专利名称：节能发动机的制作方法
技术领域：
本发明属内燃发动机领域。
现有量调节内燃发动机，为了避免爆震问题，燃烧室容积都比质调节发动机燃烧室容积大一倍以上。因此造成燃料循环热效率比质调节发动机低，柴油机比汽油机节油原因就在于此；现有量调节内燃发动机由于燃烧室容积大，废气排放残留多，怠速新鲜混合气充量被废气稀释严重，为了保证正常燃烧，需要大幅度加浓怠速工况混合气浓度，这样不仅造成燃料浪费，更为严重的是增加了排放污染，为了降低怠速排放污染，目前很多汽油发动机汽车都采用提高怠速转速、增加怠速进气量的办法来降低怠速新鲜混合气被废气的稀释度，使得燃烧比较完全，怠速排放污染有所降低。量调节发动机转速较高，高转速时进气时间短，二气门发动机进气门截面积有限，使高转速时气缸进气量大幅度减少，高转速压缩力降低，爆发力和活塞平均有效压力降低，发动机最高转速和升功率因此受到限制。为了提高发动机最高转速和升功率，很多轿车发动机采用了四气门技术，用加大气门截面积的方法来提高发动机最高转速时的进气量，使发动机最高转速和升功率得到提高。
本发明的目的是提高量调节内燃发动机的升功率，降低量调节内燃发动机的油耗和排放污染。
本发明以下方式实现其目的在进气道上加置气缸最大进气量限制装置，采用限制气缸最大进气量、减小燃烧室容积的方法去提高发动机的升功率和降低发动机的油耗与排放污染。
气缸最大进气量限制装置的主要作用是限制气缸最大进气量，使气缸最大进气量与燃烧室相匹配，符合燃烧室对最大进气量的要求。
本燃烧室容积和气缸最大进气量的决定因素是使发动机在高速运转时，能产生最大爆发力而不发生爆震为标准。
与现有技术对比，本发明有如下特点1．发动机高速运转时，进气时间短，二气门发动机进气门截面积有限，使得气缸进气量减少，传统发动机高速压缩力下降，爆发力降低，最高转速和升功率因此受到限制。在同样的高转速、同样的进气时间，四气门发动机的进气量比二气门发动机进气量多，压缩力及爆发力比二气门发动机大，最高转速和升功率比二气门发动机高；本发明则不同，在发动机高速运转时，尽管二气门发动机进气量减少，由于本发明燃烧室容积小，气缸压缩力和爆发力还是很高，高转速燃料循环热效率得到提高，使发动机最高转速和升功率得到提高。可见本发明具备四气门发动机提高最高转速和提高升功率的功能。
2．发动机低负荷运转时，气缸进气量自然减少，本发明燃烧室容积小，压缩力高，燃烧条件好，爆发力大，燃料循环热效率高，油耗减少，因为汽车发动机的常用工况是在低负荷处(特别是小轿车发动机)，所以本发明能使汽车油耗明显降低。
3．发动机怠速运转时，本发明燃烧室容积小，排气废气残留量少，怠速混合气加浓量少，怠速油耗和排放污染大幅度降低。
4．发动机满负荷运转时，本发明燃烧室容积小，安装在进气道上的气缸最大进气量限制装置，限制气缸最大进气量，使进气量符合本燃烧室容积的最大进气量要求，这个进气量与现有发动机满负荷进气量比较如下例如，本燃烧室容积比现有发动机燃烧室容积缩小一倍，这个进气量也减少一倍，其结果使发动机满负荷扭矩降低35％左右，这是本发明的主要缺点，但满负荷工况汽车发动机很少使用(特别是小轿车发动机)，可见上述优点远远胜过缺点。
气缸最大进气量限制装置，可用进气真空度控制，也可以用电子控制，当然用其它结构也可以，只要能够在发动机处于任何工况，节气门处于任何开度位置，都能保证气缸最大进气量符合本发明燃烧室容积的要求即可。
下面结合实施例图一(真空度恒压器)进一步说明本发明。
见附图
一，真空度恒压器由真空度恒压器体5，调节开关3，调节通道2，恒压弹簧4，进气道口1，出气道口6组成。
调节开关3类似活塞状的圆柱体，能在恒压器体5内小幅度往复运动，它的上部与大气相通，下部与通往进气门的进气道相通，并接受量压弹簧4的弹力作用，调节开关3中部横向开有4个调节通道2，与恒压器体5的调节通道2相对应，配合调节开关3打开或关闭调节通道2，进气道口1与化油器连接，出气道口6与进气门的进气道连接。
静态时，由于恒压器弹簧4的作用，使调节开关3位于最高位置，把调节通道2关闭，发动机起动时，由于进气吸力的作用，使进气道产生真空度，调节开关3下部产生真空度，大气压对调节开关3产生压力，当进气道的真空度使大气压对调节开关3产生的压力超过恒压弹簧4的弹力时，调节开关3向下运动，把调节通道2打开，调节通道2完全打开后，进气真空度(代表气缸进气量)完全由化油器的节气门控制，此时可燃混合气在进气道上流动就如同没有真空恒压器一样，当节气门开度过大，发动机负荷过重转速太低时，气缸进气量加多，进气真空度降低到大气压对调节开关3的压力低于恒压弹簧4的弹力时，恒压弹簧4推动调节开关3向上运动关小调节通道2，减小发动机进气量，使进气真空度升高，保持气缸最大进气量不变，达到恒定气缸最大进气量的目的，等到发动机负荷减轻转速升高或节气门开度关小时，调节通道又重新完全打开。由于满负荷工况汽车发动机很少使用，因为汽车发动机的常用工况是在低负荷处(特别是小轿车发动机)，所以调节开关90％时间都处于完全打开的静止状态，只有在低速加速或上坡时才运动关小。
下面结合实施例图二(电子恒压器)再进一步说明本发明。
电子恒压器的工作原理是用空气流量计检测发动机进气量，用转速传感器检测发动机转速，把两个检测信号电压同时输入电子电路，在电子电路内对比处理后输出控制信号，通过电感控制器限制发动机气缸最大进气量。
电子恒压器由空气流量计7，转速传感器8，晶体管9，晶体管15等电子电路，电子恒压节气门体10，回位拉簧11，电子节气门12，调节电感线圈13，移位拉簧14组成。电子节气门12类似活塞状的圆柱体，能在电子节气门体10内往复运动；移位拉簧14的拉力大于回位拉簧11的拉力。
静态时节气门12在回位拉簧11的作用下处于最高位置，并留有怠速气流截面积。接通电源，转速传感器8内阻处在最大位置，空气流量计7内阻也处在最大位置，晶体管9基极电位高于发射极电位，处于反偏截止状态，晶体体15因无偏压也处于截止状态。发动机起动时，转速升高，转速传感器8内阻减小，晶体管9基极电压进一步升高，反向偏置加深；脚踏油门时，脚踏作用力通过移位拉簧14使节气门12向下运动，发动机进气量增加，空气流量计7内阻减小，使晶体管9基极电压下降，如果此时发动机转速能够跟着同步增高，转速传感器8内阻也同时减小，晶体管9基极电压就保持不变，如果此时发动机因负荷重，转速没有升高，转速传感器8内阻没有减小，因空气流量计7内阻减小使晶体管9基极电位降低，随着节气门12开度继续开大，空气流量计7内阻继续减小，使晶体管9基极电位低于发射机电位时，晶体管9由反偏截止转为正偏导通，晶体管15导通，输出电流使电感线圈13产生感应作用力，阻止节气门12向下运动，限制气缸最大进气量，此时如果负荷没有变化，尽管脚踏油门到底，由于电路自动调节作用，发动机进气量也不会加多，发动机还是处于匀速运动状态，此时脚踏油门的作用力只是能使移位拉簧14拉长而已，在这种情况下，只有发动机负荷减轻时，发动机转速自动提高，转速传感器8内阻减小，晶体管9基极电位升高，晶体管9正偏电压减小，晶体管15输出电流减小，电感线圈13的作用力低于移位拉簧14的拉力时，节气门12向下运动，开大节气门12补充因转速升高时的气缸进气量的减少，当发动机进气量增多时，空气流量计7内阻又减小，使晶体管9基极电位降低，晶体管15输出电流加大，电感线圈13对节气门12的作用力加大，直到与移位拉簧14的拉力平衡为止，在这两个力平衡时节气门12开度的进气量就是本燃烧室容积的最大允许进气量。如果脚踏油门不变，发动机负荷减轻，转速升高，转速传感器8内阻下降，晶体管9由正向偏置变为反向偏置，晶体管15没有输出电流，电感线圈13没有作用力，这种情况下的节气门12就象一般节气门一样，在电子电路没有输出电流的情况下，说明发动机气缸进气量低于本燃烧室的最大允许进气量，这种工况是汽车发动机的常用工况。在节气门脚踏位置不变的情况下，如果发动机负荷增加，转速下降，气缸进气量增多，此时引起转速传感器8内阻增大，晶体管9基极电位降低，晶体管15电流增大，电感线圈13的作用力超过移位拉簧14的拉力，使节气门12上移，限制了气缸进气量的增多，达到自动调节目的。在一般情况下，由于汽车发动机的常用工况是在低负荷处，也就是说一般情况下发动机气缸进气量都没有达到本燃烧室允许的最大进气量，所以电子电路都处于截止状态，只有在气缸进气量达到本燃烧室允许的最大气缸进气量时，电子电路才导通工作。
本电子恒压器属于比较简单的一种，只是为了说明通过电子电路也能限制气缸最大进气量而已，本发明的关键并不在于恒压装置的构造，而是在于采用在进气道上加置气缸最大进气量限制装置限制气缸最大进气量，减小燃烧室容积的方法，去取得提高发动机升功率和降低发动机油耗与排放污染的效果。
权利要求
一种内燃发动机，其特征是在发动机进气道上加置气缸最大进气量限制装置，限制气缸最大进气量，缩小燃烧室容积。
全文摘要
本发明属内燃发动机领域,其主要目的是解决汽油车油耗和排放污染问题。其特征是:在汽油发动机进气道上加置气缸最大进气量限制装置,减小燃烧室容积,提高压缩比,这样就能大幅度降低汽油车油耗和排放污染,又有提高发动机升功率和最高车速,但也同时造成发动机最大扭矩和汽车加速性能有一定程度的下降。
文档编号F02D9/02GK1224799SQ9812363
公开日1999年8月4日 申请日期1998年10月19日 优先权日1998年10月19日
发明者蒙国宁 申请人:蒙国宁