專利名稱：一種具有渦輪增壓的汽油發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽油發(fā)動機(jī)，尤其涉及一種應(yīng)用于轎車上的具有渦輪增壓 的汽油發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
汽油發(fā)動機(jī)將汽油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動能來驅(qū)動汽車，最簡單的辦法是通過 在發(fā)動機(jī)內(nèi)部燃燒汽油來獲得動能，其通常由曲柄連桿機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)、燃料 供給系、潤滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和起動系等幾大構(gòu)件組成。其中，曲柄連桿 機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動零件。它由機(jī)體組、活 塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在做功行程中，活塞承受燃?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)作 直線運(yùn)動，通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并從曲軸對外輸出動力。而在進(jìn) 氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化成活塞的直線 運(yùn)動。
配氣機(jī)構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作順序和工作過程，定時開啟和關(guān)閉進(jìn) 氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實(shí)現(xiàn) 換氣過程。配氣機(jī)構(gòu)大多采用頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)。
汽油機(jī)燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動機(jī)的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的 混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出到大氣中去；
潤滑系的功用是向作相對運(yùn)動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實(shí)現(xiàn) 液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損。并對零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。 潤滑系通常由潤滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥門等組成。
冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機(jī)在 最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動機(jī)的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、 水箱、節(jié)溫器等組成。
在汽油機(jī)中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是電火花點(diǎn)燃的，為此在汽油機(jī)的氣缸 蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時在火花塞電極間產(chǎn)生電 火花的全部設(shè)備稱為點(diǎn)火系，點(diǎn)火系通常由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點(diǎn)火線 圈和火花塞等組成。
3要使發(fā)動機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動發(fā)動機(jī)的曲軸， 使活塞作往復(fù)運(yùn)動，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動活塞向下運(yùn)動使 曲軸旋轉(zhuǎn)，發(fā)動機(jī)才能自行運(yùn)轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能自動進(jìn)行。因此，曲軸在外力 作用下開始轉(zhuǎn)動到發(fā)動機(jī)開始自動地怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程，稱為發(fā)動機(jī)的起動。 完成起動過程所需的裝置，稱為發(fā)動機(jī)的起動系。
在發(fā)動機(jī)中，其核心部件是氣缸，然而目前3缸的汽油發(fā)動機(jī)的氣缸直徑為 68.5mm,排量為796mL，最高轉(zhuǎn)速為5500r/min,缸體通常為灰鐵鑄造，并且 每個燃燒室的氣門數(shù)為2個，頂置單凸輪軸結(jié)構(gòu)。采用上述結(jié)構(gòu)的汽油發(fā)動機(jī) 通常長度、髙度尺寸較大，重量較重，因此，不宜應(yīng)用在微型汽車上，且發(fā)動 機(jī)轉(zhuǎn)速難以再度提升，功率只能在30kW左右徘徊，廢氣的排放也難以達(dá)到更 高的要求。因此需要增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣壓力，加快發(fā)動機(jī)的燃料的燃燒，使其 燃燒更加充分，從而提高發(fā)動機(jī)的輸出功率，降低尾氣排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種體積較小、轉(zhuǎn)速及輸出功率較高的具 有渦輪增壓的汽油發(fā)動機(jī)。
本發(fā)明可以通過以下技術(shù)方案得以實(shí)施一種具有渦輪增壓的汽油發(fā)動 機(jī)，包括缸體、缸套、進(jìn)氣門、火花塞孔、排氣門、燃燒室、曲軸、連桿、活 塞、進(jìn)氣歧管、排氣歧管、渦輪增壓裝置，所述的缸體上設(shè)置有缸蓋，它還包 括設(shè)置在所述的缸蓋上方的雙凸輪軸調(diào)整氣門正時結(jié)構(gòu)，所述的雙凸輪軸調(diào)整 氣門正時結(jié)構(gòu)通過正時鏈將進(jìn)氣凸輪軸、排氣凸輪軸和曲軸相傳動連接，所述 的雙凸輪軸調(diào)整氣門正時結(jié)構(gòu)用于連續(xù)可變地調(diào)整燃燒室的進(jìn)氣門和排氣門 的開啟時刻，所述的進(jìn)氣歧管為一體式結(jié)構(gòu)，所述的排氣歧管上設(shè)置有三元催 化裝置，所述的渦輪增壓裝置包括渦輪室和增壓器，所述的渦輪室的進(jìn)氣口與 發(fā)動機(jī)的排氣歧管相連接，所述的增壓器的排氣口經(jīng)中冷器與發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧 管相連接，中冷器將渦輪增壓裝置排出的壓縮熱空氣制冷后進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣 歧管進(jìn)行做功。
所述的進(jìn)氣歧管為高分子塑料一體制成，所述的排氣歧管為不銹鋼材料制成。
所述的缸體為鋁合金材料制成，所述的缸套為鑄鐵材料制成，所述的缸套 與所述的缸體緊密配合設(shè)置。所述的燃燒室具有兩個進(jìn)氣門和兩個排氣門，且所述的火花塞孔位于進(jìn)氣 門與排氣門的中心。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
首先，由于本發(fā)明設(shè)置有渦輪增壓裝置，能夠增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣壓力，加 快發(fā)動機(jī)的燃料的燃燒，使其燃燒更加充分，從而提髙發(fā)動機(jī)的輸出功率，降 低尾氣排放。
其次，本發(fā)明具有頂置的雙凸輪軸可變氣門正時結(jié)構(gòu)，使得進(jìn)氣門和排氣 門能夠更好的根據(jù)發(fā)動機(jī)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠提高燃料利用率及發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速 和輸出功率。并且，在排氣歧管上設(shè)置了三元催化裝置，能夠大大降低一氧化 碳、碳?xì)浠衔锖偷锏扔泻怏w的排放，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保。
再次，本發(fā)明大量引進(jìn)塑料材質(zhì)零部件，進(jìn)氣歧管由振動摩擦焊的工藝制 成的，使得進(jìn)氣歧管的內(nèi)壁均勻光滑，從而代替了原來內(nèi)壁粗糙的鑄鋁材質(zhì)進(jìn) 氣歧管，并且進(jìn)氣歧管的重量大大減輕，加大進(jìn)氣量，提高燃燒效率。
第四，本發(fā)明對氣缸體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，減小了缸徑和行程，從而減小發(fā) 動機(jī)排量，縮小了發(fā)動機(jī)的長度、寬度，降低了發(fā)動機(jī)的高度。并且采用鋁合 金的缸體和鑄鐵缸套，大大減輕了發(fā)動機(jī)的重量，加快發(fā)動機(jī)的散熱。這些將 使發(fā)動機(jī)在整車布置中更加方便，具有更好的柔性。
第五，將燃燒室的氣門數(shù)改為兩個進(jìn)氣門兩個排氣門，加快了進(jìn)氣和排氣 的速度，加大了進(jìn)氣量，能夠達(dá)到提升發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及增大輸出功率的目的。并 且將火花塞孔置于中心，使火花在混合氣中心產(chǎn)生，能夠加快燃燒速度、提高 燃燒效率。


附圖l為本發(fā)明的缸體、缸套剖視結(jié)構(gòu)示意附圖2為本發(fā)明的燃燒室四氣門結(jié)構(gòu)示意附圖3為本發(fā)明的頂置雙凸輪軸可變氣門正時結(jié)構(gòu)示意附圖4為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)立體示意附圖5為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意其中-1、缸體；2、缸套；3、進(jìn)氣門；4、火花塞孔；5、排氣門；6、正時鏈；7、 進(jìn)氣凸輪軸；8、燃燒室；9、曲軸；10、連桿；11、活塞；12、排氣凸輪軸； 13、雙凸輪調(diào)整氣門正時結(jié)構(gòu)；14、進(jìn)氣歧管；15、排氣歧管；16、三元催化 裝置；17、缸蓋；18、渦輪增壓裝置；19、渦輪室；20、增壓器；21、潤滑機(jī) 構(gòu)；22、中冷器。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明 如附圖1至附圖3所示， 一種具有渦輪增壓的汽油發(fā)動機(jī)，包括缸體l、 缸套2、進(jìn)氣門3、火花塞孔4、排氣門5、燃燒室8、曲軸9、連桿10、活塞 11、進(jìn)氣歧管14、排氣歧管15、渦輪增壓裝置18。
眾所周知，發(fā)動機(jī)是靠燃料在汽缸內(nèi)燃燒作功來產(chǎn)生功率的，由于輸入的 燃料量受到吸入汽缸內(nèi)空氣量的限制，因此發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的功率也會受到限 制，如果發(fā)動機(jī)的運(yùn)行性能已處于最佳狀態(tài)，再增加輸出功率只能通過壓縮更 多的空氣進(jìn)入汽缸來增加燃料量，從而提高燃燒作功能力。因此在目前的技術(shù) 條件下，渦輪增壓器是惟一能使發(fā)動機(jī)在工作效率不變的情況下增加輸出功率 的機(jī)械裝置。
具體地說，所述的渦輪增壓裝置18包括渦輪室19和增壓器20,所述的 渦輪室19的進(jìn)氣口與發(fā)動機(jī)的排氣歧管15相連接，渦輪室19的排氣口則接 在排氣管上。增壓器20的進(jìn)氣口與空氣濾清器管道相連接，所述的增壓器20 的排氣口經(jīng)中冷器22與發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管14相連接。中冷器22用于將渦輪 增壓裝置18排出的壓縮熱空氣制冷后由進(jìn)氣歧管14進(jìn)入發(fā)動機(jī)內(nèi)進(jìn)行做功。
增壓器20將新鮮空氣制成壓縮空氣后并經(jīng)中冷器22冷卻后由進(jìn)氣歧管 14進(jìn)入發(fā)動機(jī)內(nèi)做功。發(fā)動機(jī)做功后排出的氣體經(jīng)渦輪室19再經(jīng)排氣管排出 廢氣，渦輪增壓裝置18還具有潤滑機(jī)構(gòu)21。渦輪增壓裝置18的主要作用是 增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣壓力，加快發(fā)動機(jī)的燃料的燃燒，使其燃燒更加充分，從而 提髙發(fā)動機(jī)的輸出功率，降低尾氣排放。
所述的缸體l上設(shè)置有缸蓋17,它還包括設(shè)置在所述的缸蓋17上方的雙 凸輪軸調(diào)整氣門正時結(jié)構(gòu)13，所述的雙凸輪軸調(diào)整氣門正時結(jié)構(gòu)13通過正時 鏈6將進(jìn)氣凸輪軸7、排氣凸輪軸12和曲軸9相傳動連接，曲軸9通過正時
鏈6首先驅(qū)動排氣凸輪軸U，排氣凸輪軸12通過正時鏈6驅(qū)動進(jìn)氣凸輪軸12。所述的雙凸輪軸調(diào)整氣門正時結(jié)構(gòu)13能夠連續(xù)可變地調(diào)整燃燒室8的進(jìn) 氣門3和排氣門5的開啟時刻，使得進(jìn)氣門3和排氣門5能夠更好的根據(jù)發(fā)動 機(jī)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)氣門大小，能夠提高燃料利用率及發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出功率， 發(fā)動機(jī)的輸出功率可達(dá)40.5kW以上。
所述的進(jìn)氣歧管14為高分子塑料制成的一體式結(jié)構(gòu)，具體地說，進(jìn)氣歧 管由振動摩擦焊的工藝制成的，使得進(jìn)氣歧管的內(nèi)壁均勻光滑，從而代替了原 來內(nèi)壁粗糙的鑄鋁材質(zhì)進(jìn)氣歧管，使得進(jìn)氣歧管的重量大大減輕，加大進(jìn)氣量， 提高燃燒效率。
所述的排氣歧管15上設(shè)置有三元催化裝置16,三元催化裝置16的工作 原理是當(dāng)髙溫的汽車尾氣通過三元催化裝置時，三元催化裝置中的凈化劑將 增強(qiáng)CO、碳?xì)浠衔锖蚇Ox三種氣體的活性，促使其進(jìn)行一定的氧化-還原 化學(xué)反應(yīng)，其中CO在高溫下氧化成為無色、無毒的二氧化碳?xì)怏w；碳?xì)浠?物在高溫下氧化成水(H20)和二氧化碳；NOx還原成氮?dú)夂脱鯕?。三種有害氣 體變成無害氣體，使汽車尾氣得以凈化。因此能夠大大降低一氧化碳、碳氧化 合物和氮化物等有害氣體的排放，使排放可達(dá)國IV和歐IV標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保。 所述的排氣歧管15為不銹鋼材料制成。
另外，本發(fā)明還對氣缸體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，減小了缸徑和行程，將發(fā)動機(jī) 缸體上的氣缸孔直徑改進(jìn)為68.5mm,采用沖程為50 70mm，減小排量至 650~700mL。從而減小了發(fā)動機(jī)排量，縮小了發(fā)動機(jī)的長度、寬度，降低了 發(fā)動機(jī)的高度，使發(fā)動機(jī)更加緊湊。同時降低了油耗，提升發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速至 6500r/min，甚至可達(dá)7000r/min,降低了尾氣排放，排放可達(dá)國IV和歐IV標(biāo)準(zhǔn)。
所述的缸套2與所述的缸體1緊密配合設(shè)置。所述的缸體1為鋁合金材料 制成，所述的缸套2為鑄鐵材料制成，大大減輕了發(fā)動機(jī)的重量，同時降低了 油耗，加快發(fā)動機(jī)的散熱。這些將使發(fā)動機(jī)應(yīng)用在整車布置中更加方便，具有 更好的柔性。
所述的燃燒室8具有兩個進(jìn)氣門3和兩個排氣門5，加快了進(jìn)氣和排氣的 速度，加大了進(jìn)氣量，能夠達(dá)到提升發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及增大輸出功率的目的。并且 所述的火花塞孔4位于進(jìn)氣門3與排氣門5的中心，使火花在混合氣中心產(chǎn)生， 能夠加快燃燒速度、提高燃燒效率。
上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域 技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保 護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種具有渦輪增壓的汽油發(fā)動機(jī)，包括缸體(1)、缸套(2)、進(jìn)氣門(3)、火花塞孔(4)、排氣門(5)、燃燒室(8)、曲軸(9)、連桿(10)、活塞(11)、進(jìn)氣歧管(14)、排氣歧管(15)、渦輪增壓裝置(18)，所述的缸體(1)上設(shè)置有缸蓋(17)，其特征在于它還包括設(shè)置在所述的缸蓋(17)上方的雙凸輪軸調(diào)整氣門正時結(jié)構(gòu)(13)，所述的雙凸輪軸調(diào)整氣門正時結(jié)構(gòu)(13)通過正時鏈(6)將進(jìn)氣凸輪軸(7)、排氣凸輪軸(12)和曲軸(9)相傳動連接，所述的雙凸輪軸調(diào)整氣門正時結(jié)構(gòu)(13)用于連續(xù)可變地調(diào)整燃燒室(8)的進(jìn)氣門(3)和排氣門(5)的開啟時刻，所述的進(jìn)氣歧管(14)為一體式結(jié)構(gòu)，所述的排氣歧管(15)上設(shè)置有三元催化裝置(16)，所述的渦輪增壓裝置(18)包括渦輪室(19)和增壓器(20)，所述的渦輪室(19)的進(jìn)氣口與發(fā)動機(jī)的排氣歧管(15)相連接，所述的增壓器(20)的排氣口經(jīng)中冷器(22)與發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管(14)相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有渦輪增壓的汽油發(fā)動機(jī)，其特征在于 所述的進(jìn)氣歧管(14)為高分子塑料一體制成，所述的排氣歧管(15)為不銹 鋼材料制成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種具有渦輪增壓的汽油發(fā)動機(jī)，其特征在于 所述的缸體(1)為鋁合金材料制成，所述的缸套(2)為鑄鐵材料制成，所述 的缸套(2)與所述的缸體(1)緊密配合設(shè)置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有渦輪增壓的汽油發(fā)動機(jī)，其特征在于 所述的燃燒室(8)具有兩個進(jìn)氣門(3)和兩個排氣門(5)，且所述的火花塞 孔(4)位于進(jìn)氣門(3)與排氣門(5)的中心。
全文摘要
一種具有渦輪增壓的汽油發(fā)動機(jī)，包括缸體、缸套、進(jìn)氣門、火花塞孔、排氣門、燃燒室、曲軸、連桿、活塞、進(jìn)氣歧管、排氣歧管、渦輪增壓裝置，它還包括設(shè)置在所述的缸蓋上方的雙凸輪軸調(diào)整氣門正時結(jié)構(gòu)，雙凸輪軸調(diào)整氣門正時結(jié)構(gòu)通過正時鏈將進(jìn)氣凸輪軸、排氣凸輪軸和曲軸相傳動連接，所述的雙凸輪軸調(diào)整氣門正時結(jié)構(gòu)用于連續(xù)可變地調(diào)整燃燒室的進(jìn)氣門和排氣門的開啟時刻，能夠提高燃料利用率及發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出功率。渦輪增壓裝置能夠增加發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣壓力，加快發(fā)動機(jī)的燃料的燃燒，使其燃燒更加充分，從而提高發(fā)動機(jī)的輸出功率，降低尾氣排放。排氣歧管上設(shè)置三元催化裝置，能夠降低有害氣體的排放。
文檔編號F02B37/00GK101608572SQ200910115678
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月8日
發(fā)明者權(quán)耀平 申請人:蘇州益方動力機(jī)械有限公司