[發明專利]負壓式發動機及其工作循環過程

有效

• 申請號: 201210056745.0
• 申請日: 2012-03-06
• 公開（公告）號: CN102588105A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 戴躍東
• 申請（專利權）人: 戴躍東
• 主分類號: F02B75/40
• 分類號: F02B75/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及發動機。

背景技術

發動機是汽車的動力源，發動機還廣泛應用于交通運輸機械、農業機械、工程機械和發電機組等各個方面。發動機種類繁多，其中二沖程和四沖程發動機是最常見，屬于往復活塞式內燃機。內燃機是借助工質的狀態變化將燃料燃燒產生的熱能轉變為機械能。根據所用燃料種類的不同，分為汽油機、柴油機和氣體燃料發動機三類。它們都是靠燃料燃燒產生的高溫高壓而做功。

發動機的主要構造是由機體、氣缸、缸蓋、活塞、燃燒系統、配氣機構和曲軸連桿機構等部件組成。

二沖程發動機的工作原理是，氣缸體上有三個孔，即進氣孔、排氣孔和換氣孔，這三個孔分別在一定時刻由活塞關閉；其工作循環包含兩個行程：1.第一行程：活塞自下止點向上移動，三個氣孔同時被關閉后，進入氣缸的混合氣被壓縮；在進氣孔露出時，可燃混合氣流入曲軸箱；2.第二沖程：活塞壓縮到上止點附近時，火花塞點燃可燃混合氣，燃氣膨脹推動活塞下移作功。這時進氣孔關閉，密閉在曲軸箱內的可燃混合氣被壓縮；當活塞接近下止點時排氣孔開啟，廢氣沖出；隨后換氣孔開啟，受預壓的可燃混合氣沖人氣缸，驅除廢氣，進行換氣過程。二沖程發動機的優點是：1.二沖程發動機沒有閥，這就大大簡化了它們的結構，減輕了自身的重量；2.二沖程發動機每一回轉點火一次，每一回轉它有雙倍的動力沖程，而四沖程發動機每隔一次回轉點火一次，這就賦予了二沖程發動機重要的動力基礎；3.二沖程發動機可在任何方位上運轉，這在某些設備如鏈鋸上很重要。這些優點使二沖程發動機更加輕便，簡易，制造成本低廉，輕便和雙倍動力的結合使它優于四沖程發動機。但二沖程發動機潤滑系統不足，零部件耗損快，燃料效率不高，燃燒潤滑油，產生空氣污染。這些不足意味著二沖程發動機只能應用于那些馬達不常使用和“推重比”很重要的場合。

四沖程發動機的工作原理是，汽缸蓋上裝有進氣門和排氣門，進氣門和排氣門與汽缸蓋的接觸密封面為汽缸蓋的底面，燃燒系統的噴油嘴安裝在汽缸蓋上向汽缸底方向噴油。通過進、排氣門的開閉實現向汽缸內充氣和向汽缸外排氣。四沖程汽油機在進氣行程、壓縮行程、做功行程和排氣行程內完成一個工作循環。進氣行程時，此時進氣門開啟，排氣門關閉，曲軸轉動180°，活塞在曲軸的帶動下由上止點移至下止點，空氣和汽油的混合氣通過進氣門被吸入汽缸，并在汽缸內進一步混合形成可燃混合氣；壓縮行程時，進、排氣門同時關閉，活塞從下止點向上止點運動，曲軸轉動180°，缸內混合氣受壓縮后壓力和溫度不斷升高；在做功行程，進氣門、排氣門均關閉，曲軸轉動180°，當活塞接近上止點時，由火花塞點燃可燃混合氣，混合氣燃燒釋放出大量的熱能，高溫高壓的燃氣推動活塞從上止點向下止點運動，并通過曲柄連桿機構對外輸出機械能；排氣行程時，排氣門開啟，進氣門仍然關閉，活塞從下止點向上止點運動，曲軸轉動180°，燃燒后的廢氣在汽缸內外壓差和活塞的排擠作用向缸外排氣。四沖程發動機雖克服了二沖程發動機的缺點，但卻不具備二沖程發動機的優點。

發明內容

為了保留現有二沖程發動機輕便、簡易和制造成本低廉的優點，本發明在四沖程發動機的基礎上，對其進行改進，提供一種負壓式發動機。

為了達到上述目的，本發明負壓式發動機采取的技術方案是；它是由機體、汽缸、汽缸蓋、活塞、燃燒系統、配氣機構和曲軸連桿機構等部件組成，配氣機構是在汽缸蓋上裝有進氣門和排氣門；其特征在于，活塞在上止點時與汽缸蓋之間的間隙保證活塞碰不到汽缸蓋即可，進氣門和排氣門與汽缸蓋的接觸密封面設在汽缸蓋的頂面，活塞在下止點時的整個汽缸空間作為燃燒室，燃燒系統的噴油嘴和火花塞安裝在汽缸壁的活塞下止點處。

其工作循環過程是：1、第一進程，當活塞在上止點開始下行時，進氣門開啟，排氣門關閉，經濾清器過濾的空氣進入燃燒室，活塞下行至下止點時，進氣門關閉，噴油嘴開啟和火花塞點火，點火的瞬間排氣門隨之開啟，并瞬間關閉；2、第二回程，活塞在負壓作用下自下止點向上移動，當活塞接近上止點時排氣門開啟，廢氣沖出，轉入第一進程。

做功原理是，第一進程中經濾清器過濾的空氣進入燃燒室，第二回程中，噴油與空氣混合后首先被火花塞點燃，燃燒消耗汽缸中部分氧氣，并使罐內的氣體膨脹，此時，排氣門隨之開啟并瞬間關閉，排除罐內多余的膨脹氣體，使汽缸內外壓力相等，排氣門瞬間關閉后封閉汽缸，汽缸內熱氣在汽缸壁導熱作用下溫度迅速下降，氣體縮小，使汽缸內氣壓低于外面大氣壓(統稱負壓)，借以使活塞上移，產生動力。