发动机制造技术

本发明专利技术公开了一种发动机，发动机的压缩比不小于10，且最佳点火提前角不大于31°，本发明专利技术压缩比提高后压缩终了时混合气压力和温度高，燃烧速率增快，直接提高气缸的最高燃烧压力，可以明显提高发动机的扭矩，从而提高发动机功率，且本发明专利技术的最佳点火提前角设定在低于31°，既保证发动机动力性和经济性，又能避免压缩比条件下爆然的产生。

【技术实现步骤摘要】
发动机
本专利技术涉及动力设备，特别涉及一种发动机。
技术介绍
发动机是常用的动力装置，由于发动机是典型的热机，通过燃料的燃烧产生动力，具有压缩和做功过程；根据热机理论，较低的压缩比有利于发动机各个部件的长周期使用，但发动机罩整体效率较低，适当增加压缩比，在不降低发动机转速的情况下，发动机功率会增加，因而发动机的燃烧效率会变好，相同排量的发动机，压缩比越高，其动力性和经济性越好。但是，压缩比的增加也会带来较多的负面影响，比如，高压缩比的汽油机，会出现爆燃或者混合气体表面点火不正常燃烧的现象，爆燃是发动机燃烧室末端的油气混合物在火焰未点火前达到自燃，产生有一个或者多个新的火焰燃烧核心，引起的集体爆炸式的燃烧反应，会导致发动机温度过高，功率下降，甚至会损坏零部件。并且，高压缩比下，发动机温度升高后会造成表面着火现象，是缸内的油气混合物被燃烧室内的炽热表面所点燃，也会造成发动机零部件损坏等不良后果。基于上述问题，需要对发动机进行改进，能够避免爆燃的产生，又能使发动机功率、扭矩得到大幅度提高，具有较好的动力性能和经济性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种发动机，能够避免爆燃的产生，又能使发动机功率、扭矩得到大幅度提高，具有较好的动力性能和经济性。本专利技术的发动机，所述发动机的压缩比不小于10，且最佳点火提前角不大于31°，在较大的压缩比下，提高压缩比，通过调整缸体高度来设计压缩比，压缩比公式为为提高压缩比，可采取缸体高度减短的方式减小燃烧室容积V燃烧室容积，而活塞行程不变，V工作容积不变，因此压缩比增大。本专利技术压缩比设计不低于10，压缩比提高后压缩终了时混合气压力和温度越高，燃烧速率增快，直接提高气缸的最高燃烧压力，活塞是燃油燃烧后产生的高压推动转动，燃烧压力增大，活塞的推力增大，因此，可以提高发动机的扭矩，通过扭矩和功率的关系P为功率，T为扭矩，n为发动机转速，因此，在不降低发动机转速的情况下，发动机功率会增加，因而发动机的燃烧效率会变好，相同排量的发动机，压缩比越高，其动力性和经济性越好；对于汽油机，高压缩比的发动机，会出现爆燃或者混合气体表面点火不正常燃烧的现象，爆燃是发动机燃烧室末端的油气混合物在火焰未点火前达到自燃，产生有一个或者多个新的火焰燃烧核心，引起的集体爆炸式的燃烧反应，该反应有害，会导致发动机温度过高，功率下降，甚至会损坏零部件。而发动机温度升高后会造成表面着火现象，是缸内的油气混合物被燃烧室内的炽热表面所点燃，也会造成发动机零部件损坏等不想后果，本专利技术的最佳点火提前角设定在低于31°，既保证发动机动力性和经济性，又能避免爆然的产生。如图所示，普通点火器最佳点火提前角度为35°时，发动机缸内最大压力超过了爆燃的极限60bar，当最佳点火提前角度为31°时，发动机缸内最大燃烧压力为57.8bar，其余各转速对应的压力均未超过爆燃的极限值，此时发动机功率扭矩最大，即避免了爆燃的产生，又能使功率，扭矩最大，具有较好的动力性能和经济性，且上述方案已通过试验验证。进一步，所述发动机的配气系统为凸轮顶杆结构，且凸轮的升程小于6；凸轮型线的设计是配气系统设计的核心内容,它对整个配气系统的性能和声音起着决定性的作用，从而影响这整个发动机的高效率和低噪音运行；在进行了高压缩比以及低最佳点火提前角设定，须将凸轮的升程进行合理化优化，才能既保证发动机良好的动力性能，又能满足发动机配气系统工作平稳性的要求，从而提高发动机配气系统的静音品质；本专利技术改进后的凸轮结构，凸轮升程减小，且根据凸轮的一般设计规则，采用平滑曲线过渡，使得工作段曲线的加速度应尽量平缓，配气系统的冲击、振动、磨损减小，整个配气系统的寿命延长，声音品质提高。进一步，所述发动机的压缩比为10，且最佳点火提前角为31°，凸轮的升程为5.9031，本结构中的压缩比、最佳点火提前角以及凸轮升程的最佳值相结合，实现了发动机的高效率、大扭矩和低噪音运行。进一步，所述发动机的配气系统的正时主动齿包括正时主动齿轮本体和沿正时主动齿轮本体轴向延伸形成的轴套(由正时主动齿轮侧面一体成型延伸出轴套，可以理解为轴肩结构)，且正时主动齿轮本体通过传动配合外套于曲轴的该轴套形成传动，且正时主动齿轮本体间隙外套于曲轴；现有设计中，正时齿轮直接传动(过盈)压装在曲轴上，由于过盈力以及冷热变形会使正时主动齿轮的齿形会发生变形，在啮合传动时会产生运行不畅等产生的噪音等不利后果，甚至会影响配气的正常进行，从而无法适应比如为了配合高压缩比等所进行的一系列改进；本专利技术中，正时主动齿通过轴套部分与曲轴配合传动，轴套部分将全部承担过传动连接的过盈力，从而正时主动齿轮本体热变形不受约束或者说不受曲轴热膨胀的影响，由于间隙的存在，还具有一定的传动和啮合柔性，抵消由于自身热变形对啮合关系的影响，从而保证了配气系统的传动的顺畅性，进一步保证发动机整体的低噪声、高效率运行。进一步，正时主动齿轮本体通过过盈传动配合外套于曲轴的所述轴套形成传动，保证了传动以及位置限定，结构简单而紧凑。进一步，所述曲轴与正时主动齿轮本体对应处加工环形沉槽，该环形沉槽使得正时主动齿轮本体间隙外套于曲轴；当然，也可以将正时主动齿轮本体对应处内圆加工成直径稍大的结构(大于轴套处的配合内径)，同样可以实现专利技术目的。进一步，所述配气系统的摇臂支架安装于发动机缸头，发动机的缸头上嵌有钢制或铸铁嵌件Ⅰ，所述钢制或铸铁嵌件Ⅰ形成支撑所述配气系统的摇臂组件安装的支撑部；钢制或铸铁嵌件Ⅰ与配气系统零部件(比如摇臂等)都为钢质(铸铁)材料，热膨胀系数相近，当发动机温度升高后，配气系统各零件的变形量相当，始终保证气门间隙冷热机之间不发生改变或者改变较小，因此可有效解决冷热机气门间隙引起的发动机声音变大问题。进一步，发动机的缸头上嵌有钢制或铸铁嵌件Ⅱ，所述钢制或铸铁嵌件Ⅱ形成用于将缸头安装于缸体的固定部；发动机整个缸头和上摇臂部件能够牢固的安装，发动机工作时温度上升，而上摇臂的工作行程和相对位置不发生改变，避免因冷热机温度差异导致的上摇臂安装不牢固,从而导致配气系统声音变大的问题。进一步，所述钢制或铸铁嵌件Ⅰ与钢制或铸铁嵌件Ⅱ一体成型于一钢制或铸铁基础件，所述钢制或铸铁基础件嵌于缸头内；所述钢制或铸铁嵌件Ⅰ为五个，与摇臂支架的安装支撑点对应分布；所述钢制或铸铁嵌件Ⅱ为四个，对应分布于缸头和缸体的四个连接点；由此，缸头的安装固定部与前述支撑部相结合，形成整体的支架结构，使得摇臂支架的安装通过一体成型的钢制或铸铁结构传递安装到缸体，控制冷热机配气系统的热膨胀量和固定上摇臂部件的安装，整体形成缸体、缸头(嵌件的刚性结构)到摇臂组件热膨胀系数尽量一致，从而控制冷热机气门间隙不发生变化，最终解决冷热机气门间隙引起的发动机声音变大问题。进一步，所述钢制或铸铁基础件向缸头的四个所述固定部延伸形成第一连接臂、第二连接臂、第三连接臂和第四连接臂，四个钢制或铸铁嵌件Ⅱ分别为第一钢制或铸铁嵌件Ⅱ、第二钢制或铸铁嵌件Ⅱ、第三钢制或铸铁嵌件Ⅱ和第四钢制或铸铁嵌件Ⅱ且一一对应一体成型于四个连接臂；所述五个钢制或铸铁嵌件Ⅰ分别为第一钢制或铸铁嵌件Ⅰ、第二钢制或铸铁嵌件Ⅰ、第三钢制或铸铁嵌件Ⅰ、第四钢制或铸铁嵌件Ⅰ和第五钢制或铸铁嵌件Ⅰ；所述第五钢制或铸铁嵌件Ⅰ一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机，其特征在于：所述发动机的压缩比不小于10，且最佳点火提前角不大于31°。

【技术特征摘要】
1.一种发动机，其特征在于：所述发动机的压缩比不小于10，且最佳点火提前角不大于31°。2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于：所述发动机的配气系统为凸轮顶杆结构，且凸轮的升程小于6。3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于：所述发动机的压缩比为10，且最佳点火提前角为31°，凸轮的升程为5.9031。4.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于：所述发动机的配气系统的正时主动齿包括正时主动齿轮本体和沿正时主动齿轮本体轴向延伸形成的轴套，且正时主动齿轮本体通过传动配合外套于曲轴的该轴套形成传动，且正时主动齿轮本体间隙外套于曲轴。5.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于：正时主动齿轮本体通过过盈传动配合外套于曲轴的所述轴套形成传动。6.根据权利要求4或5所述的发动机，其特征在于：所述曲轴与正时主动齿轮本体对应处加工环形沉槽，该环形沉槽使得正时主动齿轮本体间隙外套于曲轴。7.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于：发动机的缸头上嵌有钢制或铸铁嵌件Ⅰ，所述钢制或铸铁嵌件Ⅰ形成支撑所述配气系统的摇臂组件安装的支撑部。8.根据权利要求7所述的发动机，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：何涛，刘建文，杨正靖，陈艺方，程世杰，刘智江，
申请(专利权)人：重庆隆鑫发动机有限公司，隆鑫通用动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50