[發(fā)明專利]一種內(nèi)燃機(jī)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310060661.9
• 申請(qǐng)日: 2013-02-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103291449A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳新;李傳友;左朝鳳;夏迎松;郭國(guó)祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽中鼎動(dòng)力有限公司
• 主分類號(hào): F02B75/24
• 分類號(hào): F02B75/24;F02B75/28
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及動(dòng)力設(shè)備，具體涉及一種內(nèi)燃機(jī)。?

背景技術(shù)

汽車和輕型飛機(jī)行業(yè)用內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)和制造是比較發(fā)達(dá)的技術(shù)領(lǐng)域。為了商業(yè)上的可行性，任何新的發(fā)動(dòng)機(jī)配置必須在不犧牲性能的前提下，在能源和原材料節(jié)約（特別是燃油消耗量的改善）、保護(hù)環(huán)境和控制污染、保證乘客的安全和舒適、具有競(jìng)爭(zhēng)力的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方式以減少成本和重量等方面也須大幅改善。以犧牲其它方面獲得其中一方面的改善在商業(yè)上是不可行的。?

目前的四沖程內(nèi)燃機(jī)在車用市場(chǎng)占據(jù)著主導(dǎo)地位，直列四缸配置是常見(jiàn)的機(jī)型。四缸發(fā)動(dòng)機(jī)為了達(dá)到與之相符合的做功沖程輸出指標(biāo)而產(chǎn)生的需求，決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸和外形；同時(shí)因此也限制了設(shè)計(jì)師在將發(fā)動(dòng)機(jī)放置在車輛上的選擇。這些發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸較小，對(duì)于高效燃燒和原始排放的減少通常是不利的。另外，因?yàn)橹绷兴母讬C(jī)有明顯的不平衡自由慣性力存在，導(dǎo)致其噪聲和振動(dòng)較大，從而對(duì)乘客舒適性也有不利影響。?

長(zhǎng)期以來(lái)，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)人員已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)有一個(gè)重要的潛在優(yōu)勢(shì)。在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)上，曲軸每旋轉(zhuǎn)一圈，每個(gè)氣缸做功一次。相對(duì)于相同做功輸出指標(biāo)的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)只需要一半數(shù)量的氣缸即可。更少的氣缸數(shù)量使得發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和體積更小。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)本身相對(duì)于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)具有較簡(jiǎn)單機(jī)械結(jié)構(gòu)，原因在于開(kāi)啟和關(guān)閉進(jìn)排氣口的機(jī)械結(jié)構(gòu)可以更簡(jiǎn)單。?

然而，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)閹讉€(gè)可以感知到的缺點(diǎn)而被限制了使用。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)在平均有效壓力方面存在弱點(diǎn)（例如，充氣效率較低）。因?yàn)槊總€(gè)沖程中的很大的一部分壓力必須用來(lái)掃除上一做功沖程的燃燒產(chǎn)物和燃燒空氣供給（掃氣），所以這部分壓力將從做功沖程中損失。掃氣本身也存在問(wèn)題，特別是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在一個(gè)寬泛的速度和載荷范圍內(nèi)時(shí)。眾所周知，二沖程壓燃式內(nèi)燃機(jī)（柴油機(jī)）還有其他的缺點(diǎn)，包括較差?的啟動(dòng)性能和較高的顆粒排放。?

現(xiàn)代增壓技術(shù)和燃油噴射技術(shù)可以克服很多先前與二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的局限性，使兩缸二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)可以替代四缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)成為可能。兩缸二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)具有相同的點(diǎn)火頻率。如果二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)提供相當(dāng)于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)2/3的平均有效壓力，且在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)氣缸的有效排量提高到四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的3/2的情況下,那么二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)將產(chǎn)生（與四沖程）類似的功率輸出。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸更少，但燃燒容積更大，對(duì)于改善燃燒效率和減少原始排放是有利的。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)還可以免除四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)上的氣門，這樣在其燃燒室設(shè)計(jì)方面也具有了更大的靈活性。?

現(xiàn)在已經(jīng)知道當(dāng)前生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦損失的重要根源；提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率可以通過(guò)減少這些摩擦損失實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前生產(chǎn)的汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)上的最大摩擦損失根源，是旋轉(zhuǎn)的連桿作用到活塞上的側(cè)向力推動(dòng)活塞貼緊氣缸壁產(chǎn)生的，約占摩擦損失總量的一半左右。這些損失的大小是與曲軸半徑r除以連桿長(zhǎng)度l的比率，通常被稱之為λ，相關(guān)的。通過(guò)增大連桿有效長(zhǎng)度或減少曲軸半徑，都可達(dá)到大幅減少摩擦損失的效果。?

活塞（或者更準(zhǔn)確的說(shuō)是活塞環(huán)）與氣缸壁接觸產(chǎn)生的摩擦損失同樣是與活塞相對(duì)于氣缸壁的平均運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)的。在保持相同功率輸出時(shí)，如果活塞的速度能夠減慢，摩擦損失將減少。?

當(dāng)前生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)上的另一個(gè)重要摩擦損失根源是作用在曲軸主軸承上的較大的力。典型的四缸直列發(fā)動(dòng)機(jī)有五個(gè)曲軸主軸承。因?yàn)橛袛?shù)以噸計(jì)的燃燒壓力作用在曲軸上，這些力必須被轉(zhuǎn)移到發(fā)動(dòng)機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)上，所以五個(gè)主軸頸是必須的。曲軸和發(fā)動(dòng)機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)必須被設(shè)計(jì)成具有足夠大的強(qiáng)度（和相應(yīng)的重量）來(lái)承受這些負(fù)荷。?

中國(guó)專利CN1710254A公開(kāi)了一種新型二行程對(duì)置式內(nèi)燃機(jī)，其兩活塞分別裝在一連桿的兩端，機(jī)內(nèi)中部設(shè)有由內(nèi)燃機(jī)活塞通過(guò)連桿帶動(dòng)的油泵柱塞，工作時(shí)可將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能直接轉(zhuǎn)化為液壓能，采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)車輛行使。其液壓系統(tǒng)中設(shè)用于實(shí)現(xiàn)液壓與氣壓能轉(zhuǎn)換的油缸和三個(gè)儲(chǔ)氣罐；用于回收部分減速、制動(dòng)能量，并能將內(nèi)燃機(jī)排出廢氣中的部分能量轉(zhuǎn)化為有用功。工作時(shí)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)相比可大大降低燃料消耗，減少尾氣排放。此專利的油泵柱塞與本申請(qǐng)發(fā)明具有的曲軸結(jié)構(gòu)存在明顯的差別，也并未達(dá)到?改善整機(jī)高度，減輕質(zhì)量等的技術(shù)效果。?