专利名称：六冲程缸内增压发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于内燃发动机技术领域，尤其是一种六冲程的内燃发动机。
背景技术：
内燃机是燃料在发动机内部燃烧的一种热力机，它将其它形式的能量转变为机械能。现有技术中的内燃机技术已经十分成熟，按工作循环分一般为四冲程发动机和二冲程发动机。提高发动机充气效率的措施之一为增压技术，即对空气进行预压缩，增压后进入气缸的空气量增加，可以燃烧更多的燃料，从而提高功率，改善燃烧的经济性。现有的增压技术有多种，废气涡轮增压是增压内燃机中应用最普遍、最有效的增压方式，但它需要附设一整套的复杂机械，加大了发动机的体积、重量，也增加了发动机的成本。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本实用新型提供了一种发动机缸内增压的技术方案，把完成一个工作循环的行程数设定为六行程，从而提高了充气效率、降低了热负荷。
本实用新型的技术方案为六冲程缸内增压发动机含有配气机构和曲柄连杆机构，配气机构由进气门、排气门、挺柱、推杆、摇臂、凸轮轴及凸轮轴正时齿轮等组成，曲柄连杆机构含有气缸体与曲轴箱组、活塞连杆组、曲轴飞轮组等三部分，活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等组成，其特别之处在于配气机构中增加增压气门4和增压管3，增压管3与各气缸的增压气门4相连通并形成一个在各气缸间相互连通的气体通道，改变凸轮轴及凸轮轴正时齿轮的结构使其与增压气门3、进气门、排气门的开闭相配合。增压气门4设置在进气门1一侧。增压管3还通过连接管16及限压单向阀15与增压贮气筒14相连接，增压贮气筒14与刹车打气泵上增设的余气连接管13相连接。在气缸9的下部设置有与其固定连接的弹射弹簧座22，弹射弹簧座22上设置有弹射弹簧21，弹射弹簧21下端与弹射弹簧座22固定连接，活塞处于下止点位置时弹射弹簧21的上端正好与活塞里面的活塞销座20下底面相接触。连杆10是分为两段的，上段23设置有一个能容纳下段凸台26及中间弹簧24的空腔25，活动连接的上、下两段23、27相互插接嵌套为一体，在上、下段连接处还设置有卡扣结构28。
本实用新型设计合理，技术方案可靠，仅仅在配气机构中设置了增压气门和增压管，利用现有技术中的其它成熟技术即可实现六冲程循环，并提高了充气效率、降低了热负荷。弹射弹簧可以吸收下行活塞的惯性力，弹射活塞向上止点行驶，减少曲柄连杆的零件和所有轴颈承受周期性的附加载荷，减少轴承的磨损。将连杆分为两段，可改变活塞的升程，当活塞在排气行程时，可完全扫过燃烧室，清除更多废气。
附图1为本实用新型应用于五缸发动机结构示意图；附图2为本实用新型的弹射弹簧与气缸、活塞结合的结构示意图；附图3为连杆活动连接部位剖视结构示意图。
附图中标记分述如下1——进气门；2——进气门阀；3——增压管；4——增压气门；5——排气门阀；6——排气门；7——增压气门阀；8——活塞；9——气缸；10——连杆；11——曲柄；12——曲轴箱；13——余气连接管；14——增压贮气筒；15——限压单向阀；16——连接管；17——活塞上止点；18——连杆活动连接处；19——活塞下止点；20——活塞销座处；21——弹射弹簧；22——弹射弹簧座；23——连杆上段；24——中间弹簧；25——空腔；26——凸台；27——连杆下段；28——卡扣结构。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的描述。附图1为应用本实用新型的五缸发动机，在各气缸9上增设了增压气门4，各增压气门4均与增压管3相连通并形成一个在各气缸间相互连通的气体通道。在发动机附带打气泵时，本实用新型的增气管还可以附设一个增压贮气筒14，它的进气口与气刹的打气泵相连，接受打气泵的余气(现有技术中的气刹打气泵工作时，只给气刹打气，当气刹的贮气筒气充足而又不用时，气刹贮气筒不时地放气，本实用新型将此部分余气利用起来给增压贮气筒14充气)。在打气泵上附设一个余气连接管13，将余气连接管13与增压贮气筒14相连，当气刹打气充足后，将打气泵的余气打入增压贮气筒14内贮存，当增压贮气筒内的气压达到设定点时，增压贮气筒14内的压缩空气通过限压单向阀15和连接管16向增压管3限压供气，保证增压管中最低气压。依附图所示，六冲程缸内增压五缸发动机的发火次序为1-4-2-5-3，图中第一缸为作功冲程，第二缸为增压冲程，第三缸为排气冲程，第四缸为第二次进气冲程，第五缸为第一次进气冲程。附图2显示了弹射弹簧21的设置，此图中气缸9为附图1的侧向视图，弹射弹簧21的下端与弹射弹簧座22固定连接，弹射弹簧21的上端对准活塞8里面的销座20，当活塞8位于下止点19时弹射弹簧21正好与活塞8里面的销座20下底面相接触。附图3为连杆活动连接处结构示意图，连杆10分为两段，上段23设置有一个能容纳中间弹簧24和凸台26的空腔25，下段27上的凸台26与空腔25为插入式嵌套紧配合，在连接处还设置有卡扣结构28，此卡扣结构28为现有技术中的成熟技术，不作详细描述，此卡扣结构要求能保证连杆两段之间有适当的可压缩距离。在发动机机体活塞下止点处加装的这一套弹簧，可吸收下行活塞的惯性力，减少曲柄连杆和所有轴颈承受的周期性的附加载荷，减少轴承的磨损，将活塞弹射向上行驶。
本实用新型把连杆小头和连杆大头从连杆杆身分开，用插槽相连接，在插槽中间加装一个中间弹簧。当活塞处于压缩作功行程时，由于活塞顶的压力最大，使连杆杆身中间的弹簧压缩，此时将不改变连杆杆身的原来长度。(中间弹簧的最大伸张力小于活塞在压缩上止点正常压缩比时活塞顶的压力。)当活塞在排气行程接近终了时，由于活塞上行的惯性力，此时连杆杆身中的弹簧伸张，使连杆杆身变长，将活塞的升程可以达到完全扫过燃烧室，清除更多废气，使气缸内残余废气量减少，提高了充气效率及降低热负荷。
汽油机在低速运转时，由于进气量减少，使得上行压缩冲程时活塞顶部压力变小，此时活塞上行的惯性力使连杆杆身中间弹簧伸张，从而减少了燃烧容积，提高了压缩比，这样就提高了发动机低速运转时的循环热效率(只适用于燃油缸内喷射的气油发动机)。
本六冲程发动机循环冲量是四冲程发动机的两倍(相同排量、相同工作环境时)，故燃烧室容积也大一倍，这样的活塞可变升程就可以更多地排出燃烧室的残余废气。
六冲程发动机的工作原理和二冲程发动机及四冲程发动机的工作原理基本相同，只不过是六个行程，即进气行程、增压行程、二次进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程，一个工作循环中曲轴转动三周。就同一气缸而言其六冲程如下1)进气行程进气行程中，进气门打开，排气门和增压气门关闭，转动的曲轴带动活塞从上止点移动到后半行程时做减速运动，惯性力向下，此时安装在发动机机体活塞下止点处的弹射座上的弹射弹簧与活塞销座相接触，吸收活塞向下的惯性力一直到活塞下止点，再弹射活塞向上止点运动，减少曲柄连杆机构中的零件和所有轴颈承受的周期性的附加载荷和轴承磨损，还减轻发动机的振动。(二次进气行程，作功行程的活塞行动规律和此行程一样。)2)增气行程在此行程中，进、排气门均关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动，当缸内压力上升到与增压管内压力接近时打开增压气门，活塞将缸内空气推入增压气管。由于此时，缸内压缩比小于作功正常压缩比，活塞顶部压力比较小，在活塞到达上止点前，由于活塞的上行惯性力和连杆杆身中间弹簧的张力，使得连杆杆身拉长，让活塞的升程达到完全可以扫过燃烧室直至空气更多地推进入增压气管再关闭增压气门。(另外，别的气缸在压缩行程开始时打开增压气门，增压气管的高压空气在很短的时间内进入气缸后再关闭增压气门开始压缩作功。)3)二次进气行程在此行程中，进气门再次打开，增压气门和排气门均关闭，转动的曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，将空气从大气中吸入气缸，活塞到达后半行程时的弹射规律和第一次进气行程一样。当活塞到达下止点时，关闭进气门。
4)压缩行程在二次进气行程终了时，立即打开增压气门，接收别的气缸经增压管流来的增压空气进入气缸，曲轴带动活塞上行到一定转角时，增压气管中的空气将再不能进入气缸时关闭增压气门。上行的活塞顶部压力达到正常压缩比时，连杆杆身的中间弹簧压缩。连杆杆身将回到原有的长度，活塞压缩到达上止点，并开始作功行程。
5)作功行程在压缩行程终了时，混合气迅速燃烧，此时进、排气门、增压气门都关闭。活塞向下止点移动并通过连杆使曲轴旋转运动产生转矩而作功。
6)排气行程当作功行程接近终了时，排气门打开，进气门和增压气门仍关闭，弹射座上的弹簧吸收了下行活塞的惯性力，再次弹射越过下止点的活塞向上止点移动，废气靠活塞的推挤作用强制排出。当活塞到达上半行程作减速运行时，活塞产生向上的惯性力，加上活塞顶部压力变小使连杆杆身的中间弹簧伸张，拉长连杆杆身，故活塞可以完全扫过燃烧室将残余废气排出。
下面以几个实施例来具体描述本实用新型。
实施例1本实施例为六冲程缸内增压六缸发动机，六冲程直列六缸发动机各缸点火间隔角应为1080°/6＝180°，其六个曲拐布置在同一平面内，发火次序有几种可能的排列法，本例中假设发火次序是1-4-5-2-3-6，它们的工作循环如下表所示。
表1、六冲程缸内增压六缸发动机工作循环表
实施例2本实施例为六冲程缸内增压四缸发动机，六冲程直列四缸发动机发火间隔为1080°/4＝270°。其曲拐布置在两互相错开90°的平面，现假设其发火次序为1-2-4-3，它们的工作循环如下表所示。
表2、六冲程缸内增压四缸发动机工作循环表
实施例3本例为六冲程缸内增压五缸发动机，现假设发火次序为1-4-2-5-3，其工作循环如下表。
表3、六冲程缸内增压五缸发动机工作循环表 表1中的注如下*1、第二缸增压行程时活塞从下止点向上止点移动，同时打开增压气门将第一次进气的空气压入增压管并贮存。
*2、第五缸压缩行程开始时打开增压气门使二缸压入增压管的高压空气进入第五缸，然后关闭增压气门进入压缩行程。
本六冲程缸内增压发动机具有以下优点1)现有技术中的四冲程发动机的成熟技术完全可以应用于六冲程缸内增压发动机中，因此本实用新型实施容易。
2)增压行程时将第一次进入的空气压入增压管，能将缸内的热量带走一部分，在增压管内被逐渐冷却再进入别的气缸，缸内温度的降低使二次进气行程能吸入更多的空气，从而降低压缩始点的温度，整个循环的平均温度也降低了，发动机的热负荷与排气温度也降低了，还可提高充气效率。
3)增加了整个循环充量，同时也为显著降低油耗提供了可能。
4)增压的空气进入压缩行程初期可加快缸内的空气运动，可以使燃油很快在整个燃烧室空间均匀分布，加速混合气的形成。
5)打气泵的辅助进气可保证增压管中的最低气压，改善发动机的充气效率和单位时间的空气充量。
权利要求1.一种六冲程缸内增压发动机，含有配气机构和曲柄连杆机构，配气机构由进气门、排气门、挺柱、推杆、摇臂、凸轮轴及凸轮轴正时齿轮组成，曲柄连杆机构含有气缸体与曲轴箱组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分，活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆组成，其特征在于在配气机构中增加增压气门(4)和增压管(3)，增压管(3)与各气缸的增压气门(4)相连通并形成一个在各气缸间相互连通的气体通道；凸轮轴及凸轮轴正时齿轮的结构是与进气门、排气门及增压气门(4)的开闭相配合的。
2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于增压气门(4)设置在进气门(1)一侧。
3.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于增压管(3)还通过连接管(16)及限压单向阀(15)与增压贮气筒(14)相连接，增压贮气筒(14)与刹车打气泵上增设的余气连接管(13)相连接。
4.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于在气缸(9)的下部设置有与其固定连接的弹射弹簧座(22)，弹射弹簧座(22)上设置有弹射弹簧(21)，弹射弹簧(21)下端与弹簧座(22)固定连接，活塞处于下止点位置时弹射弹簧(21)的上端正好与活塞里面的活塞销座(20)下底面相接触。
5.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于连杆(10)是分为两段的，上段(23)设置有一个能容纳下段凸台(26)及中间弹簧(24)的空腔(25)，活动连接的上、下两段(23、27)相互插接嵌套为一体，在上、下段连接处还设置有卡扣结构(28)。
专利摘要本实用新型公开了一种六冲程缸内增压发动机，属于内燃发动机技术领域，尤其是一种六冲程的内燃发动机。本实用新型特别之处在于配气机构中增加增压气门4和增压管3，增压管3与各气缸的增压气门4相连通并形成一个在各气缸间相互连通的气体通道，改变凸轮轴及凸轮轴正时齿轮的结构使其与增压气门3、进气门、排气门的开闭相配合。增压气门4设置在进气门1一侧。气缸9的下部设置有弹射弹簧座22及弹射弹簧21，连杆10是分为两段活动连接的。本实用新型设计合理，技术方案可靠，采用本方案并利用现有技术中的其它成熟技术即可实现六冲程循环，并提高了充气效率、降低了热负荷。
文档编号F02B41/00GK2733006SQ20042006488
公开日2005年10月12日 申请日期2004年6月8日 优先权日2004年6月8日
发明者李路 申请人:李路