高效低排汽車發動機的製作方法

2023-09-13 06:16:50 2

專利名稱：高效低排汽車發動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車發動機，尤其涉及一種節約能源、降低排放、動力 強勁的高效低排汽車發動機，屬於汽車發動機的生產領域。
背景技術：
汽車發動機是汽車的核心部件，它相當於人的心臟，可以說，只有配置 好的發動機才能稱得上好的汽車。目前，市場上大部分汽車的發動機均為進 口產品，國內的汽車發動機研發水平比較落後，所以，改進、研發新的汽車 發動機，對國內汽車行業來說是非常重要的。目前，市場上大部分汽車發動機都以汽油、柴油或天然氣作為燃料，以 空氣作為助燃氣體，所以燃燒產生的廢氣(如一氧化碳、 一氧化氮、二氧化 硫等)比較多，也有少部分以氫氣為燃料的，廢氣相對較少，但目前應用還 不成熟；現有技術最重要的缺陷是現在所有的汽車發動機的活塞缸，都是 在其頂部設置空氣進氣口和廢氣排出口，這樣活塞每往返一次，就會將燃燒 室內一次燃燒所產生的大部分廢氣排出缸外進入汽車外部空間，所以其廢氣 排出量始終較大，即使提高燃料和助燃料的純度，也很難得到根本的改變； 另外，現在的汽車發動機採用電子控制自動打火的方式使火花頭打火，這種 方式有可能導致因控制不精確或電子控制電路故障而熄火，其可靠性不能達 到最佳要求。發明內容本發明的目的就在於為了解決上述問題而提供一種全新的高效低排汽車 發動機，這種發動機以氧氣為助燃氣體，通過多次燃燒燃料來達到節能、減排的目的。為了達到上述目的，本發明採用了以下技術方案本發明由活塞缸內上方的燃燒室產生的高壓推動活塞帶動曲軸大齒輪旋 轉，曲軸大齒輪帶動啟動馬達旋轉，其結構創新在於在活塞缸上方的缸壁 上分別安裝有燃氣噴氣管、氧氣噴氣管和正極火花頭，燃氣噴氣管、氧氣噴 氣管和正極火花頭分別從活塞缸壁外穿過活塞缸壁並伸入活塞缸壁內的燃燒 室，在活塞的上端面安裝有位置與正極火花頭相對應的負極火花頭；在活塞 缸下方的活塞缸側壁上設置有穿過活塞缸側壁的排氣管，在排氣管上依次安 裝有限壓開關和冷凝器，排氣管的出口與水箱的入口連接。本發明的啟動及運行過程如下在司機用鑰匙打開啟動開關後，正極火 花頭和相對應的負極火花頭得電，由於其開始處於打火距離範圍內，正極火 花頭和負極火花頭之間因高壓而產生電火花，這個電火花使燃燒室內的燃氣 (一般為汽油霧化氣或天然氣或氫氣)在氧氣的助燃作用下燃燒，瞬間產生 大量的熱量，該熱量使燃燒室內的氣體體積迅速膨脹，產生極大的壓力，該 壓力推動活塞向下運動，活塞通過連杆帶動曲軸大齒輪旋轉，曲軸大齒輪帶 動啟動馬達旋轉，發動機被啟動。當活塞運行到低位後，它會在連缸活塞的 推動(如雙缸、四缸發動機等)或曲軸大齒輪慣性(如單缸發動機)的作用 下上升，當上升到高位後，正極火花頭和相對應的負極火花頭又處於打火距 離範圍，火花頭打火，與此同時，燃氣噴氣管、氧氣噴氣管均同時噴出氣體， 新的燃氣和上次未燃燒完的燃氣在新的氧氣的作用下燃燒，瞬間產生大量的 熱量，使活塞向下運動，開始下一個循環，這樣便使發動機處於運行狀態。 在上述整個過程中，只有當排氣管上的限壓開關感應到預定的壓力極限後， 限壓開關才會打開，在活塞下行到排氣孔以下位置後將活塞缸內部的廢氣(包括水蒸汽)排出一部分，排出的廢氣經冷凝脫水後排到空氣中，所以，本發 明所排廢氣比傳統"一循環一排"的方式要少得多。由於氧氣的助燃性能比 空氣好得多，所以即使在用量較少及燃氣純度不高的情況下，也能最大程度 使燃氣燃燒充分，產生最大熱量，相比以空氣助燃的方式，本發明的動力性 能提高明顯，而且因為每一次燃燒都將上一次(或上幾次)沒有燃燒完的燃 氣再進行燃燒，所以可以減少燃氣的噴入量，從而達到了節約能源的目的。作為本發明的優選結構，由所述正極火花頭和對應的負極火花頭所形成 的火花頭組的數量為兩個。用兩組火花頭組同時工作，更增加了打火的可靠 性。所述曲軸大齒輪還與液壓油泵和機油泵的動力輸入齒輪連接；機油泵的 輸出端通過油管分別與兩個機油噴嘴連接，兩個機油噴嘴分別對稱地安裝在 所述活塞缸的下端埠處，其噴嘴指向活塞缸內部。向活塞缸內噴射機油的 目的是降溫，實驗表明，用這種方式降溫的效果明顯好於傳統方式，而且採 用活塞缸的動力，不會消耗蓄電池的電能。所述曲軸大齒輪還與氣泵的動力輸入齒輪連接，氣泵的輸出端分別通過 氣管與燃氣噴氣管和氧氣噴氣管的入口連接。在所述活塞缸的外表面設置有風冷散熱筋。實際運用中，也可以採用水 冷式結構散熱。作為本發明的進一步改進，在所述活塞缸上方的活塞缸壁上還安裝有空 氣進氣裝置，其結構為在所述活塞缸頂部外壁的上方設置有空氣進氣室， 空氣進氣室的上方設置有與外部相通的上進氣孔，空氣進氣室的下端與活塞 缸頂部的外壁無縫連接，在空氣進氣室內，在活塞缸頂部的外壁上安裝有壓 簧，壓簧的上端連接密封塊，密封塊被壓簧的彈力緊壓在上進氣孔的內埠上並形成密封狀態，在空氣進氣室內的活塞缸頂部壁上設置有通入燃燒室的 下進氣孔。這種裝置主要是在特殊情況使用，比如剛啟動發動機時，燃燒室 內的氣體太少，在燃燒後，高溫使氣體膨脹，活塞向下運行，燃燒室內降溫 後會產生負壓，因為燃燒室內氣體太少的原因，可能會導致該負壓特別大， 從而引起活塞還沒運行到低位就被負壓"拉"上來，從而大致啟動的失敗。 本發明的上述裝置就是為了解決這個問題的，如果燃燒室內降溫後會產生的 負壓過大，空氣進氣室外的空氣壓力就會克服壓簧的壓力將壓簧壓縮，使外 部空氣從上進氣孔進入空氣進氣室，再從下進氣孔進入燃燒室內，從而使燃 燒室內的壓力上升，解決了負壓過大的問題。 本發明的有益效果在於由於本發明採用氧氣作為助燃氣體，雜質少，所以助燃性能得到很大提 高，而且產生的廢氣減少；由於活塞缸的排氣管設在活塞缸下方的缸壁上， 需在活塞多次往返後才排出一部分廢氣，所以廢氣的排放量很少，而且因為 上次(或上幾次)未燃燒完的燃氣被再次燃燒，所以可以在達到同樣轉速的 前提下降低燃氣的噴氣量，節約了能源，有利於環保；另外，本發明靠正、 負極火花頭自動打火，使其打火更加可靠。


附圖是本發明的軸向剖視結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步具體說明如附圖所示，本發明由活塞缸1內上方燃燒室16內燃氣燃燒產生的高壓 推動活塞18帶動曲軸大齒輪23旋轉，曲軸大齒輪23帶動啟動馬達25旋轉， 在活塞缸1上方的缸壁上分別安裝有燃氣噴氣管5、氧氣噴氣管15和正極火花頭6，正極火花頭6與點火器10的正極輸出端連接，燃氣噴氣管5、氧氣 噴氣管15和正極火花頭6分別從活塞缸1的壁外穿過缸壁並伸入壁內的燃燒 室16，在活塞18的上端面安裝有位置與正極火花頭6相對應的負極火花頭3， 由正極火花頭6和對應的負極火花頭3所形成的火花頭組的數量為兩個。在 活塞缸1下方的活塞缸1的側壁上設置有穿過活塞缸1的側壁的排氣管32， 在排氣管32上依次安裝有限壓開關31和冷凝器30，排氣管32的出口與水 箱29的入口連接。如附圖所示，曲軸大齒輪23還與液壓油泵(用於為汽車的液壓設備提供 液壓油)的動力輸入齒輪38和機油泵28的動力輸入齒輪26連接；機油泵 28的輸出端通過油管22分別與兩個機油噴嘴21連接，兩個機油噴嘴21分 別對稱地安裝在活塞缸l的下端埠處，其噴嘴指向活塞缸l的內部。向活 塞缸l內噴射機油20的目的是降溫，實驗表明，用這種方式降溫的效果明顯 好於傳統方式，而且採用活塞缸l的動力，不會消耗蓄電池的電能。曲軸大 齒輪23還與氣泵35的動力輸入齒輪36連接，氣泵35的輸出端分別通過兩 根氣管33與燃氣噴氣管5和氧氣噴氣管15的入口連接。如附圖所示，在活塞缸1的外表面設置有風冷散熱筋2。實際運用中， 也可以採用水冷式結構散熱。如附圖所示，在活塞缸1上方的缸壁上還安裝有空氣進氣裝置，其結構 為在活塞缸1頂部外壁的上方設置有空氣進氣室，空氣進氣室的上方設置 有與外部相通的上進氣孔11，空氣進氣室的下端與活塞缸1頂部的外壁無縫 連接，在空氣進氣室內，在活塞缸1頂部的外壁上安裝有壓簧12，壓簧12 的上端連接密封塊9，密封塊9被壓簧12的彈力緊壓在上進氣孔11的內端 口上並形成密封狀態，在空氣進氣室內的活塞缸1頂部的壁上設置有通入燃燒室的下進氣孔8。這種裝置主要是在特殊情況使用，比如剛啟動發動機時， 燃燒室16內的氣體太少，在燃燒後，高溫使氣體膨脹，活塞18向下運行， 燃燒室16內降溫後會產生負壓，因為燃燒室16內氣體太少的原因，可能會 導致該負壓特別大，從而引起活塞18還沒運行到低位就被負壓"拉"上來， 從而大致啟動的失敗。本發明的上述裝置就是為了解決這個問題的，如果燃 燒室16內降溫後會產生的負壓過大，空氣進氣室外的空氣壓力就會克服壓簧 12的壓力將壓簧12壓縮，使外部空氣從上進氣孔ll進入空氣進氣室，再從 下進氣孔8進入燃燒室16內，從而使燃燒室16內的壓力上升，解決了負壓 過大的問題。結合附圖，本發明的啟動及運行過程如下在司機用鑰匙打開啟動開關 後，正極火花頭6和相對應的負極火花頭3得電，由於其開始處於打火距離 範圍內，正極火花頭6和負極火花頭3之間因高壓而產生電火花，這個電火 花使燃燒室16內的燃氣(一般為汽油霧化氣或天然氣或氫氣)在氧氣的助燃 作用下燃燒，瞬間產生大量的熱量，該熱量使燃燒室16內的氣體體積迅速膨 脹，產生極大的壓力，該壓力推動活塞18向下運動，活塞18通過連杆19 帶動曲軸大齒輪23旋轉，曲軸大齒輪23帶動啟動馬達25旋轉，發動機被啟 動。當活塞18運行到低位後，它會在連缸活塞的推動(如雙缸、四缸發動機 等)或曲軸大齒輪23的慣性(如單缸發動機)的作用下上升，當上升到高位 後，正極火花頭6和相對應的負極火花頭3又處於打火距離範圍，火花頭打 火，與此同時，燃氣噴氣管5、氧氣噴氣管15均同時噴出氣體，新的燃氣和 上次未燃燒完的燃氣在新的氧氣的作用下燃燒，瞬間產生大量的熱量，使活 塞18向下運動，開始下一個循環，這樣便使發動機處於運行狀態。在上述整 個過程中，只有當排氣管32上的限壓開關31感應到預定的壓力極限後，限壓開關31才會打開，在活塞18下行到排氣孔32以下位置後將活塞缸1內部 的廢氣(包括水蒸汽)排出一部分，排出的廢氣經冷凝器30冷凝脫水後排到 空氣中，所以，本發明所排廢氣比傳統"一循環一排"的方式要少得多。由 於氧氣的助燃性能比空氣好得多，所以即使在用量較少及燃氣純度不高的情 況下，也能最大程度使燃氣燃燒充分，產生最大熱量，相比以空氣助燃的方 式，本發明的動力性能提高明顯，而且因為每一次燃燒都將上一次(或上幾 次)沒有燃燒完的燃氣再進行燃燒，所以可以減少燃氣的噴入量，從而達到 了節約能源的目的。
權利要求
1、一種高效低排汽車發動機，由活塞缸內上方的燃燒室產生的高壓推動活塞帶動曲軸大齒輪旋轉，曲軸大齒輪帶動啟動馬達旋轉，其特徵在於在活塞缸上方的缸壁上分別安裝有燃氣噴氣管、氧氣噴氣管和正極火花頭，燃氣噴氣管、氧氣噴氣管和正極火花頭分別從活塞缸壁外穿過活塞缸壁並伸入活塞缸壁內的燃燒室，在活塞的上端面安裝有位置與正極火花頭相對應的負極火花頭；在活塞缸下方的活塞缸側壁上設置有穿過活塞缸側壁的排氣管，在排氣管上依次安裝有限壓開關和冷凝器，排氣管的出口與水箱的入口連接。
2、 根據權利要求1所述的高效低排汽車發動機，其特徵在於由所述正 極火花頭和對應的負極火花頭所形成的火花頭組的數量為兩個。
3、 根據權利要求1所述的高效低排汽車發動機，其特徵在於在所述活 塞缸上方的缸壁上還安裝有空氣進氣裝置，其結構為在所述活塞缸 頂部外壁的上方設置有空氣進氣室，空氣進氣室的上方設置有與外部 相通的上進氣孔，空氣進氣室的下端與活塞缸頂部的外壁無縫連接， 在空氣進氣室內，在活塞缸頂部的外壁上安裝有壓簧，壓簧的上端連 接密封塊，密封塊被壓簧的彈力緊壓在上進氣孔的內埠上並形成密 封狀態，在空氣進氣室內的活塞缸頂部壁上設置有通入燃燒室的下進 氣孔。
4、 根據權利要求1所述的高效低排汽車發動機，其特徵在於所述曲軸 大齒輪還與液壓油泵和機油泵的動力輸入齒輪連接；機油泵的輸出端 通過油管分別與兩個機油噴嘴連接，兩個機油噴嘴分別對稱地安裝在所述活塞缸的下端埠處，其噴嘴指向活塞缸內部。
5、 根據權利要求1或5所述的高效低排汽車發動機，其特徵在於所述 曲軸大齒輪還與氣泵的動力輸入齒輪連接，氣泵的輸出端分別通過氣 管與燃氣噴氣管和氧氣噴氣管的入口連接。
6、 根據權利要求1、 4或5所述的高效低排汽車發動機，其特徵在於在所述活塞缸的外表面設置有風冷散熱筋。
全文摘要
本發明公開了一種高效低排汽車發動機，由活塞缸內上方的燃燒室產生的高壓推動活塞帶動曲軸大齒輪旋轉，曲軸大齒輪帶動啟動馬達旋轉，其特徵是，在活塞缸上方的缸壁上分別安裝有穿過活塞缸壁的燃氣噴氣管、氧氣噴氣管和正極火花頭，在活塞的上端面安裝有位置與正極火花頭相對應的負極火花頭；在活塞缸下方的活塞缸側壁上設置有穿過活塞缸側壁的排氣管，在排氣管上依次安裝有限壓開關和冷凝器，排氣管的出口與水箱的入口連接。本發明採用氧氣作為助燃氣體，雜質少，廢氣少；活塞缸的排氣管設在活塞缸下方的缸壁上，所以排氣少，而且上次未燃燒氣體被下次燃燒，節約了燃氣；靠正、負極火花頭自動打火，更可靠。
文檔編號F02B23/08GK101240740SQ200810044870
公開日2008年8月13日 申請日期2008年3月3日 優先權日2008年3月3日
發明者宋德煊 申請人:宋德煊