本發(fā)明涉及熱能與動力領域,尤其是一種單增壓器雙缸發(fā)動機。
背景技術:
由現(xiàn)有技術,采用適當?shù)脑鰤貉b置提高發(fā)動機進氣壓力,以提高進氣密度,提高發(fā)動機的效率,但增壓裝置需要能量較多,且導致系統(tǒng)更加復雜。發(fā)明一種結(jié)構(gòu)簡單且有效增壓裝置,是時之所需。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種單增壓器雙缸發(fā)動機,通過一個增壓器經(jīng)過連通通道一分時向兩個汽缸供給壓縮空氣,實現(xiàn)增壓效果。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種單增壓器雙缸發(fā)動機,是一種具有兩個汽缸的四沖程內(nèi)燃發(fā)動機,包括:兩個相同的汽缸,即汽缸一和汽缸二,增壓器,連通通道一。
所述汽缸一包括一個圓筒形空室,即由燃燒室壁界定的燃燒室一,里面有一個由曲軸驅(qū)動的可往復移動的活塞一;汽缸一還包括進氣門一甲、進氣門一乙、排氣門一;空氣可以經(jīng)過進氣門一甲從空氣源例如周圍環(huán)境進入燃燒室一;進氣門一乙連接連通通道一,空氣可以經(jīng)過進氣門一乙從連通通道一進入燃燒室一;排氣門一用于從燃燒室一排出廢氣。
所述汽缸二包括一個圓筒形空室,即由燃燒室壁界定的燃燒室二,里面有一個由曲軸驅(qū)動的可往復移動的活塞二;汽缸二還包括進氣門二甲、進氣門二乙、排氣門二;空氣可以經(jīng)過進氣門二甲從空氣源例如周圍環(huán)境進入燃燒室二;進氣門二乙連接連通通道一,空氣可以經(jīng)過進氣門二乙從連通通道一進入燃燒室二;排氣門二用于從燃燒室二排出廢氣。
所述增壓器包括一個圓筒形空室,即由壓氣室壁界定的壓氣室,里面有一個由曲軸驅(qū)動的可往復移動的活塞三。增壓器還包括進氣門三、排氣門三;空氣可以從空氣源例如周圍環(huán)境經(jīng)過進氣門三流向增壓器內(nèi);排氣門三連接連通通道一,空氣可以從增壓器內(nèi)經(jīng)過排氣門三流向連通通道一;通過這種方法,可從空氣源例如周圍環(huán)境向壓氣室供應進氣,也可以從壓氣室向連通通道一壓出空氣。
所述連通通道一是空氣移動通道,包括三個接口,接口一連接汽缸一的進氣門一乙,接口二連接汽缸二的進氣門二乙,接口三連接增壓器的排氣門三,三個接口之間相互連通。
汽缸一、汽缸二、增壓器共用同一根曲軸;汽缸一的曲柄臂一的相位與汽缸二的曲柄臂二的相位差360度;汽缸一的曲柄臂一的相位與增壓器的曲柄臂三的相位相差90度。比如:當曲柄臂一的相位為0度時,曲柄臂二的相位為360度,曲柄臂三的相位為90度。
本發(fā)明的有益效果是:1,創(chuàng)造了特定結(jié)構(gòu),使一個增壓器分時向兩個汽缸增壓補氣,實現(xiàn)了增壓效果;2,結(jié)構(gòu)簡單,制造成本較低,可靠性高;3,沒有明顯的延時壓增現(xiàn)象。
本發(fā)明所述一種單增壓器雙缸發(fā)動機可進一步改進成一種兩級增壓發(fā)動機,包括:第一級增壓系統(tǒng),第二級增壓系統(tǒng),發(fā)動機本體;第一級增壓系統(tǒng)包括渦輪,壓氣機,連通通道二,連通通道三,穩(wěn)流器,利用廢氣渦輪增壓;第二級增壓系統(tǒng)包括增壓器,連通通道一,利用增壓器機械運動增壓;發(fā)動機本體包括汽缸一,汽缸二,曲軸;其中,穩(wěn)流器是一個一端開口的罐體,與連通通道二相連接,用于存放增壓空氣,蓄能,穩(wěn)定氣壓。
第一級增壓系統(tǒng)的壓氣機通過連通通道二連接第二級增壓系統(tǒng)的進氣門一甲、進氣門二甲、進氣門三;第二級增壓系統(tǒng)的連通通道一包括三個接口,接口一連接汽缸一的進氣門一乙,接口二連接汽缸二的進氣門二乙,接口三連接增壓器的排氣門三,三個接口之間相互連通;發(fā)動機本體的排氣門一和排氣門二通過連通通道三與第一級增壓系統(tǒng)的渦輪連接。
改進的所述一種兩級增壓發(fā)動機有益效果是:1,壓氣機使空氣壓縮,使第二級增壓系統(tǒng)在容積不變的前提下吸入了更高壓力和密度的空氣,從而產(chǎn)生更好的增壓效果;2,第二級增壓系統(tǒng)的存在,吸入了更多空氣,同時也會排出更多廢氣,從而更強更好的驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn),進而更有力的驅(qū)動壓氣機;所以,第一級廢氣渦輪增壓系統(tǒng)與第二級增壓系統(tǒng)相互促進,產(chǎn)生了正效果。
本發(fā)明中,根據(jù)發(fā)動機領域的公知技術,在必要的地方設置必要的部件、單元或系統(tǒng)。
附圖說明
圖1一種單增壓器雙缸發(fā)動機示意圖。
圖2一個工作循環(huán)示意圖。
圖3過程一示意圖。
圖4過程二示意圖。
圖5過程三示意圖。
圖6過程四示意圖。
圖7過程五示意圖。
圖8過程六示意圖。
圖9過程七示意圖。
圖10過程八示意圖。
圖11一種兩級增壓發(fā)動機示意圖。
圖中,1曲軸,2連通通道一,2.1接口一,2.2接口二,2.3接口三,3連通通道二,4連通通道三,5渦輪,6壓氣機,7穩(wěn)流器,8氣流方向。
10汽缸一,11燃燒室一,12活塞一,13進氣門一甲,14進氣門一乙,15排氣門一,16排氣道一,17曲柄臂一,18火花塞一,19燃料噴射器一。
20汽缸二,21燃燒室二,22活塞二,23進氣門二甲,24進氣門二乙,25排氣門二,26排氣道二。
30增壓器,31壓氣室,32活塞三,33進氣門三,35排氣門三,37曲柄臂三。
具體實施方式
實施例一。
下面結(jié)合說明書附圖1、附圖2、附圖3、附圖4、附圖5、附圖6、附圖7、附圖8、附圖9、附圖10、附圖11對本發(fā)明作進一步描述。
如附圖1,一種單增壓器雙缸發(fā)動機,是一種具有兩個汽缸的四沖程內(nèi)燃發(fā)動機,包括:兩個相同的汽缸,即汽缸一(10)和汽缸二(20),增壓器(30),連通通道一(2)。
所述汽缸一(10)包括一個圓筒形空室,即由燃燒室壁界定的燃燒室一(11),里面有一個由曲軸(1)驅(qū)動的可往復移動的活塞一(12);汽缸一(10)還包括進氣門一甲(13)、進氣門一乙(14)、排氣門一(15);空氣可以經(jīng)過進氣門一甲(13)從空氣源例如周圍環(huán)境進入燃燒室一(11);進氣門一乙(14)連接連通通道一(2),空氣可以經(jīng)過進氣門一乙(14)從連通通道一(2)進入燃燒室一(11);排氣門一(15)用于從燃燒室一(11)排出廢氣。
所述汽缸二(20)包括一個圓筒形空室,即由燃燒室壁界定的燃燒室二(21),里面有一個由曲軸(1)驅(qū)動的可往復移動的活塞二(22);汽缸二(20)還包括進氣門二甲(23)、進氣門二乙(24)、排氣門二(25);空氣可以經(jīng)過進氣門二甲(23)從空氣源例如周圍環(huán)境進入燃燒室二(21);進氣門二乙(24)連接連通通道一(2),空氣可以經(jīng)過進氣門二乙(24)從連通通道一(2)進入燃燒室二(21);排氣門二(25)用于從燃燒室二(21)排出廢氣。
所述增壓器(30)包括一個圓筒形空室,即由壓氣室(31)壁界定的壓氣室(31),里面有一個由曲軸(1)驅(qū)動的可往復移動的活塞三(32)。增壓器(30)還包括進氣門三(33)、排氣門三(35);空氣可以從空氣源例如周圍環(huán)境經(jīng)過進氣門三(33)流向增壓器(30)內(nèi);排氣門三(35)連接連通通道一(2),空氣可以從增壓器(30)內(nèi)經(jīng)過排氣門三(35)流向連通通道一(2);通過這種方法,可從空氣源例如周圍環(huán)境向壓氣室(31)供應進氣,也可以從壓氣室(31)向連通通道一(2)壓出空氣。
所述連通通道一(2)是空氣移動通道,包括三個接口,接口一(2.1)連接汽缸一(10)的進氣門一乙(14),接口二(2.2)連接汽缸二(20)的進氣門二乙(24),接口三(2.3)連接增壓器(30)的排氣門三(35),三個接口之間相互連通。
汽缸一(10)、汽缸二(20)、增壓器(30)共用同一根曲軸(1);汽缸一(10)的曲柄臂一(17)的相位與汽缸二(20)的曲柄臂二的相位差360度;汽缸一(10)的曲柄臂一(17)的相位與增壓器(30)的曲柄臂三(37)的相位相差90度。比如:當曲柄臂一(17)的相位為0度時,曲柄臂二的相位為360度,曲柄臂三(37)的相位為90度。
進一步,在一些實例中,增壓器(30)的容積等于汽缸一(10)容積的兩倍。增壓器(30)要產(chǎn)生明顯效果,必須有增壓器(30)提供的空氣密度要明顯大于自然進氣的空氣密度,在增壓器(30)轉(zhuǎn)速一定的情況下,增壓器(30)的容積有一定要求,這里,優(yōu)選增壓器(30)的容積是汽缸一(10)容積的兩倍。
進一步,所述汽缸一(10)與汽缸二(20)容積相等。
所述一種單增壓器雙缸發(fā)動機進一步描述如下:見附圖1。
增壓器(30)包括一個圓筒形空室,即由壓氣室(31)壁界定的壓氣室(31)?;钊?32)可移動地放置在壓氣室(31)中并通過曲柄臂三(37)連接至曲軸(1)。
增壓器(30)還包括進氣門三(33)、排氣門三(35);空氣可以從空氣源例如周圍環(huán)境經(jīng)過進氣門三(33)流向增壓器(30)內(nèi);空氣可以從增壓器(30)內(nèi)經(jīng)過排氣門三(35)流向連通通道一(2)。通過這種方法,可從空氣源例如周圍環(huán)境向壓氣室(31)供應進氣,也可以從壓氣室(31)向連通通道一(2)壓出空氣。
連通通道一(2)作為空氣移動通道,接受來自增壓器(30)的壓縮空氣,并根據(jù)進氣門一、進氣門二的打開和關閉情況,適時將壓縮空氣分配給汽缸一(10)和汽缸二(20)。通過這種方法,連通通道一(2)起到傳輸壓縮空氣的作用。
汽缸一(10)包括由燃燒室壁界定的燃燒室一(11)?;钊?12)可移動地放置在燃燒室一(11)中并通過曲柄臂一(17)連接至曲軸(1)。汽缸一(10)還包括火花塞一(18),用于向燃燒室一(11)釋放點火火花。燃燒室一(11)還包括燃料噴射器一(19),用于提供和噴射燃燒所需的燃料。
汽缸一(10)包括一個通過進氣門驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動的進氣門一甲(13)、一個通過進氣門驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動的進氣門一乙(14)和一個通過排氣門驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動的排氣門一(15)。在本例中,驅(qū)動機構(gòu)可配置為凸輪驅(qū)動機構(gòu)??蛇\轉(zhuǎn)進氣門一甲(13)的驅(qū)動機構(gòu)以打開和關閉進氣門一以使空氣從空氣源例如周圍環(huán)境進入燃燒室一(11);類似地,可運轉(zhuǎn)進氣門一乙(14)的驅(qū)動機構(gòu)以打開和關閉進氣門一以使空氣從連通通道一(2)進入燃燒室一(11);類似地,可運轉(zhuǎn)排氣門一(15)的驅(qū)動機構(gòu)以打開和關閉排氣門一(15)以將燃燒產(chǎn)物從燃燒室一(11)排入排氣道一(16)。通過這種方法,可通過空氣源、連通通道一(2)向燃燒室一(11)供應進氣,并從燃燒室一(11)向排氣道一(16)排出燃燒產(chǎn)物。
可以理解,汽缸二(20)包括與如上所述的汽缸一(10)相同部件。因此,可通過空氣源、連通通道一(2)向燃燒室二(21)供應進氣,并從燃燒室二(21)向排氣道二(26)排出燃燒產(chǎn)物。
本發(fā)明中,所述一種單增壓器雙缸發(fā)動機,一個工作循環(huán)包括八個連續(xù)的過程,具體如下:如附圖2。
附圖2是描述了所述一種單增壓器雙缸發(fā)動機的三個組件(汽缸一(10)、汽缸二(20)、增壓器(30))各自在一個工作循環(huán)的四個連續(xù)行程,并進一步將這四個行程拆分成八個過程,說明如下。
本發(fā)明中,所述一種單增壓器雙缸發(fā)動機,一個工作循環(huán)包括八個連續(xù)的過程;又因為增壓器(30)相位比汽缸一(10)提前90度,導致一個工作循環(huán)中增壓器(30)進氣比汽缸一(10)進氣提前,這里將過程一分成過程一和過程九兩部分陳述;具體如下。
過程一。過程一也是上一個周期的過程九。如附圖3。
增壓器(30)處于進氣行程的前程,進氣門三(33)打開,排氣門三(35)關閉,活塞三(32)在曲軸(1)的帶動下由上止點向下止點移動;氣流方向(8):空氣從空氣源例如周圍環(huán)境進入增壓器(30)。
過程二。如附圖4。
汽缸一(10)處于進氣行程的前程,進氣門一甲(13)打開,進氣門一乙(14)關閉,排氣門一(15)關閉,活塞一(12)在曲軸(1)的帶動下由上止點向下止點移動;氣流方向(8):空氣從空氣源例如周圍環(huán)境進入汽缸一(10)。
汽缸二(20)處于做功行程的前程,進氣門二甲(23)關閉,進氣門二乙(24)關閉,排氣門二(25)關閉,高溫高壓的燃氣推動活塞二(22)從上止點向下止點移動,并通過曲柄連桿機構(gòu)對外輸出機械能。
增壓器(30)處于進氣行程的后程,進氣門三(33)繼續(xù)打開,排氣門三(35)繼續(xù)關閉,活塞三(32)在曲軸(1)的帶動下繼續(xù)移動,直至下止點;氣流方向(8):空氣從空氣源例如周圍環(huán)境進入增壓器(30)。
當過程二起始點時,曲柄臂一(17)的相位為0度,曲柄臂二的相位為360度,曲柄臂三(37)的相位為90度。
過程三。如附圖5。
汽缸一(10)處于進氣行程的后程,進氣門一甲(13)繼續(xù)打開,進氣門一乙(14)繼續(xù)關閉,排氣門一(15)繼續(xù)關閉,活塞一(12)在曲軸(1)的帶動下繼續(xù)移動,直至下止點;氣流方向(8):空氣從空氣源例如周圍環(huán)境進入汽缸一(10)。
汽缸二(20)處于做功行程的后程,進氣門二甲(23)繼續(xù)關閉,進氣門二乙(24)繼續(xù)關閉,排氣門二(25)繼續(xù)關閉,高溫高壓的燃氣推動活塞二(22)繼續(xù)移動,直至下止點,并通過曲柄連桿機構(gòu)對外輸出機械能。
增壓器(30)處于壓縮行程的前程,進氣門三(33)關閉,排氣門三(35)繼續(xù)關閉,活塞三(32)在曲軸(1)的帶動下由下止點向上止點移動,空氣被壓縮。
過程四。如附圖6。
汽缸一(10)處于壓縮行程的前程,進氣門一甲(13)關閉,進氣門一乙(14)打開,排氣門一(15)繼續(xù)關閉,活塞一(12)在曲軸(1)的帶動下從下止點向上止點移動;氣流方向(8):空氣從連通通道一(2)進入汽缸一(10)。
汽缸二(20)處于排氣行程的前程,進氣門二甲(23)繼續(xù)關閉,進氣門二乙(24)繼續(xù)關閉,排氣門二(25)打開,活塞二(22)在曲軸(1)的帶動下從下止點向上止點移動;氣流方向(8):燃燒后的廢氣在汽缸二(20)內(nèi)外壓差作用下向汽缸二(20)外排出。
增壓器(30)處于壓縮行程的后程,進氣門三(33)繼續(xù)關閉,排氣門三(35)打開,活塞三(32)在曲軸(1)的帶動下繼續(xù)移動,直至上止點;氣流方向(8):壓縮空氣從增壓器(30)進入連通通道一(2)。
因為增壓器(30)沒有燃燒室,當活塞三(32)到達上止點時,增壓器(30)內(nèi)的空氣都被擠出,汽缸一(10)和增壓器(30)之前吸入的空氣都流入汽缸一(10)的燃燒室。通過這種方法,相對沒有增壓器(30),汽缸一(10)吸入了更多的空氣。
過程五。如附圖7。
汽缸一(10)處于壓縮行程的后程,進氣門一甲(13)繼續(xù)關閉,進氣門一乙(14)關閉,排氣門一(15)繼續(xù)關閉,活塞一(12)在曲軸(1)的帶動下繼續(xù)移動,直至上止點。
汽缸二(20)處于排氣行程的后程,進氣門二甲(23)繼續(xù)關閉,進氣門二乙(24)繼續(xù)關閉,排氣門二(25)打開,活塞二(22)在曲軸(1)的帶動下繼續(xù)移動,直至上止點;氣流方向(8):燃燒后的廢氣在汽缸二(20)內(nèi)外壓差作用下向汽缸二(20)外排出。
增壓器(30)處于進氣行程的前程,進氣門三(33)打開,排氣門三(35)關閉,活塞三(32)在曲軸(1)的帶動下由上止點向下止點移動;氣流方向(8):空氣從空氣源例如周圍環(huán)境進入增壓器(30)。
過程六。如附圖8。
汽缸一(10)處于做功行程的前程,進氣門一甲(13)繼續(xù)關閉,進氣門一乙(14)繼續(xù)關閉,排氣門一(15)繼續(xù)關閉,高溫高壓的燃氣推動活塞一(12)從上止點向下止點移動,并通過曲柄連桿機構(gòu)對外輸出機械能。
汽缸二(20)處于進氣行程的前程,進氣門二甲(23)打開,進氣門二乙(24)繼續(xù)關閉,排氣門二(25)關閉,活塞二(22)在曲軸(1)的帶動下由上止點向下止點移動;氣流方向(8):空氣從空氣源例如周圍環(huán)境進入汽缸二(20)。
增壓器(30)處于進氣行程的后程,進氣門三(33)繼續(xù)打開,排氣門三(35)繼續(xù)關閉,活塞三(32)在曲軸(1)的帶動下繼續(xù)移動,直至下止點;氣流方向(8):空氣從空氣源例如周圍環(huán)境進入增壓器(30)。
過程七。如附圖9。
汽缸一(10)處于做功行程的后程,進氣門一甲(13)繼續(xù)關閉,進氣門一乙(14)繼續(xù)關閉,排氣門一(15)繼續(xù)關閉,高溫高壓的燃氣推動活塞一(12)繼續(xù)移動,直至下止點,并通過曲柄連桿機構(gòu)對外輸出機械能。
汽缸二(20)處于進氣行程的后程,進氣門二甲(23)繼續(xù)打開,進氣門二乙(24)繼續(xù)關閉,排氣門二(25)繼續(xù)關閉,活塞二(22)在曲軸(1)的帶動下繼續(xù)移動,直至下止點;氣流方向(8):空氣從空氣源例如周圍環(huán)境進入汽缸二(20)。
增壓器(30)處于壓縮行程的前程,進氣門三(33)關閉,排氣門三(35)繼續(xù)關閉,活塞三(32)在曲軸(1)的帶動下由下止點向上止點移動,空氣被壓縮。
過程八。如附圖10。
汽缸一(10)處于排氣行程的前程,進氣門一甲(13)繼續(xù)關閉,進氣門一乙(14)繼續(xù)關閉,排氣門一(15)打開,活塞一(12)在曲軸(1)的帶動下從下止點向上止點移動;氣流方向(8):燃燒后的廢氣在汽缸一(10)內(nèi)外壓差作用下向汽缸一(10)外排出。
汽缸二(20)處于壓縮行程的前程,進氣門二甲(23)關閉,進氣門二乙(24)打開,排氣門二(25)繼續(xù)關閉,活塞二(22)在曲軸(1)的帶動下從下止點向上止點移動;氣流方向(8):空氣從連通通道一(2)進入汽缸二(20)。
增壓器(30)處于壓縮行程的后程,進氣門三(33)繼續(xù)關閉,排氣門三(35)打開,活塞三(32)在曲軸(1)的帶動下繼續(xù)移動,直至上止點;氣流方向(8):壓縮空氣從增壓器(30)進入連通通道一(2)。
過程九。過程九也就下一個周期的過程一。如附圖3。
汽缸一(10)處于排氣行程的后程,進氣門一甲(13)繼續(xù)關閉,進氣門一乙(14)繼續(xù)關閉,排氣門一(15)繼續(xù)打開,活塞一(12)在曲軸(1)的帶動下繼續(xù)移動,直至上止點;氣流方向(8):燃燒后的廢氣在汽缸一(10)內(nèi)外壓差作用下向汽缸一(10)外排出。
汽缸二(20)處于壓縮行程的后程,進氣門二甲(23)繼續(xù)關閉,進氣門二乙(24)關閉,排氣門二(25)繼續(xù)關閉,活塞二(22)在曲軸(1)的帶動下繼續(xù)移動,直至上止點。
實施例二。如附圖1、附圖11。
一種兩級增壓發(fā)動機,包括:第一級增壓系統(tǒng),第二級增壓系統(tǒng),發(fā)動機本體;第一級增壓系統(tǒng)包括渦輪(5),壓氣機(6),連通通道二(3),連通通道三(4),穩(wěn)流器(7),利用廢氣渦輪(5)增壓;第二級增壓系統(tǒng)包括增壓器(30),連通通道一(2),利用增壓器(30)機械運動增壓;發(fā)動機本體包括汽缸一(10),汽缸二(20),曲軸(1);其中,穩(wěn)流器(7)是一個一端開口的罐體,與連通通道二(3)相連接,用于存放增壓空氣,蓄能,穩(wěn)定氣壓。
第一級增壓系統(tǒng)的壓氣機(6)通過連通通道二(3)連接第二級增壓系統(tǒng)的進氣門一甲(13)、進氣門二甲(23)、進氣門三(33);第二級增壓系統(tǒng)的連通通道一(2)包括三個接口,接口一(2.1)連接汽缸一(10)的進氣門一乙(14),接口二(2.2)連接汽缸二(20)的進氣門二乙(24),接口三(2.3)連接增壓器(30)的排氣門三(35),三個接口之間相互連通;發(fā)動機本體的排氣門一(15)和排氣門二(25)通過連通通道三(4)與第一級增壓系統(tǒng)的渦輪(5)連接。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實施例,但可以理解的是,本發(fā)明并不局限于所公開的實施方式和構(gòu)件,相反,旨在涵蓋包括在所附的權(quán)利要求書的主旨和范圍之內(nèi)的各種改型、特征結(jié)合、等效的裝置以及等效的構(gòu)件。此外,出現(xiàn)在附圖中的各構(gòu)件的特征的尺寸并不是限制性的,其中各構(gòu)件的尺寸可以與描繪在附圖中的構(gòu)件的尺寸不同。因此,本發(fā)明用于覆蓋對本發(fā)明的改型和變形,只要它們均在所附的權(quán)利要求書和它們的等效方案的范圍之內(nèi)即可。