本發(fā)明屬于內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尤其是涉及一種轉(zhuǎn)盤(pán)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)高能效轉(zhuǎn)換的排氣活塞運(yùn)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、轉(zhuǎn)盤(pán)-活塞發(fā)動(dòng)機(jī)采用集束式總體構(gòu)型，通過(guò)兩端多峰多谷的凸輪與進(jìn)氣活塞、排氣活塞的相互作用完成發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣、壓縮、膨脹做功、排氣過(guò)程。主軸每旋轉(zhuǎn)一周，每個(gè)氣缸做功2次，做功頻次是傳統(tǒng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的4倍，發(fā)動(dòng)機(jī)體積功率、質(zhì)量功率大幅提高。轉(zhuǎn)盤(pán)-活塞發(fā)動(dòng)機(jī)氣口正時(shí)由氣口高度與凸輪型線決定。壓縮過(guò)程中，活塞經(jīng)過(guò)氣口，氣口關(guān)閉，燃燒室與氣道的接口關(guān)閉；膨脹過(guò)程中，活塞經(jīng)過(guò)氣口，氣口開(kāi)啟，燃燒室與氣道的接口開(kāi)啟。發(fā)動(dòng)機(jī)完成燃燒做功后，產(chǎn)生的廢氣首先通過(guò)排氣口流入排氣管中，新鮮充量再通過(guò)進(jìn)氣口流入燃燒室內(nèi)以完成下一循環(huán)。這就要求排氣過(guò)程中排氣口比進(jìn)氣口提前開(kāi)啟，排氣口高度高于進(jìn)氣口高度，這會(huì)導(dǎo)致壓縮過(guò)程中，進(jìn)氣口比排氣口提前關(guān)閉，過(guò)后充氣不足，缸內(nèi)新鮮充量不足。為了彌補(bǔ)這一缺陷，排氣活塞可提前一定角度運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到“排氣口先開(kāi)、進(jìn)氣口后開(kāi)、排氣口先關(guān)、進(jìn)氣口后關(guān)”的配氣相位以實(shí)現(xiàn)正常的工作過(guò)程，但排氣口高度高于進(jìn)氣口高度導(dǎo)致了循環(huán)過(guò)程中有效壓縮比大于有效膨脹比、膨脹做功不充分、發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率低、燃油經(jīng)濟(jì)性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種轉(zhuǎn)盤(pán)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)高能效轉(zhuǎn)換的排氣活塞運(yùn)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)，將發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹與壓縮解耦，以解決轉(zhuǎn)盤(pán)-活塞發(fā)動(dòng)機(jī)有效壓縮比大于有效膨脹比、膨脹做功不充分、發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率低、燃油經(jīng)濟(jì)性差等問(wèn)題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、一種轉(zhuǎn)盤(pán)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)高能效轉(zhuǎn)換的排氣活塞運(yùn)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)，包括排氣凸輪、進(jìn)氣凸輪、進(jìn)氣活塞、進(jìn)氣口、缸套、排氣口、排氣活塞；缸套兩端分別布置有進(jìn)氣口、排氣口；進(jìn)氣凸輪、進(jìn)氣活塞、進(jìn)氣口位于一側(cè)，排氣凸輪、排氣活塞、排氣口位于另一側(cè)；

4、轉(zhuǎn)盤(pán)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)多峰多谷的凸輪與對(duì)置活塞間的相互作用完成進(jìn)氣過(guò)程、壓縮過(guò)程、膨脹做功過(guò)程、排氣過(guò)程；

5、排氣口高度he小于進(jìn)氣口高度hi，壓縮過(guò)程中，進(jìn)氣凸輪與排氣凸輪型線一致，排氣活塞優(yōu)先經(jīng)過(guò)氣口，進(jìn)氣口關(guān)閉時(shí)刻比排氣口關(guān)閉時(shí)刻更晚，完成過(guò)后充氣，提高缸內(nèi)新鮮充量質(zhì)量；

6、膨脹中后期至排氣口開(kāi)啟過(guò)程中，排氣凸輪型線下降斜率更高，排氣活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)的速度更快，排氣活塞優(yōu)先經(jīng)過(guò)氣口，排氣口開(kāi)啟時(shí)刻比進(jìn)氣口開(kāi)啟時(shí)刻提前，燃燒做功后的廢氣通過(guò)排氣口流入排氣道內(nèi)，隨后進(jìn)氣口打開(kāi)，新鮮充量通過(guò)進(jìn)氣口流入燃燒室內(nèi)，完成掃氣過(guò)程，并為下個(gè)循環(huán)提供新鮮充量。

7、進(jìn)一步的，發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)依次實(shí)現(xiàn)排氣口先開(kāi)、進(jìn)氣口后開(kāi)、排氣口先關(guān)、進(jìn)氣口后關(guān)的配氣相位組合，以實(shí)現(xiàn)正常的工作過(guò)程。

8、進(jìn)一步的，進(jìn)氣凸輪、排氣凸輪均為兩峰兩谷，凸輪波谷為0°(360°)、180°，凸輪波峰為90°、270°；0°-180°的凸輪型線與180°-360°的凸輪型線一致。

9、進(jìn)一步的，進(jìn)氣活塞、排氣活塞直徑d一致、范圍均是40mm-100mm，進(jìn)氣活塞、排氣活塞行程s一致、單側(cè)活塞行程范圍s均是30mm-70mm，排氣口高度he小于進(jìn)氣口高度hi、范圍均是7mm-15mm，進(jìn)氣活塞、排氣活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室最小容積為vmin，有效壓縮比有效膨脹比有效膨脹比大于有效壓縮比。

10、進(jìn)一步的，凸輪型線壓縮開(kāi)始、膨脹終了處的斜率均為0。

11、進(jìn)一步的，進(jìn)氣活塞與排氣活塞同時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩者同時(shí)到達(dá)上止點(diǎn)、下止點(diǎn)；排氣活塞可領(lǐng)先進(jìn)氣活塞一定角度運(yùn)動(dòng)，角度值范圍為0-25°。

12、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種轉(zhuǎn)盤(pán)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)高能效轉(zhuǎn)換的排氣活塞運(yùn)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì)：

13、(1)本發(fā)明所述的一種轉(zhuǎn)盤(pán)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)高能效轉(zhuǎn)換的排氣活塞運(yùn)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)，排氣口高度低于進(jìn)氣口高度，膨脹中后期至排氣口開(kāi)啟時(shí)的排氣凸輪型線下降速率更快，通過(guò)氣口高度與排氣凸輪型線的綜合調(diào)控，實(shí)現(xiàn)“排氣口先開(kāi)，進(jìn)氣口后開(kāi)，排氣口先關(guān)，進(jìn)氣口后關(guān)”的配氣相位組合，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作過(guò)程。

14、(2)本發(fā)明所述的一種轉(zhuǎn)盤(pán)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)高能效轉(zhuǎn)換的排氣活塞運(yùn)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)，通過(guò)氣口高度與排氣凸輪型線的綜合調(diào)控，將轉(zhuǎn)盤(pán)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹與壓縮過(guò)程解耦，使有效膨脹比大于有效壓縮比，提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率、改善燃油經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)特征：

1.一種轉(zhuǎn)盤(pán)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)高能效轉(zhuǎn)換的排氣活塞運(yùn)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：包括排氣凸輪、進(jìn)氣凸輪、進(jìn)氣活塞、進(jìn)氣口、缸套、排氣口、排氣活塞；缸套兩端分別布置有進(jìn)氣口、排氣口；進(jìn)氣凸輪、進(jìn)氣活塞、進(jìn)氣口位于一側(cè)，排氣凸輪、排氣活塞、排氣口位于另一側(cè)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)盤(pán)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)高能效轉(zhuǎn)換的排氣活塞運(yùn)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)依次實(shí)現(xiàn)排氣口先開(kāi)、進(jìn)氣口后開(kāi)、排氣口先關(guān)、進(jìn)氣口后關(guān)的配氣相位組合，以實(shí)現(xiàn)正常的工作過(guò)程。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)盤(pán)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)高能效轉(zhuǎn)換的排氣活塞運(yùn)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：進(jìn)氣凸輪、排氣凸輪均為兩峰兩谷，凸輪波谷為0°(360°)、180°，凸輪波峰為90°、270°；0°-180°的凸輪型線與180°-360°的凸輪型線一致。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)盤(pán)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)高能效轉(zhuǎn)換的排氣活塞運(yùn)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：進(jìn)氣活塞、排氣活塞直徑d一致、范圍均是40mm-100mm，進(jìn)氣活塞、排氣活塞行程s一致、單側(cè)活塞行程范圍s均是30mm-70mm，排氣口高度he小于進(jìn)氣口高度hi、范圍均是7mm-15mm，進(jìn)氣活塞、排氣活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室最小容積為vmin，有效壓縮比有效膨脹比有效膨脹比大于有效壓縮比。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)盤(pán)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)高能效轉(zhuǎn)換的排氣活塞運(yùn)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：凸輪型線壓縮開(kāi)始、膨脹終了處的斜率均為0。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)盤(pán)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)高能效轉(zhuǎn)換的排氣活塞運(yùn)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：進(jìn)氣活塞與排氣活塞同時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩者同時(shí)到達(dá)上止點(diǎn)、下止點(diǎn)；排氣活塞可領(lǐng)先進(jìn)氣活塞一定角度運(yùn)動(dòng)，角度值范圍為0-25°。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)盤(pán)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)高能效轉(zhuǎn)換的排氣活塞運(yùn)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)，包括排氣凸輪、進(jìn)氣凸輪、進(jìn)氣活塞、進(jìn)氣口、缸套、排氣口、排氣活塞；缸套兩端分別布置有進(jìn)氣口、排氣口；進(jìn)氣凸輪、進(jìn)氣活塞、進(jìn)氣口位于一側(cè)，排氣凸輪、排氣活塞、排氣口位于另一側(cè)；排氣口高度低于進(jìn)氣口高度，膨脹中后期至排氣口開(kāi)啟時(shí)的排氣凸輪型線下降速率更快。本發(fā)明有益效果：通過(guò)氣口高度與排氣凸輪型線的綜合調(diào)控，將轉(zhuǎn)盤(pán)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹與壓縮過(guò)程解耦，使有效膨脹比大于有效壓縮比，提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率、改善燃油經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)研發(fā)人員：郝彩鳳,鄧龍飛,白洪林,朱偉青,李海鷹,李耀宗,劉金龍,陳金昊,李揚(yáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)北方發(fā)動(dòng)機(jī)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10