[發明專利]復合型內燃機

無效

• 申請號: 201110216639.X
• 申請日: 2007-08-06
• 公開（公告）號: CN102269058A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 大山和男
• 申請（專利權）人: 株式會社JOHO
• 主分類號: F02B75/02
• 分類號: F02B75/02;F01L1/38;F02B37/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李偉;王軼

本申請是申請號為2007800307126，國際申請日為2007年8月6日，發明名稱為帶再生器的6沖程內燃機的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及將與再生器組合的容積型內燃機變為6沖程內燃機，從而提高燃料經濟性的復合沖程內燃機及其利用。

背景技術

從以往已知在容積型內燃機的排出口上，安裝將排氣氣體中殘留的壓力能量變換為旋轉動力的容積型的電動機或廢氣渦輪等，而將動力取出到外部的系統。最近還提出有將該再生器變為容積膨脹器，設置調整所導入的氣體流量的閥的再生裝置(例如，參照專利文獻1)，但是未涉及適合于安裝再生器的容積型內燃機。以后，將這樣的將排氣氣體中殘留的壓力能量變換為旋轉動力的容積型的裝置稱作“再生器”，并將成為再生器的入口壓力的排氣口的壓力稱作“再生壓力”。

雖然不是一般的常識，但是已知以(1)吸氣、(2)壓縮、(3)燃燒/膨脹、(4)排氣、(5)掃氣導入、(6)掃氣排氣的6個行程來完成1個循環的內燃機為“掃氣內燃機”(例如參照專利文獻2)。其中，以下將排氣口為1個的本文獻中所說的“以往的掃氣內燃機”稱作“6沖程內燃機”。

已知在將第5行程改變為(5)水噴射膨脹行程的6沖程柴油機中具有作為再生器的廢氣渦輪的內燃機(例如，參照專利文獻3)。但是，沒有記載或暗示排氣口的壓力是與吸氣口的壓力相等的壓力(參照上述文獻的圖2)，提高再生壓力來使生更多的排氣的壓力能量再生。

作為將容積型內燃機即往復活塞內燃機作為燃燒室使用的燃氣輪機，已知有稱作佩斯卡拉循環(Pescara?Cycle)的自由活塞式燃氣輪機。

已知有使構成廢氣渦輪的噴嘴的葉輪(vane)的角度連續變化，使渦輪的噴嘴的開口面積變化，改變氣體的通路面積，由此對應于氣體量的變化的系統(例如參照專利文獻4)。可變噴嘴數渦輪通過作為本申請的優先權主張的基礎的申請來描述。

作為混合動力車輛，已知有將內燃機的輸出全部變換為電力，用該電力驅動車輛驅動用電動機并行駛的串聯混合動力車輛。已知有用來自內燃機的輸出通過變速器驅動車輛，并且在該內燃機的輸出軸上直接連接電動機，用來自蓄電池的電力來驅動該電動機的并聯混合動力車輛(例如參照專利文獻5)。

用行星齒輪分配來自內燃機的輸出，用該輸出的一部分來驅動車輛，并且用剩余的部分驅動電動機兼發電機并進行發電，用發電的電力和來自蓄電池的電力驅動在驅動輪一側連接的其他電動機的形式的使用2個電動機和行星齒輪的轉矩分配系統，而具有串聯型和并聯型兩者的特性的混合動力車輛(例如參照專利文獻6)。

專利文獻1：JP專利3739725公報

專利文獻2：JP實開平2-96435公報

專利文獻3：JP專利2819676公報

專利文獻4：JP特開2001-12252公報圖2

專利文獻5：JP專利2857666公報

專利文獻6：JP特開2006-22890公報

在通常的4沖程內燃機中，用壓縮比來決定燃燒氣體的膨脹比。在壓縮行程中將吸氣進行絕熱壓縮，在溫度上升的狀態下使其燃燒，并在燃燒/膨脹行程中，按壓縮比膨脹而作為動力，因此在比外氣的壓力仍高很多的壓力時，排氣閥打開，將排氣氣體的能量向大氣釋放。

試圖利用該壓力能量的具有比壓縮比更大的膨脹比的內燃機的發明概念是阿特金森循環的概念，這從以往已被知道。通過改變吸氣閥的定時，來將它適用到通常的4沖程內燃機中的是米勒循環。但是，這些內燃機如果排氣量相同，則有時輸出下降，而相對于此往返運動引起的摩擦不改變，因此存在相對于輸出的摩擦比率增加的問題。

如果在4沖程內燃機中，安裝再生器，并為了提高循環效率，取高的再生壓力，則會發生異常燃燒或排氣閥的熔損等問題。在再生壓力低的時候，在排氣閥打開時，將氣體向排氣口壓出，從而在氣缸內殘留的排氣氣體絕熱膨脹，變為有些低溫，而在再生壓力高的時候，沒有排氣閥打開時的壓力下降，因此維持在高溫的排氣氣體通過活塞的上升，而壓出到排氣口。因此，失去接觸低溫氣體的機會的排氣閥發生熔損。進而在預混合氣方式的內燃機時，在結束排氣行程時的氣缸內，排氣氣體以更高溫更多地殘留，因此發生異常燃燒，而且在吸氣閥打開時，高溫的排氣氣體直接接觸混合氣，導致發生逆火。