废气接力发动机制造技术

一种活塞式废气接力发动机。它的某些气缸作功的能量来源于内燃机排出的废气，通过废气的再利用达到提升发动机效能并降低油耗。

【技术实现步骤摘要】
废气接力发动机 所属
本专利技术涉及一种往常活塞式废气接力发动机，能将前级气缸内没有利用完被排出的燃烧澎胀气体用于下级气缸并推动活塞做功，在发动机排量不变的情况下提高输出功率从而大幅度降低油耗。
技术介绍
目前为止活塞式发动机废气利用长期以来除了推动蜗轮增压器，改原来的自然吸气为预压空气，在发动机排量不变的情况下可多喷燃油以提高发动机功率外，还有宝马集团研究与工程中心最新研发的“涡轮蒸汽机(Turbosteamer)”，它能将发动机冷却液的废热以及内燃机废气中的废热通过热交换器把某一种介质从液态转化成蒸汽冲转“涡轮蒸汽机(Turbosteamer) ”的润轮,并通过与内燃机曲轴相联的渗胀单元，使宝马四缸1.8升发动机功率提高10KW，油耗降低15%，扭矩增加了近20牛顿米。此项技术已进入台架测试阶段，计划10年内推向市场。它的里程碑意义在于首次将内燃机的废热作为能量源，在不增加燃油的情况下提升发动机效能并降低油耗.缺点是选择用涡轮来转换对于经常较大范围变速的车用发动机而言，废热的利用效率还很低.按发动机设计，柴油机气缸内最大压力约为6-9MPa，做功行程结束活塞到达下止点时，压力约为0.2-0.5MPa。排气终了时气缸残余废气的压力约为0.105-0.12MPa。汽油发动机在做功行程中，燃烧气体的最大压力可达3.0-6.5MPa，做功行程结束时，压力约为0.35-0.5MPa，排气行程终了时气缸内残余废气的压力约为0.105-0.12MPa。但这是在发动机处于低转速和低负载功况下的理论值。实际上在一般中等转速和中等负载功况下，无论是柴油机或是汽油机其做功行程结束时的缸内压力值都远远大于设计值，特别是在大油门高负荷情况下，发动机做功行程结束时的缸内压力与最大压力值很接近，甚至一些燃料还没有燃烧尽就从气缸内被排出来白白地浪费掉了。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，大幅度提高燃油的使用效率而降低能源消耗，本专利技术提供一种废气接力发动机，它的某些缸内活塞做功能量来源于普通发动机气缸排出的废气，这些废气直接进入后级气缸内继续澎胀并推动活塞作功，发挥出比涡轮机更高的废气转换利用效率，在燃油量一定的情况下可以提高发动机50%以上的功率从而降低油耗。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:用一个缸(或一个缸以上)只有做功行程和排气行程的两行程发动机作为接力气缸与现有两缸(或两缸以上)四行程发动机组合成废气接力发动机，接力气缸缸径设计比现有发动机的缸径大40%左右，两缸四行程发动机每两缸的排气通道分别与接力气缸的两个进气通道分别相连，曲轴旋转两周四行程发动机每缸分别做一次功，接力气缸做两次功。由于四行程发动机与两行程发动机设计为同一曲轴，同样的曲柄半径，当四行程发动机的某一缸进入排气行程活塞从下止点往上止点旋转运动时排气门打开，此时与之对应气道相连正处于做功行程的两行程发动机的一缸的进气门同时打开并形成连通的封闭容积，它们活塞的相位相差180度。忽略澎涨气体运动，阻力等因素可以认为封闭容积内压强是相同的，原来废气直接向大气排放缸内的压强随着排气门的打开而迅速接近I个大气压，而现在排向封闭容积缸内的压强还很大，活塞受到的压力让曲轴反相旋转，这时两行程活塞受到的压力让曲轴正向旋转，如果两个缸径一样、曲轴受到的正向旋转力与反相旋转力一样就会相互抵消不会对外输出更多的功率，正因为两行程缸径比四行程缸径大，不管封闭容积内压强怎么变化，两行程活塞所受到的压力总此四行程活塞受到的压力大，因为两活塞行程相同，两行程活塞做功比四行程活塞做功大，由此废气接力发动机获得由废气产生的新功率，达到提高燃油使用效率提升发动机功率和降低油耗的目的。 本专利技术的有益效果是，可以充分利用现有发动机(汽、柴油机)最新成熟科技、现有发动机生产设备和生产工艺生产废气接力发动机，较为容易市场推广从而节约能源。 【附图说明】 下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。 图1是本专利技术的工作原理图。 图2是本专利技术的一个实施例纵剖面构造图 图3是实施例曲拐布置简图。 图4是实施例带驱动的双凸轮机构。 图5是实施例四气门布置及气道连接图。 图6是实施例工作循环表。 图1中I和3是两个四行程气缸，2是两行程接力气缸，7是曲轴8、9是废气接力通道。 在图1中曲轴7两端对应相联的两个四行程气缸I和3，中间对应的是两行程接力气缸2.曲拐的设计是1、3同向，2与1、3相位差180度，曲柄半径相同。气缸I上的排气口通过废气接力通道8与气缸2的进气口相连，气缸3上的排气口通过废气接力通道9与气缸2的另一个进气口相连。1、3的缸径一样，2的缸径比1、3大。三个缸都设计成四气门，组成直立三缸废气接力发动机。A中aa处于进气行程，ac处于作功行程，ab处于排气行程，曲轴顺时针旋转。B中的ba处于压缩行程，be处于排气行程，此时be的排气门与bb的进气门同时打开，be气缸内的废气通过废气接力通道8进入bb的气缸内。be气缸与bb气缸通过废气接力通道8形成封闭容积，封闭容积内压强相等，be气缸内的活塞受到废气压力阻止曲轴继续顺时针旋转，bb气缸内的活塞受到的废气压力推动曲轴要顺时针旋转,活塞受的力等于压强乘以活塞受力面积，因压强相同，bb缸径大于be缸径，bb活塞克服be活塞阻力作功使曲轴4、5、6继续顺时针旋转，实现发动机利用原来被直接排掉的废气作功，在没有增加燃料的情况下发动机新添了输出功率。C中ca处于作功行程，cc处于进气行程，cb处于排气行程。D中dc处于压缩行程，da处于排气行程，此时da的排气门与dd的进气门同时打开，da气缸内的废气通过废气接力通道7进入db的气缸内，db进入作功行程，然后发动机进入下轮循环。在A至D曲轴旋转的720度过程中，四行程气缸1、3分别做了一次功，两行程气缸2作了两次功，使发动机在每一个行程都有一个缸在作功，三缸废气接力发动机达到了四缸四冲程发动机的平稳较果。 【具体实施方式】 在图2所示实施例中，由两行程气缸2、5和四行程气缸1、3、4、6组成直列六缸废气接力发动机。图3为曲轴7的曲拐布置图。四行程气缸1、3的排气口通过废气接力通道 8、9与两行程接力气缸2的两个进气门分别相连，四行程气缸4、6的排气口通过废气接力通道10、11与两行程接力气缸5的两个进气门分别相连。图4是直列六缸废气接力发动机双凸轮轴布置及驱动机构图。图5是四气门进气、排气口及废气接力通道布置和连接图。图6是直立六缸废气接力发动机工作循环表(点火次序1-6-3-4)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活塞式废气接力发动机，其中部分缸作功能量来源于内燃机排出的废气。

【技术特征摘要】
1.一种活塞式废气接力发动机,其中部分缸作功能量来源于内燃机排出的废气。2.两个内燃机气缸排出的废气通...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，
申请(专利权)人：陈亮，
类型：发明
国别省市：湖南;43