內燃機的並聯與複合系統的製作方法
2023-12-02 03:08:36
專利名稱:內燃機的並聯與複合系統的製作方法
技術領域:
本發明涉及一種內燃機的並聯與複合系統。
二、技術背景在現有技術中,爆震是限制內燃機提高壓縮比進而提高熱效率的主要原因,也是影響內燃機排放的重要因素。汽油發動機當缸內混合氣濃度適當,壓縮比足夠高,點火時間過早時就會發生爆震。多方面的研究表明引發爆震的直接原因是缸內壓力溫度過高和快速增長,導致多點自燃和鏈式反應形成衝擊波,破壞冷激層,導致發動機過熱,熱效率下降,並可能對活塞及環、缸體等部件造成破壞。同時在作功過程中,排放中的大量的NOx等有毒氣體。
柴油機的主要汙染物是NOx和碳微粒(PM)。由於PM形成是由於柴油與空氣混合不充分及燃燒溫度較低造成的,採用提高壓縮比、加大噴油提前角的方法提高燃燒溫度可以降低PM排放,但同時造成NOx排放的惡化。傳統的方法是採用推遲噴油提前角在PM與NOx排放間找出優化平衡點。近年來多方試驗採用柴油予混合燃燒技術,在降低NOx和PM排放方面取得了良好效果;但同時產生了爆震問題。為此不得不採用降低壓縮比和高EGR率乃至進氣口噴水的方法來提高燃燒的穩定性,致使發動機的工作範圍非常狹窄。
發明內容
本發明的目的提供一種防爆震、低汙染、熱效率高的內燃機的並聯與複合系統。
為達到上述目的,本發明採用的技術方案為一種內燃機的並聯與複合系統,其特殊之處在於所述的內燃機的並聯與複合系統的主動力裝置為內燃機1,在內燃機的缸蓋上增設高壓燃氣口2;內燃機的並聯與複合系統的副動力裝置3的進氣口與主動力裝置的高壓燃氣口2連通。
上述的並聯與複合系統的副動力裝置3為燃氣渦輪機4。
上述的並聯與複合系統的副動力裝置燃氣渦輪機4為具有二次進氣功能的渦輪機。
上述的並聯與複合系統的副動力裝置3為並聯氣缸5。
上述的並聯與複合系統的燃氣渦輪機4輸出的動力經減速機6通過液力傳動機構7和主動力裝置1合併輸出。
上述的並聯與複合系統的副動力裝置燃氣渦輪機4連接增壓器8供內燃機1增壓。
上述的燃氣渦輪機4尾氣口與內燃機1廢氣口連接複合渦輪機9進氣口,複合渦輪機9的動力經減速機6通過液力傳動機構7和內燃機1合併輸出。
本發明相對與現有技術相比,其優點如下1、本發明的在缸蓋上設置自動控制高壓燃氣口,因而可控制缸內壓力的增長,具有防爆震的功能。
2、本發明的採用予混合燃燒技術,因而提高燃燒的等容度,可採用較高的綜合壓比,具有較高的熱效率。
3、本發明的採用自動控制高壓燃氣口與予混合燃燒技術,具有降低汙染功能。
四
圖1為本發明內燃機並聯與複合系統的並聯結構示意圖;圖2為本發明內燃機並聯與複合系統的單缸二衝程直列式並聯汽缸的結構示意圖;圖3為本發明內燃機並聯與複合系統的雙缸四衝程直列式並聯汽缸的結構示意圖;圖4為本發明內燃機並聯與複合系統的並聯複合結構示意圖;圖5為本發明內燃機並聯與複合系統的並聯增壓結構示意圖;圖6為本發明內燃機並聯與複合系統的並聯增壓複合結構示意圖;五具體實施例方式參見圖1,本發明的內燃機的並聯與複合系統包括主動力裝置1、副動力裝置3;其主動力裝置內燃機1的缸蓋上增設一高壓燃氣口2,應用現有的電控和液壓伺服技術控制高壓燃氣口2,在內燃機1的汽缸內的壓力達到爆震的臨界值時,打開壓燃氣口2,釋放部分的燃氣,被釋放燃氣進入內燃機的並聯與複合系統的副動力裝置3作功。燃氣壓力溫度以較快的速度降低,使燃燒早期形成的NO向分解為N2和O2的反應平衡方向移動,有利於降低排放中的NOx含量。
參見圖2,圖2是一種單缸二衝程內燃機的直列並聯結構示意圖;並聯與複合系統的副動力裝置3為並聯氣缸5,並聯氣缸5的進氣口與二衝程內燃機的高壓燃氣口相連接,並聯活塞與主活塞同步運動,當主氣缸掃氣壓縮時,並聯氣缸排氣;當主氣缸燃燒作動過程中高壓燃氣口打開時,高壓燃氣進入並聯氣缸驅動活塞作功,同時主氣缸壓力溫度迅速降低,實現並聯與複合系統的控制排放、提高熱效率。
參見圖3,圖3是為本發明內燃機並聯與複合系統的雙缸四衝程直列式並聯汽缸的結構示意圖;其包括兩個主氣缸、一個並聯氣缸;兩主氣缸曲軸拐向相同,其工作相差是360度,其兩個高壓燃氣口與並聯氣缸的進氣口相連接;工作時,當一主氣缸進氣、壓縮時另一主氣缸作功、排氣;並聯氣缸與兩主氣缸均在作功、排氣過程分別同步工作。
參見圖4,圖4為本發明內燃機並聯與複合系統的並聯複合結構示意圖;其結構包括內燃機1、渦輪機4、減速器6、液力傳動機構7等;在內燃機1的缸蓋上增設一高壓燃氣口2,應用現有的電控和液壓伺服技術控制高壓燃氣口2,在內燃機1的汽缸內的壓力達到爆震的臨界值時,打開壓燃氣口2,釋放部分的燃氣,被釋放燃氣進入內燃機的並聯與複合系統的渦輪機4作功,渦輪機4的動力經減速器6和液力傳動機構7與內燃機1的主軸合併輸出。
參見圖5,圖5為本發明內燃機並聯與複合系統的並聯增壓結構示意圖;包括內燃機1、渦輪機4和增壓器8等;在內燃機1的缸蓋上增設一高壓燃氣口2,應用現有的電控和液壓伺服技術控制高壓燃氣口2,在內燃機1的汽缸內的壓力達到爆震的臨界值時,打開壓燃氣口2,釋放部分的燃氣,被釋放燃氣進入內燃機的並聯與複合系統的渦輪機4作功,渦輪機4的動力驅動增壓器8供內燃機1增壓,擴展了內燃機的功率範圍,降低了汙染,提高熱效率。
參見圖6,圖6為本發明內燃機並聯與複合系統的並聯增壓複合結構示意圖;包括內燃機1、渦輪機4、減速器6、液力傳動機構7、增壓器8,複合渦輪機9等;在內燃機1的缸蓋上增設一高壓燃氣口2,應用現有的電控和液壓伺服技術控制高壓燃氣口2,在內燃機1的汽缸內的壓力達到爆震的臨界值時,打開壓燃氣口2,釋放部分的燃氣,被釋放燃氣進入內燃機的並聯與複合系統的渦輪機4作功,渦輪機4的動力驅動增壓器8供內燃機1增壓,增壓器8尾氣口與內燃機1廢氣口連接複合渦輪機9進氣口,複合渦輪機9的動力經減速機6通過液力傳動機構7和內燃機1合併輸出,因而進一步擴展了內燃機的功率範圍,降低了汙染,提高熱效率。
權利要求
1.一種內燃機的並聯與複合系統,其特徵在於所述的內燃機的並聯與複合系統的主動力裝置為內燃機(1),在內燃機的缸蓋上增設高壓燃氣口(2);內燃機的並聯與複合系統的副動力裝置(3)的進氣口與主動力裝置的高壓燃氣口(2)連通。
2.根據權利要求書1所述的內燃機的並聯與複合系統,其特徵在於所述的並聯與複合系統的副動力裝置(3)為燃氣渦輪機(4)。
3.根據權利要求書2所述的內燃機的並聯與複合系統,其特徵在於所述的並聯與複合系統的副動力裝置燃氣渦輪機(4)為具有二次進氣功能的渦輪機。
4.根據權利要求書1所述的內燃機的並聯與複合系統,其特徵在於所述的並聯與複合系統的副動力裝置(3)為並聯氣缸(5)。
5.根據權利要求書1至3所述的任何一項內燃機的並聯與複合系統,其特徵在於所述的並聯與複合系統的燃氣渦輪機(4)輸出的動力經減速機(6)通過液力傳動機構(7)和主動力裝置(1)合併輸出。
6.根據權利要求書1至3所述的任何一項內燃機的並聯與複合系統,其特徵在於所述的並聯與複合系統的副動力裝置燃氣渦輪機(4)連接增壓器(8)供內燃機(1)增壓。
7.根據權利要求書6所述的內燃機的並聯與複合系統,其特徵在於所述的燃氣渦輪機(4)尾氣口與內燃機(1)廢氣口連接複合渦輪機(9)進氣口,複合渦輪機(9)的動力經減速機(6)通過液力傳動機構(7)和內燃機(1)合併輸出。
全文摘要
本發明涉及一種內燃機的並聯與複合系統。在現有技術中,爆震是限制內燃機提高壓縮比進而提高熱效率的主要原因,也是影響內燃機排放的重要因素。本發明的在內燃機的缸蓋上設置自動控制高壓燃氣口,可控制缸內壓力的增長,因而提高燃燒的等容度,可採用較高的綜合壓比,具有較高的熱效率和降低汙染功能。其多種結構形式的內燃機的並聯與複合系統,可廣泛適用於二衝程、四衝程、往復式、轉子式發動機。
文檔編號F02B41/10GK1504632SQ02139579
公開日2004年6月16日 申請日期2002年12月4日 優先權日2002年12月4日
發明者利 閻, 閻利 申請人:利 閻, 閻利