一種微型發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及蓄熱催化技術(shù)，特別是涉及一種微型發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]實(shí)際應(yīng)用中，傳統(tǒng)的大尺寸發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，其燃燒室內(nèi)產(chǎn)生較多的熱量；同時(shí)，由于氣缸壁的熱傳導(dǎo)作用，燃燒室內(nèi)的一部分熱量又會(huì)被散熱損失掉。相比較于燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的總?cè)紵裏幔ㄟ^氣缸壁的這部分散熱損失是很少的，故傳統(tǒng)大尺寸發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率是很高的。對于微型發(fā)動(dòng)機(jī)而言，由于其微燃燒室表面積與容積的比值較大，通過氣缸壁的散熱損失在微燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的總?cè)紵裏嶂兴急壤脖容^大。另外，在微型發(fā)動(dòng)機(jī)中，由于燃料在微燃燒室內(nèi)停留時(shí)間比較短，故微燃燒室內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)溫度與反應(yīng)速率均比較低，燃料燃燒不充分。目前，各種類型的微型發(fā)動(dòng)機(jī)普遍存在燃燒不充分、燃燒效率較低等問題。
[0003]由此可見，在現(xiàn)有技術(shù)中，微型發(fā)動(dòng)機(jī)存在熱效率低、浪費(fèi)能源等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、燃燒效率與有效功率高、節(jié)約能源且重量輕的微型發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
[0006]一種微型發(fā)動(dòng)機(jī)，包括:氣缸體、活塞、曲軸、連桿、進(jìn)氣道、進(jìn)氣門、排氣道、排氣門、火花塞、設(shè)置在進(jìn)氣道內(nèi)的噴油嘴、由氣缸體圍成的燃燒室、氣缸蓋；氣缸體內(nèi)設(shè)置有第一空腔，活塞內(nèi)設(shè)置有第二空腔，第一空腔與第二空腔內(nèi)均裝設(shè)有相變蓄熱材料；氣缸蓋朝向燃燒室一側(cè)、活塞朝向燃燒室一側(cè)均鍍有一層催化劑，其中，
[0007]鍍有催化劑的氣缸蓋上設(shè)置有火花塞、進(jìn)氣道、排氣道，進(jìn)氣道與排氣道分別安設(shè)于火花塞兩側(cè)，進(jìn)氣門裝設(shè)于進(jìn)氣道內(nèi)靠近氣缸蓋處，排氣門裝設(shè)于排氣道內(nèi)靠近氣缸蓋處，火花塞、進(jìn)氣道、排氣道與燃燒室連通；活塞設(shè)置于燃燒室內(nèi)，連桿上端通過活塞銷固定于活塞背向燃燒室一側(cè)，連桿下端與曲軸固定連接。
[0008]綜上所述，本發(fā)明所述微型發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作狀態(tài)下，進(jìn)氣道內(nèi)的噴油嘴噴出的油氣與進(jìn)入進(jìn)氣管內(nèi)的空氣混合物在進(jìn)氣門的控制下進(jìn)入燃燒室，當(dāng)活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，燃燒室內(nèi)的油氣與空氣混合物受到壓縮，當(dāng)該混合物受到的壓力達(dá)到一定程度時(shí)，火花塞點(diǎn)火；燃燒室內(nèi)的油氣與空氣混合物在催化劑的作用下高效燃燒，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，完成做功過程。曲軸通過連桿帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，膨脹過后的燃燒氣體在其自身剩余壓力與活塞的推動(dòng)下，并在排氣門的控制下由排氣道排出，完成排氣過程。本發(fā)明所述微型發(fā)動(dòng)機(jī)周而復(fù)始地進(jìn)行上述進(jìn)氣、壓縮、做功與排氣過程。在做功過程中，氣缸體與活塞內(nèi)的相變蓄熱材料通過自身的熔化、汽化、升華等相變能吸收油氣與空氣混合物燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量，同時(shí)有效地減緩氣缸體的散熱損失；在排氣過程中，氣缸體與活塞內(nèi)的相變蓄熱材料再次發(fā)生凝固、凝結(jié)、固化等相變而釋放熱量，可有效提高催化劑與燃燒室內(nèi)混合氣體的溫度，從而使得混合氣體燃燒穩(wěn)定且反應(yīng)速率較快。由此可見，本發(fā)明所述微型發(fā)動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、燃燒效率高、節(jié)約能源及提高有效功率等優(yōu)點(diǎn)。此外，由于氣缸體與活塞內(nèi)部設(shè)置有空腔，故本發(fā)明所述微型發(fā)動(dòng)機(jī)還具有重量輕的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明所述微型發(fā)動(dòng)機(jī)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明所述氣缸體的橫向剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0012]圖1為本發(fā)明所述微型發(fā)動(dòng)機(jī)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明所述氣缸體的橫向剖視圖。如圖1、圖2所示，本發(fā)明所述微型發(fā)動(dòng)機(jī)，包括:氣缸體2、活塞8、曲軸6、連桿7、進(jìn)氣道12、進(jìn)氣門13、排氣道16、排氣門15、火花塞14、設(shè)置在進(jìn)氣道12內(nèi)的噴油嘴、由氣缸體2圍成的燃燒室10、氣缸蓋I ;氣缸體2內(nèi)設(shè)置有第一空腔3，活塞8內(nèi)設(shè)置有第二空腔4，第一空腔3與第二空腔4內(nèi)均裝設(shè)有相變蓄熱材料；氣缸蓋I朝向燃燒室10 —側(cè)、活塞8朝向燃燒室10 —側(cè)均鍍有一層催化劑9，其中，
[0013]鍍有催化劑9的氣缸蓋I上設(shè)置有火花塞14、進(jìn)氣道12、排氣道16，進(jìn)氣道12與排氣道16分別安設(shè)于火花塞14兩側(cè)，進(jìn)氣門13裝設(shè)于進(jìn)氣道12內(nèi)靠近氣缸蓋I處，排氣門15裝設(shè)于排氣道16內(nèi)靠近氣缸蓋I處，火花塞14、進(jìn)氣道12、排氣道16與燃燒室10連通；活塞8設(shè)置于燃燒室10內(nèi)，連桿7上端通過活塞銷5固定于活塞8背向燃燒室10 —偵1|，連桿7下端與曲軸6固定連接。
[0014]總之，本發(fā)明所述微型發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作狀態(tài)下，進(jìn)氣道內(nèi)的噴油嘴噴出的油氣與進(jìn)入進(jìn)氣管內(nèi)的空氣混合物在進(jìn)氣門的控制下進(jìn)入燃燒室，當(dāng)活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，燃燒室內(nèi)的油氣與空氣混合物受到壓縮，當(dāng)該混合物受到的壓力達(dá)到一定程度時(shí)，火花塞點(diǎn)火；燃燒室內(nèi)的油氣與空氣混合物在催化劑的作用下高效燃燒，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，完成做功過程。曲軸通過連桿帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，膨脹過后的燃燒氣體在其自身剩余壓力與活塞的推動(dòng)下，并在排氣門的控制下由排氣道排出，完成排氣過程。本發(fā)明所述微型發(fā)動(dòng)機(jī)周而復(fù)始地進(jìn)行上述進(jìn)氣、壓縮、做功與排氣過程。在做功過程中，氣缸體與活塞內(nèi)的相變蓄熱材料通過自身的熔化、汽化、升華等相變能吸收油氣與空氣混合物燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量，同時(shí)有效地減緩氣缸體的散熱損失；在排氣過程中，氣缸體與活塞內(nèi)的相變蓄熱材料再次發(fā)生凝固、凝結(jié)、固化等相變而釋放熱量，可有效提高催化劑與燃燒室內(nèi)混合氣體的溫度，從而使得混合氣體燃燒穩(wěn)定且反應(yīng)速率較快。由此可見，本發(fā)明所述微型發(fā)動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、燃燒效率高、節(jié)約能源及提高有效功率等優(yōu)點(diǎn)。此外，由于氣缸體與活塞內(nèi)部設(shè)置有空腔，故本發(fā)明所述微型發(fā)動(dòng)機(jī)還具有重量輕的優(yōu)點(diǎn)。
[0015]本發(fā)明中，第一空腔3的容積為4522mm3?7536mm3，第二空腔4的容積為271mm3?912mm3。
[0016]本發(fā)明中，催化劑9為負(fù)載型貴金屬催化劑，包括:Pt/y-Al203、Pd/ γ -Al2O3, Rh/T —Al2O3O
[0017]本發(fā)明中，氣缸蓋I上的催化劑9與所述氣缸蓋I貼合，活塞8上的催化劑9與所述活塞8貼合。
[0018]本發(fā)明中，所述相變蓄熱材料為六水氯化鈣、三水醋酸鈉或有機(jī)醇；所述相變蓄熱材料的蓄熱密度不低于200kJ/kg ;第二空腔4內(nèi)的相變蓄熱材料的體積為271mm3?912mm3，第二空腔4內(nèi)的相變蓄熱材料的蓄熱量為0.108KJ?0.360KJ ;第一空腔3內(nèi)的相變蓄熱材料的體積為4522mm3?7536mm3，第一空腔3內(nèi)的相變蓄熱材料的蓄熱量為1.82KJ ?3.0OKJ0
[0019]本發(fā)明中，氣缸體2的外徑為20?30mm、壁厚為5mm，且氣缸體2的材質(zhì)為鋁合金。
[0020]本發(fā)明中，活塞8的材質(zhì)為AEB5型共晶招，AEB5型共晶鋁中Cu的質(zhì)量含量為5%;活塞8的厚度為8?1mm0
[0021]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微型發(fā)動(dòng)機(jī)，包括:氣缸體、活塞、曲軸、連桿、進(jìn)氣道、進(jìn)氣門、排氣道、排氣門、火花塞、設(shè)置在進(jìn)氣道內(nèi)的噴油嘴、由氣缸體圍成的燃燒室、氣缸蓋；其特征在于，氣缸體內(nèi)設(shè)置有第一空腔，活塞內(nèi)設(shè)置有第二空腔，第一空腔與第二空腔內(nèi)均裝設(shè)有相變蓄熱材料；氣缸蓋朝向燃燒室一側(cè)、活塞朝向燃燒室一側(cè)均鍍有一層催化劑，其中， 鍍有催化劑的氣缸蓋上設(shè)置有火花塞、進(jìn)氣道、排氣道，進(jìn)氣道與排氣道分別安設(shè)于火花塞兩側(cè)，進(jìn)氣門裝設(shè)于進(jìn)氣道內(nèi)靠近氣缸蓋處，排氣門裝設(shè)于排氣道內(nèi)靠近氣缸蓋處，火花塞、進(jìn)氣道、排氣道與燃燒室連通；活塞設(shè)置于燃燒室內(nèi)，連桿上端通過活塞銷固定于活塞背向燃燒室一側(cè)，連桿下端與曲軸固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一空腔的容積為4522mm3?7536mm3，所述第二空腔的容積為271mm3?912mm3。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述催化劑為負(fù)載型貴金屬催化劑，包括=Pt/ γ -Al2O3' Pd/ γ -Al2O3, Rh/ γ -Al2O304.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述氣缸蓋上的催化劑與所述氣缸蓋貼合，所述活塞上的催化劑與所述活塞貼合。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述相變蓄熱材料為六水氯化鈣、三水醋酸鈉或有機(jī)醇；所述相變蓄熱材料的蓄熱密度不低于200kJ/kg ;所述第二空腔內(nèi)的相變蓄熱材料的體積為271_3?912mm 3，所述第二空腔內(nèi)的相變蓄熱材料的蓄熱量為0.108KJ?0.360KJ ;所述第一空腔內(nèi)的相變蓄熱材料的體積為4522mm3?7536mm3，所述第一空腔內(nèi)的相變蓄熱材料的蓄熱量為1.82KJ?3.00KJ。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述氣缸體的外徑為20?30mm，所述氣缸體的壁厚為5mm，所述氣缸體的材質(zhì)為招合金。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述活塞的材質(zhì)為AEB5型共晶鋁，AEB5型共晶鋁中Cu的質(zhì)量含量為5% ;所述活塞的厚度為8?10mm。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種微型發(fā)動(dòng)機(jī)，包括：氣缸體、活塞、曲軸、連桿、進(jìn)氣道、進(jìn)氣門、排氣道、排氣門、火花塞、噴油嘴、燃燒室、氣缸蓋；氣缸體、活塞內(nèi)均設(shè)置有空腔，空腔內(nèi)裝有相變蓄熱材料；氣缸蓋、活塞上均鍍有一層催化劑，其中，氣缸蓋上設(shè)置有火花塞、進(jìn)氣道、排氣道，進(jìn)氣門、排氣門分別裝設(shè)于進(jìn)氣道、排氣道內(nèi)，火花塞、進(jìn)氣道、排氣道與燃燒室連通；活塞設(shè)置于燃燒室內(nèi)，連桿上端通過活塞銷固定于活塞上，連桿下端與曲軸固定連接。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、燃燒效率與有效功率高、節(jié)約能源且重量輕等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于機(jī)車領(lǐng)域。
【IPC分類】F02F1/24, F02M27/02, F02F1/18, F02F3/00, F02B75/34
【公開號(hào)】CN105065114
【申請?zhí)枴緾N201510454431
【發(fā)明人】陳俊杰, 周龍, 閆龍飛, 王小松, 郜旭輝, 許德光
【申請人】河南理工大學(xué)
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月24日