專利名稱：負壓式發(fā)動機及其工作循環(huán)過程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機。
背景技術(shù)：
發(fā)動機是汽車的動力源，發(fā)動機還廣泛應(yīng)用于交通運輸機械、農(nóng)業(yè)機械、工程機械和發(fā)電機組等各個方面。發(fā)動機種類繁多，其中二沖程和四沖程發(fā)動機是最常見，屬于往復活塞式內(nèi)燃機。內(nèi)燃機是借助工質(zhì)的狀態(tài)變化將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。根據(jù)所用燃料種類的不同，分為汽油機、柴油機和氣體燃料發(fā)動機三類。它們都是靠燃料燃燒產(chǎn)生的聞溫聞壓而做功。發(fā)動機的主要構(gòu)造是由機體、氣缸、缸蓋、活塞、燃燒系統(tǒng)、配氣機構(gòu)和曲軸連桿機構(gòu)等部件組成。二沖程發(fā)動機的工作原理是，氣缸體上有三個孔，即進氣孔、排氣孔和換氣孔，這三個孔分別在一定時刻由活塞關(guān)閉；其工作循環(huán)包含兩個行程1.第一行程活塞自下止點向上移動，三個氣孔同時被關(guān)閉后，進入氣缸的混合氣被壓縮；在進氣孔露出時，可燃混合氣流入曲軸箱；2.第二沖程活塞壓縮到上止點附近時，火花塞點燃可燃混合氣，燃氣膨脹推動活塞下移作功。這時進氣孔關(guān)閉，密閉在曲軸箱內(nèi)的可燃混合氣被壓縮；當活塞接近下止點時排氣孔開啟，廢氣沖出；隨后換氣孔開啟，受預(yù)壓的可燃混合氣沖人氣缸，驅(qū)除廢氣，進行換氣過程。二沖程發(fā)動機的優(yōu)點是1. 二沖程發(fā)動機沒有閥，這就大大簡化了它們的結(jié)構(gòu)，減輕了自身的重量；2. 二沖程發(fā)動機每一回轉(zhuǎn)點火一次，每一回轉(zhuǎn)它有雙倍的動力沖程，而四沖程發(fā)動機每隔一次回轉(zhuǎn)點火一次，這就賦予了二沖程發(fā)動機重要的動力基礎(chǔ)；3. 二沖程發(fā)動機可在任何方位上運轉(zhuǎn)，這在某些設(shè)備如鏈鋸上很重要。這些優(yōu)點使二沖程發(fā)動機更加輕便，簡易，制造成本低廉，輕便和雙倍動力的結(jié)合使它優(yōu)于四沖程發(fā)動機。但二沖程發(fā)動機潤滑系統(tǒng)不足，零部件耗損快，燃料效率不高，燃燒潤滑油，產(chǎn)生空氣污染。這些不足意味著二沖程發(fā)動機只能應(yīng)用于那些馬達不常使用和“推重比”很重要的場
入
口 ο四沖程發(fā)動機的工作原理是，汽缸蓋上裝有進氣門和排氣門，進氣門和排氣門與汽缸蓋的接觸密封面為汽缸蓋的底面，燃燒系統(tǒng)的噴油嘴安裝在汽缸蓋上向汽缸底方向噴油。通過進、排氣門的開閉實現(xiàn)向汽缸內(nèi)充氣和向汽缸外排氣。四沖程汽油機在進氣行程、 壓縮行程、做功行程和排氣行程內(nèi)完成一個工作循環(huán)。進氣行程時，此時進氣門開啟，排氣門關(guān)閉，曲軸轉(zhuǎn)動180°，活塞在曲軸的帶動下由上止點移至下止點，空氣和汽油的混合氣通過進氣門被吸入汽缸，并在汽缸內(nèi)進一步混合形成可燃混合氣；壓縮行程時，進、排氣門同時關(guān)閉，活塞從下止點向上止點運動，曲軸轉(zhuǎn)動180°，缸內(nèi)混合氣受壓縮后壓力和溫度不斷升高；在做功行程，進氣門、排氣門均關(guān)閉，曲軸轉(zhuǎn)動180°，當活塞接近上止點時，由火花塞點燃可燃混合氣，混合氣燃燒釋放出大量的熱能，高溫高壓的燃氣推動活塞從上止點向下止點運動，并通過曲柄連桿機構(gòu)對外輸出機械能；排氣行程時，排氣門開啟，進氣門仍然關(guān)閉，活塞從下止點向上止點運動，曲軸轉(zhuǎn)動180°，燃燒后的廢氣在汽缸內(nèi)外壓差和活塞的排擠作用向缸外排氣。四沖程發(fā)動機雖克服了二沖程發(fā)動機的缺點，但卻不具備二沖程發(fā)動機的優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
為了保留現(xiàn)有二沖程發(fā)動機輕便、簡易和制造成本低廉的優(yōu)點，本發(fā)明在四沖程發(fā)動機的基礎(chǔ)上，對其進行改進，提供一種負壓式發(fā)動機。為了達到上述目的，本發(fā)明負壓式發(fā)動機采取的技術(shù)方案是；它是由機體、汽缸、 汽缸蓋、活塞、燃燒系統(tǒng)、配氣機構(gòu)和曲軸連桿機構(gòu)等部件組成，配氣機構(gòu)是在汽缸蓋上裝有進氣門和排氣門；其特征在于，活塞在上止點時與汽缸蓋之間的間隙保證活塞碰不到汽缸蓋即可，進氣門和排氣門與汽缸蓋的接觸密封面設(shè)在汽缸蓋的頂面，活塞在下止點時的整個汽缸空間作為燃燒室，燃燒系統(tǒng)的噴油嘴和火花塞安裝在汽缸壁的活塞下止點處。其工作循環(huán)過程是1、第一進程，當活塞在上止點開始下行時，進氣門開啟，排氣門關(guān)閉，經(jīng)濾清器過濾的空氣進入燃燒室，活塞下行至下止點時，進氣門關(guān)閉，噴油嘴開啟和火花塞點火，點火的瞬間排氣門隨之開啟，并瞬間關(guān)閉；2、第二回程，活塞在負壓作用下自下止點向上移動，當活塞接近上止點時排氣門開啟，廢氣沖出，轉(zhuǎn)入第一進程。做功原理是，第一進程中經(jīng)濾清器過濾的空氣進入燃燒室，第二回程中，噴油與空氣混合后首先被火花塞點燃，燃燒消耗汽缸中部分氧氣，并使罐內(nèi)的氣體膨脹，此時，排氣門隨之開啟并瞬間關(guān)閉，排除罐內(nèi)多余的膨脹氣體，使汽缸內(nèi)外壓力相等，排氣門瞬間關(guān)閉后封閉汽缸，汽缸內(nèi)熱氣在汽缸壁導熱作用下溫度迅速下降，氣體縮小，使汽缸內(nèi)氣壓低于外面大氣壓(統(tǒng)稱負壓)，借以使活塞上移，產(chǎn)生動力。本發(fā)明發(fā)動機中的燃料只起到輔助作用，不作為動力直接來源，與傳統(tǒng)發(fā)動機相比，在耗油量相同的情況下只要適當增加缸徑產(chǎn)生的功率要大得多。由于燃料只是燃燒不是爆燃，噪音大大降低；由于在工作中沒有壓縮行程，不消耗能量，所以也節(jié)省了燃料；由于進氣門和排氣門設(shè)在汽缸蓋的頂面，所以不會產(chǎn)生氣門掉進后發(fā)生頂缸現(xiàn)象。


圖I、圖2是本發(fā)明實施例的原理示意圖，圖中僅以單缸發(fā)動機為例，其中圖I是活塞在上止點時的情況，圖2是活塞在下止點時的情況。圖例說明，I-曲軸連桿機構(gòu)，2-汽缸，3-活塞，4-排氣門，5-進氣門，6_噴油嘴和火花塞，7-汽缸蓋，8-燃燒室。
具體實施例方式如圖I和圖2所示，一種負壓式發(fā)動機，它的構(gòu)造是由機體、汽缸2、汽缸蓋7、活塞 3、燃燒系統(tǒng)、配氣機構(gòu)和曲軸連桿機構(gòu)I等部件組成，配氣機構(gòu)是在汽缸蓋2上裝有進氣門 5和排氣門4 ;其中，活塞3在上止點時與汽缸蓋7之間的間隙保證活塞3碰不到汽缸蓋7 即可，一般不大于2_，即僅設(shè)微小的自由間隙，進氣門5和排氣門4與汽缸蓋7的接觸密封面設(shè)在汽缸蓋7的頂面，活塞3在下止點時的整個汽缸空間作為燃燒室8，燃燒系統(tǒng)的噴油嘴和火花塞6安裝在汽缸壁的活塞3下止點處；其工作循環(huán)過程是I、第一進程，當活塞3在上止點開始下行時，進氣門5開啟，排氣門4關(guān)閉，經(jīng)濾清器過濾的空氣進入燃燒室8，活塞3下行至下止點時，進氣門5關(guān)閉，噴油嘴開啟和火花塞6點火，點火的瞬間排氣門4隨之開啟，并在瞬間排氣門4關(guān)閉；2.第二回程活塞3在負壓作用下自下止點向上移動，當活塞3接近上止點時排氣門4開啟，廢氣沖出，轉(zhuǎn)入第一進程。
權(quán)利要求
1.一種負壓式發(fā)動機,它是由機體、汽缸、汽缸蓋、活塞、燃燒系統(tǒng)、配氣機構(gòu)和曲軸連桿機構(gòu)等部件組成，配氣機構(gòu)是在汽缸蓋上裝有進氣門和排氣門；其特征在于，活塞在上止點時與汽缸蓋之間的間隙保證活塞碰不到汽缸蓋即可，進氣門和排氣門與汽缸蓋的接觸密封面設(shè)在汽缸蓋的頂面，活塞在下止點時的整個汽缸空間作為燃燒室，燃燒系統(tǒng)的噴油嘴和火花塞安裝在汽缸壁的活塞下止點處。
2.一種如權(quán)利要求I所述的負壓式發(fā)動機的工作循環(huán)過程，其特征在于，第一進程，當活塞在上止點開始下行時，進氣門開啟，排氣門關(guān)閉，經(jīng)濾清器過濾的空氣進入燃燒室，活塞下行至下止點時，進氣門關(guān)閉，噴油嘴開啟和火花塞點火，點火的瞬間排氣門隨之開啟， 并瞬間關(guān)閉；第二回程，活塞在負壓作用下自下止點向上移動，當活塞接近上止點時排氣門開啟，廢氣沖出，轉(zhuǎn)入第一進程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種負壓式發(fā)動機及其工作循環(huán)過程，它是由機體、汽缸、汽缸蓋、活塞、燃燒系統(tǒng)、配氣機構(gòu)和曲軸連桿機構(gòu)等部件組成，配氣機構(gòu)是在汽缸蓋上裝有進氣門和排氣門；活塞在上止點時與汽缸蓋之間的間隙保證活塞碰不到汽缸蓋即可，進氣門和排氣門與汽缸蓋的接觸密封面設(shè)在汽缸蓋的頂面，活塞在下止點時的整個汽缸空間作為燃燒室，燃燒系統(tǒng)的噴油嘴和火花塞安裝在汽缸壁的活塞下止點處。本發(fā)明在耗油量相同的情況下只要適當增加缸徑產(chǎn)生的功率要大得多，并且噪音降低，節(jié)省燃料。
文檔編號F02B75/40GK102588105SQ20121005674
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日
發(fā)明者戴躍東 申請人:戴躍東