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“无压缩(行程)、缸外持续燃烧”发动机

阅读:361发布:2020-05-12

专利汇可以提供“无压缩(行程)、缸外持续燃烧”发动机专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种 发动机 系统;主要由 外壳 、 曲轴 、 连杆 、 活塞 、缸筒、配汽机构、缸外持续 燃烧器 等组成。其特征是:由进汽作功、排汽两个行程周而复始进行;曲轴每旋转一周,发动机作功一次,进气作功行程:当活塞运行到 上止点 时,进汽 门 打开,汽缸外的高压汽体,在高温、高压的 挤压 下进入汽缸,推动活塞、连杆向下运行,推动曲轴旋转而产生能被利用的旋转 力 ,进汽作功行程结束。排汽行程:当活塞到达 下止点 时,活塞开始向上运行,汽缸内被利用过的废汽,随着活塞的向上运行而被挤压出汽缸,当活塞到达上止点时,排汽门关闭,进汽门打开,排汽行程结束。由于取消了现有发动机的进汽与压缩两个行程,发动机传达到曲轴的有效功率达到95%以上。,下面是“无压缩(行程)、缸外持续燃烧”发动机专利的具体信息内容。

1、一种发动机系统;其特征是:通过取消进气行程、压缩行程、缸 内点火燃烧,代之以无压缩行程、缸外持续燃烧的一种发动机系统。
2、根据权利要求1所述的发动机系统,其特征是:取消了现有发动 机的进汽与压缩两个耗功行程,曲轴每旋转一周,发动机的各个活塞各 作功一次,由进汽作功、排汽两个行程周而复始进行。
3、根据权利要求1所述的发动机系统,其特征是:在现代汽车发动 机安装化油器或电喷装置的位置,以“缸外持续燃烧器”取代。
4、根据权利要求1所述的发动机系统,其特征是:取消了现代发动 机的瞬间式间歇点火燃烧(也可称之为.爆燃);在发动机即将启动,打 开点火钥匙时,缸外持续燃烧器的涡轮增压扇立即启动,使缸外持续 燃烧器内充满新鲜的高压空气;同时高压点火线圈工作使缸外持续燃烧 器内的火花塞跳火;燃油高压油也同时启动,高压燃油经高压油管至 喷油嘴,喷入缸外持续燃烧器的燃烧室;此时,缸外持续燃烧器在涡轮 增压风扇的作用下,整个燃烧器内充满新鲜的高压空气;火花塞也在高 压点火线圈在作用下跳火工作,高压燃油此时经喷油嘴成雾状高速喷入 充满高压空气的燃烧室,与高压空气混合,使燃烧室内充满可燃混合汽 体,经高压点火后持续燃烧,产生大量、持续不断的高温、高压汽体, 经由进汽歧管通过打开的进汽,进入汽缸,推动活塞向下运行,产生 可供机械利用的功率。

说明书全文

一、所属技术领域:

发明涉及常用发动机,是通过取消压缩行程、缸内点火燃烧,代之 以无压缩行程、缸外持续燃烧的一种发动机系统。

二、背景技术:

目前,众所周知,现有发动机的作功是曲轴每旋转两周,发动机作 功一次,而在两周旋转、四个运动行程中只有一个行程作功,而其余的 进汽、压缩、排汽等三个行程不但不作功,而且还耗功(耗功等于耗能), 尤以压缩行程为最,这就导致了发动机的有效功率利用率不足40%。由 于现代发动机的点火燃烧为瞬间式间歇点火燃烧(也可称之为爆燃), 而间歇点火燃烧的燃净率不足,从而有大量未燃尽的汽体排出,这就是 人类的发动机会成为最大的空气污染源的主要原因。同时现代发动机的 爆燃,产生巨大的噪声污染及震动污染。

近百年来,人类对提高现有发动机的有效功率利用率,一直在作着不 懈的努,但成效不大,直至今天现有发动机的有效功率利用率始终没有 突破38%的大关。这是由现代发动机的四个工作行程所决定的,不打破现 代发动机四个行程的工作模式,现有发动机的有效功率利用率,就不会取 得革命性的突破。

面对日益增长的石油价格(2006年石油产品的价格的增长远快于经济 增长的速度,预计今后5年内,石油价格将突破100美元大关),和日益严 重的环境污染,各国政府均在设想开发新一代节油发动机的可能性,但从 人类科学技术的发展平来看,新一代的节能产品的开发,并非一蹴而就 的事情。好象机械设备及汽车所使用的发动机的发展已到尽头,人类无法 对其结构、性能再进行革命性的改造。

三、发明的内容:

本发明的目的,在于提供一种发动机,本发动机的特点是曲轴每旋 转一周,发动机的各个活塞各作功一次,而在一周旋转、两个运动行程 中有一个行程作功,只有一个行程不作功。使发动机传达到曲轴的有效 功率达到95%以上。

本发明解决其技术问题所采用的方案是:一种发动机系统;主要由 外壳、曲轴、连杆、活塞、缸筒、配汽机构、缸外持续燃烧器等组成。 其特征是:曲轴每旋转一周,发动机的各个活塞各作功一次,由进汽作 功、排汽两个行程周而复始进行;进气作功行程:当活塞运行到上止点 时,排汽关闭,活塞在惯性的作用下运行,趋于下行时,进汽门打开, 汽缸外的高压汽体,在高温、高压的挤压下进入汽缸,推动活塞向下运 行,活塞向下运行产生的工作力,经连杆推动曲轴旋转而产生能被利用 的旋转力,当活塞到达下止点时,工作行程结束,进汽门关闭,排汽门 打开,进汽行作功程结束。排汽行程:当活塞到达下止点时,活塞开始 向上运行,汽缸内被利用过的废汽,由于自身的压力及活塞的向上运行 而被排出汽缸,当活塞到达上止点时,排汽门关闭,进汽门打开,排汽 行程结束。至此,发动机的两个工作行程全部结束。

籍由上述技术方案,本发明在发动机即将启动,打开点火钥匙时, 缸外持续燃烧器的涡轮增压扇立即启动,使缸外持续燃烧器内充满新 鲜的高压空气;同时高压点火线圈工作使缸外持续燃烧器内的火花塞跳 火;燃油高压油也同时启动,高压燃油经高压油管至喷油嘴,喷入缸 外持续燃烧器的燃烧室;此时,缸外持续燃烧器在涡轮增压风扇的作用 下,整个燃烧器内充满新鲜的高压空气;火花塞也在高压点火线圈在作 用下跳火工作,高压燃油此时经喷油嘴成雾状高速喷入充满高压空气的 燃烧室,与高压空气混合,使燃烧室内充满可燃混合汽体,经高压点火 后持续燃烧,产生大量、持续不断的高温、高压汽体,经由进汽歧管通 过打开的进汽门,进入汽缸,推动活塞向下运行,产生可供机械利用的 功率;

由此可知,本发明与现有技术相比有着显而易见的优点;现代发动 机是由进汽、压缩、作工、排汽等四个工作行程周而复始进行;现代发 动机是曲轴每旋转两周,发动机作功一次,而在两周旋转、四个运动行 程中只有一个行程作功,而其余的排汽等三个行程不但不作功,而且还 耗功(耗功等于耗能),尤以压缩行程为最。由于现代发动机的点火燃 烧为瞬间式间歇点火燃烧(也可称之为爆燃),而间歇点火燃烧的燃净 率不足85%,这就是发动机会成为空气污染的主要原因。同时现代发动 机的瞬间式间歇点火燃烧,产生巨大的噪声污染及震动污染。由于存在 进汽、压缩两个最大的耗功行程和瞬间式间歇点火燃烧的燃净率不足使 其油耗极高。

本发明由于取消了现有发动机的进汽与压缩两个行程,由进汽作功、 排汽两个行程周而复始进行;曲轴每旋转一周,发动机作功一次,而在 二个运动行程中有一个行程作功,只有一个行程不作功,由于取消了进 汽、压缩两个最大的耗功行程,其油耗只相当于现代发动机的一半以下。 由于采用了缸外持续燃烧技术,而持续燃烧的燃净率远远高于间歇点火 燃烧,其燃净率在燃烧室正常工作的情况下可达98%以上,基本上不会 对环境造成空气污染。同时,曲轴每旋转一周,发动机作功一次,发动 机的旋转将更加平稳;汽缸内由于没有了间歇式点火燃烧的爆震,因而 不产生噪声与震动污染。由于取消了进汽、压缩两个最大的耗功行程和 采用了缸外持续燃烧技术,使其油耗极低。

同时,本发明取消了现代发动机的进、排汽门及凸轮轴,以半球 式旋转阀取代,这样既可减少功耗的损失和降低噪声,又可增加进汽量, 极大的提高发动机的转速。

四、附图说明:

图1是本发明的总体外观构造图。

图2是本发明发动机的构造图:

图3是本发明发动机常用外挂设备的构造图:

图4是本发明配汽机构的构造图:

图5是本发明缸外持续燃烧器的构造图。

发动机外壳1、曲轴2、连杆3、活塞4、油底壳5、缸筒6、主动皮带 轮7、皮带8、水泵9、发电机10、空调压缩机11、启动机12、机油滤清 器13、下正时齿轮14、上正时齿轮15、正时皮带16、皮带压轮17、正时 中心输出轴18、进气平衡轴19、排气平衡轴20、进汽半球阀21、排汽半 球阀22、进汽阀23、排汽阀24、进气歧管25、排气歧管26、燃烧器外壳 27、一级涡轮风扇(顺时针)28、二级涡轮风扇(逆时针)29、一级电动机30、 二级电动机31、支架32、燃烧室外壳33、喷油嘴34、燃烧室35、燃烧喉 管36、火花塞37、飞轮38。

五、具体实施方式:

请参阅图1所示:本发明“无压缩(行程)、缸外持续燃烧”发动机系统 包括:发动机主体A、发动机常用外挂设备B、配汽机构C、缸外持续燃烧 器D等组成。其中;

发动机主体A:由外壳1、曲轴2、连杆3、活塞4、油底壳5、缸筒6 等零部件组成(请参阅图2、);外壳1为中空状的腔体,缸筒6设置 于腔体上部的中间位置,缸筒6内置活塞4、连杆3以及活塞环等与曲轴4 相连接。

发动机常用外挂设备B:由主动皮带轮7、皮带8、水泵9、发电机10、 空调压缩机11、启动机12、机油滤清器13等零部件组成(请参阅图3、); 主动皮带轮7安装在曲轴输出端,曲轴旋转时带动主动皮带轮旋转,主动 皮带轮通过皮带,将曲轴输出的动力传达给皮带8、水泵9、发电机10、 空调压缩机11等部件。启动机12安装在发动机外壳右侧的后部,启动机 12的启动齿轮与发动机的飞轮外齿轮相合啮。机油滤清器13安装在发动 机外壳左侧的中部,对机油泵输送来的机油进行过滤清洁。

配汽机构C:由下正时齿轮14、上正时齿轮15、正时皮带16、皮带压 轮17、正时中心输出轴18、进汽旋转平衡轴19、排汽旋转平衡轴20、进 汽半球阀21、排汽半球阀22、进汽阀23、排汽阀24等零部件组成(请参 阅图4、);下正时齿轮12安装在曲轴输出端,曲轴旋转时带动下正时齿 轮14旋转,下正时齿轮14的旋转带动正时皮带16同步旋转,正时皮带 16的上端又带动上正时齿轮15与下正时齿轮14同步旋转,上正时齿轮15 带动正时中心输出轴18同步旋转,正时中心输出轴18上的齿轮带动排汽 旋转平衡轴20同速旋转,排汽旋转平衡轴20后部的齿轮带动进汽旋转平 衡轴19同步反向旋转,排汽旋转平衡轴20同时带动排汽半球阀22与其同 步作反时针旋转,按需要打开或关闭排汽阀24,使作功后的废汽从汽缸内 排出;同时,进汽旋转平衡轴19同时带动进汽半球阀21与其同步作顺时 针旋转,按需要打开或关闭进汽阀23,使作功用的高温高压汽体进入汽缸 推动活塞作功。

缸外持续燃烧器D:由燃烧器外壳27、一级涡轮风扇(顺时针)28、二 级涡轮风扇(逆时针)29、一级电动机30、二级电动机31、支架32、燃烧 室外壳33、喷油嘴34、燃烧室35、燃烧喉管36、火花塞37等零部件组成 (请参阅图5、);缸外持续燃烧器安装在进汽歧管的外端;当发动机将启 动、打开点火开关时,一级电动机30、二级电动机31同时被接通电源而 转动,一级涡轮风扇28、二级涡轮风扇29在电动机30、31的带动下旋转 而对空气进行压缩。同时,火花塞37也开始点火工作(虽然此时尚无燃油 供应);随着操纵者继续加大油门(由于高压燃油泵与一级电动机30、二级 电动机31均通过无级变速继电器控制与油门拉线相连),一级电动机30、 二级电动机31旋转加快,使缸外持续燃烧器内的空气达到一定压力,与此 同时,高压燃油泵开始向缸外持续燃烧器内供油,高压燃油通过喷油嘴34 极细的喷嘴,成雾状向燃烧室内喷入与其内的高压空气相混合,成为可燃 烧的混合气体,该混合气体在通过燃烧喉管36时,被正在跳火的火花塞 37点燃,在缸外持续燃烧器内形成强大的高温高压气体。

请参阅图2所示,本发明的工作状况说明如下:当操纵者打开点火开 关、启动达12时,曲轴2与连接在末端的飞轮38被启动马达12带动旋 转,而与曲轴摇臂相连接的连杆3,将曲轴的旋转运动,转变为活塞4的 上下运动,请参阅图2所示:此时,因一级涡轮风扇28、二级涡轮风扇29 已启动工作,缸外持续燃烧器与进气歧管内已有了一定强度的压缩空气, 此压缩空气开始推动活塞作上下的往复运动,在压缩空气推动活塞的作用 与飞轮38的惯性作用下,发动机在没有燃油喷入的情况下,已经开始了正 常的怠速运动。随着操纵者继续加大油门,一级电动机30、二级电动机31 旋转加快,高压燃油泵开始向缸外持续燃烧器内供油,可燃混合气体被火 花塞37点燃,强大的高温高压气体被源源不断的送达气缸,推动活塞快速 而强劲的上下往复运动,经连杆推动曲轴摇臂旋转,从而产生出可供机械 使用的、强大的旋转力。

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