[實(shí)用新型]高效環(huán)保增壓發(fā)動(dòng)機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220048321.5
• 申請(qǐng)日: 2012-02-15
• 公開（公告）號(hào): CN202468009U
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 麥鎮(zhèn)榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 麥鎮(zhèn)榮
• 主分類號(hào): F02B37/00
• 分類號(hào): F02B37/00;F02B37/12
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 45107
• 代理人: 馬蘭

(一)技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)，具體是一種高效環(huán)保增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。

(二)背景技術(shù)：

本實(shí)用新型涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)為內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)主體為氣缸，氣缸的上口由缸蓋封蓋，氣缸內(nèi)設(shè)有活塞，活塞在氣缸內(nèi)的運(yùn)動(dòng)上止點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)下止點(diǎn)間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

活塞運(yùn)動(dòng)的上止點(diǎn)與缸蓋之間的氣缸腔室為燃燒室，活塞運(yùn)動(dòng)的下止點(diǎn)與缸蓋之間的氣缸腔室為進(jìn)氣室(包括燃燒室)，進(jìn)氣室與燃燒室之比為壓縮比。

活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)分為進(jìn)氣、壓縮、爆炸做功和排氣四個(gè)過程：

1、進(jìn)氣(即吸氣)?；钊陨现裹c(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)開啟進(jìn)氣口，關(guān)閉排氣口?；钊陨现裹c(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)至下止點(diǎn)的過程中，進(jìn)氣口的氣門處于開啟狀態(tài)，排氣口的氣門處于關(guān)閉狀態(tài)，這時(shí)活塞作進(jìn)氣運(yùn)動(dòng)，噴油裝置從噴油嘴直接向氣缸內(nèi)噴油，噴油嘴一般設(shè)置于缸蓋上。

2、壓縮?；钊韵轮裹c(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣口?；钊韵轮裹c(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)至上止點(diǎn)的過程中，進(jìn)氣口氣門和排氣口氣門均處于關(guān)閉狀態(tài)。

3、爆炸做功?；钊蛏线\(yùn)動(dòng)至上止點(diǎn)，混合燃燒體于燃燒室內(nèi)點(diǎn)燃，混合燃燒體瞬間燃燒爆炸，推動(dòng)活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)輸出功率。

4、排氣。活塞自下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)開啟排氣口?；钊韵轮裹c(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)至上止點(diǎn)，此時(shí)進(jìn)氣口的氣門處于關(guān)閉狀態(tài)，排氣口的氣門處于開啟狀態(tài)，將混合燃燒體燃燒爆炸產(chǎn)生的廢氣排出。

排氣過程中廢氣和廢熱無法排盡，這不僅是傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)存在的問題，也是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)存在且無法解決的問題。這是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)至氣缸上止點(diǎn)的活塞無法排盡燃燒室內(nèi)的殘存廢氣和廢熱，下一循環(huán)進(jìn)氣時(shí)殘存無氧廢氣和廢熱(約400度～500度)混入新進(jìn)入的空氣中，影響了進(jìn)入空氣的質(zhì)量，增加了進(jìn)入空氣的溫度，影響了進(jìn)入空氣的密度，由于還混入一定量的無氧廢氣，就更不利于混合燃料爆炸做功，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比無法進(jìn)一步提高。壓縮比是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo)，壓縮比越大，點(diǎn)火前燃燒室內(nèi)的混合氣體的密度就越大，燃燒時(shí)一方面可以使燃料燃燒更完全，燃料利用率更高、能耗更低，廢氣排放也更低，另一方面發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出更大。

在壓縮比一定的情況下，現(xiàn)有技術(shù)中提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率的一種行之有效方法是向發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中增壓。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)是靠燃料在氣缸內(nèi)燃燒作功來產(chǎn)生功率的，由于進(jìn)氣(即吸氣)過程中，空氣的進(jìn)入滯后于活塞的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)至下止點(diǎn)時(shí)進(jìn)氣門關(guān)閉，此時(shí)封閉于氣缸腔體中的空氣并非正常進(jìn)氣時(shí)的滿缸，而噴入的燃料量受到吸入汽缸內(nèi)空氣量的限制，因此發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的功率也會(huì)受到限制。如何在額定功率下進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，則只能通過壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸來增加燃料量，從而提高燃燒作功能力。在目前的技術(shù)條件下，渦輪增壓器是惟一能使發(fā)動(dòng)機(jī)在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機(jī)械裝置，渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)已在歐系車上廣泛運(yùn)用。

所述渦輪增壓器其實(shí)就是一種空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來增加發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，這種渦輪增壓器有機(jī)械增壓和廢氣渦輪增壓兩種方式：

1、機(jī)械增壓器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上并通過皮帶與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連接，從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸獲得動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)機(jī)械增壓器的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而將空氣增壓到進(jìn)氣岐道里，通過進(jìn)氣口增壓至發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)。其優(yōu)點(diǎn)是渦輪轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)相同，因此沒有滯后現(xiàn)象，動(dòng)力輸出非常流暢。但是由于裝在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，因此還是消耗了部分動(dòng)力，增壓出來的效果并不高；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)進(jìn)氣滯阻現(xiàn)象。

2、廢氣渦輪增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)無任何機(jī)械聯(lián)系，實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之通過進(jìn)氣口增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。一般而言，加裝廢氣渦輪增壓器后的發(fā)動(dòng)機(jī)功率及扭矩要增大20％-30％。

誠(chéng)然，配置渦輪增壓器的確能夠提升發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，但也存在一些缺點(diǎn)：

1、提速問題。由于葉輪的慣性作用對(duì)油門門驟時(shí)變化反應(yīng)遲緩，造成動(dòng)力輸出反應(yīng)滯后，也就是說從你大腳踩油門加大馬力，到葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)將更多空氣壓進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)獲得更大動(dòng)力之間存在一個(gè)2秒左右的時(shí)間差，即如果突然加速的話，瞬間有提不上速度的感覺。