一種高效低耗能發動機的製作方法
2023-06-11 17:14:31
專利名稱：一種高效低耗能發動機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於動力輸出設備領域，尤其涉及一種高效低耗能發動機。
背景技術：
一般情況下發動機的排量越大，發動機輸出功率越高。而活塞式發動機將燃料和空氣混合，在其氣缸內燃燒，釋放出的熱能使氣缸內產生高溫高壓的燃氣。燃氣膨脹推動活塞作功產生能量。而發動機的排量則取決於活塞衝程。現有的發動機的工作原理為發動機開始工作時，氣缸頭上的進氣門打開，排氣門關閉，活塞從上止點向下滑動到下止點為止，氣缸內的容積逐漸增大，氣壓降低——低於外面的大氣壓。打開進氣門，使空氣被吸入氣缸內，汽油和空氣的混合氣體。第二階段，活塞自下止點向上移動，這時進氣門也同排氣門一樣嚴密關閉。氣缸內容積逐漸減少，混合氣體受到活塞的強烈壓縮。當活塞運動到上止點時，混合氣體被壓縮在上止點和氣缸頭之間的小空間(燃燒室)內。這時混合氣體的壓強增大，溫度升高。壓縮是為了更好地利用汽油燃燒時產生的熱量，使限制在燃燒室的混合氣體的壓強大大提高，以便增加它燃燒後的做功能力。在壓縮衝程快結束，活塞接近上止點時，氣缸頭上的火花塞通過高壓電產生了電火花，將混合氣體點燃，氣體猛烈膨脹，壓強急劇增高，燃燒氣體的溫度到2000°C 2500°C。 活塞在燃氣的強大壓力作用下，向下止點迅速運動，推動活塞連杆輸出能量。當工作衝程結束後，由於慣性，活塞由下止點向上運動，燃燒後的廢氣便通過排氣門向外排出。當活塞到達上止點時，絕大部分的廢氣已被排出。然後排氣門關閉，進氣門打開，活塞又由上止點下行，開始新的一次循環。現有的發動機的氣缸結構不能使燃氣施壓在缸壁和缸體頂端的壓強得到應用，且活塞衝程短，致使70%左右的能量都做了無用功，由於受自身不合裡結構制約，其能量利用率僅為30%左右。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種高效低耗能發動機，以克服現有發動機不能使燃氣施壓在缸壁和缸體頂端的壓強得到應用，活塞衝程短，能量利用率低，工作效率低的缺陷。本實用新型所述的高效低耗能發動機包括氣缸，輸出連杆機構和合頁連板機構； 所述合頁連板機構的兩端分別與氣缸頂部及輸出連杆機構活動連接；所述合頁連板機構是由多個合頁連板構成，所述合頁連板為兩端都是活動連接端的板狀材料。所述高效低耗能發動機的合頁連板機構是由兩對合頁連板構成，所述每對合頁連板(3)的其中一個活動連接端相互連接；另兩個連接端通過軸分別活動連接在氣缸頂部和活塞輸出連杆機構的連接端上與氣缸壁組成一個密閉的空間，構成合頁連板機構。所述高效低耗能發動機的合頁連板機構是由四個合頁連板構成，所述每個合頁連板的活動連接端依次相互活動連接成一個封閉的整體並通過軸分別活動連接在氣缸頂部和活塞輸出連杆機構的連接端上與氣缸壁組成一個密閉的空間，構成合頁連板機構。所述高效低耗能發動機的合頁連板機構是由兩對合頁連板組構成，每對合頁連板組由多個合頁連板構成所述每個合頁連板的活動連接端依次活動連接，其首連接端通過軸分別活動連接在氣缸頂部連接；其末連接端分別與輸出連杆機構的連接端活動連接；與氣缸壁和輸出連接機構組成一個密閉的空間，構成合頁連板機構。所述合頁連板上設有進氣閥和出氣閥。本實用新型的合頁連板機構與氣缸之間形成一個密閉空間即燃燒室，本實用新型高效低耗能發動機的工作原理為在輸出連杆機構自上止點向下移動時，形成了一個較小的密閉空間，隨著容積逐漸減少，混合氣體受到強烈壓縮。當輸出連杆機構運動到下止點時，混合氣體被壓縮在下止點和合頁連板機構以及氣缸頭之間的燃燒室內，使燃燒室的容積更小，使混合氣體受到活塞更強烈得壓縮，壓縮比更大。這樣的燃燒室能更好地利用汽油燃燒時產生的熱量，使限制在燃燒室的混合氣體的壓強大大提高，增加了它燃燒後的做功能力。使活塞在燃氣的強大壓力作用下，向上止點迅速運動，通過輸出連杆向上拉動曲軸輸出機械能。本實用新型高效低耗能發動機的工作過程為合頁連板在輸出連杆機構的的帶動下由下止點移至上止點。此時進氣門開啟，排氣門關閉，在合頁連板機構移動過程中，合頁連板機構與氣缸之間形成的密閉空間的容積逐漸增大，密閉空間內氣體壓力從Pr逐漸降低到Pa，密閉空間內內形成一定的真空度，空氣和汽油的混合氣通過進氣門被吸入密閉空間中，並在合頁連板機構與氣缸之間形成的密閉空間內進一步混合形成可燃混合氣。壓縮衝程時，進、排氣門同時關閉。活塞從上止點向下止點運動，工作容積逐漸縮小，缸內混合氣受壓縮後壓力和溫度不斷升高，到達壓縮終點。當合頁連板機構的一端接近下止點時，由火花塞點燃可燃混合氣，混合氣燃燒釋放出大量的熱能，使合頁連板機構與氣缸之間形成的燃燒室內氣體的壓力和溫度迅速提高。高溫高壓的燃氣推動合頁連板從下止點向上止點運動，並通過輸出連杆機構對外輸出機械能。隨著合頁連板機構與輸出連杆機構連接的一端的上移，燃燒室容積增加，氣體壓力和溫度逐漸下降。排氣衝程時，排氣門開啟，進氣門仍然關閉，合頁連板機構與輸出連杆機構連接的一端從上止點向下止點運動。本實用新型的活塞帶動兩對合頁連板向內收縮，當輸出連杆機構運動到下止點時，混合氣體被壓縮在下止點和合頁連板機構之間的燃燒室內，使燃料爆炸時產生的能量作用在合頁連板機構的合頁連板的側壁上，使合頁連板在燃氣作用下，推動輸出連杆向上止點運動，推動活塞連杆輸出能量，能量利用率> 70%。本實用新型的有益效果在於1.本實用新型高效低耗能發動機採用合頁連板機構，使原來燃氣施壓在缸壁和缸體頂端的壓強作用在合頁連板上，與現有發動機不同的是在壓縮衝程中，本新型的發動機的合頁連板機構與輸出連杆機構的一端向下止點運動壓縮燃燒室氣體及空間，而在做功衝程階段，是燃料爆炸時產生的能量作用在合頁連板機構上，使合頁連板機構帶動輸出連杆機構向上止點運動，通過輸出連杆向上拉動曲軸輸出機械能，這樣的結構更充分的利用了燃氣產生的能量，節約能源，增大輸出功率。2.本實用新型高效低耗能發動機採用合頁連板機構，在自上止點向下移動時，形成了一個相對現有技術中發動機的氣缸容積更小的密閉空間，即使燃燒室的容積更小，混合氣體受到活塞的強烈壓縮，這樣在燃料爆炸時差生的能量更大，發動機產生的功率更大。3.本實用新型高效低耗能發動機能量利用率高，可達到80%左右。4.本實用新型高效低耗能發動機結構簡單，輸出動力高，製造簡單，節約成本，適於廣泛生產和使用。
圖1是本實用新型高效低耗能發動機的結構示意圖；圖2是本實用新型高效低耗能發動機的實施例1壓縮衝程時的結構示意圖；圖3是本實用新型高效低耗能發動機的實施例2結構示意圖；圖4是本實用新型高效低耗能發動機的實施例2壓縮衝程時的結構示意圖；圖5是本實用新型高效低耗能發動機的實施例3結構示意圖；圖中1.氣缸4.活動連接端2.輸出連杆機構5.軸3.合頁連板
具體實施方式
實施例1圖1是本實用新型高效低耗能發動機的結構示意圖，如圖1所示高效低耗能發動機，合頁連板機構的兩端分別與氣缸1頂部及輸出連杆機構2活動連接；合頁連板機構是由兩對合頁連板3構成，所述每對合頁連板3的其中一個活動連接端4相互連接；另兩個連接端通過軸5分別活動連接在氣缸1頂部和活塞輸出連杆機構2 的連接端上與氣缸壁組成一個密閉的空間，構成合頁連板機構。所述合頁連板3為兩端都是活動連接端4的板狀材料。圖2是本實用新型高效低耗能發動機的實施例1壓縮衝程時的結構示意圖。發動機開始工作時，合頁連板機構與輸出連杆機構連接的一端從上止點向下止點運動，帶動兩對合頁連板3向內收縮，氣缸1頂部和合頁連杆機構之間形成的密閉空間的容積逐漸減少，混合氣體受到強烈壓縮。當合頁連板機構與輸出連杆機構連接的一端運動到下止點時， 混合氣體被壓縮在下止點和合頁連板機構及氣缸1頂部之間的燃燒室內。這時混合氣體的壓強增大，溫度升高。氣缸頭上的火花塞通過高壓電產生了電火花，將混合氣體點燃，氣體猛烈膨脹，壓強急劇增高。合頁連板機構使原來作用在氣缸側壁上的氣體能量作用在合頁連板機構的合頁連板3的側壁上，從而使原來作用在氣缸側壁上的無效作用力轉化為有效地軸向力，使合頁連板機構與輸出連杆機構連接的一端在燃氣的強大壓力作用下，向上止點迅速運動，通過輸出連杆向上拉動曲軸輸出能量做功。這樣使得氣缸內氣體的能量得到充分利用，其能量利用率可達到70%以上，具有極高的使用價值。實施例2圖3是本實用新型高效低耗能發動機的實施例2結構示意圖，如圖3所示所述高效低耗能發動機的合頁連板機構是由四個合頁連板3構成，所述每個合頁連板3的活動連接端4依次相互活動連接成一個封閉的整體並通過軸5分別活動連接在氣缸1頂部和活塞輸出連杆機構2的連接端上與氣缸壁組成一個密閉的空間，構成合頁連板機構。合頁連板在輸出連杆機構的的帶動下由下止點移至上止點。此時進氣門開啟，排氣門關閉，在合頁連板機構移動過程中，合頁連板機構與氣缸之間形成的密閉空間的容積逐漸增大，密閉空間內氣體壓力從pr逐漸降低到pa，密閉空間內內形成一定的真空度，空氣和汽油的混合氣通過進氣門被吸入密閉空間中，並在合頁連板機構與氣缸之間形成的密閉空間內進一步混合形成可燃混合氣。圖4是本實用新型高效低耗能發動機的實施例2壓縮衝程時的結構示意圖；如圖所示壓縮衝程時，進、排氣門同時關閉。活塞從上止點向下止點運動，工作容積逐漸縮小，缸內混合氣受壓縮後壓力和溫度不斷升高，到達壓縮終點。 當合頁連板機構的一端接近下止點時，由火花塞點燃可燃混合氣，混合氣燃燒釋放出大量的熱能，使合頁連板機構與氣缸之間形成的燃燒室內氣體的壓力和溫度迅速提高。高溫高壓的燃氣推動合頁連板從下止點向上止點運動，通過輸出連杆向上拉動曲軸輸出機械能。 隨著合頁連板機構與輸出連杆機構連接的一端的上移，燃燒室容積增加，氣體壓力和溫度逐漸下降。排氣衝程時，排氣門開啟，進氣門仍然關閉，合頁連板機構與輸出連杆機構連接的一端從上止點向下止點運動。本實用新型的活塞帶動兩對合頁連板向內收縮，當輸出連杆機構運動到下止點時，混合氣體被壓縮在下止點和合頁連板機構之間的燃燒室內，使燃料爆炸時產生的能量作用在合頁連板機構的合頁連板的側壁上，使合頁連板在燃氣作用下，推動輸出連杆向上止點運動，推動輸出連杆向上拉動曲軸輸出能量，能量利用率> 70%。實施例3圖5是本實用新型高效低耗能發動機的實施例結構示意圖，如圖5所示高效低耗能發動機的合頁連板機構是由兩對合頁連板組構成，每對合頁連板組由 6個合頁連板構成所述每個合頁連板3的活動連接端4依次活動連接，其首連接端通過軸 5分別活動連接在氣缸1頂部連接；其末連接端分別與輸出連杆機構2的連接端活動連接； 與氣缸壁和輸出連接機構組成一個六邊形的密閉空間，構成合頁連板機構。發動機開始工作時，合頁連板機構與輸出連杆機構連接的一端從上止點向下止點運動，帶動兩對合頁連板3向內收縮，氣缸1頂部和合頁連杆機構之間形成的密閉空間的容積逐漸減少，混合氣體受到強烈壓縮。當合頁連板機構與輸出連杆機構連接的一端運動到下止點時，混合氣體被壓縮在下止點和合頁連板機構及氣缸1頂部之間的燃燒室內。這時混合氣體的壓強增大，溫度升高。氣缸頭上的火花塞通過高壓電產生了電火花，將混合氣體點燃，氣體猛烈膨脹，壓強急劇增高。合頁連板機構使原來作用在氣缸側壁上的氣體能量作用在合頁連板機構的合頁連板3的側壁上，從而使原來作用在氣缸側壁上的無效作用力轉化為有效地軸向力，使合頁連板機構與輸出連杆機構連接的一端在燃氣的強大壓力作用下，向上止點迅速運動，通過輸出連杆向上拉動曲軸輸出能量做功。這樣使得氣缸內氣體的能量得到充分利用，其能量利用率可達到70%以上，具有極高的使用價值。
權利要求1.一種高效低耗能發動機，其特徵在於所述高效低耗能發動機包括氣缸(1)，輸出連杆機構(2)和合頁連板機構；所述合頁連板機構的兩端分別與氣缸頂部及輸出連杆機構活動連接；所述合頁連板機構是由多個合頁連板C3)構成，所述合頁連板C3)為兩端都是活動連接端的板狀材料。
2.根據權利要求1所述的高效低耗能發動機，其特徵在於所述高效低耗能發動機的合頁連板機構是由兩對合頁連板C3)構成，所述每對合頁連板(3)的其中一個活動連接端 (4)相互連接；另兩個連接端通過軸( 分別活動連接在氣缸(1)頂部和輸出連杆機構(2) 的連接端上與氣缸壁組成一個密閉的空間，構成合頁連板機構。
3.根據權利要求1所述的高效低耗能發動機，其特徵在於所述高效低耗能發動機的合頁連板機構是由四個合頁連板C3)構成，所述每個合頁連板(3)的活動連接端(4)依次相互活動連接成一個封閉的整體，並通過軸( 分別活動連接在氣缸(1)頂部和輸出連杆機構O)的連接端上與氣缸壁組成一個密閉的空間，構成合頁連板機構。
4.根據權利要求1所述的高效低耗能發動機，其特徵在於所述高效低耗能發動機的合頁連板機構是由兩對合頁連板組構成，每對合頁連板組由多個合頁連板構成所述每個合頁連板(3)的活動連接端(4)依次活動連接，其首連接端通過軸( 分別活動連接在氣缸 (1)頂部連接；其末連接端分別與輸出連杆機構( 的連接端活動連接；與氣缸壁和輸出連接機構組成一個密閉的空間，構成合頁連板機構。
5.根據權利要求2所述的高效低耗能發動機，其特徵在於所述合頁連板上設有進氣閥和出氣閥。
專利摘要本實用新型一種高效低耗能發動機，包括氣缸(1)，輸出連杆機構(2)和合頁連板機構；所述合頁連板機構的兩端分別與氣缸頂部及輸出連杆機構活動連接；所述合頁連板機構是由多個合頁連板(3)構成，所述合頁連板(3)為兩端都是活動連接端(4)的板狀材料。本實用新型高效低耗能發動機採用合頁連板機構，使原來燃氣施壓在缸壁和缸體頂端的壓強作用在合頁連板上，本新型的發動機的合頁連板機構與輸出連杆機構的一端向下止點運動壓縮燃燒室氣體及空間，而在做功衝程階段，是燃料爆炸時產生的能量作用在合頁連板機構上，使合頁連板機構帶動輸出連杆機構向上止點運動，輸出能量，這樣的結構更充分的利用了燃氣產生的能量，節約能源，增大輸出功率。
文檔編號F02B43/00GK202202949SQ201120281139
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月4日 優先權日2011年8月4日
發明者陳雲橋 申請人:陳雲橋