一种活塞往复式单缸内燃发动机的制作方法_5

文档序号:9928209阅读:来源:国知局
44]段记载及附图8. 01-8. 07示出的实用新型专利 "ZL201420249261.2"发明的"一种活塞往复内燃机的发动缸及其排气设置"作发动机的发 动缸和排气设置,发动机附图1.03不出:发动缸(1.31)及发动缸盖板和缸盖板上作出的凸 台(1.49)为整体结构,发动缸排气口(1.30)设在缸盖板下面与缸体结合处的侧边,闸板式 排气阀的阀柄(1.48)及阀盖板和闸板(1.80)为整体结构,闸板(1.80)装配在凸台(1.49)插 口与排气口(1.30)形成的整体空间内上下运动而开闭排气口(1.30);阀柄(1.48)与所述排 气机构的摇杆机构联接(参看附图4.04),发动机附图1.01示出:发动缸下部分进风口 (1.15)区段装配在所述增压机构上蓄气通道(1.36)形成的发动缸底座(1.35)内;
[0067] 发动机机油循环系统:发动机附图1.10示出:机油循环系统的机油栗(1.60)为单 出杆活塞往复双向输出栗,较长的单出杆上段,装有套筒(1.62),套筒与栗体之间装上压力 弹簧(1.61),机油栗单出杆杆头紧顶动力机构框架侧伸出部分(1.58),在动力机构框架 (1.09)下行压缩和压力弹簧(1.61)张力的双向作用下,机油不断地栗出,栗出的机油经输 送分管(1.70)分别送往动力轴的两主轴承座,输送主管(1.66)将机油送往发动机顶盖板 (1.27)上的离心滤清器(1.24),之后机油经输送支管(1.23)送往发动机网罩(1.21)下层的 机油散热网(1.22),散热后的机油下行,对发动机顶盖板(1.27)上设置的工作机构润滑,然 后从发动机顶盖板(1.27)中间的通风口(1.29)与新鲜冷空气一道流入机体下行,对下行流 经的工作部件润滑,最后流入机体底部机油箱(1.01),经过滤网(1.67)过滤后进入机油栗 (1.60),完成一工作循环;
[0068] 发动机的燃油水液连体输送栗系统,发动机附图1.04示出:栗体(1.38)固定联在 发动机顶盖板(1.27)上,连体的两栗栗头朝下,驱动连体栗工作的挺杆(1.59)固定在动力 机构框架(1.09)的上端面上,挺杆头(1.59)端面位于下止点时至压缩栗头到达上止点时的 距离=活塞行程的长度,挺杆(1.59)-次性压缩连体栗两栗栗头、连体的两栗分别将燃油 和水液栗出,并分别将燃油和水液送往燃油栗喷咀和水液栗喷咀;
[0069] 发动机的网罩,发动机附图1.01示出:发动机网罩(1.21)由空气滤清网(1.25)和 机油散热网(1.22)构成,两网之间分布机油支管(1.23),该支管联接机油离心滤清器 (1.24),网罩(1.21)罩在发动机顶上:经空气滤清网(1.25)过滤后的空气,对机油支管 (1.23)喷洒在机油散热网上的机油降温后,从发动机顶盖板中间的通风口(1.29)进入发动 机体内,最后从增压缸进风管(1.69)进入增压缸(1.08);
[0070] 根据前述的一种活塞往复式单缸柴油发动机和二次燃油栗喷系统构成的一种活 塞往复式单缸汽油发动机,其技术方案是:将附图1. 〇1示出的所述单缸柴油机一次燃油栗 喷的挺杆头(1.17),换成[0029]段记载及附图4.10示出的发明专利"21^200710193940.7"具 体方式4所述的二次燃油栗喷的挺杆头;由发动机附图1.13示出:"二次燃油栗喷的挺杆仍 用一次燃油栗喷系统的挺杆(1.16),其挺杆头(1.72)上面第一次燃油栗喷的工作形状 (1.70)和第二次燃油栗喷的工作形状(1.71 ),分别由设计的第一次燃油栗喷工作参数和第 二次燃油栗喷工作参数作出,第二次燃油栗喷的工作形状作在第一次燃油栗喷工作形状下 面";将一次燃油栗喷的杆头换成了二次燃油栗喷系统的挺杆头(1.72)后,所述活塞往复式 单缸柴油机就成了一种活塞往复式单缸汽油发动机。 积极效果
[0071] 由于本发明的一种活塞往复式单缸内燃发动机,是由所述发明专利分别作出的发 明组合而成,那么,该组合而成的发动机,必然具有组成该发动机的各发明(产品)的技术特 征和其积极效果,有关组成发动机各项发明(产品)的积极效果,在【背景技术】的介绍中已简 要地作出了说明,如需详细了解,请查阅相关的专利文件,此处从略。下面,仅就由所述专利 发明(产品)构成的一种活塞往复式单缸内燃发动机的积极效果简要地说明如下:
[0072]由于采用发明专利"ZL200710147446.7"具体方式2所述齿轮齿条机构作发动机的 动力机构,发动机具有以下优点:1)没有曲柄机构不平衡的旋转惯力、曲柄销线速度高、发 动缸内爆发作功时功率输出不畅以致系统机械负荷剧增等危害困扰。2)由于动力机构具有 活塞往复2次动力轴(即齿轮轴)转动1周的功能,在发动机转速和发动缸(不计增压)与现有 常规发动机相同时,其功率为现有单缸发动机2倍,又发动缸内发火间角与现有常规二冲程 双缸发动机相同(同为180° ),则所述单缸发动机不计增压功率还可替代现有常规二冲程双 缸发动机使用。3)在发动机转速、缸数、缸径、活塞平均速度与对比常规发动机相同(暂不计 其他因素)的情况下,取活塞行程为对比常规发动机活塞行程的1/2,则发动机功率与对比 常规发动机基本相同;但降低了发动机的高度和减小了曲柄转动的空间,仅此成数倍地减 小发动机的体积和比重量。
[0073]由于采用了发明专利"ZL200710193938. X"实施方式1所述"两活塞对置,增压缸活 塞直径2发动缸活塞直径2倍,与动力机构复合的活塞往复增压机构,不仅结构简单传动直 接,充分利用了动力机构工作部件和曲柄连杆机构转动占用的空间,而且消除了现有常规 涡轮增压瞬时反应滞后和需耗用多种辅助设置的缺陷,尤其是可以很方便地实现增压比2 4使发动机增压后的功率达不增压功率的5倍左右",在单缸发动机上实现了超高增压;此 外,可将现有增压涡轮用于回收排气中携带的能量,增加发动机的热效率。
[0074]由于采用了发明专利"ZL201310434603.8"发明的发动缸活塞工作环境强化系统, 可将发动缸活塞平均速度最大许用值提高至* 45m/s。由此,可仅通过提高发动机活塞平均 速度的手段,将发动机功率强化为现有活塞平均速度下功率的3倍左右。
[0075]采用了实用新型专利"ZL201420022888.4"发明的发动机喷水冷却系统,对发动机 的工质和工质流动系统热负荷严重部位,统畴地设计冷却技术方案,在新理念设计的冷却 技术手段和技术参数下,可确保可靠地消除热负荷对系统的危害,同时避免了现有传统冷 却手段过剩冷却带走的30%的燃料热效率损失,使发动机的热效率达约70%,此热效率约 为现有常规汽油发动机热效率的2倍,常规柴油发动机热效率的1.65倍;同时还避免了高温 污染物和低温环境下不良燃烧污染物的生成,不采用其他去污手段从发动缸内消除了现有 现有发动机排放大量不良燃烧污染物污染空气的危害;相对于热效率的提高,相应地减少 了大量二氧化碳向大气中排放,也相应地强化了发动机的功率,此强化后的功率约为现有 冷却方式汽油机功率的2倍,柴油机功率的1.65倍。此外,新的喷水冷却系统省去了与现有 常规发动机的冷却设置,没有增加发动机的复杂性。
[0076]采用了发明专利"ZL200710193940.7"发明的一种挺杆构成的工作系统,如燃油栗 喷系统、二次发动缸内喷水冷却系统、排气系统以及增压缸内中冷压缩喷水系统,省去了传 统的定时齿轮装置、凸轮机构、栗喷部件、高压管及回油(水)管等多个工作部件,结构简单, 传动直接,布置方便,运动件少,工作性能优化;虽然在现有常规发动机的基础上新增了工 作系统,但总体上基本没有增加发动机的复杂性和发动机的比重量,即不计增压和活塞平 均速度增加及热效率提高的功率发动机的比重量《功率相同的现有常规发动机的比重量。
[0077]由于在顶置综合调控系统的调控下,新增的增压缸吸入空气量调控系统、增压缸 内中冷压缩喷水系统及新发明的燃油栗喷系统、排气系统、二次发动缸内喷水冷却系统,统 一地同步地随发动机工况变化,在任一同一工况的任一同一工作循环中,各自在自己的设 计工作参数下工作;上述新增和新发明的工作系统相互配合、新的技术手段和新理念制定 的工作参数相互地有机地配合、有效地主动地掌控发动机工质的成份和各工作过程的热力 状态,很方便地使发动机按制定的工作方案工作,有保障地达到予期的节能、去污和强化发 动机功率的目标实现。
[0078] 由前[0073]段所述,发动机增压后的功率约为现有常规发动机不增压发动机功率 的5倍;[0074]段所述发动机活塞平均速度许用值提高后的功率约为现有常规发动机活塞 平均速度功率的3倍;[0075]段所述,发动机热效率提高后的功率约为现有汽油发动机常规 热效率下功率的2倍。综上所述,在发动机活塞行程和直径与现有常规发动机的活塞行程与 直径相同时,发动机的总功率相对现有常规二冲程汽油发动机的功率为:1 X 5 X 3 X 2 = 30 倍;柴油机为:1 X 5 X 3 X 1.66 ? 25倍;若相对于现有常规四冲程发动机,则提高的功率倍数 更大;由此功率增大值得出,本发明发动机的比重量(发动机净重量与发动机发出的功率之 比现有不增压功率相同常规发动机比重量的1/25-1/30。此外,由前[0075]段所述,发动 机还具有节能(热效率达约70%)、去污(在发动缸内基本上避免了高温污染物和低温污染 物生成)、同时相对于热效率的提高,相应地减少了大量的二氧化碳向大气中排放的积极效 果。
[0079] 上述发动机的比重量接近或《现有祸轮发动机比重量,即具有祸轮发动机的最大 的优点,极大限度地扩展了发动机的应用领域;另,其热效率约为涡轮发动机的2倍,而涡轮 发动机热效率达约40 % (现有常规发动机热效率)时(此时涡轮进口温度达1350 °C )需耗大 量昂贵且难以加工的贵重金属;还克服了涡轮发动机转速高的转动惯量和热惯性作用大, 造成瞬时反应滞后以及变速装置和轴承要求高;起动时产生大量低温污染物,不仅污染了 空气,还浪费掉大量燃油等缺陷。
[0080] 只需将柴油发动机燃油栗系统的一次燃油栗喷挺杆头改换为二次燃油栗喷的挺 杆头,柴油机即成为了汽油机,可省去大量的汽油机单独制造的费用和分别使用的麻烦。
[0081] 发动机中采用的各技术手段,都是现有通常技术可以实施的技术手段,易损工作 部件易于修理和更换,无须耗费大量昂贵且难以加工的贵重金属,制造成本低,由此可在较 短的时间内实现和普及就用。从前面所述的积极效果可以看出,所述单缸发动机和所述单 缸发动机构成的多缸发动机不仅可以全面取代现有常规发动机,在航空和航海领域中还能 取代大部分涡轮发动机应用,取到重大的经济效果和社会效益,为改变我国发动机落后走 向和超过世界前列作出贡献。
【附图说明】
[0082] 由于本申请发明的一种新型的活塞往复式内燃机,所引用的发明涉及的发明专利 和发明申请文件较多,内容也很复杂,若将所有引用文件的说明书附图和附图标记合在一 起皇加式地进行编号,会使被引用文件说明书附图的编号和附图标记的编号,相对于原件 都全部发生改变,导致不能清楚地反映出本申请所引用的各发明的附图和附图标记所属的 专利文件,由此也不方便分别与所属专利文件进行对照、比较、和深入地了解,因此采用以 下方式编号:首先对本申请所述文件(含本申请)进行编号,然后给出各附图在所属文件中 的附图编号;如:本申请的文件编号为1,本申请附图1的编号就是"1.01",此编号圆点前 的数字为文件号,圆点后的数字是附图在所属文件中的附图编号;再如附图"6.09",表 示为文件6中的附图9。
[0083]文件编号
[0084] 附图编号

[0085]附图标记编号:仍采用上述附图编号的方式,圆点前的数字表示标记所属专利 文件,圆点后的数字表示附图标记在所属文件中的编号。如附图标记"1.01"表示本申请 文件中的附图标记1,"3.03"表示文件3中的附图标记3。
[0086] 本申请发明中采用的其他发明专利和申请中的机构、系统或部件,在【背景技术】中 对其所属文件表述时,其附图和附图中标记的编号,采用了上述的说明示出。但在本申请作 出的一种活塞往复式单缸内燃机发明中,则重新作出了编号。如发明专利 ZL200710147446.7中的第二种齿轮齿条机构,在【背景技术】中的编号是图2.02,但在本申请 的发明中,重新统一的编号为附图标记(1.11)。
[0087] 发动机及其工作系统的示图,除横剖结构图,其余示图均为发动机活塞位于下止 点时相位的示图。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0088] 1: 一种活塞往复式单缸柴油发动机
[0089]动力系统:用发明专利"ZL200710147446.7"第二种实施方式所述的齿轮齿条机构 (如图2.02示出,以下简称"第二种齿轮齿条机构")作发动机的"动力机构"。图1.01示出,该 动力机构(1.11)设置在机体横隔板(1.34)将发动机分为上下两部分的下部分机体的中间。
[0090] 增压系统:将发明专利"ZL200710193938.X"第一种实施方式所述的增压机构及其 系统(图3.01-3.05示出)除去增压空气旁通系统,其余部分按说明的记载和附图示出作出, 作发动机的增压机构及其系统。图1.01示出:动力机构框架(1.07)的上端面上,固定联接发 动缸活塞(1.12),该框架(1.09)的下段部分作出或固定联接增压缸活塞(1.05),增压缸活 塞的直径〉发动缸活塞直径的2倍,结合图1.11示出,增压缸底盖板(1.80)上的增压缸外边 联接进风管(1.69),缸内设置增压缸进气止回阀(1.06)和压缩空气止回阀(1.03),增压缸 底盖板(1.80)的下面,作出增压缸进风通道(1.05)和下压缩空气蓄气通道(1.04);上下压 缩空气蓄气通道由联通管连接(参看图3.04、图1.01示出),发动机底盖板(1.68)的下面,联 接压缩空气止回阀(1.03)的阀杆头作出增压缸内吸入空气量调控机构(1.02);图1.08示 出,增压缸的上蓄气通道(1.36)作在机体横隔板(1.34)的上面(参看图3.04示出),并形成 发动机的底座(1.35)(图1.01、1.03示出);图1.03示出:排气涡轮吸入空气止回阀(1.47)设 在排气管进口处(1.46)的上面。
[0091] 一次燃油栗喷系统:用发明专利"ZL200710193940.7"所述【具体实施方式】1和2构成 的一次燃油栗喷系统(图4.01-4.03示出)作发动机的燃油栗喷系统。图1.01、1.02、1.09联 合示出:该系统的挺杆(1.14)固定在动力机构框架(1.09)的上端面上,穿过机体横隔板 (1.34)和发动机的顶盖板(1.287 ),当发动机运转时,该挺杆(1.16)挺杆头(1.17)上的工作 形状与该系统"燃油栗喷机构(1.19)"的摇杆配合(参看图1.02),驱动栗喷咀作燃油栗喷工 作[即挺杆头(1.17)驱动"燃油栗喷机构(1.19)"作燃油栗喷工作]。其摇臂轴即调控轴 (1.39)与轴座滑动联接,当该系统摇臂轴即调控轴(1.39)随发动机工况变化作轴向运动 时,燃油栗喷就随发动机工况的变化作燃油栗喷工作。
[0092]二次发动缸内喷水冷却系统:用发明专利"ZL200710193940.7"【具体实施方式】3所 述的顶置二次发动缸内喷水冷却系统(图4.01、4.03、5.01不出)作发动机的"二次发动缸内 喷水冷却系统"。图1.01、1.02、1.09示出:该系统的挺杆(1.32)固定在动力机构框架(1.09) 的上端面上,穿过机体横隔板(1.34)和发动机的顶盖板(1.27),发动机运转时,该系统挺杆 (1.32)的挺杆头(1.28)上的工作形状与该系统"水液栗喷机构(1.26)"的摇杆机构配合,驱 动栗喷咀作栗喷水液的工作;该系统摇臂轴即调控轴(1.45)与轴座滑动联接(参看图 1.02),当该系统调控轴(1.45)随发动机的工况作轴向运动时,水液栗喷机构(1.26)就随发 动机工况的变化进行栗喷水液的工作。
[0093]顶置排气系统:用发明专利"ZL200710193940.7"【具体实施方式】5所述的顶置排气 系统(图4.03、4.04、5.01联合示出)作发动机的"排气系统"。图1.01、1.02、1.09示出:该系 统的挺杆(1.54)固定在动力机构框架(1.09)的上端面上,穿过机体横隔板(1.34)和发动机 的顶盖板(1.27);发动机运转时,该系统挺杆(1.54)的挺杆头(1.18)上的工作形状与该系 统"排气机构(1.20)"的摇杆机构配合,驱动排气阀(1.48)作排气工作(参看图4.04);该系 统摇臂轴即调控轴(1.40)与轴座滑动联接,当摇臂轴(1.40)随发动机工况变化作轴向运动 时,排气机构(1.20)就随发动机工况的变化进行排气工作。
[0094]增压缸内中冷压缩喷水系统:用发明专利"ZL200710193940.7"【具体实施方式】6所 述的增压缸内中冷压缩喷水系统(图4.05-4.07不出)作发动机的"增压缸内中冷压缩喷水 系统"。图1.08、1.10示出:该系统的"中冷喷水机构(1.53)"设置在机体横隔板(1.34)上,由 与二次发动缸内喷水系统共用的挺杆(1.32)侧作出的侧挺杆头驱动系统的中冷喷水机构 (1.53)的栗喷咀顶部作出的侧栗头,使栗喷咀作喷射水液的工作,喷咀头正对增压缸进风 管(1.69);中冷喷水机构(1.53)通过其构件下部的扇形凸轮(参看图4.05、4.06),与联接栗 喷咀栗头的拉杆作凸轮驱动联接(参看图4.06示出);图1.10示出,中冷喷水机构(1.53)其 构件的上部,通过齿轮齿条方式与滑动轴即中冷喷水调控轴(1.43)的套筒(该套筒与滑动 轴(1.43)同步作轴向运动)联接,当中冷喷水调控轴(1.43)随发动机工况变化作轴向运动 时,中冷喷水机构(1.53)就随发动机工况的变化进行栗喷水液的工作。
[0095] 增压缸内吸入空气量(即压缩空气量)调控系统:用发明专利"ZL200710193940.7"
【具体实施方式】7所述的增压缸内吸入空气量调控系统(图4.08、5.01、结合图3.05示出)作 "发动机的增压缸内吸入空气量调控系统"。图l.〇l、l.02结合图4.08示出:该系统中的圆盘 构件(1.42)上作出的轮齿,与上述增压缸内中冷压缩喷水系统调控轴(1.43)尾段作出的齿 条啮合;圆盘构件(1.42)上作出的弧形移动凸轮,与增压缸内吸入空气量调控机构(1.02) 调节伸缩杆(1.44)顶部的杆头为弧形凸轮驱动联接(图1.02示出),图1.01、1.10中示出增 压缸吸入空气量调节机构伸缩杆(1.44)的垂直位置,图1.02示出该系统与增压缸内中冷压 缩喷水系统共用调控轴(1.43),因此,在中冷喷水调控轴(1.43)随发动机工况作轴向运动 时。该系统同样地随发动机工况的变化工作;其余部分参看附图4.08、5.01、3.05示出及其 说明书记载作出。
[0096]燃油水液联体输送栗系统:用发明专利"ZL200710193940.7"【具体实施方式】9所述 的燃油水液联体输送栗系统(图4.09示出)作发动机的燃油水液联体输送栗系统。图1.046 示出:该系统的挺杆(1.59)固定在发动机动力机构框架(1.09)上端面上;图1.04示出挺杆 (1.59)穿过机体横隔板(1.34);图1.02示出联体输送栗(1.38)固定在发动机顶盖板(1.27) 上后的顶盖板上面的位置。图1.04示出联体输送栗(1.38)在发动机顶盖板(1.27)下面的位 置,其余部分参照图4.09和第(0033)段记载作出,如联体输送栗下面栗头压缩的终点距该 系统挺杆头顶面位于下止点的距离,等于活塞的行程。
[0097] 机油循环系统:图1.10、1.09示出,动力机构框架(1.09)上端面侧伸出部
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