專利名稱：主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種八行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，更具體地說，涉及一種利用主行程汽缸和副主行程汽缸共同作用產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞來推動(dòng)的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前有兩種由活塞帶動(dòng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，這兩種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)分別是用火星塞點(diǎn)火的汽車內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和自動(dòng)點(diǎn)火的柴油內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，這兩種類型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)大部分為二行程或四行程的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，這些內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的主要部分為一個(gè)汽缸、一個(gè)連桿、一個(gè)曲軸、一個(gè)用連桿連接到曲軸的活塞、一個(gè)汽缸蓋、汽缸蓋至少包括兩個(gè)氣門即一個(gè)進(jìn)氣門、一個(gè)排氣門。四行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的第一個(gè)行程為進(jìn)氣行程，在活塞往下運(yùn)動(dòng)期間，混合好的燃料和空氣由進(jìn)氣的氣門進(jìn)入到汽缸中；然后進(jìn)氣氣門關(guān)閉后開始第二個(gè)行壓縮行程，利用活塞往上的運(yùn)動(dòng)把混合好的燃料和空氣壓縮到汽缸頂部；再開始第三個(gè)行程爆炸行程，用火星塞或者自動(dòng)點(diǎn)火裝置來使燃料爆炸，這個(gè)爆炸會產(chǎn)生動(dòng)力來推動(dòng)活塞往下運(yùn)動(dòng)；第四個(gè)行程是爆炸行程結(jié)束后，利用活塞往上的運(yùn)動(dòng)將汽缸的廢氣由排氣門排出。
在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，所產(chǎn)生的熱效率的高低決定于下列因素燃料和空氣進(jìn)入汽缸的量、壓縮比例。當(dāng)壓縮比例越高，所產(chǎn)生的熱效率也越高。但對于汽車內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)壓縮比例太高、溫度太高時(shí)，燃料自燃的機(jī)率也越大，所以汽車內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)有一定壓縮比例的限制，柴油內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)沒有壓縮比例的問題。
由于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣中含有尚未燃燒完全的燃料，這樣會降低燃料的利用率和增加對空氣的污染。現(xiàn)有技術(shù)中，人們想了很多辦法來解決這樣的問題，例如在爆炸行程完成后利用冷卻系統(tǒng)將壓縮燃料和空氣冷卻進(jìn)行第二次的壓縮行程和爆炸行程，最后排出廢氣。利用冷卻系統(tǒng)將汽缸降溫，這樣內(nèi)燃機(jī)所產(chǎn)生的熱能就浪費(fèi)了，降低了燃料的利用率，而且冷卻系統(tǒng)還需要消耗能量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述燃料不能充分燃燒、熱能不能充分被利用的缺陷，提供一種可以節(jié)省燃料、減少環(huán)境污染的高效的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，至少包括一個(gè)主行程汽缸和一個(gè)副行程汽缸，一個(gè)可以讓空氣在所述主行程汽缸和所述副行程汽缸之間流動(dòng)的共通氣門，利用主行程汽缸和副行程汽缸的互相配合作業(yè)下，讓副行程汽缸中的冷空氣可以和主行程汽缸中的熱能和未完全燃燒的氣體結(jié)合，在副行程汽缸產(chǎn)生第二次爆炸。當(dāng)主行程汽缸爆炸行程大約運(yùn)作到一半的時(shí)候，被壓縮在副行程汽缸中的冷空氣將會被注入到主行程汽缸中與未完全燃燒的氣體結(jié)合產(chǎn)生燃燒，這個(gè)第二次的燃燒將會通過共通的氣門，在副行程汽缸中產(chǎn)生第二次爆炸作業(yè)。
在本發(fā)明所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述主行程汽缸中有一個(gè)與曲軸相連的活塞，所述副行程汽缸有一個(gè)與所述曲軸相連的活塞。所述主行程汽缸和所述副行程汽缸二行程或?yàn)樗男谐唐?，主行程汽缸和副行程汽缸相互作用下，主行程汽缸和副行程汽缸一共有八個(gè)作業(yè)行程。
在本發(fā)明所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述共通氣門包括一個(gè)設(shè)置在主行程汽缸中的氣門和一個(gè)設(shè)置于副行程汽缸、足夠讓氣體通過的開口。如果需要副行程汽缸也可以多加一個(gè)氣門來控制共通氣門。
在本發(fā)明所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，主行程汽缸中設(shè)置有一個(gè)點(diǎn)火的火星塞，如果需要也可以在副行程汽缸中設(shè)置有一個(gè)點(diǎn)火的火星塞。
在本發(fā)明所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述主行程汽缸和所述副行程汽缸的行程差距為曲軸旋轉(zhuǎn)角度的60°至120°之間。為了便于理解在本發(fā)明，在說明本發(fā)明所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程中，將主行程汽缸和副行程汽缸行程差距設(shè)置為曲軸旋轉(zhuǎn)角度的90°。整個(gè)主行程汽缸和副行程汽缸的工作過程是從曲軸旋轉(zhuǎn)角度0°開始運(yùn)作到810°，主行程汽缸從曲軸旋轉(zhuǎn)角度的0°開始運(yùn)作到720°，副行程汽缸則從曲軸旋轉(zhuǎn)角度的90°開始運(yùn)作到810°。主行程汽缸從曲軸旋轉(zhuǎn)角度的0°開始吸入燃料和空氣，副行程汽缸從曲軸旋轉(zhuǎn)角度的90°開始吸入空氣。
在本發(fā)明所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，曲軸旋轉(zhuǎn)至420°時(shí)，壓縮在所述副行程汽缸的冷空氣開始進(jìn)入到所述主行程汽缸中；曲軸旋轉(zhuǎn)至450°時(shí)，主行程汽缸中的爆炸行程已完成一半，壓縮在副行程汽缸中的空氣已全部進(jìn)入主行程汽缸；此時(shí)副行程汽缸的壓縮行程也完成，所述壓縮在副行程汽缸中的空氣與前述主行程汽缸中的熱能結(jié)合，通過共通氣門在所述副行程汽缸中產(chǎn)生不用外加燃料的第二次的爆炸行程。
在本發(fā)明所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述主行程汽缸和所述副行程汽缸配置成一條線，所述主行程汽缸和所述副行程汽缸還可以配置成V型結(jié)構(gòu)；并且鄰接與之連接在一起的曲軸。
在本發(fā)明所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述內(nèi)燃機(jī)可以包括多組主行程汽缸和副行程汽缸。
在本發(fā)明所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)為增壓進(jìn)氣型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的有益效果是，由于本發(fā)明所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)利用在副行程汽缸中的冷空氣與 主行程汽缸在爆炸行程中產(chǎn)生的熱能和未完全燃燒的氣體結(jié)合，不需要點(diǎn)火，在副行程汽缸中產(chǎn)生第二次爆炸行程，使燃料得到了充分的燃燒；另外由于在主行程汽缸中的熱能和未完全燃燒的氣體在與副行程汽缸中的空氣結(jié)合，這樣會減低主行程汽缸的溫度，因此提高在主行程汽缸中燃料和空氣允許的壓縮比例范圍(因?yàn)槠诇囟葴p低，燃料自燃機(jī)率也會減低)，來產(chǎn)生更高的熱效率。


圖1示出主行程汽缸開始進(jìn)氣行程(行程1)，此時(shí)副行程汽缸的排氣行程進(jìn)行到一半(行程8)；圖2示出主行程汽缸的進(jìn)氣行程進(jìn)行到一半(行程1)，此時(shí)副行程汽缸完成排氣行程(行程8)；圖3示出主行程汽缸開始進(jìn)行壓縮行程(行程3)，此時(shí)副行程汽缸的進(jìn)氣行程進(jìn)行到一半(行程2)；圖4示出主行程汽缸的壓縮行程進(jìn)行到一半(行程3)，此時(shí)副行程汽缸完成進(jìn)氣行程(行程2)；圖5示出主行程汽缸開始進(jìn)行爆炸行程(行程5)，此時(shí)副行程汽缸的壓縮行程進(jìn)行到一半(行程4)；圖6示出主行程汽缸的爆炸行程進(jìn)行到一半(行程5)，此時(shí)副行程汽缸完成壓縮行程(行程4)；圖7示出主行程汽缸開始進(jìn)行排氣行程(行程7)，此時(shí)副行程汽缸爆炸行程進(jìn)行到一半(行程6)；圖8示出主行程汽缸排氣行程進(jìn)行到一半(行程7)，此時(shí)副行程汽缸完成爆炸行程(行程6)；圖9示出整個(gè)多行程內(nèi)燃機(jī)的全部工作行程表。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖描述本發(fā)明所述的八行程內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的具體工作過程。在本實(shí)施例中，主行程汽缸和副行程汽缸的工作行程差為曲軸旋轉(zhuǎn)角度的90°。
如圖1所示，整個(gè)主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10包含一個(gè)汽缸壁12，在汽缸壁12中有一個(gè)主行程汽缸14和一個(gè)副行程汽缸16，在主行程汽缸14中有一個(gè)活塞18，活塞18可以上下移動(dòng)，并和連桿20連接在一起，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，連桿20會帶動(dòng)曲軸22作出回轉(zhuǎn)的動(dòng)作。在副行程汽缸16中，包含一個(gè)活塞24，活塞24可以上下移動(dòng)，并和連桿26連接在一起，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，連桿26會帶動(dòng)曲軸22作出回轉(zhuǎn)的動(dòng)作。
在汽缸壁12上面是汽缸蓋28，汽缸蓋28在主行程汽缸14的上面，里面包含了一個(gè)火星塞30，一個(gè)進(jìn)氣的氣門32，一個(gè)共通的氣門34。汽缸蓋28也在副行程汽缸16的上面，里面包含了一個(gè)通到共通的氣門34的開孔36，一個(gè)進(jìn)氣的氣門38，和一個(gè)排氣的氣門40。
主行程汽缸14在曲軸22為0°的時(shí)候開始進(jìn)氣(行程1)。在行程1中，燃料和空氣將會開始由主行程汽缸14的進(jìn)氣氣門32進(jìn)入到主行程汽缸14，此時(shí)，副行程汽缸的活塞24正排氣到一半(行程8)。
如圖2所示，主行程汽缸在曲軸22為90°的時(shí)候，燃料和空氣繼續(xù)由主行程汽缸14的進(jìn)氣門32進(jìn)入到主行程汽缸14中(行程1)。此時(shí)，副行程汽缸的活塞24完成排氣行程(行程8)，冷空氣將會開始從副行程汽缸16的吸氣氣門38吸入冷空氣。
如圖3所示，主行程汽缸在曲軸22為180°的時(shí)候，主行程汽缸14開始壓縮(行程3)。此時(shí)，副行程汽缸的活塞24的吸氣行程進(jìn)行到一半(行程2)，只有吸入冷空氣。
如圖4所示，主行程汽缸在曲軸22為270°的時(shí)候，主行程汽缸14的壓縮行程進(jìn)行到一半(行程3)。此時(shí)，副行程汽缸已完成吸氣行程(行程2)，準(zhǔn)備開始壓縮(行程4)。
如圖5所示，主行程汽缸在曲軸22為360°的時(shí)候，主行程汽缸14完成壓縮，并且火星塞30點(diǎn)火，開始爆炸行程(行程5)。此時(shí)，副行程汽缸的壓縮行程進(jìn)行到一半(行程4)。
如圖6所示，主行程汽缸在曲軸22為450°，主行程汽缸14到了爆炸行程的一半，此時(shí)共通的氣門34已經(jīng)完全打開(曲軸大約為420°左右時(shí)，共通氣門34開始打開，副行程汽缸16中的冷空氣將會被推到主行程汽缸14中)。此時(shí)，副行程汽缸完成壓縮行程(行程4)，副行程汽缸16中的冷空氣將會與主行程汽缸14中的熱能和未完全燃燒完的燃料結(jié)合，通過共通氣門在副行程汽缸16中開始爆炸行程(行程6)。
如圖7所示，主行程汽缸在曲軸22為540°的時(shí)候，主行程汽缸14完成了爆炸行程，開始排氣行程(行程7)，從共通的氣門34排氣到副行程汽缸16。此時(shí)，副行程汽缸16到了爆炸行程的一半，冷空氣遇熱能而膨脹因而產(chǎn)生動(dòng)力，加上未完全燃燒完的燃料遇到冷空氣時(shí)會燃燒，同時(shí)也會產(chǎn)生動(dòng)力，這些動(dòng)力幫助副行程汽缸16產(chǎn)生爆炸行程(行程6)。
如圖8所示，主行程汽缸在曲軸22為630°的時(shí)候，主行程汽缸14的排氣行程進(jìn)行到一半(行程7)，繼續(xù)從共通的氣門34排氣到副行程汽缸16。此時(shí)，副行程汽缸16完成爆炸行程，已經(jīng)開始排氣(行程8)。
權(quán)利要求
1.一種主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)至少包括一個(gè)主行程汽缸和一個(gè)與之相配適的連接到曲軸的活塞，一個(gè)與主行程汽缸配置成對的與之相鄰的副行程汽缸和一個(gè)與副行程汽缸相配適的連接到所述曲軸的活塞，一個(gè)可以讓氣體在所述主行程汽缸和所述副行程汽缸之間流動(dòng)的共通氣門，在所述主行程汽缸中有一個(gè)讓燃料和空氣進(jìn)入所述主行程汽缸的氣門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述主行程汽缸和所述副行程汽缸為二行程或四行程汽缸，所述共通氣門包括一個(gè)設(shè)置在主行程汽缸中的氣門和一個(gè)設(shè)置于副行程汽缸中、足夠讓氣體通過的開口，主行程汽缸中設(shè)置有一個(gè)點(diǎn)火的火星塞，副行程汽缸中設(shè)置有一個(gè)可以排氣的氣門。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述共通氣門在曲軸旋轉(zhuǎn)至420°時(shí)打開，此時(shí)被壓縮在副行程汽缸中的冷空氣將會開始進(jìn)入到主行程汽缸中，當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)至450°時(shí)，所有被壓縮在副行程汽缸中的空氣將會全部進(jìn)入到主行程汽缸中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，壓縮在副行程汽缸中的空氣與主行程汽缸中的熱能結(jié)合，然后通過共通氣門在所述副行程汽缸中產(chǎn)生不用外加燃料的第二次的爆炸行程。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述主行程汽缸和所述副行程汽缸的行程差距在曲軸旋轉(zhuǎn)角度的60°至120°之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任何一項(xiàng)所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述共通氣門還包括一個(gè)在設(shè)置在所述副行程汽缸中的氣門，在所述副行程汽缸中設(shè)置有一個(gè)點(diǎn)火的火星塞，所述主行程汽缸中還設(shè)置有一個(gè)可以向外排氣的氣門。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任何一項(xiàng)所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述主行程汽缸和所述副行程汽缸配置成一條線，并且同與之連接在一起的曲軸鄰接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任何一項(xiàng)所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述主行程汽缸和所述副行程汽缸配置成V型結(jié)構(gòu)，并且同與之連接在一起的曲軸鄰接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-5任何一項(xiàng)所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括多組主行程汽缸和副行程汽缸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-5任何一項(xiàng)所述的主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)為增壓進(jìn)氣型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種主副行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，至少包括一個(gè)主行程汽缸和一個(gè)與之相配適的連接到曲軸的活塞，一個(gè)與主行程汽缸配置成對的并與之相鄰的副行程汽缸和一個(gè)與副行程汽缸相配適的連接到所述曲軸的活塞，一個(gè)讓燃料和空氣進(jìn)入所述主行程汽缸的氣門，一個(gè)可以讓氣體在所述主行程汽缸和所述副行程汽缸之間流動(dòng)的共通氣門。由于本發(fā)明利用副行程汽缸與主行程汽缸的配合，在副行程汽缸中產(chǎn)生第二次爆炸，使燃料得到了充分的燃燒；另外由于在主行程汽缸中的熱能和未完全燃燒的氣體在與副行程汽缸中的空氣結(jié)合，這樣也會減低主行程汽缸的溫度，提高了主行程汽缸中燃料和空氣允許的比例范圍，從而可以產(chǎn)生更高的熱效率。
文檔編號F01B21/02GK1499053SQ0314395
公開日2004年5月26日 申請日期2003年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月11日
發(fā)明者胡龍?zhí)?申請人:胡龍?zhí)?br>