[發明專利]在內燃機汽缸內形成真空彈簧的閉缸節油發動機

無效

• 申請號: 201010111342.2
• 申請日: 2010-02-22
• 公開（公告）號: CN102162400A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 張京濤
• 申請（專利權）人: 張京濤
• 主分類號: F02D13/06
• 分類號: F02D13/06;F02D17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種活塞往復式內燃機，使用閉缸節油技術時的卸壓技術。

背景技術

現在的汽車和部分機械的發動機廣泛使用的是活塞往復式內燃機。為達到滿負荷時有良好的動力性能，其動力配置在而設計時，有較大的儲備功率。而大多數時候，發動機工作在部分負荷工況下，造成了燃油浪費。為了提高發動機的負荷率，降低能耗。人們采用了閉缸工作法，即：：在滿負荷時，所有的缸都工作。低負荷時，一部分缸工作，另一部分被關閉，不工作。發動機的工作排量根據需要隨負荷的大小而變化，從而使發動機的單缸能在較高負荷率的狀態下工作，即不影響汽車有較大的動力性能，又能較好的改善燃油經濟性。

以往閉缸節油的具體辦法有：只切斷燃油供給；切斷燃油的同時節氣門全開；無節流供新氣；切斷燃油進行廢氣在循環；以排氣代新氣；停止供油供氣，關閉進排氣門。等不進行卸壓、減壓的。

從以上的各種方法中可以看出其主要缺點是關閉的氣缸沒有進行減壓降阻處理而成了發動機的新增負荷，從而消耗了部分有效功率。

也有同時通過安裝氣門搖臂軸偏心套的方法實現氣門常關和常開；還有的同時使用減壓裝置不產生壓縮。

通過安裝氣門搖臂軸偏心套的方法，雖也可實現閉缸節油，但是會影響氣門間隙，增加氣門正時的不確定性，要求執行機構的操作力量也較高。

使用減壓裝置不產生壓縮的方法可以解決以上問題，同時達到節能的目的，并且具有易啟動的優點。但泵氣損失也高。同時，操作機構在機油環境中，不利于密封，加工比較復雜，還局限應用在柴油機上，應用范圍受限。也正因為此，還需要尋找更為合理的閉缸節油執行方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一閉缸節油發動機，該減壓閉缸節油發動機就是要使發動機在低負荷時關閉部分氣缸，提高發動機的單缸負荷率，同時在對被關閉氣缸進行減壓降阻處理，減少壓縮熱損失，和泵氣損失。達到進一步節油的目的。

本發明的技術方案為：

在內燃機的進氣支管處，安裝與汽缸對應數量的節氣閥，并在排氣支管上安裝單向閥，使空氣只向消聲器方向流動。

在正常滿負荷工作時，節氣門全開，內燃機和不使用本技術的相同。

當負荷降低到一定程度時可以關閉部分汽缸，這時停止向該缸供油，同時關閉對應汽缸的節氣門。由于內燃機依舊在運轉，關閉節氣門后，進氣管出口的氣壓迅速降低，達到一定的真空狀態，而排氣門與外安裝在排氣支管上的單向閥之間的空氣也被擠出單向閥，排向廢氣管，造成氣缸內吸不進空氣的情況。

在吸氣沖程時，汽缸內產生較大負壓(真空)，缸內空氣被強迫膨脹，溫度下降，從汽缸壁吸熱。同時，活塞對大氣壓做功，使機器能降低。在壓縮沖程時，活塞首先被大氣壓壓向汽缸，活塞吸收大氣壓對它所做的功，使機器能增高。當活塞臨近上止點時，缸內氣壓高于大氣壓，活塞對缸內氣體做功，使溫度上升，由于空氣稀薄，在壓縮沖程結束時缸內氣壓很低，鉗制了缸內氣體的最高溫度，缸內空氣向汽缸壁輕微放熱，對汽缸壁放出的熱量也極少。做功沖程中缸內氣壓再次降低，缸內空氣再次被強迫膨脹并降溫，再次從汽缸壁吸熱，同時活塞再次對大氣壓做功，機械能降低。排氣沖程中活塞首先被大氣壓壓向汽缸，活塞吸收大氣壓對它所做的功，使機器能增高。當活塞臨近上止點時，缸內氣壓高于大氣壓，活塞對缸內氣體做功，并把多余的空氣經單向閥排出。然后在吸氣沖程中再次吸熱。

可見，當該缸的節氣門關閉時，在汽缸內的真空相當于一個彈簧的作用。它與氣體彈簧相比有如下優點：

柴油機的噴油器在這樣的環境中不會因過熱而損壞。因為缸內空氣稀薄，是比較低的真空，所以因空氣流動造成的泵氣損失也會顯著降低。由于其中每個放熱環節后，都有個吸熱環節，在理想的密封狀態下，汽缸內剩余的被循環壓縮和被強迫膨脹的稀薄空氣與汽缸壁之間會趨向于一種熱平衡狀態，使內燃機的機械能消耗進一步降低。

本發明的優點在于：

在提高發動機單缸負荷率的同時，更進一步的減少壓縮熱損失和泵氣損失，更節約燃油。在汽油機、柴油機上都可以使用。由于節氣門的運動部分重量輕巧，該執行零件還具有反應速度快的優點。在節氣門關閉后的第一個奧托循環，汽缸中的壓力就明顯下降，達到減壓、卸壓的目的。在節氣門關閉的狀態下，能減小內燃機的阻力，提高馬達拖動內燃機的轉速，啟動時，采用先關閉節氣門，在內燃機達到一定轉速時，打開節氣門，并供油的方法。使內燃機的啟動更容易。

使用的節氣門早已在汽油發動機中驗證了其可靠性，具有結構簡單，操作輕便的優點。單向閥也比較容易加工。