技术领域
[0001] 本
发明涉及
内燃机，是预增压主动进气排气换排气式发动机。
背景技术
[0002] 现有发动机工作一般由吸气冲程、压缩冲程、
做功冲程、
排气冲程四个冲程，两圈完成一个循环，只有做功冲程做正功，其他三个冲程做负功，“三打一”而导致实际效率比理论效率低很多，现有两冲程发动机采用在
气缸两端开进气孔与出气孔，结构决定了这种发动机污染大，浪费
燃料。
发明内容
[0003] 为了克服现有四个冲程发动机每两圈只做功冲程做功一次和现有两冲程发动机污染大、浪费燃料的问题，本发明提供预增压主动进气排气换排气式发动机，该发动机结构与现有
四冲程发动机类似，但一圈做功一次，燃料燃烧充分，排放好、效率高、升功率高、动
力平顺。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005] 在现有普通四冲程发动机的
基础上，增加全程增压系统，由增压
压缩机、
散热器、
传感器等组成，为发动机提供高于一个
大气压的中低压压缩空气，
发动机转速越高，增压系统提供的压缩空气压强越高。
[0006] 在现有普通四冲程发动机的基础上，把配气系统进气
门、排气门由每两圈启闭一次变为每一圈启闭一次，工作
频率提高一倍，并把配气系统进气与排气工作时机改为大体一致，进气门与排气门共同开启的重叠范围比单独开启的范围大很多。当发动机做功冲程接近
活塞下行的
下止点时，排气门打开，开始排气，很快缸内气压接近大气压，这时进气门也打开，高于大气压的来源于增压系统的空气对缸内废气快速的进行冲排换气，清除大部分废气，随后关闭排气门，紧接着进气结束关闭进气门，然后压缩喷油(
汽油机还有点火)做功。进气门排气门在活塞上行的过程中的关闭的时机根据设计目的的不同而不同，在大多数情况下，追求的是高效率，这时候可采用将全程增压系统的压强控制的稍微低一些，再匹配较长一些的换排气过程，由于全程增压系统的存在，进气门排气门可以在活塞上行到整个行程的50％多时关闭，这样做功冲程行程比压缩冲程行程多，膨胀比大于压缩比，这是简单的缸内废气再循环结合更简单高效的米勒循环(阿特金森循环)，同时可以配合稀薄燃烧；在有些要追求高升功率情况下，这时候可采用将全程增压系统的压强控制的高一些，再匹配较短一些的换排气过程，由于全程增压系统的存在，进气门排气门可以在活塞上行到整个行程的30％甚至更少就可以完成换气并关闭，这时发动机的升功率可以达到现有自然吸气四冲程发动机的升功率的两倍。追求高效率与高功率可以通过可变行程配气系统与机械增压系统在一定范围内切换。为提高排废气的效率，减少排废气的功率损失，对进气门的结构作适当
修改，气门改小改锐，进气门气道靠近
汽缸盖中心一侧加导流
块，利于压缩气体沿着缸壁冲到缸底的活塞上；为提高排废气效率的另一结构设计是，将发动机的配气系统的进气门、排气门由都在缸头上改为排气门在缸头上，改为将进气门转移到气缸缸体上，原来的缸头上的进排气门都作排气门或取消或部分保留作排气门。
[0007] 在现有普通四冲程发动机的基础上，点火、燃料供应在控制系统的控制下由两圈一次变为一圈一次，散热适当加强。
[0008] 本发明的有益效果是：
[0009] 效率高，虽然增加了机械增压，消耗了不少
能量，但是减少了排气冲程、吸气冲程这两个冲程一圈的摩擦消耗，又有米勒循环对能量的运用的提高，所以整体效率有一定的提升。
[0010] 高功率容积，升功率大，高功率比重，可以达到现有同
排量自然吸气发动机的2倍以上，因为它是一圈做功一次，而且带有增压系统。
[0011] 低转速就有大
扭矩，因为可以通过增压系统提供更多空气，而且做功冲程频率提高一倍。
[0012] 高效率与高功率可以通过配气系统与增压系统切换，对于功率需求变化大的工况，如货车，这个也可以降低油耗。
[0013] 动力平顺，因为做功冲程的频率提高一倍。
[0014] 排放好，因为自带废气再循环，可以实现稀薄燃烧。
附图说明
[0015] 下面结合附图对本发明进一步说明，附图仅示意原理。
[0016] 附图是发动机运转一个循环(一周、360度)的发动机配气图。
[0017] 图中：∠BOC范围表示活塞从
上止点开始在高温高压燃气作用下下行的做功冲程；∠COG范围表示主动进气排气换排气过程，竖线阴影部分表示缸内废气含量在运转中越来越少，网格线阴影部分表示缸内空气含量在运转中越来越多；∠GOA范围表示活塞对空气压缩的压缩冲程。
[0018] OB表示活塞运行到上止点，OE表示活塞运行到下止点，OA表示点火
位置或柴油机喷油位置，∠AOB为点火提前
角或柴油机喷油提前角，OC表示排气门开始开启位置，OD表示进气门开始开启位置，OF表示排气门关闭位置，换排气完成，OG表示进气门关闭位置，进气完成，∠DOF表示进气门、排气门都打开的换排气区域，∠COD表示排气门先打开的泄除废气高压的泄压排气区域，∠FOG表示排气门先关闭后利用增压系统增加空气进气量增加功率的区域，∠COF表示排气门打开的排气区域，∠DOG表示进气门打开的进气区域，∠COE为排气提前角。
具体实施方式
[0019] 在现有普通四冲程发动机的基础上，增加全程增压系统，由增压压缩机、
散热器、传感器等组成。增压部分的具体的实施方式有三种：1、单独的机械增压压缩机，缺点是浪费较多的能量；2、机械增压压缩机与废气
涡轮增压压缩机同时使用，在传感器与
电子控制系统ECU控制下，低转速主要由机械增压压缩机工作，高转速时机械增压压缩机弥补废气涡轮增压压缩机增压能力的不足；3、把机械增压压缩机与废气涡轮增压压缩机做成一体，具体的就是在废气涡轮增压压缩机加高速
电动机，并加大增压涡轮体积，在传感器与电子控制系统ECU控制下，低转速主要由电动机驱动增压涡轮，废气涡轮辅助，高转速主要由废气涡轮驱动增压涡轮，电动机辅助；增压后气体经过散热器冷却供应给进气系统。
[0020] 在现有普通四冲程发动机的基础上，把配气系统进气门、排气门由每两圈启闭一次变为每一圈启闭一次，工作频率提高一倍，并把配气系统进气与排气工作时机改为大体一致，进气门与排气门共同开启的重叠范围比单独开启的范围大很多：当发动机做功冲程接近活塞下行的最大行程时，排气门打开，开始排气，很快缸内气压接近大气压，这时进气门也打开，高于大气压的来源于增压系统的空气对缸内废气进行冲排换气，清除大部分废气，随后关闭排气门，紧接着关闭进气门。进排气门在活塞上行过程中的关闭的时机根据设计时的目的不同而不同，如追求高效率，可采用低压强增压系统匹配长行程换排气，进排气门在活塞上行到整个行程的50％多时关闭，如追求高升功率，采用高压强增压系统匹配稍微短一些的换排气行程。配气系统还可以采用可变行程配气系统，可变行程配气系统与增压系统在控制系统控制下可以在一定范围内切换高效率与高功率之间的工作状态。为提高排废气效率，对进气门的外形与行程作适应性修改，气门改小改锐，进气门气道靠近汽缸盖中心一侧加导流块，利于压缩气体沿着缸壁冲到缸底的活塞上；为提高排废气效率，另一结构设计是把进气门转移到气缸缸体上，原来的缸头上的进排气门都作排气门或取消部分保留部分作排气门。另外把进气门改为电磁进气门也是一个好的选择，可以方便
怠速、高效率、高功率等工况的切换。
[0021] 在现有普通四冲程发动机的基础上，点火、燃料供应在控制系统的控制下由两圈一次变为一圈一次，散热加强。
