專(zhuān)利名稱(chēng)：?jiǎn)胃姿臎_程氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是一種使用氣體燃料的單缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。
技術(shù)背景氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)一般多以汽油機(jī)或柴油機(jī)為原機(jī)、經(jīng)改裝并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的 發(fā)動(dòng)機(jī)，由于單缸發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和用途等特點(diǎn)， 一些車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)上的先進(jìn)技術(shù)因 結(jié)構(gòu)或成本等因素不可能使用，目前采用機(jī)械的進(jìn)氣混合器的氣體發(fā)動(dòng)機(jī)功率要較汽油機(jī)或柴油機(jī)為原機(jī)的下降10—20%，尾氣有害排放物也較高，排放不 能達(dá)到有關(guān)國(guó)家的排放法規(guī)；機(jī)外凈化一般采用催化轉(zhuǎn)換器等措施但相對(duì)成本 較高，并且會(huì)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)消聲器表面局部過(guò)熱帶來(lái)安全危險(xiǎn)。單缸氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)采用火花點(diǎn)火燃燒，目前都沒(méi)有點(diǎn)火提前角自動(dòng)調(diào)整 裝置，這樣為保證低速大負(fù)荷正常工作，點(diǎn)火提前角設(shè)定較小，造成發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo) 定工況燃燒滯后，排溫高、功率小，氣體發(fā)動(dòng)機(jī)功率要較汽油機(jī)或柴油機(jī)原機(jī) 下降，同時(shí)燃燒不及時(shí)、不完善，發(fā)動(dòng)機(jī)排放差。單缸氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)采用均 質(zhì)混合氣，因而燃?xì)馀c空氣混合的均勻性、燃?xì)馀c空氣在發(fā)動(dòng)機(jī)工作的各種工 況的混合比例合適是保證良好燃燒的基礎(chǔ)；因此高性能、低排放、安全可靠的 單缸氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)還需從燃?xì)馀c空氣混合、點(diǎn)火、燃燒及降低排氣有害物等 入手開(kāi)展研究。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是對(duì)現(xiàn)有的單缸氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的上述缺陷，設(shè)計(jì)一種能有效 提高功率、降低排放的單缸四沖程氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)單缸四沖程氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，具有設(shè)置有氣缸蓋和活塞的機(jī)體，氣缸蓋上 設(shè)置有火花塞以及進(jìn)氣道，進(jìn)氣道下方為活塞，機(jī)體的氣缸蓋底面與活塞頂面 間為燃燒室，燃燒室在火花塞與進(jìn)氣道的下方，燃燒室聯(lián)接有點(diǎn)火裝置，并分 別與進(jìn)氣道和排氣裝置聯(lián)通，其特征在于a ，點(diǎn)火裝置包括可檢測(cè)機(jī)體內(nèi)曲軸 轉(zhuǎn)速與角度的轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)生器、接收轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)生器信號(hào)的且?guī)в悬c(diǎn)火始點(diǎn)延 遲電路模塊的點(diǎn)火控制電路、由點(diǎn)火控制電路控制的點(diǎn)火線圈以及聯(lián)接點(diǎn)火線 圈的火花塞；b，燃燒室內(nèi)設(shè)置有一凹坑狀的快速燃燒室，火花塞的端部伸出氣 缸蓋底面并對(duì)著快速燃燒室；c，排氣裝置包括設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋底部的排氣 門(mén)、排氣管以及排氣消聲器，排氣門(mén)通過(guò)排氣管與排氣消聲器內(nèi)腔分隔出的消 聲器第一腔相連，排氣管的側(cè)壁表面開(kāi)有通氣孔，在通氣孔處安裝有單向閥。前述中的進(jìn)氣道為螺旋式進(jìn)氣道。前述方案中的單向閥的軸線與排氣裝置的氣流方向有40 90度的夾角。 前述的排氣門(mén)到排氣管與消聲器第一腔的聯(lián)接處的軸線長(zhǎng)度不大于300mm， 消聲器第一腔的容積不大于2倍氣缸工作容積。前述的火花塞的中心與燃燒室的中心有一火花塞偏心，其大小為不大于5% 的快速燃燒室直徑。前述的氣缸蓋的底面與快速燃燒室上表面間有一不大于1. 5%氣缸直徑的氣 缸余隙。本發(fā)明的點(diǎn)火裝置可使發(fā)動(dòng)機(jī)在高速工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火提前角大，低速工 作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火提前角自動(dòng)變小，不同工況的點(diǎn)火提前的角度由試驗(yàn)確定后 通過(guò)在點(diǎn)火控制電路內(nèi)的點(diǎn)火始點(diǎn)延遲電路模塊的附加延時(shí)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣 可保證在各種大負(fù)荷工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)不出現(xiàn)爆震等不正常燃燒的問(wèn)題，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定功率，此外適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火提前角可使發(fā)動(dòng)機(jī)功率、排放等綜合性能 優(yōu)化；燃燒室的設(shè)計(jì)則提供了一種燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專(zhuān)用的速燃燃燒裝置，可控制燃 燒的進(jìn)展，燃燒室內(nèi)設(shè)置凹坑狀的，火花塞中心與燃燒室中心偏心不大于5%凹 坑直徑，使火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，氣缸蓋進(jìn)氣道為低渦流的旋流結(jié)構(gòu)(渦流比小于2)， 使氣體進(jìn)入氣缸后有旋流運(yùn)動(dòng)，氣缸余隙不大于1.5%的氣缸直徑，造成缸內(nèi)擠 流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)，通過(guò)適當(dāng)?shù)臍饬鬟\(yùn)動(dòng)來(lái)強(qiáng)化燃燒，使缸內(nèi)燃燒速度加快，持續(xù)期短， 燃燒及時(shí)。在排氣裝置中加裝單向閥以二次供給空氣，在消聲器內(nèi)能形成再燃 燒的熱反應(yīng)器，熱反應(yīng)器實(shí)體為消聲器第一腔，腔體體積與氣缸工作容積成比 例變化，消聲器與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門(mén)間的排氣管要盡可能的短，長(zhǎng)度以小于300mm 為宜，氣缸內(nèi)燃燒組織按低NOx和排氣溫度略高的方式進(jìn)行，二次補(bǔ)氣供給的適 量氧氣使缸內(nèi)未完全燃燒的尾氣在缸外再燃燒，從而降低CO和HC，合適的氣體 燃料速燃燃燒系統(tǒng)和用排氣脈沖的單向閥供氣實(shí)現(xiàn)在缸外的二次再燃燒熱反應(yīng) 器的組合，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)有害氣體的排放。本發(fā)明提高了發(fā)動(dòng)機(jī)功率，節(jié)省能源(耗氣少)，排放低，成本低且安全和 可靠。


圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1中點(diǎn)火裝置的電路方框示意圖； 圖3為圖1中燃燒室的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖1中排氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。l為機(jī)體，2為氣缸蓋，3為活塞，4為燃燒室，5為點(diǎn)火裝置，6為進(jìn)氣道， 7為排氣裝置，51為火花塞，41為快速燃燒室，511為火花塞中心，411為燃燒室中心，e為火花塞偏心，el為壓縮余隙，71為排氣管，72為排氣門(mén)，73 為單向閥，74為消聲器第一腔，75為排氣消聲器，76為通氣孔，52為轉(zhuǎn)速信 號(hào)發(fā)生器，531為點(diǎn)火始點(diǎn)延遲電路模塊，53為點(diǎn)火控制電路，54為點(diǎn)火線圈。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。單缸四沖程氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，具有設(shè)置有氣缸蓋2和活塞3的機(jī)體1，氣缸 蓋2上設(shè)置有火花塞51以及螺旋式結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣道6，進(jìn)氣道6下方為活塞3， 機(jī)體1的氣缸蓋2底面與活塞3頂面間為燃燒室4，燃燒室4在火花塞51與進(jìn) 氣道6的下方，燃燒室4聯(lián)接有點(diǎn)火裝置5，并分別與進(jìn)氣道6和排氣裝置7聯(lián) 通，點(diǎn)火裝置5包括可檢測(cè)機(jī)體1內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)速與角度的轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)生器52、接 收轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)生器52信號(hào)的且?guī)в悬c(diǎn)火始點(diǎn)延遲電路模塊531的點(diǎn)火控制電路 53、由點(diǎn)火控制電路控制53的點(diǎn)火線圈54以及聯(lián)接點(diǎn)火線圈54的火花塞51; 燃燒室4內(nèi)設(shè)置有一凹坑狀的快速燃燒室41，火花塞51的端部伸出氣缸蓋2底 面并對(duì)著快速燃燒室41，火花塞中心511與燃燒室中心411有一火花塞偏心e， 其大小為3%的快速燃燒室41的直徑，氣缸蓋2的底面與快速燃燒室41上表面 間有一 1. 5%氣缸直徑的氣缸余隙el;排氣裝置7包括設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋2底 部的排氣門(mén)72、排氣管71以及排氣消聲器75，排氣門(mén)72通過(guò)排氣管71與排 氣消聲器75內(nèi)腔分隔出的消聲器第一腔74相連，排氣管71的側(cè)壁表面開(kāi)有通 氣孔76，排氣門(mén)72到排氣管71與消聲器第一腔74的聯(lián)接處的軸線長(zhǎng)度為 250mm，消聲器第一腔74的容積1. 5倍于氣缸工作容積，在通氣孔76處安裝有 單向閥73，單向閥73的軸線與排氣裝置7的氣流方向有45度的夾角。
權(quán)利要求
1. 單缸四沖程氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，具有設(shè)置有氣缸蓋和活塞的機(jī)體，氣缸蓋上設(shè)置有火花塞以及進(jìn)氣道，進(jìn)氣道下方為活塞，機(jī)體的氣缸蓋底面與活塞頂面間為燃燒室，燃燒室在火花塞與進(jìn)氣道的下方，燃燒室聯(lián)接有點(diǎn)火裝置，并分別與進(jìn)氣道和排氣裝置聯(lián)通，其特征在于a，點(diǎn)火裝置包括可檢測(cè)機(jī)體內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)速與角度的轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)生器、接收轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)生器信號(hào)的且?guī)в悬c(diǎn)火始點(diǎn)延遲電路模塊的點(diǎn)火控制電路、由點(diǎn)火控制電路控制的點(diǎn)火線圈以及聯(lián)接點(diǎn)火線圈的火花塞；b，燃燒室內(nèi)設(shè)置有一凹坑狀的快速燃燒室，火花塞的端部伸出氣缸蓋底面并對(duì)著快速燃燒室；c，排氣裝置包括設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋底部的排氣門(mén)、排氣管以及排氣消聲器，排氣門(mén)通過(guò)排氣管與排氣消聲器內(nèi)腔分隔出的消聲器第一腔相連，排氣管的側(cè)壁表面開(kāi)有通氣孔，在通氣孔處安裝有單向閥。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單缸四沖程氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述 的進(jìn)氣道為螺旋式進(jìn)氣道。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單缸四沖程氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述 的單向閥的軸線與排氣裝置的氣流方向有40 90度的夾角。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單缸四沖程氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述 的排氣門(mén)到排氣管與消聲器第一腔的聯(lián)接處的軸線長(zhǎng)度不大于300mm，消聲器第 一腔的容積不大于2倍氣缸工作容積。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單缸四沖程氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述 的火花塞的中心與燃燒室的中心有一火花塞偏心，其大小為不大于5%的快速燃 燒室直徑。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單缸四沖程氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述 的氣缸蓋的底面與快速燃燒室上表面間有一不大于1. 5%氣缸直徑的氣缸余隙。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是一種使用氣體燃料的單缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。具有設(shè)置有氣缸蓋和活塞的機(jī)體，氣缸蓋上設(shè)置有火花塞以及進(jìn)氣道，進(jìn)氣道下方為活塞，機(jī)體的氣缸蓋底面與活塞頂面間為燃燒室，燃燒室在火花塞與進(jìn)氣道的下方，燃燒室聯(lián)接有點(diǎn)火裝置，并分別與進(jìn)氣道和排氣裝置聯(lián)通。本發(fā)明通過(guò)對(duì)點(diǎn)火裝置、燃燒室等的改進(jìn)，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)功率，節(jié)省能源(耗氣少)，排放低，成本低且安全和可靠。
文檔編號(hào)F02B23/08GK101245755SQ20081002465
公開(kāi)日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2008年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者劉勝吉, 順 張, 建 王 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué);常州常瑞天力動(dòng)力機(jī)械有限公司