CN103807015A - 一种高节油发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高节油发动机，其在连杆和曲轴的力臂长度大时点燃气体爆炸，进而在曲轴上产生高力矩，并同时还能保持高的气体压缩比。一种高节油发动机，包括气缸、在气缸内做往复运动的主活塞、与主活塞连接的连杆、被连杆带动转动的曲轴、以及位于气缸内的火花塞和喷油嘴，在所述气缸内主活塞上方还设有配合主活塞同样做上下往复运动的辅助活塞，所述火花塞和喷油嘴位于主活塞和辅助活塞的下止点位置之间。与现有技术相比，本发明在气缸内采用在主活塞上方增设有辅助活塞的双活塞结构，使气缸内主活塞在下移时还保持高的气体压缩比，在连杆和曲轴具有大的力臂长度时点火爆炸，进而可在低耗油情况下产生高的力矩效果，达到节油的目的。

Description

一种高节油发动机

技术领域

本发明涉及一种燃油型发动机，特别是一种在发动机气缸内高效利用燃油爆炸推力、可调节压缩比、能使用多种燃油的高节油发动机。

背景技术

目前的燃油发动机气缸内只有一个可移动的活塞，它在气缸内往复运动，通过连杆曲轴机构变成旋转的动力输出，它由进气、压缩、点燃爆炸和排气四个工作行程组成。其中，当活塞运动到气缸顶部的上死点时，气体被压缩到体积最小，即压缩比最高，此时刻点燃气体产生的爆炸推力将最大，但此时带动活塞的连杆和曲轴处于一条直线上，连杆和曲轴间的力臂长度很小，甚至为零，因而曲轴上获得的力矩很小，为此只能适当的延迟点火，待连杆转过上死点一定角度，连杆和曲轴间有一定力臂长度时，再点火以增加推动曲轴的力矩，这就势必降低了气体体积的压缩比，使燃油利用效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高节油发动机，在连杆和曲轴的力臂长度大时保持高的气体压缩比，点燃气体爆炸，进而在曲轴上产生较大力矩，提高了燃油利用率。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高节油发动机，包括气缸、在气缸内做往复运动的主活塞、与主活塞连接的连杆、被连杆带动转动的曲轴、以及位于气缸内的火花塞和喷油嘴，在所述气缸内主活塞上方还设有配合主活塞同样做上下往复运动的辅助活塞，所述火花塞和喷油嘴位于主活塞和辅助活塞的下止点位置之间。

本发明所述辅助活塞的上止点和下止点位置可通过调节传动机构改变。

本发明所述传动机构为凸轮连杆机构，包括可伸缩的辅助连杆、时规凸轮和时规链条，所述时规链条连接在曲轴和时规凸轮之间，所述曲轴转动带动时规凸轮转动，时规凸轮转动带动辅助连杆伸缩。

本发明所述辅助连杆的基准点位置可调节。

本发明所述时规凸轮为具有多个不同结构凸轮的凸轮杆结构。

本发明所述传动机构为电子马达。

本发明所述传动机构为齿轮机构。

本发明所述火花塞和喷油嘴位于气缸的汽缸壁上。

本发明所述高节油发动机为双缸发动机或三缸发动机或四缸发动机或六缸发动机。

与现有技术相比，本发明在气缸内采用在主活塞上方增设有辅助活塞的双活塞结构，使气缸内主活塞在下移时还保持高的气体压缩比，在连杆和曲轴具有大的力臂长度时点火爆炸，进而可在低耗油情况下产生高的力矩效果，达到节油的目的，辅助活塞位置可调节，使气缸内压缩比可变，因此可使用多种燃料。

附图说明

下面结合附图对发明的具体实施方式进行详细描述。

图1为现有技术发动机结构示意图。

图2为主活塞和辅助活塞共同运动到上止点时结构示意图。

图3为辅助活塞在下止点时，火花塞点火爆炸时刻结构示意图。

图4为主活塞运动到下止点进气、排气时的结构示意图。

图5为现有技术发动机点火时曲轴力矩小的结构示意图。

图6为本发明高节油发动机点火时曲轴力矩大的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示为现有技术发动机，包括气缸1、在气缸1内做往复运动的主活塞2、连接主活塞2的连杆3、由连杆3带动运动的曲轴4以及位于气缸1顶部的火花塞11和喷油嘴12，当主活塞2在气缸1内运动到顶端时，喷油嘴12喷油、火花塞11点火进行爆炸，进而推动活塞2在气缸1内向下运动，进而带动曲轴4运动，当活塞2在上止点时为活塞2在气缸1内压缩比最高时（压缩比为气缸总容积与燃烧室容积之比），此时火花塞11点火能释放出最大的爆发能量来成为发动机的动力输出，但是要保持高压缩比的同时，却使连杆3与曲轴4之间的力臂长度很小甚至为零，进而曲轴4的力矩低，使发动机性能降低。如果要使连杆3与曲轴4之间的力臂长度增大就要使活塞2向下移动，这就不能保持高的压缩比。

如图2-4所示，为本发明一种高节油发动机，包括气缸1、在气缸1内做往复运动的主活塞2、与主活塞2连接的连杆3以及被连杆3带动转动的曲轴4；在所述气缸1内主活塞2的上方增设有可配合主活塞2同样做上下往复运动的辅助活塞5，辅助活塞5由传动机构6带动运动，并且火花塞11和喷油嘴12位于辅助活塞5处于下止点位置时的辅助活塞5和主活塞2之间；当主活塞2向上运动，辅助活塞5同样向上运动，然后主活塞2绕过上止点向下运动，辅助活塞5跟着向下运动，当辅助活塞5运动到下止点时，喷油嘴12喷油，火花塞11点火爆炸，爆炸的冲击力使主活塞2向下运动，这时辅助活塞5利用传动机构6保持锁死不运动状态，从而使连杆3和曲轴4有长力臂的同时还保持了高的压缩比。具体的如图5、6所示， 图5所示的P1为气缸内爆炸推力，L1为力臂长度，其曲轴4产生的力矩即为P1×L1，图6所示的P2为气缸内爆炸推力，L2为力臂长度，其曲轴4产生的力矩为P2×L2，当P1=P2，而L1＜L2时，图6所示曲轴4上的力矩就要比图5所示曲轴4上的力矩大，即P2×L2＞ P1×L1。如此极大的提高了发动机的工作效率，能使发动机使用较少的油就能达到同样的工作效率，具有节油的功能。

所述的火花塞11和喷油嘴12设置在气缸1的汽缸壁上。

如图2-4所示，所述传动机构6可以为电子马达，由电子模块控制辅助活塞5运动来配合主活塞2运动，或者可以将所述传动机构6设计为齿轮机构。通过调整传动机构6可使所述辅助活塞5的上止点和下止点位置改变，进而改变气缸内的气体压缩比，使本发明高节油发动机可使用多种类燃料，例如：可使用汽油、柴油、石油气。

优选的将所述传动机构6设计为凸轮连杆机构，包括可伸缩的辅助连杆61、时规凸轮62和时规链条63，所述时规链条63连接在曲轴4和时规凸轮62之间，由曲轴4的转动来带动时规凸轮62转动，时规凸轮62的转动进而带动辅助连杆61伸缩，使辅助活塞5能配合主活塞2的运动。

其中，将所述辅助连杆61设计为可调节高度的结构，通过改变辅助连杆61的基准点611（固定点）位置，使辅助活塞5的上止点、下止点位置以及行程得到合理的调整，或者将所述时规凸轮62设计为具有多个不同结构凸轮的凸轮杆结构，通过调整不同结构的凸轮配合辅助连杆61来改变辅助活塞5的下止点位置，进而使本发明一种高节油发动机气缸内的压缩比可变，使本发明一种高节油发动机可使用多种燃料，例如：汽油、柴油、石油气，对国防军用有重大意义。

本发明所述的高节油发动机可以为双缸发动机或三缸发动机或四缸发动机或六缸发动机。

Claims (10)

1.一种高节油发动机，包括气缸（1）、在气缸（1）内做往复运动的主活塞（2）、与主活塞（2）连接的连杆（3）、被连杆（3）带动转动的曲轴（4）、以及位于气缸（1）内的火花塞（11）和喷油嘴（12），其特征在于：在所述气缸（1）内主活塞（2）上方还设有配合主活塞（2）同样做上下往复运动的辅助活塞（5），所述火花塞（11）和喷油嘴（12）位于主活塞（2）和辅助活塞（5）的下止点位置之间。

2.根据权利要求1所述的高节油发动机，其特征在于：所述辅助活塞（5）由传动机构（6）带动运动。

3.根据权利要求2所述的高节油发动机，其特征在于：所述辅助活塞（5）的上止点和下止点位置可通过调节传动机构（6）改变。

4.根据权利要求2所述的高节油发动机，其特征在于：所述传动机构（6）为凸轮连杆机构，包括可伸缩的辅助连杆（61）、时规凸轮（62）和时规链条（63），所述时规链条（63）连接在曲轴（4）和时规凸轮（62）之间，所述曲轴（4）转动带动时规凸轮（62）转动，时规凸轮（62）转动带动辅助连杆（61）伸缩。

5.根据权利要求4所述的高节油发动机，其特征在于：所述辅助连杆（61）的基准点（611）位置可调节。

6.根据权利要求4所述的高节油发动机，其特征在于：所述时规凸轮（62）为具有多个不同结构凸轮的凸轮杆结构。

7.根据权利要求2所述的高节油发动机，其特征在于：所述传动机构（6）为电子马达。

8.根据权利要求2所述的高节油发动机，其特征在于：所述传动机构（6）为齿轮机构。

9.根据权利要求1所述的高节油发动机，其特征在于：所述火花塞（11）和喷油嘴（12）位于气缸（1）的汽缸壁上。

10.根据权利要求1所述的高节油发动机，其特征在于：所述高节油发动机为双缸发动机或三缸发动机或四缸发动机或六缸发动机。

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