一種自增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種內(nèi)燃機(jī)，具體為一種自增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)是當(dāng)前提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的主要手段，而禍輪增壓技術(shù)就是其中之 一。參見(jiàn)圖1，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的廢氣禍輪增壓器801是一種布置在發(fā)動(dòng)機(jī)外部的強(qiáng)制氣體引導(dǎo) 系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的高溫高壓廢氣使廢氣禍輪增壓器801的葉片W大于200000r/min的速 度旋轉(zhuǎn)，把從進(jìn)氣管804吸入的常溫常壓新鮮空氣壓縮成高溫、高壓的氣體，該些氣體必須 通過(guò)增壓器出氣管805進(jìn)入中冷器803進(jìn)行冷卻，然后通過(guò)中冷器出氣管806進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī) 進(jìn)氣總管802,最終實(shí)現(xiàn)將更多質(zhì)量的空氣壓到氣缸里，達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性能的目 的。但同時(shí)廢氣禍輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、使用壽命短、需要定期更換或維護(hù)增 壓系統(tǒng)等致命缺點(diǎn)也隨之產(chǎn)生，并且由于高溫廢氣的沖擊，對(duì)廢氣禍輪增壓器的潤(rùn)滑和冷 卻有極高的要求。另一方面，現(xiàn)有的廢氣禍輪增壓的還存在無(wú)法克服的動(dòng)力輸出反應(yīng)滯后 的問(wèn)題，即駕駛者踩油口加大馬力，到葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)將更多空氣壓進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)獲得更大動(dòng)力之間 存在一個(gè)時(shí)間，而且即使經(jīng)過(guò)改良的禍輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)也需要至少2秒左右來(lái)增加或減少發(fā) 動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種自增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高，可顯 著提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性能。
[0004] 本發(fā)明所述的自增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，包括曲軸，所述曲軸繞發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)；動(dòng)力 缸，所述動(dòng)力缸為四沖程循環(huán)氣缸，其內(nèi)的活塞通過(guò)曲柄與所述曲軸相連；增壓缸，所述增 壓缸內(nèi)的活塞通過(guò)曲柄與所述曲軸相連，該活塞在增壓缸內(nèi)往復(fù)移動(dòng)，形成吸氣-供氣的 兩沖程循環(huán)；進(jìn)氣總管，所述進(jìn)氣總管將所述增壓缸的出氣管與動(dòng)力缸的進(jìn)氣管相連通； 增壓缸進(jìn)氣單向閥，所述增壓缸進(jìn)氣單向閥設(shè)置在增壓缸的進(jìn)氣管上，使得空氣只能經(jīng)增 壓缸的進(jìn)氣管由外單向流進(jìn)增壓缸內(nèi)；增壓缸出氣單向閥，所述增壓缸出氣單向閥設(shè)置在 增壓缸的出氣管上，使得經(jīng)增壓缸內(nèi)活塞壓縮后的空氣只能經(jīng)增壓缸的出氣管單向流進(jìn)進(jìn) 氣總管內(nèi)。
[0005] 優(yōu)選的，所述進(jìn)氣總管還具有進(jìn)氣支管，在該進(jìn)氣支管處設(shè)有進(jìn)氣支管單向閥，使 得外部空氣只能經(jīng)進(jìn)氣支管單向流進(jìn)進(jìn)氣總管內(nèi)；還包括禍輪增壓器，所述禍輪增壓器的 禍輪位于增壓缸的進(jìn)氣管內(nèi)并位于增壓缸進(jìn)氣單向閥的前端，所述禍輪增壓器的葉輪位于 所述進(jìn)氣支管內(nèi)并位于進(jìn)氣支管單向閥的前端。
[0006] 優(yōu)選的，還包括設(shè)置在進(jìn)氣總管上的壓力調(diào)節(jié)閥，當(dāng)進(jìn)氣總管內(nèi)壓力超過(guò)規(guī)定壓 力時(shí)，通過(guò)該壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)行泄壓。
[0007] 優(yōu)選的，在所述進(jìn)氣總管內(nèi)設(shè)置有節(jié)氣n，由進(jìn)氣支管單向閥和增壓缸出氣單向 閥排出的氣體經(jīng)過(guò)所述節(jié)氣口后流入進(jìn)氣總管。
[000引優(yōu)選的，所述增壓缸的進(jìn)氣口和出氣口上未設(shè)置氣口。
[0009] 本發(fā)明所述發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)氣增壓功能，提升了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性能。與現(xiàn)有廢 氣禍輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高、響應(yīng)快速的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是現(xiàn)有禍輪增壓系統(tǒng)的示意圖；
[0011] 圖2是實(shí)施例一所述自增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[001引圖3是實(shí)施例二S所述自增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖4是實(shí)施例S中第一動(dòng)力缸進(jìn)氣口持續(xù)開(kāi)啟時(shí)的狀態(tài)示意圖；
[0014]圖5是實(shí)施例立中第二動(dòng)力缸進(jìn)、排氣口重疊時(shí)的狀態(tài)示意圖；
[0015] 圖6是實(shí)施例四所述的自增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)闡述，W下實(shí)施例僅用于解釋本 發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0017] 實(shí)施例一；
[001引如圖2所示的自增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，包括一個(gè)第一動(dòng)力缸1和一個(gè)增壓缸5W及將所述 增壓缸的出氣管504與第一動(dòng)力缸1的進(jìn)氣管相連通的進(jìn)氣總管6。
[0019] 為實(shí)現(xiàn)將吸入的氣體在缸內(nèi)壓縮后排出，在增壓缸5的進(jìn)氣管502上設(shè)置增壓缸 進(jìn)氣單向閥503,使得空氣只能經(jīng)增壓缸的進(jìn)氣管502由外單向流進(jìn)增壓缸5內(nèi)。在增壓缸 的出氣管504上設(shè)置增壓缸出氣單向閥505,使得經(jīng)增壓缸內(nèi)的活塞501壓縮后的空氣只能 經(jīng)增壓缸的出氣管單向流進(jìn)進(jìn)氣總管6內(nèi)。
[0020] 所述進(jìn)氣總管6前端具有進(jìn)氣支管601，在該進(jìn)氣支管處設(shè)有進(jìn)氣支管單向閥 602,使得空氣只能由外單向流進(jìn)進(jìn)氣總管內(nèi)。在進(jìn)氣總管上設(shè)置壓力調(diào)節(jié)閥604,當(dāng)進(jìn)氣總 管內(nèi)壓力超過(guò)規(guī)定壓力時(shí)，通過(guò)該壓力調(diào)節(jié)閥604進(jìn)行泄壓。在所述進(jìn)氣總管內(nèi)還設(shè)置有 節(jié)氣口 603,其位于進(jìn)氣支管單向閥602和增壓缸出氣單向閥505后方。
[0021] 所述第一動(dòng)力缸1與現(xiàn)有技術(shù)的四沖程循環(huán)氣缸相同，具有由活塞和動(dòng)力缸內(nèi)壁 所限定而成的燃燒室，和進(jìn)氣口、排氣口W及噴油機(jī)構(gòu)。第一動(dòng)力缸1內(nèi)的活塞通過(guò)曲柄與 所述曲軸相連，該曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈，動(dòng)力缸完成吸氣沖程-壓縮沖程-做功沖程-排氣沖程的 四個(gè)沖程。其中，在吸氣沖程中，第一動(dòng)力缸進(jìn)氣口打開(kāi)，進(jìn)氣總管內(nèi)的空氣流入第一動(dòng)力 缸內(nèi)。
[0022] 本實(shí)施例中增壓缸的缸體W及活塞的結(jié)構(gòu)與上述動(dòng)力缸相同，區(qū)別在于增壓缸未 設(shè)置進(jìn)、排氣口W及噴油、點(diǎn)火機(jī)構(gòu)。因此，該增壓缸可通過(guò)現(xiàn)有氣缸改造而成，利用缸體內(nèi) 部形成一活塞腔室。所述增壓缸內(nèi)的活塞通過(guò)曲柄與所述曲軸相連，該活塞由曲軸帶動(dòng)在 增壓缸內(nèi)往復(fù)移動(dòng)，曲軸每旋轉(zhuǎn)一圈，完成吸氣沖程-供氣沖程的兩沖程循環(huán)?？梢?jiàn)，該增 壓缸不能向曲軸做功，其將外部空氣吸入W及將缸內(nèi)氣體壓出的動(dòng)能來(lái)自曲軸。在吸氣沖 程時(shí)，增壓缸內(nèi)活塞501向下運(yùn)動(dòng)，外部新鮮空氣經(jīng)增壓缸進(jìn)氣單向閥503流入增壓缸內(nèi)， 在供氣沖程時(shí)，該活塞501向上運(yùn)動(dòng)，將缸內(nèi)空氣壓縮后經(jīng)增壓缸出氣單向閥505和節(jié)氣口 603排入進(jìn)氣總管6內(nèi)。提高進(jìn)氣總管內(nèi)空氣壓力和密度，實(shí)現(xiàn)第一動(dòng)力缸進(jìn)氣增壓，從而 提高燃燒性能。
[0023] 所述第一動(dòng)力缸的吸氣沖程與增壓缸的供氣沖程完全重合，第一動(dòng)力缸和增壓缸 的行程關(guān)系如表1所示：
[0024]
[00巧]表1
[0026] 可見(jiàn)，在第一動(dòng)力缸處于吸氣沖程時(shí)，增壓缸內(nèi)活塞向上運(yùn)動(dòng)，將缸內(nèi)空氣壓入進(jìn) 氣總管內(nèi)，第一動(dòng)力缸進(jìn)氣口開(kāi)啟，進(jìn)氣總管內(nèi)空氣流入第一動(dòng)力缸內(nèi)。在第一動(dòng)力缸處 于做功沖程時(shí)，增壓缸進(jìn)入下一循環(huán)的供氣沖程，此時(shí)第一動(dòng)力缸進(jìn)氣口關(guān)閉，增壓缸內(nèi)活 塞向上運(yùn)動(dòng)，將空氣壓入進(jìn)氣總管內(nèi)，并在所述單向閥作用下，將增壓氣體保持在進(jìn)氣總管 內(nèi)，待第一動(dòng)力缸下次吸氣沖程。
[0027]當(dāng)然，上述增壓缸的供氣沖程也完成可W與第一動(dòng)力缸的吸氣沖程錯(cuò)開(kāi)，即增壓 缸的兩次循環(huán)中的供氣沖程對(duì)應(yīng)第一動(dòng)力缸的壓縮沖程和排氣沖程，則在該兩次供氣沖程 中，增壓缸將空氣壓入進(jìn)氣總管中，由所述各單向閥作用保持在進(jìn)氣總管內(nèi)。
[002引實(shí)施例二；
[0029]如圖3所示的自增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，包括第一動(dòng)力缸1、第二動(dòng)力缸2和一個(gè)增壓缸5W及將所述增壓缸的出氣管504與兩動(dòng)力缸的進(jìn)氣管相連通的進(jìn)氣總管6。
[0030] 為實(shí)現(xiàn)將吸入的氣體在缸內(nèi)壓縮后排出，在增壓缸5的進(jìn)氣管502上設(shè)置增壓缸 進(jìn)氣單向閥503,使得空氣只能經(jīng)增壓缸的進(jìn)氣管502由外單向流進(jìn)增壓缸內(nèi)。在增壓缸的 出氣管504上設(shè)置增壓缸出氣單向閥505,使得經(jīng)增壓缸內(nèi)的活塞501壓縮后的空氣只能經(jīng) 增壓缸的出氣管單向流進(jìn)進(jìn)氣總管6內(nèi)。
[0031]所述進(jìn)氣總管6前端具有進(jìn)氣支管601，在該進(jìn)氣支管處設(shè)有進(jìn)氣支管單向閥 602,使得空氣只能由外單向流進(jìn)進(jìn)氣總管內(nèi)，進(jìn)氣總管上進(jìn)氣支管的目的在于向進(jìn)氣總管 6內(nèi)補(bǔ)充常壓空氣。在進(jìn)氣總管上設(shè)置壓力調(diào)節(jié)閥604,當(dāng)進(jìn)氣總管內(nèi)壓力超過(guò)規(guī)定壓力 時(shí)，通過(guò)該壓力調(diào)節(jié)閥604進(jìn)行泄壓。在所述進(jìn)氣總管內(nèi)還設(shè)置有節(jié)氣口603,其位于進(jìn)氣 支管單向閥602和增壓缸出氣單向閥505后方。
[0032] 所述兩個(gè)動(dòng)力缸與現(xiàn)有技術(shù)的四沖程循環(huán)氣缸相同，具有由活塞和動(dòng)力缸內(nèi)壁所 限定而成的燃燒室，和進(jìn)氣口、排氣口W及噴油機(jī)構(gòu)。所述動(dòng)力缸內(nèi)的活塞通過(guò)曲柄與所述 曲軸相連，該曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈，動(dòng)力缸完成吸氣沖程-壓縮沖程-做功沖程-排氣沖程的四個(gè) 沖程。其中，在吸氣沖程中，第一動(dòng)力缸的進(jìn)氣口 101、第二動(dòng)力缸的進(jìn)氣口 201打開(kāi)，進(jìn)氣 總管4內(nèi)的空氣流入所述動(dòng)力缸內(nèi)。
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