[發明專利]對置活塞發動機

無效

• 申請號: 201010104712.X
• 申請日: 2010-02-01
• 公開（公告）號: CN101737147A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 曹索格;周南
• 申請（專利權）人: 曹索格
• 主分類號: F02B33/02
• 分類號: F02B33/02;F01M11/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明屬于內燃機領域，特別涉及一種對置活塞發動機。

【背景技術】

傳統的內燃機運行過程由四部分組成：一.進氣行程，活塞被 曲軸帶動由上止點向下上止點移動，同時，進氣門開啟，排氣門關閉。 當活塞由上止點向下止點移動時，活塞上方的容積增大，汽缸內的氣 體壓力下降，形成一定的真空度。由于進氣門開啟，汽缸與進氣管相 通，混合氣被吸入汽缸。當活塞移動到下止點時，汽缸內充滿了新鮮 混合氣以及上一個工作循環未排出的廢氣。二.壓縮行程，活塞由 下止點移動到上止點，進排氣門關閉。曲軸在飛輪等慣性力的作用下 帶動旋轉，通過連桿推動活塞向上移動，汽缸內氣體容積逐漸減小， 氣體被壓縮，汽缸內的混合氣壓力與溫度隨著升高。三.燃燒膨脹 行程，進排氣門同時關閉，火花塞點火，混合氣劇烈燃燒，汽缸內的 溫度、壓力急劇上升，高溫、高壓氣體推動活塞向下移動，通過連桿 帶動曲軸旋轉。在發動機工作的四個行程中，只有這個在行程才實現 熱能轉化為機械能，所以，這個行程又稱為作功行程。四.排氣行 程，排氣門打開，活塞從下止點移動到上止點，廢氣隨著活塞的上 行，被排出汽缸。由于排氣系統有阻力，且燃燒室也占有一定的容積， 所以在排氣終了地，不可能將廢氣排凈，這部分留下來的廢氣稱為殘 余廢氣。殘余廢氣不僅影響充氣，對燃燒也有不良影響。排氣行程結 束時，活塞又回到了上止點。也就完成了一個工作循環。隨后，曲軸 依靠飛輪轉動的慣性作用仍繼續旋轉，開始下一個循環。現有的四沖 程汽油機的四個沖程只有一個是有效做功沖程。其他三個沖程都需要 靠外力輸入能量維持運轉，特別是壓縮過程需要靠外力推動。傳統內 燃機設計中，需要飛輪儲能然后推動活塞壓縮空氣，需要耗費相當一 部分能量，從而造成內燃機的燃油做功效率一直難以提高。

【發明內容】

為了解決上述問題，本發明提供一種對置活塞發動機，將高壓氣 體壓縮儲存起來，在掃氣時才噴出，這樣不需要飛輪提供壓縮空氣用 的動能，飛輪的重量可以大幅降低，進而減少機械零部件的振動。同 時還可以降低最低穩定轉速，大幅度提高低轉速時的輸出扭矩。

本發明的技術方案如下：

對置活塞發動機，包括汽缸、做功活塞、曲軸等部件，所述做功 活塞安裝在所述汽缸內，并通過連桿與所述曲軸鉸接，所述汽缸內還 設有一個與所述做功活塞相對并且運動方向相反的壓氣活塞；位于所 述壓氣活塞一側的缸體端面設有進氣門和出氣門，所述進氣門與大氣 連通，所述壓氣活塞上設有能使其復位的機構；所述出氣門通過油氣 分離裝置與一個用于儲存高壓氣體的儲氣機構連接；所述汽缸中部為 燃燒室，所述燃燒室設有進氣口、排氣口以及噴油裝置和點火裝置， 所述進氣口通過第一電磁閥與所述儲氣機構連接。

做功活塞與壓氣活塞質量相近，運轉方向相反，這樣內燃機工作 時可以抵消大部分的機械震動；壓氣活塞帶有一根較細的桿部，二者 中心軸重合。

本發明的工作原理是：內燃機燃燒室的油氣混合燃燒后，體積會 增加到原始體積數十倍。而現有的四沖程汽油機的燃燒做功沖程的容 積與進氣沖程的容積比值是相等的，比值為1；也就是說，現有四沖 程汽油機只利用了一小部分能量，而大部分能量被浪費掉了。本設計 由于兩個活塞反向運動，可以提高油氣燃燒做功的可用膨脹容積，容 積比值大約在1.8至3之間，大幅度提高燃油做功效率。

現有的四沖程汽油機的四個沖程只有一個是有效做功沖程。其他 三個沖程都需要靠外力輸入能量維持運轉，特別是壓縮過程需要靠外 力推動。傳統內燃機設計中，需要飛輪儲能然后推動活塞壓縮空氣， 而本設計是空氣壓縮過程是在油氣燃燒做功時，推動壓氣活塞，將新 鮮氣體壓縮儲存在儲氣機構中，這樣不需要飛輪提供壓縮空氣用的動 能，只需提供做功活塞回到上止點位置的動能，這樣飛輪的重量可以 大幅降低，進而減少機械零部件的振動。同時還可以降低最低穩定轉 速，大幅度提高低轉速時的輸出扭矩，適合于做車用動力。由于燃油 噴射是在排氣口關閉之后，可以避免未燃燒的燃料浪費問題。