[實用新型]4缸天然氣燃料發動機

有效

• 申請號: 201020261054.0
• 申請日: 2010-07-16
• 公開（公告）號: CN201751549U
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發明（設計）人: 支大新
• 申請（專利權）人: 香港恒力實業有限公司
• 主分類號: F02B43/00
• 分類號: F02B43/00;F02F1/42;F02F3/00;F01L3/02
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 徐樂慧

技術領域

本實用新型涉及2.8升的4缸天然氣燃料發動機。

背景技術

汽車發動機由機體，曲柄連桿機構，配氣機構，冷卻系，潤滑系，燃料系和點火系等組成。發動機的工作過程是利用活塞往復移動來完成一個工作循環，包括進氣、壓縮、作功、排氣四個過程。現有發動機按燃料分有汽油和柴油發動機兩種。而隨著社會的進一步發展，天然氣相較于汽油、柴油已成為一種安全環保、質優價廉的綠色清潔能源。且隨著大氣污染的日益加劇，石油資源的日漸枯竭，汽油價格的居高不下，成本相對低廉的天然氣作為清潔替代燃料，日益受到人們的廣泛關注，然而現有適用于汽油的汽車發動機若直接使用天然氣，則存在有以下問題：

1、改用天然氣后，由于天然氣屬氣態干燃料，沒有潤滑特性，導致進氣門與氣門口之間為干摩擦，從而導致發動機進氣門和氣門口的早期磨損嚴重。

2、改用天然氣后，由于天然氣是氣態燃料，燃料本身在氣缸中占有一定容積比例，導致吸入氣缸的空氣量減少，充氣效率下降，吸入氣缸的空氣量減少了，與之反應的燃料也相應減少，因此導致發動機功率扭矩下降，下降幅度在15％到20％左右。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種能有效解決上述問題的4缸天然氣燃料發動機，本實用新型的發動機在現有4缸汽油發動機的基礎上對其結構加經改進，使其適用于天然氣原料。

本實用新型中的4缸天然氣燃料發動機是在發動機氣缸蓋的進氣門口內周緣設置一層硬度為HRC43±3、深度為0.6-1.5mm淬火層，同時在與所述氣缸蓋進氣門口配合的進氣門外周緣設置一層硬度為30-40HRC、深度為0.8mm的斯特來合金層，所述發動機的活塞頂部設置有深度為2.95毫米的導流凹坑，該導流凹坑的容積相應為13.33毫升。

所述發動機氣缸蓋的排氣門口內鑲有耐磨耐高溫合金座圈，在與所述氣缸蓋排氣門口配合的排氣門外周緣設置一層硬度為30-40HRC、深度為0.8mm的斯特來合金層。

所述進氣門與排氣門的外周緣加工有用于堆焊所述斯特來合金層的凹槽。

所述淬火層經由高頻淬火頭直接淬火成形。

所述斯特來合金層位于所述進氣門或排氣門外周緣的環形密封帶處。

本實用新型中的4缸天然氣燃料發動機不僅保持了較高的動力性能，功率扭矩下降幅度基本控制在10％以內，而且耐久性能則得到大幅度提高，平均連續運轉壽命超過6000小時。

附圖說明

圖1是本實用新型中4缸發動機的主視示意圖；

圖2為本實用新型中發動機氣缸位于進氣門口處的剖視示意圖；

圖3為圖2中A所示部分的放大示意圖；

圖4為本實用新型中進氣門或排氣門的結構示意圖；

圖5為本實用新型中節溫器的結構示意圖；

圖6為本實用新型中節溫器的剖視示意圖；

圖7為本實用新型中活塞的部分剖視示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型中的具體實施例作進一步詳細說明。

如圖1所示，本實用新型中的4缸發動機與現有4缸汽油發動機的結構及工作原理相同，由于4缸汽油發動機是成熟技術，因此對發動機的每個部件及工作原理不再詳細描述，下面僅對針對4缸汽油發動機所作的改進之處作詳細描述。

首先，由于天然氣屬氣態干燃料，沒有潤滑特性，容易導致氣門與氣門口之間發生干摩擦，為此，如圖2和圖3所示，在發動機氣缸蓋1的進氣門口2內周緣設置一層硬度為HRC43±3、深度為0.6-1.5mm淬火層3，同時在與氣缸蓋1進氣門口2配合的進氣門4外周緣設置一層硬度為30-40HRC、深度為0.8mm的斯特來合金層5，如圖4所示。氣缸蓋1的淬火層3是利用高頻淬火頭對各進氣門2依次進行淬火，淬火層3的金相組織主要是馬氏體。進氣門4的外周緣即環形密封帶處先通過機械加工形成凹槽，再在凹槽內填入堆焊的斯特來合金層5，該堆焊的深度為0.8mm。由于斯特來合金是一種耐高溫、耐磨損的高強材料，堆焊斯特萊合金后，使得進氣門密封帶的耐磨性能得到大幅提高。

同樣，在氣缸蓋1的排氣門的外周緣也與進氣門作同樣處理，以配合發動機氣缸蓋排氣門口內鑲有的耐磨耐高溫合金座圈。

其次，如圖7所示，為保留原有氣缸蓋、缸體和曲軸機加工線不做變動，對各活塞8的結構進行改進，即將活塞8頂部的導流凹坑9的深度減為2.95毫米，使導流凹坑9的容積為13.33毫升。由于活塞8頂部導流凹坑9的容積減小后，整個燃燒室容積相應減小，壓縮比由原來的9.0提高到現在的9.5。可以有效降低改用天然氣后功率、扭矩的下降程度。