一种节能发动机及其排气控制方法技术

本发明专利技术公开了一种节能发动机及其排气控制方法，该发动机包括气缸体和气缸盖，所述气缸盖安装在气缸体上，所述气缸盖上对应气缸体设有一个主气门，进气通道和排气通道在气缸盖内主气门处相连通，所述进气通道内设有进气阀门，所述排气通道内设有排气阀门。所述主气门内设有辅助排气门，主气门上对应辅助排气门设有通气孔，通气孔与排气通道相连通。排气门面积增大，并且排气门依次先后打开，辅助排气门先打开减压，减少主气门打开的能量消耗，排气的阻力，提高发动机的热功转换率，节省燃油。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，该发动机包括气缸体和气缸盖，所述气缸盖安装在气缸体上，所述气缸盖上对应气缸体设有一个主气门，进气通道和排气通道在气缸盖内主气门处相连通，所述进气通道内设有进气阀门，所述排气通道内设有排气阀门。所述主气门内设有辅助排气门，主气门上对应辅助排气门设有通气孔，通气孔与排气通道相连通。排气门面积增大，并且排气门依次先后打开，辅助排气门先打开减压，减少主气门打开的能量消耗，排气的阻力，提高发动机的热功转换率，节省燃油。【专利说明】
本专利技术涉及发动机
，尤其是涉及。
技术介绍
目前，发动机多为往复式活塞发动机，往复式活塞发动机的工作分为四个冲程:做功冲程、排气冲程、进气冲程、压缩冲程。在发动机排气冲程中，分为自由排气和强制排气二个阶段，自由排气阶段:为了能及时将废气排出，采用了提前排气，即在活塞还没有到达下止点时，就打开排气门，利用气体自身的压力自然排出一部分；强制排气阶段:活塞上行时进行强制排气，将剩余的气体排出气缸。现有的排气冲程存在以下不足:1、发动机为了能及时排出废气，进行提前排气，在活塞到达下止点前30°?80°曲轴转角时就打开排气门，这个到达下止点前30°?80°曲轴转角叫做排气提前角，提前排气必然造成工质还有部分热能没有转化为机械能；排气提前角越大，越过早的排气，造成的热能浪费就越多，热转化率就越低。2、强制排气时，由于排气门的总面积很小，排气通道的截面积很小，只有活塞截面积的25%?30%，在活塞上行时，必然会有排气不畅，不能及时排出的情况发生，造成缸内压强不断上升，排气阻力不断增大，将消耗较多的机械能；显然，发动机转速越高，这种压强上升的也越高，排气阻力越大，消耗的机械能越多。由于排出的是还有较高的温度废气，该废气本身就有较大的压强，在这样一种压强不断升高的排气过程中，消耗的机械能是比较大的；比较可以发现:强制排气的全部能量消耗比吸入满气缸的气体消耗的能量大，因此现在的发动机或涡轮增压发动机中，进气门总面积大于排气门总面积是不科学的。而且在发动机工作时，燃烧后混合气体总物质的量比燃烧前大，以辛烷燃烧为例:2C8H18 (g) +2502 (g)===16C02 (g) +18H20(g)，燃烧后混合气体总物质的量增大的值=(16+18)-(2+25)=7 (moI)，即每燃烧228克辛烷，增加的气体物质的量为7摩尔，因此排气量比进气量大。3、现有发动机对应每个气缸的两排气门在排气时同时打开，在打开时气缸内压强很大，会造成打开排气门消耗的能量较大。现有发动机还存在以下不足，在发动机进行压缩冲程时，怠速和小负荷时也吸入满气缸的混合气进行压缩，而实际上在怠速和小负荷时需要的空气是相对较少的，对多余的非做功气体压缩，必然造成不必要的能量浪费。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供，以达到减少强制排气的阻力，降低强制排气的能量消耗，提高发动机的热功转换率的目的。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为: 一种节能发动机，包括气缸体和气缸盖，所述气缸盖安装在气缸体上，所述气缸盖上对应气缸体设有一个主气门，进气通道和排气通道在气缸盖内主气门处相连通，所述进气通道内设有进气阀门，所述排气通道内设有排气阀门。所述主气门内设有辅助排气门，主气门上对应辅助排气门设有通气孔，通气孔与排气通道相连通。还包括液压传动器，所述液压传动器的壳体与油门踏板之间通过液压管道和液压缸相连，所述液压传动器的壳体与气缸盖之间设有压力弹簧，所述液压传动器上设有与凸轮相对应的滑块I，液压传动器上还设有与气门推杆上的支杆相对应的滑块II，液压传动器内油缸中设有用于滑块I回位的回位弹簧。所述进气阀门和排气阀门上分别设有摇臂，摇臂与凸轮轴的凸轮相对应控制进气阀门和排气阀门两阀门的开启或关闭。上述所述的节能发动机的排气控制方法，包括以下步骤:I)当发动机进入排气冲程时，进气通道中的进气阀门关闭，排气通道中的排气阀门打开；2)辅助排气门打开，气缸内的废气通过主气门上通气孔排到排气通道中；3)主气门打开，气缸内的废气通过主气门打开的间隙通道排到排气通道中；4)当活塞向上运动排气将要到达上止点前，进气阀门打开进气，扫去通道和气缸内的残余废气；5)当活塞到达上止点时，扫气结束，排气阀门关闭。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点:1、采取主气门与辅助排气门相互配合，可以使排气和进气通道截面积达到气缸横截面的40%?45%，最大限度的提高了排气和进气通道截面积，使排气和进气的阻力都达到最小，充分降低了进气和排气的能量消耗；2、排气门面积增大，减少提前排气曲轴转角，使工质的热能尽可能多的转化为机械能，减少强制排气的阻力，降低强制排气的能量消耗，提高发动机的热功转换率，节省燃油；3、该发动机可实现延迟关闭气门，在怠速和小负荷时排出多余非做功气体，减少压缩气体的能量消耗，并能满足在不同工况下，气缸内进入要求的空气量；4、排气门依次先后打开，辅助排气门先打开减压，减少主气门打开的能量消耗。【专利附图】【附图说明】下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明:图1为本专利技术具有主气门和辅助排气门的气缸构造示意图。图2为图1气缸工作控制结构示意图。图3为本专利技术延迟关闭气门的气缸构造示意图。图1至图3中:12.主气门、13.辅助排气门、14.进气阀门、15.排气阀门、16.进气通道、17.排气通道、18.摇臂1、19.摇臂I1、20.气门推杆1、21.气门推杆I1、22.通气孔、23.火花塞、24.凸轮1、25.凸轮I1、26.凸轮II1、27.凸轮IV、28.进气阀门的控制弹簧、29.排气阀门的控制弹簧、30.辅助排气门的控制弹簧、31.活塞、32.主气门的控制弹簧、33.液压缸1、34.液压缸I1、35.控制连杆、36.液压传动器、37.滑块1、38.滑块I1、39.回位弹簧、40.支杆、41.油门踏板、42.压力弹簧。【具体实施方式】下面对照附图，通过对实施例的描述，对本专利技术的【具体实施方式】作进一步详细的说明。如图1和图2所示，该节能发动机，包括气缸体和气缸盖，气缸盖安装在气缸体上，气缸盖上对应气缸体设有一个主气门，进气通道和排气通道在气缸盖内主气门处相连通，进气通道16内设有进气阀门14，排气通道17内设有排气阀门15。主气门12内设有辅助排气门13，主气门12上对应辅助排气门设有通气孔22，通气孔与排气通道相连通。在主气门和辅助排气门相结合的发动机中，主气门12面积达到气缸横截面的55%，完全打开时形成的排气道截面积能达到气缸横截面的40%?45% ;辅助排气门13镶嵌在主气门12内；当辅助排气门13处于关闭状态时，能够封闭住主气门12的通气孔22，当辅助排气门13打开时，气缸内的气体可以通过开启的间隙流动到通气孔22再流动到排气通道17排出。主气门12与气门推杆I 20相连，辅助排气门13与门推杆II 21相连，由凸轮I 24和凸轮II 25控制二个气门的关闭或者打开。进气阀门14控制进气通道16的关闭或者打开，进气阀门14通过摇臂I 18到凸轮IV 27，当凸轮IV 27转动到不同的角度时，使进气阀门14处于关闭或者打开的不同状态。排气阀门15控制排气通道17的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节能发动机，包括气缸体和气缸盖，所述气缸盖安装在气缸体上，其特征在于：所述气缸盖上对应气缸体设有一个主气门，进气通道和排气通道在气缸盖内主气门处相连通，所述进气通道内设有进气阀门，所述排气通道内设有排气阀门。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪辉，汪紫薇，
申请(专利权)人：汪辉，
类型：发明
国别省市：