專(zhuān)利名稱(chēng)：二沖程彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，具體涉及一種二沖程彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
技術(shù)背景發(fā)動(dòng)機(jī)是一種能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，它將燃料與空氣構(gòu)成的燃料混合氣燃燒后 產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。發(fā)動(dòng)機(jī)分為內(nèi)燃機(jī)和外燃機(jī)， 一般而言，內(nèi)燃機(jī) 的效能比外燃機(jī)要高。內(nèi)燃機(jī)主要包括往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)和渦 輪發(fā)動(dòng)機(jī)等，其中往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)用最為廣泛。往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)分 為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，按燃燒的燃料主要分為汽油機(jī)和柴油機(jī)， 它們經(jīng)過(guò)一定的改造也可以燃燒其他燃料，如天然氣或生物類(lèi)燃料。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)特別是往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)性能較為優(yōu)良，在實(shí)際運(yùn)用中一直發(fā)揮著巨大作用。但是，它們也存在著如下明顯缺陷與不足之處1、單缸 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)沖程中只有一個(gè)行程作功，其余三個(gè)行程不作功，即曲 軸轉(zhuǎn)兩圈(720。)，只有半圈作功；2、單缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性較差， 功率越大，平穩(wěn)性越差；3、單缸二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的二個(gè)沖程中有一個(gè)行程作 功，其余一個(gè)行程不作功，即曲軸轉(zhuǎn)一圈(360。)，只有半圈作功；4、單缸 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)性也不夠,并且振動(dòng)大；5、 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的最大缺點(diǎn)是 不易將廢氣自汽缸內(nèi)排除干凈，并且在換氣時(shí)會(huì)將一部分新鮮空氣和燃料同 時(shí)帶走，不僅減少了有效工作行程，造成能耗大，而且污染也大。因此該發(fā)動(dòng) 機(jī)在汽車(chē)上較少采用。上述缺點(diǎn)使二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)(如制造費(fèi)用低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、功率大等優(yōu)點(diǎn))不能得到發(fā)揮；6、四沖程或二沖程發(fā) 動(dòng)機(jī)的 一個(gè)工作循環(huán)過(guò)程中都有一個(gè)壓縮行程，該行程是將進(jìn)入燃燒室中的燃料混合氣壓縮，為燃燒膨脹作準(zhǔn)備，但壓縮行程耗能大且不作功；7、傳 統(tǒng)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其是二沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸壁與活塞裙及活塞環(huán)之間摩 擦大，耗能，對(duì)汽缸、活塞及活塞環(huán)的損傷也大。并且燃燒室與潤(rùn)滑箱之間 會(huì)串氣串油，會(huì)造成碳化、污染和耗油；8、傳統(tǒng)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的沖 擊力大，耗能，對(duì)機(jī)件會(huì)造成損害；9、現(xiàn)行傳統(tǒng)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 如可變壓縮比的實(shí)現(xiàn)難度大、成本高等。上述缺陷和不足之處是傳統(tǒng)活塞發(fā) 動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作方式等原因造成的。 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上不足，本發(fā)明的目的是提供一種新結(jié)構(gòu)及新工作方 式的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)二沖程彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。該彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)將克服傳統(tǒng)二 沖程和四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)作功行程少、沖擊力大、平穩(wěn)性差、耗能較大、可變壓 縮比實(shí)現(xiàn)難度大、二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣不易排凈等方面的不足，顯著提高發(fā)動(dòng) 機(jī)作功行程，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、減少?zèng)_擊力、減少能耗、有效排放廢 氣和增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)功率的效果；并且，彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)還用較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)與方 法實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)才幾可變壓縮比。新型彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)是二沖程活塞式彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)顯 著不同的是推動(dòng)活塞由上止點(diǎn)至下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的力雖然都是膨脹力，但推動(dòng) 活塞由下止點(diǎn)至上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的力，不僅有曲軸等運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的慣性力，同時(shí)還 有彈力儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)的彈力，它們能夠使活塞由下止點(diǎn)往上止點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)中持續(xù)作 功；在彈力機(jī)構(gòu)的彈力壓力作用下，活塞位于上止點(diǎn)時(shí)就能夠?qū)Υ藭r(shí)瞬間輸進(jìn)燃燒室的空氣燃料混合氣實(shí)施壓縮，新型發(fā)動(dòng)機(jī)省略了壓縮行程；由于對(duì) 燃料混合氣的壓縮是運(yùn)用彈力機(jī)構(gòu)實(shí)施的，因此，彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)對(duì)彈
力機(jī)構(gòu)中彈力的適時(shí)調(diào)節(jié)來(lái)改變?nèi)剂匣旌蠚獾膲毫?，?shí)行可變壓縮比；在彈 力壓力作用下，活塞由下止點(diǎn)至上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)中能夠推動(dòng)廢氣更好地排放，并 使廢氣在實(shí)行二次作功時(shí)效率比傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的高；新型彈力發(fā)動(dòng)機(jī)將傳統(tǒng)二 沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)運(yùn)用并發(fā)揮,使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步減少了能耗，提高了效率和排 放潔凈度。
完成上述發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案是 一種二沖程彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，汽缸上 設(shè)有進(jìn)氣系統(tǒng)、進(jìn)油系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)；汽缸內(nèi)設(shè)有活塞，汽缸內(nèi)的活塞以上 空間構(gòu)成燃燒室，其特征在于，
所述的汽缸設(shè)置有頂蓋的同時(shí)也設(shè)置有底蓋，該汽缸底蓋上開(kāi)設(shè)有若干 安裝孔；
所述的活塞設(shè)有延長(zhǎng)體，該活塞延長(zhǎng)體的下端穿過(guò)汽缸底蓋上的安裝孔 后，在汽缸底蓋的外面與連桿連接，所述汽缸底蓋上的安裝孔的形狀、尺寸 與所述活塞延長(zhǎng)體的形狀、尺寸一致，兩者構(gòu)成活動(dòng)聯(lián)接或密封性活動(dòng)連接， 活塞及其延長(zhǎng)體的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)連桿等運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)；
汽缸底蓋與活塞下表面之間的空間構(gòu)成彈力工作室；該彈力工作室內(nèi)設(shè) 置有存儲(chǔ)壓力的彈力蓄能體。
所述的汽缸內(nèi)可以設(shè)有或不設(shè)有點(diǎn)火裝置(如采用壓燃則不設(shè)置點(diǎn)火裝 置)。
所述的活塞結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)活塞結(jié)構(gòu)相同的是活塞分為頂部、頭部(頭部 圓周上也刻有環(huán)溝，可以安裝活塞環(huán))和裙部；所不同的是本發(fā)明中的活塞具有延長(zhǎng)體。
以上所述的活塞延長(zhǎng)體的構(gòu)成方式可以有以下幾種
(1) 、活塞桿，固定于活塞本體的底表面，由一根或數(shù)根對(duì)稱(chēng)構(gòu)成。汽缸 底蓋上安裝孔的形狀、尺寸與活塞桿的一致，兩者構(gòu)成活動(dòng)聯(lián)接。活塞桿的
下端位于汽缸底蓋的外表面，下端與連桿連接；
(2) 、活塞裙的延長(zhǎng)體，為間隔對(duì)稱(chēng)的弧形板體或其他形體。汽缸底蓋上 安裝孔的形狀、尺寸與弧形板體或其它形體的一致，兩者構(gòu)成活動(dòng)聯(lián)接?；?塞裙延長(zhǎng)體的下端位于汽缸底蓋的外表面，下端與連桿連接；
(3) 、固定在活塞裙上間隔對(duì)稱(chēng)的凸形弧形滑板或滑桿，該弧形滑板或滑 桿可以在汽缸壁上的滑槽中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。汽缸底蓋上安裝孔的形狀、尺寸與 弧形滑板或滑桿的一致，兩者構(gòu)成活動(dòng)聯(lián)接?；⌒位寤蚧瑮U的下端位于汽 缸底蓋的外表面，下端與連桿連接。
以上所述的彈力蓄能體的構(gòu)成可以是(1)、壓縮氣體；U)、液體與壓縮 氣體(兩者之間可以用膜或其他物體隔斷，液體也可以用膜或其它物體包 裹)；(3)、彈性結(jié)構(gòu)體，如空氣彈簧、復(fù)合彈簧或金屬?gòu)椈傻取?br> 上述各種蓄能體可以在不同活塞結(jié)構(gòu)的彈力室中互用。當(dāng)彈力室中采用 壓縮氣體、或液體與壓縮氣體、或空氣彈簧等彈性體時(shí)，上述活塞延長(zhǎng)體與 汽缸底蓋上的安裝孔之間是動(dòng)密封活動(dòng)聯(lián)接。
本發(fā)明有以下優(yōu)化方案
當(dāng)采用壓縮氣體、或液體與壓縮氣體、或空氣彈簧作為彈力工作室中彈 力蓄能體時(shí)，汽缸外或缸套外可以設(shè)有彈力儲(chǔ)能調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該儲(chǔ)能調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 的構(gòu)成是彈力工作室上設(shè)有通道和電磁閥門(mén)，該通道與外加的進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)的空氣壓縮機(jī)或液體壓縮機(jī)，或高壓儲(chǔ)氣罐或高壓儲(chǔ)液罐等裝置連通。其 功能與作用， 一是通過(guò)管道、電控閥等將壓氣機(jī)與彈力室連通，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī) 運(yùn)行工況，在傳感器信息傳導(dǎo)與電腦控制系統(tǒng)調(diào)控下，通過(guò)壓氣機(jī)或空氣壓 縮機(jī)及管道上電控閥門(mén)的開(kāi)或關(guān)，可以直接對(duì)彈力室中壓縮氣體的壓力進(jìn)行 適時(shí)調(diào)節(jié)；二是通過(guò)管道、電控閥門(mén)等將壓氣機(jī)先與儲(chǔ)氣罐連接，再通過(guò)管 道、電控閥門(mén)等將儲(chǔ)氣罐與彈力室連接，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況，在傳感器信 息傳導(dǎo)與電腦控制系統(tǒng)調(diào)控下，通過(guò)壓氣機(jī)及管道上電控閥門(mén)的開(kāi)或關(guān)，對(duì)
儲(chǔ)氣罐中壓縮空氣的壓力進(jìn)行適時(shí)調(diào)節(jié)，而彈力室中壓縮空氣的壓力則是運(yùn) 用儲(chǔ)氣罐中存儲(chǔ)的壓縮空氣進(jìn)行適時(shí)調(diào)節(jié)。
由于燃燒室中的膨脹力大于彈力室(及儲(chǔ)氣罐)中的彈力或壓力，因此， 當(dāng)燃燒室中燃料混合氣燃燒膨脹生成膨脹力時(shí)能夠推動(dòng)活塞由上止點(diǎn)向下 止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將彈力室中的彈力儲(chǔ)能體進(jìn)一步壓縮(如是壓縮氣體則可以
被壓進(jìn)儲(chǔ)氣罐中存儲(chǔ))；當(dāng)活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，排氣門(mén)打開(kāi)，膨脹力消失， 彈力儲(chǔ)能體的能量得到一定釋放(如是壓縮氣體則從儲(chǔ)氣罐中又被壓回彈力 室)，在此過(guò)程中，彈力和慣性力一起推動(dòng)活塞將廢氣排出，同時(shí)推動(dòng)活塞 由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)作功。
在燃燒室、彈力工作室內(nèi)設(shè)有壓力傳感器，發(fā)動(dòng)機(jī)主軸上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感 器，所有傳感器的輸出接控制芯片；控制芯片的輸出接燃油油泵控制機(jī)構(gòu)、 點(diǎn)火控制機(jī)構(gòu)，進(jìn)氣閥、排氣閥的控制機(jī)構(gòu)；芯片的輸出同時(shí)接彈力工作室 上壓力調(diào)節(jié)通道的閥門(mén)的控制機(jī)構(gòu)、空氣壓縮機(jī)或液體壓縮機(jī)的控制機(jī)構(gòu)， 或高壓儲(chǔ)氣罐或高壓儲(chǔ)液罐閥門(mén)的控制機(jī)構(gòu)。
上述彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的儲(chǔ)能調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(如壓氣機(jī)、儲(chǔ)氣罐等)能夠通過(guò)壓力、溫度等傳感器信息傳導(dǎo)，在電腦中心控制系統(tǒng)(或控制芯片)調(diào)控下， 對(duì)彈力工作室中儲(chǔ)能體(如壓縮空氣)的壓力或彈力進(jìn)行適時(shí)調(diào)節(jié)，使其達(dá) 到最優(yōu)狀態(tài)；進(jìn)而，彈力工作室的壓力又會(huì)對(duì)燃燒室中燃料混合氣的壓力或
壓縮比進(jìn)行適時(shí)調(diào)節(jié)，使其達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)；彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行 工況，在電腦控制系統(tǒng)調(diào)控下，運(yùn)用儲(chǔ)能調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)功能，通過(guò)對(duì)彈力 室中彈力儲(chǔ)能體(如壓縮空氣)的壓力或彈力進(jìn)行適時(shí)調(diào)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到對(duì)燃 燒室中燃料混合氣的壓力和壓縮比的適時(shí)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)燃料混合氣的可變壓縮 比。
本發(fā)明彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理是
在第一行程中當(dāng)活塞位于上止點(diǎn)時(shí)(或上止點(diǎn)提前角時(shí))，在傳感器信 息傳導(dǎo)和中央控制系統(tǒng)調(diào)控下，進(jìn)氣門(mén)和進(jìn)油門(mén)先后打開(kāi)，壓氣機(jī)、活塞泵 或高壓油泵、電控噴射器等進(jìn)氣、進(jìn)油直噴系統(tǒng)裝置開(kāi)啟，將燃料與空氣分 別或混合瞬時(shí)間輸進(jìn)汽缸燃燒室，與此同時(shí)，活塞在彈力儲(chǔ)能體的壓力下對(duì) 燃燒室中的空氣燃料混合氣施以壓力，當(dāng)被壓縮的燃料混合氣具有一定的壓 力或壓縮比時(shí)，進(jìn)氣、進(jìn)油系統(tǒng)停止工作，進(jìn)氣門(mén)、進(jìn)油門(mén)關(guān)閉；具有一定 壓力或壓縮比的燃料混合氣經(jīng)點(diǎn)火燃燒或壓燃燃燒，形成高溫高壓氣體產(chǎn)生 膨脹力，推動(dòng)活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)連桿、曲軸(或齒輪)等 運(yùn)動(dòng)機(jī)械作功；與此同時(shí)，膨脹力推動(dòng)活塞將彈力室中具有一定壓力的彈力 儲(chǔ)能體進(jìn)一步壓縮蓄能；
在第二行程中當(dāng)活塞到達(dá)下止點(diǎn)(或下止點(diǎn)提前角)時(shí)，出氣門(mén)開(kāi)啟，
在彈力室中彈力儲(chǔ)能體及活塞的推動(dòng)下以及自身膨脹力作用下，廢氣被強(qiáng)勁 排出，并推動(dòng)增壓機(jī)給發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)及儲(chǔ)氣罐等增壓、同時(shí)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電(現(xiàn)行傳統(tǒng)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣增壓功能可以達(dá)到節(jié)約燃料、增加動(dòng)力等功 能，本發(fā)明彈力活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣增壓功能因有彈力的推動(dòng)，動(dòng)力更強(qiáng)勁， 其節(jié)能、增加動(dòng)力的效果更加明顯)；與此同時(shí)，在上述第一行程中被進(jìn)一 步壓縮的彈力儲(chǔ)能體，在此行程中，其壓力或彈力得到一定釋放，和慣性力 一起推動(dòng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。在此行程中，活塞一方面推動(dòng)廢氣從
出氣門(mén)排出；另一方面，活塞由于沒(méi)有壓縮空氣燃料混合氣的工作，因而沒(méi) 有壓縮功能的耗費(fèi)，能夠和慣性力一起帶動(dòng)連桿、曲軸(或齒輪)等運(yùn)動(dòng)機(jī) 構(gòu)繼續(xù)作功。當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí) 一是出氣門(mén)關(guān)閉；二是彈力儲(chǔ)能體又恢 復(fù)到原始蓄能或原始?jí)毫顟B(tài)，準(zhǔn)備對(duì)即將輸入的新鮮燃料混合氣進(jìn)行壓 縮；活塞完成一個(gè)工作周期。
以上進(jìn)氣門(mén)及進(jìn)氣系統(tǒng)裝置、進(jìn)油門(mén)及進(jìn)油系統(tǒng)裝置、排氣門(mén)及排氣系 統(tǒng)裝置、點(diǎn)火裝置以及燃料與空氣的混合等工作過(guò)程和設(shè)備的結(jié)構(gòu)，均可與 現(xiàn)有技術(shù)相同；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、過(guò)濾系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)、電 腦控制系統(tǒng)等均可與現(xiàn)有技術(shù)相同。
本發(fā)明的彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)是一種二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，但與傳統(tǒng)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī) 或四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)活塞行程的作用有所不同，彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞行程中沒(méi)有 壓縮行程都是作功行程；推動(dòng)彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力主要有兩 個(gè) 一是燃燒室中的燃料混合氣燃燒后產(chǎn)生的膨脹力；二是彈力工作室中的 彈力儲(chǔ)能機(jī)體所產(chǎn)生的彈力，即蓄能機(jī)構(gòu)中原始存儲(chǔ)的彈力，加上而后吸 納又經(jīng)釋放的力。
彈力儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)及彈力儲(chǔ)能體能夠?qū)⒒钊冗\(yùn)動(dòng)裝置在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的沖 擊力及振動(dòng)力等吸收并轉(zhuǎn)化為能量， 一方面增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定性，另一方面又通過(guò)繼而的能量釋放繼續(xù)推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)作功。
本發(fā)明的彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)繼承了傳統(tǒng)二沖程及四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，克 服了傳統(tǒng)二沖程及四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)，同時(shí)又創(chuàng)造了傳統(tǒng)二沖程及四沖程 發(fā)動(dòng)機(jī)所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)和獨(dú)特風(fēng)格。例如1、實(shí)現(xiàn)壓縮比可變能夠改善發(fā)動(dòng) 機(jī)運(yùn)行狀況，節(jié)約能源，提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。本發(fā)明中主要是通過(guò)電腦自動(dòng)控 制系統(tǒng)、儲(chǔ)能調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等系統(tǒng)，對(duì)彈力工作室中彈力儲(chǔ)能體及活塞的彈力或 壓力適時(shí)調(diào)節(jié)，進(jìn)而彈力室又對(duì)燃燒室中燃料混合氣的壓力適時(shí)調(diào)節(jié)，從而 實(shí)現(xiàn)彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可變壓縮比或最佳壓縮比，其方法簡(jiǎn)明，工藝獨(dú)特，
效果好；2、通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)進(jìn)氣、進(jìn)油系統(tǒng)裝置的工作狀況即進(jìn)氣、
進(jìn)油的噴射壓力進(jìn)行適時(shí)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)輸進(jìn)燃燒室中的空氣、燃料的不同比例
關(guān)系即可變空燃比或最佳空燃比；3、與傳統(tǒng)二沖程及四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)不 同，彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中燃料混合氣壓力(或壓縮比)的形成，主要是 依靠彈力工作室中存儲(chǔ)的原始?jí)毫蛟紡椓D壓的結(jié)果，這一新工作方式
節(jié)省了活塞的壓縮功能，使壓縮行程變成了作功行程；4、將彈力機(jī)構(gòu)和彈 力引入發(fā)動(dòng)機(jī)，使活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)先受到膨脹力、后受到彈力的推動(dòng)，既提高 發(fā)動(dòng)機(jī)效率，也使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)；5、運(yùn)用彈力推動(dòng)廢氣排出，不僅使廢 氣排得干凈，而且二次作功動(dòng)力強(qiáng)勁。
本彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了高效率、低能耗、凈排放等顯著效果，綜合效 能更優(yōu)秀。


圖1、圖2、圖3為本發(fā)明實(shí)施例l結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4、圖5為實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖；圖6、圖7、圖8為實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1,參照?qǐng)D1~圖3:新型彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸1既設(shè)置頂蓋2 也設(shè)置底蓋3,活塞4的正反兩面與汽缸內(nèi)面的對(duì)應(yīng)部分分別構(gòu)成容積可變 的燃燒工作室IO和彈力工作室11。彈力工作室內(nèi)置有存儲(chǔ)一定壓力的彈性 蓄能機(jī)體9。本實(shí)施例的彈性蓄能機(jī)體9為壓縮空氣。在活塞4本體的下部 是活塞裙5 (它們之間是活塞頭部，設(shè)置環(huán)溝，環(huán)溝中置有活塞環(huán))，活塞裙 5的延長(zhǎng)體為間隔對(duì)稱(chēng)的弧形板體21;同時(shí)，汽缸底蓋3上開(kāi)設(shè)有對(duì)稱(chēng)的弧 形孔8,孔8與活塞裙延長(zhǎng)體21的形狀、尺寸一致，兩者之間采用動(dòng)密封結(jié) 構(gòu)，構(gòu)成活動(dòng)聯(lián)接；圖中20為螺栓；6為銷(xiāo)桿；7為連接曲柄、曲軸等運(yùn)動(dòng) 才幾構(gòu)的連斥干。
汽缸的上部或頂側(cè)部設(shè)置有出氣門(mén)系統(tǒng)裝置，出氣門(mén)系統(tǒng)裝置可以采用 現(xiàn)行的可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)方式進(jìn)行開(kāi)啟與關(guān)閉，本實(shí)施例中主要采用電控的電磁 (或電液)閥等出氣門(mén)裝置；進(jìn)氣門(mén)及進(jìn)氣系統(tǒng)裝置、進(jìn)油門(mén)及進(jìn)油系統(tǒng)裝 置也設(shè)置在汽缸的上部或頂側(cè)部，分別由自動(dòng)控制系統(tǒng)、壓氣機(jī)、活塞泵、 電控噴射器等系統(tǒng)裝置組成，采用缸內(nèi)直噴技術(shù)，基本結(jié)構(gòu)與功能和現(xiàn)行先 進(jìn)的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣、進(jìn)油系統(tǒng)裝置基本相同。
本實(shí)施例中汽缸外部設(shè)置高壓儲(chǔ)氣罐等蓄能調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，儲(chǔ)氣罐中儲(chǔ)有壓 縮空氣，通過(guò)管道、電控閥與彈力工作室連通。
本實(shí)施例中的活塞等系統(tǒng)裝置的工作循環(huán)過(guò)程及功能概述如下
1、當(dāng)活塞位于上止點(diǎn)正時(shí)12時(shí)(或正時(shí)的一定提前角時(shí))，在自動(dòng)控 制系統(tǒng)指令或調(diào)控下，進(jìn)氣門(mén)、進(jìn)油門(mén)先后打開(kāi)，壓氣機(jī)、燃油泵、電噴系統(tǒng)等裝置將空氣和燃料分別按一定的壓力或混合比瞬時(shí)輸進(jìn)燃燒室中；此
刻，處于上止點(diǎn)的活塞頂面在彈力蓄能機(jī)體的原始蓄能作用下，對(duì)燃料混合
氣施以壓力，在內(nèi)外力量作用下,燃料混合氣形成一定壓力，具有一定壓縮比； 壓力傳感器將此壓力信號(hào)不斷傳輸給中央控制系統(tǒng)，當(dāng)壓力或壓縮比達(dá)到預(yù) 定時(shí)，中央控制系統(tǒng)發(fā)出指令，進(jìn)氣、進(jìn)油系統(tǒng)停止工作，進(jìn)氣門(mén)、進(jìn)油門(mén) 如電磁噴射器等斷電關(guān)閉。在電腦中央控制系統(tǒng)綜合調(diào)控下，進(jìn)氣、進(jìn)油系 統(tǒng)可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況對(duì)進(jìn)氣、進(jìn)油壓力分別進(jìn)行適時(shí)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)最佳 空燃比。
2、 以點(diǎn)燃或壓燃方式將燃燒室中具有一定空燃比和壓縮比的燃料混合 氣燃燒膨脹，在高溫高壓氣體膨脹力作用下，活塞由上止點(diǎn)12向下止點(diǎn)13 運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)銷(xiāo)桿6、連桿7帶動(dòng)曲軸等傳動(dòng)系統(tǒng)裝置旋轉(zhuǎn)作功；與此同時(shí)， 彈力工作室中的壓縮氣體9，也在原始蓄有的能量基礎(chǔ)上進(jìn)一步吸收膨脹力、 沖擊力等能量，并被壓進(jìn)儲(chǔ)氣罐中存儲(chǔ)。
3、 當(dāng)活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)13 (或下止點(diǎn)提前角)，出氣門(mén)如電磁閥得電開(kāi) 啟，作功后的廢氣在自身膨脹力和活塞彈力、慣性力的推動(dòng)下由出氣門(mén)排出； 與此同時(shí)，活塞在彈力、慣性力的推動(dòng)下由下止點(diǎn)13運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)12,到 達(dá)上止點(diǎn)時(shí)出氣門(mén)關(guān)閉；活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，活塞裙延長(zhǎng)體 21通過(guò)銷(xiāo)桿6和連桿7帶動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)裝置繼續(xù)旋轉(zhuǎn)作功，完成活塞的一個(gè)工 作循環(huán)過(guò)程。
4、 排出的廢氣推動(dòng)增壓機(jī)給進(jìn)氣系統(tǒng)及儲(chǔ)氣罐等進(jìn)氣增壓。
5、 由壓氣機(jī)或增壓機(jī)、高壓蓄氣罐、電控閥等構(gòu)成的蓄能調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通 過(guò)高壓管道與彈力室連通；中央控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況及彈力室中壓縮氣體壓力大小(壓力傳感器信息傳導(dǎo))，通過(guò)適時(shí)調(diào)節(jié)電控閥門(mén)的開(kāi)或關(guān)， 實(shí)現(xiàn)高壓蓄氣罐對(duì)彈力室進(jìn)行增壓或減壓；通過(guò)適時(shí)調(diào)節(jié)彈力工作室中壓縮 氣體的壓力，即能對(duì)燃燒室中的燃料混合氣的壓力實(shí)施適時(shí)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)可變 壓縮比或最^圭壓縮比。6、本實(shí)施例中所采用的連桿曲軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、過(guò)濾系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等其基本結(jié)構(gòu)與功能和現(xiàn)行發(fā)達(dá)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的基本一 致。實(shí)施例2，參照?qǐng)D4、圖5:與實(shí)施例l基本相同，但有以下改變 用活塞桿14與汽缸底蓋上的中心圓孔15進(jìn)行動(dòng)密封聯(lián):接； 彈性蓄能體9為液體和壓縮空氣(兩者之間可以隔層膜)，液體在上， 壓縮空氣在下；液體約占整個(gè)汽缸空間的1/8到1/3左右，壓縮氣體約占7/8 到2/3左右；在膨脹力壓力下，隨著活塞位移，壓縮氣體可以收縮到蓄能調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)中，膨脹力消失，壓縮氣體又被壓回到彈力室中。實(shí)施例3，參照?qǐng)D6、圖7、圖8:與實(shí)施例1基本相同，但有以下改變 活塞延長(zhǎng)體為間隔對(duì)稱(chēng)的弧形滑板17 (或滑桿等其他形體)，該弧形滑 板17 (或滑桿等其他形體)為活塞體外圈向下延伸的部分(該"外圈"是假 想的，是一個(gè)圍繞著活塞外徑的環(huán)形空間)；同時(shí)，汽缸底蓋上的兩個(gè)或多 個(gè)弧形安裝孔16也設(shè)置在汽缸的外圈，與該弧形滑板17 (或滑桿等其他形 體)的位置、形狀及尺寸相對(duì)應(yīng)，兩者構(gòu)成活動(dòng)聯(lián)接。該弧形滑板可以在汽 缸壁上的滑槽中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。彈力蓄能體9為復(fù)合彈簧。該實(shí)施例中不設(shè)置 蓄能調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)不限于上述的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1、一種二沖程彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，汽缸上設(shè)有進(jìn)氣系統(tǒng)、進(jìn)油系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)；汽缸內(nèi)設(shè)有活塞，汽缸內(nèi)活塞以上的空間構(gòu)成燃燒室，其特征在于，所述的汽缸設(shè)置有頂蓋的同時(shí)也設(shè)置有底蓋，該汽缸底蓋上開(kāi)設(shè)有若干安裝孔；所述的活塞設(shè)有延長(zhǎng)體，該活塞延長(zhǎng)體的下端穿過(guò)汽缸底蓋上的安裝孔后，在汽缸底蓋的外面與連桿連接；所述汽缸底蓋上安裝孔的形狀、尺寸與所述活塞延長(zhǎng)體的形狀、尺寸一致，兩者構(gòu)成活動(dòng)聯(lián)接或密封性活動(dòng)連接，活塞及其延長(zhǎng)體的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)連桿等運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)；汽缸底蓋與活塞下表面之間的空間構(gòu)成彈力工作室；該彈力工作室內(nèi)設(shè)置有存儲(chǔ)壓力的彈力蓄能體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二沖程彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述 的彈力蓄能體是以下的一種(1)、壓縮氣體；(2)、液體與壓縮氣體；(3)、彈 性結(jié)構(gòu)體，該彈性結(jié)構(gòu)體選自空氣彈簧、復(fù)合彈簧或金屬?gòu)椈伞?br> 3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二沖程彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述的 活塞延長(zhǎng)體的構(gòu)成方式為以下幾種結(jié)構(gòu)之一(1) 、活塞桿，固定于活塞的底表面，由一根或?qū)ΨQ(chēng)的數(shù)根構(gòu)成。汽缸底 蓋上安裝孔的形狀、尺寸與活塞桿的一致，兩者構(gòu)成活動(dòng)聯(lián)接，活塞桿的下 端與連桿連接；(2) 、活塞裙的延長(zhǎng)體，為間隔對(duì)稱(chēng)的弧形板體；汽缸底蓋上安裝孔的形 狀、尺寸與弧形板體一致，兩者構(gòu)成活動(dòng)聯(lián)接；活塞裙延長(zhǎng)體的下端與連桿連接；(3)、活塞裙上間隔對(duì)稱(chēng)凸起的弧形滑板或滑桿，該弧形滑板或滑桿可在汽缸壁上的滑槽中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；汽缸底蓋上安裝孔的形狀、尺寸與弧形滑板、 或滑桿的一致，兩者構(gòu)成活動(dòng)聯(lián)接；弧形滑板或滑桿的下端與連桿連接；當(dāng)彈力室中釆用壓縮氣體、或液體與壓縮氣體時(shí)，活塞延長(zhǎng)體與汽缸底 蓋上的安裝孔之間是活動(dòng)密封聯(lián)接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的二沖程彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 當(dāng)采用壓縮氣體、或液體與壓縮氣體、或空氣彈簧作為彈力工作室中彈力蓄能體時(shí)，汽缸外或缸套外設(shè)有彈力儲(chǔ)能調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該儲(chǔ)能調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的構(gòu) 成是彈力工作室上設(shè)有通道和電磁閥門(mén)，該通道與外加的、進(jìn)行壓力調(diào)節(jié) 的空氣壓縮機(jī)或液體壓縮機(jī)，或高壓儲(chǔ)氣罐或高壓儲(chǔ)液罐等裝置連通。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1 4之一所述的二沖程彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于， 在燃燒室、彈力工作室內(nèi)設(shè)有壓力傳感器，發(fā)動(dòng)機(jī)主軸上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器， 所有傳感器的輸出接控制芯片；控制芯片的輸出接燃油油泵控制機(jī)構(gòu)、點(diǎn)火 控制機(jī)構(gòu)、進(jìn)氣閥、排氣閥的控制機(jī)構(gòu)；芯片的輸出同時(shí)接彈力工作室上壓 力調(diào)節(jié)通道的閥門(mén)的控制機(jī)構(gòu)、空氣壓縮機(jī)或液體壓縮機(jī)的控制機(jī)構(gòu)，或高 壓儲(chǔ)氣罐或高壓儲(chǔ)液罐閥門(mén)的控制機(jī)構(gòu)。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的二沖程彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所 述彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的具體結(jié)構(gòu)是該彈力活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸1上設(shè)置有進(jìn)氣 門(mén)及進(jìn)氣系統(tǒng)裝置、進(jìn)油門(mén)及進(jìn)油系統(tǒng)裝置、出氣門(mén)系統(tǒng)裝置及點(diǎn)火系統(tǒng)裝 置；該彈力活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸1既設(shè)置頂蓋2也設(shè)置底蓋3，活塞4的正反 兩面與汽缸內(nèi)面的對(duì)應(yīng)部分分別構(gòu)成容積可變的燃燒工作室10和彈力工作室ll;彈力工作室內(nèi)置有存儲(chǔ)一定壓力的彈性蓄能體9;該彈性蓄能體9為 壓縮空氣；在活塞4本體的下部是活塞裙5，活塞裙5的延長(zhǎng)體為間隔對(duì)稱(chēng) 的弧形板體21;同時(shí)，汽缸底蓋3上開(kāi)設(shè)有對(duì)稱(chēng)的弧形孔8，孔8與活塞延 長(zhǎng)體21的形狀、尺寸一致，兩者之間采用動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，構(gòu)成活動(dòng)聯(lián)接；螺 栓20，銷(xiāo)桿6，連桿7連接運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)曲軸等；該彈力活塞發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置有彈力 儲(chǔ)能調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
全文摘要
二沖程彈力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，汽缸上設(shè)有進(jìn)氣系統(tǒng)、進(jìn)油系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)；汽缸內(nèi)設(shè)有活塞，汽缸內(nèi)活塞以上的空間構(gòu)成燃燒室，特征是汽缸設(shè)置有頂蓋的同時(shí)也設(shè)置有底蓋，汽缸底蓋上開(kāi)設(shè)有若干安裝孔；活塞設(shè)有延長(zhǎng)體，該延長(zhǎng)體的下端穿過(guò)汽缸底蓋上的安裝孔在汽缸底蓋的外面與連桿連接，汽缸底蓋上的安裝孔的形狀、尺寸與活塞延長(zhǎng)體一致，兩者構(gòu)成活動(dòng)聯(lián)接或密封性活動(dòng)連接，活塞及其延長(zhǎng)體的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)連桿等運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)；汽缸底蓋與活塞下表面之間的空間構(gòu)成彈力工作室；彈力工作室內(nèi)設(shè)置有存儲(chǔ)壓力的彈力蓄能體。本發(fā)明可顯著提高發(fā)動(dòng)機(jī)有效沖程的比例；有效地排放廢氣并提高排放清潔度；提高運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性并提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。
文檔編號(hào)F02B23/00GK101220766SQ20071013462
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2007年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日
發(fā)明者闞國(guó)梁 申請(qǐng)人:闞國(guó)梁