CN201358834Y - 内增压四冲程发动机 - Google Patents

Abstract

一种内增压四冲程发动机，它是以公知的“奥托”往复活塞式四冲程发动机的结构为基础，借鉴公知的二冲程发动机技术，密封曲轴箱；并在曲轴箱体(14)上或缸体(5)的适当位置开设安装有单向进气阀(9)的进气道(11)、在缸体(5)上开设连通缸内空间和曲轴箱空腔(12)的导气道(10)、在缸体(5)内壁上开设具有一定喷气设计角度的导气孔(8)。工作时，利用曲轴箱吸入空气并进行预压，通过导气道(10)、导气孔(8)喷入缸内，增大了进气量，与从进气门吸入的可燃混合气一起燃烧，使“奥托”往复活塞式四冲程发动机在“奥托”循环过程中具有增压助燃、隔热降温、燃料稀燃、彻底排除废气之功能。

Description

内增压四冲程发动机

所属技术领域

本实用新型涉及一种往复活塞式四冲程发动机，尤其是具有进气增压功能的往复活塞式四冲程发动机。

背景技术

1876年德国人奥托(Nicolaus A.Otto)发明并开始使用了往复活塞式四冲程发动机，其“奥托”循环原理和基本结构是公知的，这里不再累述。往复活塞式四冲程发动机其公知的结构和原理存在着根本性的不足：主要一是活塞往复运动引起的往复惯性力和惯性力矩不能得到完全平衡，这个惯性力大小与转速平方成正比，使发动机运转平顺性下降，限制向高转速发展，其运转本身损功耗能，高转速时，还可以使活塞、连杆、曲轴等的物理结构严重受损；二是“奥托”循环中有三个冲程阶段完全依靠飞轮惯性旋转，导致发动机的功率、扭矩输出非常的不均匀；三是进气量少，排气不彻底，致使燃烧不充分，产生污染废气，影响燃油热效率等等。

本实用新型只针对第三项不足，其他不足不予考虑。针对第三项不足出现了很多新技术，如：增加进气门和排气门数量(3气门、4气门、5气门等)；电子喷油技术；进气增压技术(机械增压、涡轮增压等)；可变正时气门技术；缸内直喷技术；稀燃技术等等，这些技术使往复活塞式四冲程发动机的燃油热效率得到了提高、废气排放得到了有效改善，但其结构复杂、故障率高，限制其制造发展，尤其是排气仍然不彻底，无法克服根本性的不足。

发明内容

为了克服往复活塞式四冲程发动机上述第三项之不足，本实用新型提供一种内增压四冲程发动机，该发动机不仅结构简单，而且完全可以克服往复活塞式四冲程发动机上述第三项之不足，即增大空气吸入量、大幅提高燃油热效率、彻底排除废气，同时可以降低发动机温度、稀燃节省燃料。是对“奥托”往复活塞式四冲程发动机基本结构和循环原理的进一步完善。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：以公知的“奥托”往复活塞式四冲程发动机的结构为基础，借鉴公知的二冲程发动机技术，密封曲轴箱；并在曲轴箱体(14)上或缸体(5)的适当位置开设安装有单向进气阀(9)的进气道(11)、在缸体(5)上开设连通缸内空间和曲轴箱空腔(12)的导气道(10)、在缸体(5)内壁上开设具有一定喷气设计角度的导气孔(8)，使往复活塞式四冲程发动机在“奥托”循环过程中具有增压助燃、隔热降温、燃料稀燃、彻底排除废气之功能。

本实用新型的有益效果就是，可以使往复活塞式四冲程发动机在没有外部增压装置条件下，增加空气进气量，提高空压比，使燃料彻底燃烧，提高往复活塞式四冲程发动机热效率和废气排放标准，并且结构非常简单。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明

图1是本实用新型的结构示意图

图2是发动机进气冲程(一)说明示意图

图3是发动机进气冲程(二)说明示意图

图4是发动机压缩冲程说明示意图

图5是发动机做功冲程说明示意图

图6是发动机排气冲程(一)说明示意图

图7是发动机排气冲程(二)说明示意图

图8是压缩冲程阶段缸内气体分布示意图

上图中：1、火花塞，2、燃烧室，3、进气门，4、排气门，5、缸体，6、活塞，7、连杆，8、导气孔，9、单向进气阀，10、导气道，11、进气道，12、曲轴箱空腔，13、曲轴，14、曲轴箱体，15、可燃混合气，16、压缩空气、

具体实施方式

图1中进气道(11)可以开设在曲轴箱体(14)上，也可以开设在缸体(5)上，本实施例是以将进气道(11)开设在缸体(5)上为例加以说明。

图2至图7为本实用新型发动机工作原理的四个冲程状态说明示意图。

图2、图3是进气冲程的两个状态，其中图2状态为排气门(4)关闭、进气门(3)开启、活塞(6)下行、缸内产生负压，从进气门(3)吸入可燃混合气(15)，同时曲轴箱空腔(12)内空气被压缩。图3状态为进气门(3)关闭、活塞(6)近下止点、导气孔(8)开启、曲轴箱空腔(12)内压缩空气(16)经导气道(10)和导气孔(8)喷入缸内。因导气孔(8)被设计成有一定喷气角度，所以压缩空气(16)经导气孔(8)喷入缸内时呈旋转气流(涡流)状态，将缸内的可燃混合气(15)托起。此时缸内气体分布如图8所示：缸内上部是较浓的可燃混合气(15)、浓度呈至上而下变稀，底部是纯净的压缩空气(16)，并因气流旋转喷入，使底部缸壁四周也是纯净的压缩空气(16)，中间包裹着可燃混合气(15)。此状态可以一直保持到压缩终了。

图4是压缩冲程状态。活塞(6)上行、缸内可燃混合气(15)和压缩空气(16)被进一步压缩，同时曲轴箱空腔(12)产生负压、单向进气阀(9)开启、纯净空气经进气道(11)被吸入曲轴箱空腔(12)。

图5是做功冲程状态。呈图8所示气体分布状态的可燃混合气(15)和纯净空气(16)被活塞(6)压缩至燃烧室(2)内、火花塞(1)进行点火、可燃混合气(15)燃烧做功、推动活塞(6)下行，同时曲轴箱空腔(12)内的空气被压缩。可燃混合气(15)在燃烧过程中，底部的纯净空气可以助燃，同时还可以隔绝热能传导给缸体(5)和活塞(6)，降低缸内温度。

图6、图7是排气冲程的两个状态。图6状态为活塞(6)下行近下止点时，排气门(4)开启，废气在压力作用下经排气门(4)排除；导气孔(8)开启，曲轴箱空腔(12)内的压缩空气(16)经导气道(10)从导气孔(8)喷出，呈旋转气流(涡流)状态对缸内进行扫气并降温。图7状态为活塞(6)上行，废气从排气门(4)被进一步排除至上止点时结束，而此时燃烧室(2)内的残留的气体只剩来自导气孔(8)喷入的纯净空气，废气已被彻底排除。

接下来进入下一轮循环，发动机周而复始运转。

通过以上说明看，本实用新型完全遵循奥托循环原理，只不过经过结构改进后增加了曲轴箱空腔(12)空气压缩和导气孔(8)喷入过程，其作用有三：1、增加缸内空气的进气量，提高了空压比，使燃烧更加充分。2、排气时先进行扫气和降温，使废气排除更加彻底。3、对活塞(6)和缸体(5)有隔热降温的作用，并轻而易举实现燃料稀燃。

Claims (5)

1、一种内增压四冲程发动机，其特征是：以公知的“奥托”往复活塞式四冲程发动机的结构为基础，密封曲轴箱，并在曲轴箱体(14)或缸体(5)的适当位置开设进气道(11)、在缸体(5)上开设导气道(10)、在缸体(5)内壁上开设导气孔(8)。

2、根据权利1要求所述的内增压四冲程发动机，其特征是：以公知的“奥托”往复活塞式四冲程发动机的结构为基础，采用公知的二冲程发动机的密封曲轴箱的方式，密封曲轴箱。

3、根据权利1要求所述的内增压四冲程发动机，其特征是：在曲轴箱体(14)或缸体(5)的适当位置开设的进气道(11)内，安装单向进气阀(9)。

4、根据权利1要求所述的内增压四冲程发动机，其特征是：缸体(5)内壁上开设的导气孔(8)具有一定的喷气设计角度，可以使气体喷出时在缸内呈旋转气流(涡流)状态。

5、根据权利1要求所述的内增压四冲程发动机，其特征是缸体(5)上开设的导气道(10)，可以通过导气孔(8)把缸内空间和曲轴箱空腔(12)连通起来。

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