做功、排氣個(gè)四沖程，空氣通過活塞完成吸氣和壓縮沖程，其體積被壓縮了幾倍到幾十倍并同燃料混合，當(dāng)其被點(diǎn)燃爆發(fā)后，其體積會(huì)在原來的基礎(chǔ)上再膨脹幾十倍，這樣膨脹的氣體推動(dòng)推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)做功。由于一般現(xiàn)有的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞在吸氣、做功、排氣、壓縮的工作行程都是等程的，其膨脹氣體所產(chǎn)生的氣壓只能有一部分用于做功，其余的被消音器、排氣管等消耗，然后排放掉了。試想:發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，氣缸內(nèi)每一次氣體燃燒膨脹后，若氣缸活塞吸氣和做功的行程為X，氣缸內(nèi)膨脹的燃爆氣體平均壓力為1，推動(dòng)活塞做功為100%的話；如果活塞做功行程為2X，氣缸內(nèi)燃爆氣體壓力雖減少至50%，但做功增加50% ;當(dāng)活塞做功行程為3X，氣缸內(nèi)燃爆氣體壓力減少至33%，做功又增加33%;當(dāng)活塞做功行程為4X，氣缸內(nèi)燃爆氣體壓力減少至25%，做功又增加25% ;這樣活塞做功行程增加3倍，總做功量=100% +50% +33% +25%= 208%。因此本發(fā)明可以設(shè)計(jì)成:活塞吸氣的行程為做功行程的幾分之一或活塞做功的行程比吸氣行程大幾倍，通過這一途徑可將每一次燃燒后膨脹的氣體壓力更多地轉(zhuǎn)化成做功，實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)功效成倍增長(zhǎng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明以提高內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃料使用效率為目的，采用一種氣缸型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可變行程氣缸活塞以增加做功與吸氣行程的比例為改進(jìn)手段，所進(jìn)行的機(jī)械領(lǐng)域的零、配件結(jié)構(gòu)及功能部位的設(shè)計(jì)。
[0004]1.一種氣缸型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可變行程氣缸活塞1，其特征是:連桿與活塞的連接軸通過設(shè)在上活塞的長(zhǎng)孔Ia與活塞連接，連桿的連接軸在活塞的長(zhǎng)孔Ia內(nèi)除可轉(zhuǎn)動(dòng)外還可沿長(zhǎng)孔Ia自由滑動(dòng)，其中活塞上的長(zhǎng)孔Ia兩端圓心距離稱為可變行程=E，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞在吸氣工作時(shí)曲軸拉動(dòng)連桿，連桿帶動(dòng)活塞，由于氣缸內(nèi)氣體負(fù)壓作用，連桿軸滑移到活塞上長(zhǎng)孔的遠(yuǎn)端才能帶動(dòng)其工作，相當(dāng)于延長(zhǎng)了連桿的長(zhǎng)度；當(dāng)活塞進(jìn)行壓縮工作或做功工作時(shí)由于氣缸內(nèi)氣體正壓作用，曲軸推動(dòng)連桿或活塞推動(dòng)連桿，連桿軸滑移到活塞長(zhǎng)孔上的近端，連桿恢復(fù)原有的長(zhǎng)度，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣行程比做功行程比相對(duì)減少。由于連接軸在活塞的長(zhǎng)孔Ia內(nèi)來回轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)對(duì)活塞滑動(dòng)產(chǎn)生影響，故在氣缸活塞上設(shè)滑動(dòng)防偏裝置Ib以消除之。
[0005]其中:可變行程=E與氣缸型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)之間邏輯關(guān)系:
[0006]壓縮比=(A+D-E)/A ；
[0007]氣缸排氣量=(A+D)*R*R*3.14 ;
[0008]氣缸吸氣量=(A+D_E)*R*R*3.14 ;
[0009]排氣量與吸氣量之比稱為排吸比=A+D/(A+D-E)。
[0010]其中:A為活塞壓氣表面與缸頂壓縮之后之間的距離山為曲軸軸心的回轉(zhuǎn)直徑；R為氣缸內(nèi)圓半徑。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明氣缸型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可變行程氣缸活塞I結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明氣缸型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可變行程氣缸活塞I工作原理示意圖。
[0013]其中:
[0014]1、圖1所示為可變行程氣缸活塞I結(jié)構(gòu)及所在位置。
[0015]其中:活塞-1，Ia為活塞上與連桿的軸相連接的長(zhǎng)孔，Ib為氣缸活塞滑動(dòng)防偏裝置，氣缸_2、連桿-3、曲軸-4、自吸式吸氣閥-5、排氣閥-6。
[0016]2、圖2所示為可變行程氣缸活塞I工作原理。
[0017]其中:圖2-1、2-2、2_3為氣缸活塞做功工作狀態(tài)示意圖；圖2_3、2_4、2_5為氣缸活塞排氣工作狀態(tài)示意圖；圖2-5、2-6、2-7為氣缸活塞吸氣工作狀態(tài)示意圖，吸氣采用自吸式吸氣閥；圖2-7、2-8、2-9、2-10為氣缸活塞壓工作縮狀態(tài)示意圖；
[0018]3、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。
[0019]3-1、本發(fā)明可以設(shè)計(jì)成:內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸活塞的做功行程比吸氣行程大數(shù)倍，可將每一次氣體燃燒膨脹后產(chǎn)生的壓力更高效地轉(zhuǎn)化成做功，提高燃料使用效率降低高壓尾氣排放，減輕其震動(dòng)和噪音。
[0020]3-2、本發(fā)明氣缸活塞在壓縮過程的初始狀態(tài)，由于連桿處于行程轉(zhuǎn)換過程，活塞可保持暫時(shí)的靜止?fàn)顟B(tài)，為氣缸內(nèi)的噴油和油氣充分混合提供了寶貴時(shí)間，有利于后面的充分燃燒。
[0021]3-3、本發(fā)明的氣缸活塞滑動(dòng)防偏裝置，不僅為氣缸內(nèi)活塞運(yùn)動(dòng)防偏也為活塞環(huán)的密封和提高其使用壽命創(chuàng)造有利條件。
[0022]3-4、本發(fā)明僅對(duì)現(xiàn)有氣缸型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞進(jìn)行改進(jìn)，簡(jiǎn)單易行。
[0023]4、工業(yè)應(yīng)用性，可行性，適用性，先進(jìn)性。
[0024]4.1可行性分析
[0025]由于本發(fā)明是在現(xiàn)有傳統(tǒng)氣缸型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸活塞上進(jìn)行構(gòu)造改進(jìn)，可行性顯而易見不虞贅述。
[0026]4.2適用性分析
[0027]由于本發(fā)明是在現(xiàn)有傳統(tǒng)氣缸型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸活塞上進(jìn)行構(gòu)造改進(jìn)，適用性顯而易見不虞贅述。
[0028]4.3先進(jìn)性效能分析
[0029]以直徑100單缸氣缸型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)為原機(jī):設(shè)其發(fā)動(dòng)機(jī):A = 1mm ；D = 10mm ;壓縮比=10:1 ;排氣量=吸氣量。
[0030]以原機(jī)進(jìn)行改造換用氣缸型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可變行程氣缸活塞，其他不變，稱之為-改進(jìn)機(jī)，設(shè)其發(fā)動(dòng)機(jī):A = 2.5mm ；D = 100mm ;活塞可變行程E = 75mm ;壓縮比=(A+D-E)/A = 10:1 ;排吸比=A+D/(A+D-E) =4: 1，排氣量是吸氣量的4倍，即排氣行程是吸氣行程的4倍。試想:發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),氣缸內(nèi)每一次氣體燃燒膨脹后,若氣缸活塞吸氣和做功的行程為X，氣缸內(nèi)膨脹的燃爆氣體平均壓力為1，推動(dòng)活塞做功為100%的話；如果活塞做功行程為2X，氣缸內(nèi)燃爆氣體壓力雖減少至50%，但做功增加50% ;當(dāng)活塞做功行程為3X，氣缸內(nèi)燃爆氣體壓力減少至33%，做功又增加33%;當(dāng)活塞做功行程為4X，氣缸內(nèi)燃爆氣體壓力減少至25%，做功又增加25% ;這樣活塞做功行程增加3倍，總做功量=100% +50% +33% +25%= 208%。
[0031]如果原機(jī)和改進(jìn)機(jī)吸入的空氣和燃料的比例不變，改進(jìn)機(jī)做功雖是原機(jī)的1/2，但改進(jìn)機(jī)燃料消耗是原機(jī)的1/4，從價(jià)值工程的觀點(diǎn)上看是可以接受的；如果改進(jìn)機(jī)氣缸加大，吸入的空氣和燃料的容量增加I倍，改進(jìn)機(jī)與原機(jī)做功相等，但改進(jìn)機(jī)燃料消耗是原機(jī)的1/2，其先進(jìn)性顯而易見。
[0032]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于上述事例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)提出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種氣缸型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可變行程氣缸活塞1，其特征是:連桿與活塞的連接軸通過設(shè)在上活塞的長(zhǎng)孔Ia與活塞連接，連桿的連接軸在活塞的長(zhǎng)孔Ia內(nèi)除可轉(zhuǎn)動(dòng)外還可沿長(zhǎng)孔Ia自由滑動(dòng)，其中活塞上的長(zhǎng)孔Ia兩端圓心距離稱為可變行程=E ;并在氣缸活塞上設(shè)滑動(dòng)防偏裝置lb。
【文檔編號(hào)】F02B75/32GK104213977SQ201410474923
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】蘇犁 申請(qǐng)人:蘇犁