[實用新型]高功率密度內燃機

無效

• 申請號: 200720010861.3
• 申請日: 2007-03-10
• 公開（公告）號: CN201025122Y
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 劉波
• 申請（專利權）人: 劉波
• 主分類號: F02B71/04
• 分類號: F02B71/04
• 代理公司: 錦州恒大專利事務所
• 代理人: 陳明

技術領域

本實用新型屬于一種內燃機，特別涉及一種高功率密度內燃機。

背景技術

內燃機是各種車輛、船舶及工程機械的核心部件，內燃機的好壞直接關系到車輛、船舶及工程機械的技術性能，因此，不斷改進內燃機的技術性能、提高內燃機的功率密度是擺在人們面前的一個重要課題。目前，提高內燃機功率密度的途徑有二個，一個是提高活塞的運動速度，另一個是通過提高進氣壓力來提高平均有效壓力。現在，活塞的運動速度一般都已經達到了10～12m/s，最高的甚至達到15m/s，在這個基礎上如果還想提高，就會受到充量系數下降，配氣機構的慣性力增大，以及曲柄連桿機構的慣性負荷增加的影響，導致機械效率損失過大、磨損加劇、壽命降低、燃料經濟性下降、噪音和排污增大的后果，因此，通過提高活塞的運動速度來提高功率的途徑已經行不通了。而對于后者，通過提高進氣壓力來進一步提高平均有效壓力主要受到過高的熱負荷和機械負荷的限制，熱負荷通過加強冷卻比較容易解決，但機械負荷太高是很難解決的。目前，內燃機的進氣壓力一般都已經達到2～2.5巴，當進氣壓力達到4巴時，其平均有效壓力將達到25巴，最高爆發壓力超過160巴以上。這對內燃機的零部件是非常嚴重的威脅，因為內燃機的曲軸形狀復雜，應力集中現象特別嚴重，特別是曲柄至軸頸的圓角過渡區及潤滑油孔附近和加工粗糙的部位，應力集中現象尤為突出。當機械負荷隨著進氣壓力的增加而增加時，最大爆發壓力也會過度增加，巨大的作用力使曲軸難以承受而斷裂。目前，在大中型內燃機中，曲軸的軸徑已經與缸徑一樣粗了，繼續增大曲軸的體積來提高抵抗機械負荷的能力已經是不可能的了。另外，機械負荷太高還會引起缸蓋的密封問題，以及缸蓋在最大爆發壓力下變形的問題，這些都會隨著進氣壓力的增加而無法解決。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是，克服現有內燃機功率密度低的問題，對現有的內燃機結構加以改進，提供一種高功率密度內燃機。

本實用新型有一個機座，機座上裝有兩個對置掃氣的氣缸，每個氣缸里有兩個對置活塞，其特殊之處是，活塞的活塞桿通過十字頭與柱塞相連接，柱塞放置在油缸里，油缸通過進油管與液壓馬達相連接，通過液壓馬達輸出動力。

在十字頭中有一個帶滑塊的短軸，短軸與大搖臂相連接，大搖臂的中間安裝在偏心軸上，偏心軸安裝在大搖臂連接體上，大搖臂連接體固定在機座上，通過大搖臂使兩個氣缸實現工作與壓縮狀態的轉換。

所述的偏心軸與壓縮比調整裝置相連接，壓縮比調整裝置由齒輪、齒條、壓力感應缸、油液分配缸和動作執行缸構成，壓力感應缸與氣缸的進氣管相連接，油液分配缸通過軟管與機油泵相連接，壓力感應缸中的活塞與油液分配缸中的閥桿相連接，油液分配缸與動作執行缸通過油管相連接，動作執行缸的活塞固定不動，所述的齒輪共有三個，其中的一個齒輪安裝在大搖臂連接體上，另外二個齒輪分別固定在二個偏心軸上，所述的齒條共有兩個，其中的一個固定在動作執行缸上，二個齒條分別與三個齒輪相嚙合。

在進油管上還連接有緩沖型儲能器，以緩解壓力油對液壓馬達的沖擊。

在液壓馬達的進油管和出油管上還連接有旁通滑閥，通過旁通滑閥控制液壓馬達的運行或停止。

在液壓馬達的出油管上還連接有輔助液壓馬達，以便于向其他裝置提供動力。

本實用新型的優點在于：

1、兩個對置活塞在一個兩沖程直流掃氣的氣缸里壓縮和做功，通過與活塞同一軸線且剛性連接的柱塞壓出液壓油，驅動液壓馬達轉動，將動力傳遞出去，克服了傳統內燃機曲軸在最大爆發壓力下斷裂和變形問題，使內燃機在進氣壓力上升到20巴以上，最大爆發壓力達到400～600巴時也能正常工作，大大提高了內燃機的功率密度，使內燃機的功率密度達到了200馬力/升，并降低了內燃機的油耗，減小了內燃機的體積，增大了功率，同時，由于活塞不承受側壓力，因此，氣缸和活塞的摩擦力減小，從而大幅度的提高了內燃機的機械效率，并大大延長了內燃機的使用壽命。

2、壓縮比調整裝置可以根據進氣壓力的變化自動自動調整壓縮比，其壓縮比可以在25～6之間自由變動，使內燃機從起動時進氣壓力1巴上升到20巴都能正常工作，并可燃用多種燃料或重油，降低了燃料費用。

3、在液壓馬達的進油管和出油管上設置旁通滑閥，取代傳統內燃機中的離合器，消除了傳統離合器打滑和切不開的現象，且體積小、壽命長，使用方便。

4、起動方式靈活，既可以采用電力起動機起動，也可以采用壓縮空氣起動。