[發(fā)明專利]五沖程發(fā)動(dòng)機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610084475.2
• 申請(qǐng)日: 2016-02-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105673202A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鐵;鄭斌;尹濤;葛琳琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): F02B75/02
• 分類號(hào): F02B75/02;F02B37/013;F02B29/04
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種五沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)

為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗及尾氣排放量，主要措施有：發(fā)動(dòng)機(jī)高增壓小型化、缸內(nèi)直噴、 智能熱管理以及冷卻EGR(ExhaustGasRecirculation，廢氣再循環(huán))等。但這些措施的改善效 果有限。

由于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣造成的能量浪費(fèi)高達(dá)30％以上，利用排氣能量能夠降低能耗。通過(guò)采用 渦輪增壓技術(shù)以及阿特金森循環(huán)能夠更好的利用排氣能量。在五沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中，排氣能量的利 用是通過(guò)增加輔助氣缸進(jìn)行充質(zhì)再膨脹過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。五沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，此概念最初由Schmitz 提出，通過(guò)雙膨脹循環(huán)來(lái)提高膨脹比。

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN103016148A，公開(kāi)日為2013年04 月03日，公開(kāi)了一種四沖程與二沖程組合循環(huán)內(nèi)燃機(jī)，包括兩個(gè)四沖程燃燒循環(huán)氣缸和兩個(gè) 兩沖程非燃燒循環(huán)氣缸，所述兩個(gè)四沖程燃燒循環(huán)氣缸和兩個(gè)兩沖程非燃燒循環(huán)氣缸組成一個(gè) 工作單元，兩個(gè)四沖程燃燒循環(huán)氣缸和兩個(gè)兩沖程非燃燒循環(huán)氣缸通過(guò)穩(wěn)壓腔相連，所述內(nèi)燃 機(jī)包括一個(gè)或多個(gè)工作單元，新鮮空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)后，先進(jìn)入四沖程燃燒循環(huán)氣缸，歷經(jīng)“進(jìn)氣 -壓縮-做功-排氣”四個(gè)沖程后，高溫燃?xì)獗慌湃敕€(wěn)壓腔，然后進(jìn)入兩沖程非燃燒循環(huán)氣缸，經(jīng)歷 “進(jìn)氣-排氣”兩個(gè)沖程后，在被排出發(fā)動(dòng)機(jī)。但該技術(shù)利用現(xiàn)有四缸機(jī)進(jìn)行改造，使四沖程汽缸 與兩沖程氣缸的壓縮比保持一致，沒(méi)有對(duì)兩沖程氣缸排量和膨脹比作優(yōu)化匹配，無(wú)法最大程度 利用兩沖程氣缸的超膨脹作用；從原來(lái)四缸變?yōu)閮筛缀螅l(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能大幅降低，增加壓縮 比時(shí)，還會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)烈爆震，影響發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行。

中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN204419348U，公開(kāi)日為2015年06月24日，公開(kāi)了一種用于內(nèi)燃 機(jī)的兩級(jí)增壓機(jī)構(gòu)系統(tǒng)101，如圖1所示，該增壓機(jī)構(gòu)系統(tǒng)包括高壓渦輪102，其聯(lián)接到內(nèi)燃 發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管103；低壓渦輪104，低壓渦輪入口105聯(lián)接到高壓渦輪且低壓渦輪出口106 聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)107；低壓壓氣機(jī)108，低壓壓氣機(jī)入口109聯(lián)接到環(huán)境且低壓壓氣 機(jī)出口110聯(lián)接到高壓壓氣機(jī)111，所述高壓壓氣機(jī)還聯(lián)接到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管112，其 中高壓渦輪設(shè)置有包括高壓受控旁通閥113的高壓旁通管線114，低壓渦輪設(shè)置有包括低壓受 控旁通閥115的低壓旁通管線116，且受控閥117設(shè)置在高壓渦輪和低壓渦輪之間。但該系統(tǒng) 并不包括膨脹氣缸，在渦輪增壓匹配的過(guò)程中，一些負(fù)荷工況存在氣缸排出廢氣直接通過(guò)廢氣 旁通閥排出，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)排氣的充分利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種五沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明包括：第一氣缸、第二氣缸、輔助氣缸和增壓機(jī)構(gòu)，其中：第一氣缸的進(jìn)氣端口 和排氣端口都與增壓機(jī)構(gòu)相連，且該第一氣缸的排氣端口與輔助氣缸的進(jìn)氣端口相連，第二氣 缸的進(jìn)氣端口和排氣端口都與增壓機(jī)構(gòu)相連，且該第二氣缸的排氣端口與輔助氣缸的進(jìn)氣端口 相連，輔助氣缸的排氣端口與該增壓機(jī)構(gòu)相連。

所述的第一氣缸和第二氣缸均為四沖程。

所述的增壓機(jī)構(gòu)包括：高壓端渦輪機(jī)、低壓端渦輪機(jī)、高壓端壓氣機(jī)和低壓端壓氣機(jī)， 其中：高壓端渦輪機(jī)的一端分別與第一氣缸的排氣端口、第二氣缸的排氣端口和輔助氣缸的排 氣端口相連，其另一端與低壓端渦輪機(jī)相連，高壓端壓氣機(jī)的一端分別與第一氣缸的進(jìn)氣端口 和第二氣缸的進(jìn)氣端口相連，其另一端與低壓端壓氣機(jī)相連。

所述的高壓端壓氣機(jī)與低壓端壓氣機(jī)之間設(shè)有低壓端水冷中冷器。

所述的高壓端壓氣機(jī)的與氣缸相連端設(shè)有高壓端水冷中冷器。

技術(shù)效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)缸外低溫增壓，提高了進(jìn)氣密度，滿足動(dòng)力要求的同時(shí)緩 解了缸內(nèi)爆震現(xiàn)象，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)等容度，優(yōu)化了燃燒相位，提高了熱效率；同時(shí)降低了排氣 溫度，保護(hù)渦輪機(jī)葉片。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有兩級(jí)增壓機(jī)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；