一种分布式独立燃烧室发动机及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种分布式独立燃烧室发动机及系统，包括一燃烧室、用于向燃烧室内送入可燃气体/空气的送气缸和接收燃烧室排出废气的排气缸，其中，所述送气缸和所述排气缸的活塞杆连接在一曲轴上。本方案将发动机的燃烧室、送气缸、排气缸分开设置，燃烧室独立，不同的部件可以采用不同的材料，有效的减轻发动机的重量有利于提升发动机的极限性能，燃烧室设置体积调节阀实现可变压缩比，可以实现发动机可变热效率，在性能模式和节能模式随意切换，提升载具的主动安全性和节能环保性。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式独立燃烧室发动机及系统
本专利技术属于发动机领域，具体地涉及一种分布式独立燃烧室发动机及系统。
技术介绍
发动机Engine是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，包括如内燃机、外燃机、喷气发动机、电动机等。内燃机即往复活塞式发动机，燃料在其内部燃烧，以四冲程汽油发动机为例，其工作过程为：第一步是进气行程,即向气缸内提供足够的可燃混合气或新鲜空气。进气行程开始时,曲轴旋转带动活塞从上止点向下止点运动,此时排气门关闭,进气门打开。随着活塞下移,气缸容积增大,压力减小,气缸内产生真空吸力可燃混合气(或新鲜空气)通过进气门进入气缸,直至活塞运动到下止点。在进气终了时,气缸内的气体压力为75-90kPa。第二步是压缩行程，压缩行程开始时,活塞从下止点开始向上止点运动,进气门关闭,排气门依然处于关闭状态,因此气缸内空间被封闭。在活塞上行过程中,可燃混合气受到压缩,压力和温度不断升高,直至活塞到达上止点。压缩终了时,气缸内可燃混合气的压力可达800-1500kPa,温度可超过327℃。第三步是做功行程，在压缩行程接近终了时,即活塞即将到达上止点时,进气门和排气门仍然保持关闭,火花塞产生电火花,点燃气缸内的可燃混合气,可燃混合气燃烧后的热量使气缸内的气体温度和压力急剧升高,高温、高压气体推动活塞从上止点向下止点运动,再通过连杆驱动曲轴旋转做功,并对外输出动力。活塞到达下止点时,做功行程结束。第四步是排气行程，做功行程结束后,当活塞下行到下止点时,排气门开启,进气门依然关闭。在飞轮的作用下,曲轴继续旋转,活塞在曲轴的带动下由下止点向上止点运行,废气在气缸内部压力和活塞做功行程结束后,当活塞下行到下止点时,排气门开启,进气门依然关闭。在飞轮的作用下,曲轴继续旋转,活塞在曲轴的带动下由下止点向上止点运行,废气在气缸内部压力和活塞的作用下从排气门被强制排出气缸。活塞运行到上止点时,排门关闭,排气行程结束。排气行程结束后,进气门再次开启,发动机开始进入下一个工作循环。如此周而复始,发动机便自行运转起来了。但是，采用现在往复活塞式发动机，实现可变压缩比零部件多控制复杂，压缩缸、燃烧室、膨胀缸都集成在一个缸，缸体处于高温状态，新鲜气体进入气缸将会被加热影响进气效率，但是又不能将缸体冷却过低，温度太低做功行程压力损失变大。
技术实现思路
为了解决现有发动机缸体处于高温状态，新鲜空气进入气缸将会被加热影响进气效率，且温度太低做功行程压力损失变大的问题，本专利技术提供一种分布式独立燃烧室发动机及系统，其燃烧室与送气缸、排气缸分开设置，燃烧室的高温不会影响送气缸内的进气效率，不同的部件可采用不同的材质，有效减轻发动机的重量，有利于提升发动机的极限性能。本专利技术通过以下技术方案实现：本专利技术第一方面提供一种分布式独立燃烧室发动机，包括一燃烧室、用于向燃烧室内送入可燃气体/空气的送气缸和接收燃烧室排出气体的排气缸，其中，所述送气缸和所述排气缸的活塞杆连接在一曲轴上。本方案将发动机的燃烧室、送气缸、排气缸分开设置，送气缸、排气缸通过气管分别与燃烧室的进气口、排气口相连以分别向燃烧室内送入可燃气体/空气、接收燃烧室排出废气，采用该结构，燃烧室独立。且现有缸体与燃烧室为一体结构，其高温对活塞、缸体的破坏性极高，高温影响活塞、缸体的使用寿命，本方案通过将燃烧室和送气缸、排气缸分开设置，可避免燃烧室燃烧高温对送气缸、排气缸使用寿命的影响，进而提高发动机使用寿命。燃烧室独立，与送气缸、排气缸分开设置，燃烧室的高温不会影响送气缸内的进气效率，不同的部件可采用不同的材质，有效减轻发动机的重量，有利于提升发动机的极限性能。在一种可能的设计中，所述送气缸包括第一缸体、第一进气管、用于与燃烧室进气口连通的第一排气管、置于第一缸体内的第一活塞杆，所述第一进气管、第一排气管分别与第一缸体连通，所述第一进气管上设置有第一间歇性周期阀门，所述第一排气管上设置有第二间歇性周期阀门；所述排气缸包括第二缸体、第二排气管、用于与燃烧室排气口连通的第二进气管、置于第二缸体内的第二活塞杆，所述第二排气管、第二进气管分别与第二缸体连通，所述第二排气管上设置有第三间歇性周期阀门，所述第二进气管上设置有第四间歇性周期阀门；所述第一活塞杆、第二活塞杆均连接在一曲轴上。本方案的送气缸用于向燃烧室内送入可燃气体/空气，利用第一间歇性周期阀门和第二间歇性周期阀门控制第一进气管和第一排气管的通断状态，达到向燃烧室内送气、储存可燃气体/空气的目的；排气缸用于接收燃烧室排出高温高压气体，利用第三间歇性周期阀门和第四间歇性周期阀门控制第二进气管和第二排气管的通断状态，达到接收燃烧室内高温高压气体、排出废气的目的。在一种可能的设计中，所述第一间歇性周期阀门、第二间歇性周期阀门、第三间歇性周期阀门、第四间歇性周期阀门与所述曲轴联动，所述曲轴带动第一活塞杆、第二活塞杆向下止点运动时，仅第一间歇性周期阀门、第四间歇性周期阀门开启；所述曲轴带动第一活塞杆、第二活塞杆向上止点运动时，仅第二间歇性周期阀门、第三间歇性周期阀门开启。本方案的间歇性周期阀门与曲轴联动，其中开闭过程是两段连续的，曲轴转动一周间歇性周期阀门一半时间开、一半时间关。通过调整曲轴和间歇性周期阀门联动的关系，实现发动机正时点火。在一种可能的设计中，第一缸体上连通有至少一个导管，所述至少一个导管中的每个导管分别设置于第一缸体的不同高度，所述导管上连接有阀门。本方案送气缸的第一缸体的轴线方向上开设单个或多个孔与导管连通，通过阀门开闭实现对发动机进气量的控制，配合燃烧室体积大小调节阀减小燃烧室体积，稳定压缩比。在一种可能的设计中，所述第二排气管上连接三元催化。本方案在第二排气管上连接一三元催化，对排气缸排出的废气进行过滤，提高发动机排出气体的清洁度，提高本发动机的环保性。在一种可能的设计中，所述燃烧室外设置有冷却结构，或者所述燃烧室采用耐高温材料制成。燃烧室在燃烧过程中产生大量的热量，燃烧室温度过高对燃烧室的耐高温性能要求高，本方案在燃烧室外设置冷却结构，降低燃烧室壁的耐高温性能要求，或者燃烧室采用耐高温材料支撑，提高其耐热性能。在一种可能的设计中，所述燃烧室包括燃烧腔、安装在燃烧腔上的火花塞、连接在燃烧腔上的油气输入口和用于调节燃烧腔大小的调节阀。现有的发动机其缸体与燃烧室为一体结构，要实现可变压缩比，其零部件多控制复杂。本方案燃烧室独立，与送气缸、排气缸分开设置，通过在燃烧室的燃烧腔上设置调节阀，调节阀调节燃烧室的大小，进而实现压缩空气或可燃混合气的压力大小的调节，实现可变压缩比，其结构简单，易于控制。本专利技术第二方面提供一种分布式独立燃烧室发动系统，包括第一方面及其任一种可能设计中所述的一种分布式独立燃烧室发动机和连接在曲轴上的动力输出结构。在一种可能的设计中，所述曲轴上连接有启动设备。本专利技术与现有技术相比，至少具有以下优点和有益效果：1、本专利技术将发动机的燃烧室、送气缸、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式独立燃烧室发动机，其特征在于，包括一燃烧室(1)、用于向燃烧室(1)内送入可燃气体/空气的送气缸(2)和接收燃烧室(1)排出废气的排气缸(3)，其中，所述送气缸(2)和所述排气缸(3)的活塞杆连接在一曲轴(4)上。/n

【技术特征摘要】
1.一种分布式独立燃烧室发动机，其特征在于，包括一燃烧室(1)、用于向燃烧室(1)内送入可燃气体/空气的送气缸(2)和接收燃烧室(1)排出废气的排气缸(3)，其中，所述送气缸(2)和所述排气缸(3)的活塞杆连接在一曲轴(4)上。


2.根据权利要求1所述的一种分布式独立燃烧室发动机，其特征在于，
所述送气缸(2)包括第一缸体(21)、第一进气管(22)、用于与燃烧室(1)进气口连通的第一排气管、置于第一缸体(21)内的第一活塞杆(24)，所述第一进气管(22)、第一排气管分别与第一缸体(21)连通，所述第一进气管(22)上设置有第一间歇性周期阀门(23)，所述第一排气管上设置有第二间歇性周期阀门(25)；
所述排气缸(3)包括第二缸体(31)、第二排气管(32)、用于与燃烧室(1)排气口连通的第二进气管、置于第二缸体(31)内的第二活塞杆(34)，所述第二排气管(32)、第二进气管分别与第二缸体(31)连通，所述第二排气管(32)上设置有第三间歇性周期阀门(33)，所述第二进气管上设置有第四间歇性周期阀门(35)；
所述第一活塞杆(24)、第二活塞杆(34)均连接在一曲轴(4)上。


3.根据权利要求2所述的一种分布式独立燃烧室发动机，其特征在于，所述第一间歇性周期阀门(23)、第二间歇性周期阀门(25)、第三间歇性...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建云，
申请(专利权)人：李建云，
类型：发明
国别省市：重庆;50