專利名稱：汽車混合動力內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合動力內(nèi)燃機(jī)，特別是一種活塞工作缸和活塞發(fā)電機(jī)(電動機(jī))集一體的新型內(nèi)燃機(jī)。
目前，隨著世界環(huán)保事業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的4沖程內(nèi)燃機(jī)由于結(jié)構(gòu)的原因，在能量利用和效率提高都有局限性。本發(fā)明的目的是提供一種混合動力的新型內(nèi)燃機(jī)。能量效率超過四沖程內(nèi)燃機(jī)的效率，在燃料利用率、尾氣排放水平，滿足內(nèi)燃機(jī)的國家排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)在發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)上保留了二沖程內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)良性能、簡單可靠、制造簡單、成本低。同時(shí)增加了活塞發(fā)電機(jī)(活塞電動機(jī))組成混合動力內(nèi)燃機(jī)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種混合動力內(nèi)燃機(jī)，保留二沖程內(nèi)燃機(jī)的簡單結(jié)構(gòu)，增加單向吸入空氣/掃出廢氣的活塞、汽缸裝置；由一個(gè)工作汽缸一個(gè)單向(吸氣/掃氣)輔助汽缸組成，通過進(jìn)氣口吸入新鮮空氣，輔助汽缸內(nèi)的活塞上鑲嵌有磁性材料，輔助汽缸外鑲嵌有線圈。其特征在于是內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)輔助汽缸內(nèi)的活塞上鑲嵌磁性材料在往復(fù)運(yùn)動時(shí)，線圈切割磁力線，根據(jù)電磁原理，線圈感應(yīng)出電動勢，活塞與線圈組成一個(gè)活塞發(fā)電機(jī)。在車載CPU控制下整流器對車載電池充電。當(dāng)需要時(shí)活塞發(fā)電機(jī)可由電池提供電能，通過相位傳感器、加速傳感器在車載CUP的控制下變頻調(diào)制器向線圈提供一個(gè)交變磁場，活塞與線圈組成一個(gè)活塞電動機(jī)與內(nèi)燃機(jī)工作活塞同時(shí)輸出動力，成為一個(gè)用電池能和燃料能混合動力輸出的內(nèi)燃機(jī)。
(I)內(nèi)燃機(jī)工作汽缸(18)、輔助吸氣缸(17)，利用共用的曲軸(6)連接驅(qū)動，二個(gè)氣缸在曲軸(6)上的工作相位相差180度。活塞(11)與線圈(20)組成一個(gè)活塞發(fā)電機(jī)。
(II)當(dāng)工作汽缸(18)的活塞(2)在汽缸的上行程頂點(diǎn)時(shí)，輔助吸氣缸(17)的活塞(11)則在下行程頂點(diǎn)，反復(fù)運(yùn)動。活塞(11)與線圈(20)組成的活塞發(fā)電機(jī)因此發(fā)出電能，通過整流器(24)對電池(26)充電。
(III)工作活塞(2)與汽缸(18)始終是利用燃料做功，活塞(11)和線圈(20)則可利用車載電池(26)提供電能經(jīng)過變頻調(diào)制器(22)對線圈(20)施加一個(gè)變化的電壓，(與原電勢反向)實(shí)現(xiàn)活塞電動機(jī)的功能，且相位與工作活塞(2)保持同步，工作活塞(2)與活塞(11)同時(shí)驅(qū)動曲軸(6)輸出動力驅(qū)動汽車。
(IV)相位傳感器(21)、變頻調(diào)制器(22)、加速傳感器(23)整流器(24)、電池(26)和車載CPU(25)組成了汽車混合動力內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的有益之處是保持了二沖程內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，沒有使用四沖程內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門/排氣門/時(shí)規(guī)正時(shí)凸輪軸等裝置，大大降低了制造設(shè)備要求和產(chǎn)品成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了最大化的燃料利用?！痘旌蟿恿?nèi)燃機(jī)》滿足四沖程內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，但保留了二沖程內(nèi)燃機(jī)的簡單結(jié)構(gòu)，在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部增加了發(fā)電機(jī)、電動機(jī)功能。為內(nèi)燃機(jī)制造業(yè)提供了低廉的設(shè)計(jì)制造成本的新產(chǎn)品。
《混合動力內(nèi)燃機(jī)》采用閉環(huán)電子噴射控制裝置；本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排放指標(biāo)在理論上超過《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB14761-1999》。
本發(fā)明《混合動力內(nèi)燃機(jī)》按一定排列結(jié)構(gòu)就可設(shè)計(jì)制造新型多缸的《混合動力內(nèi)燃機(jī)》，并可提供不同的動力功率要求的《混合動力內(nèi)燃機(jī)》。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)總2是本發(fā)明控制原理3是本發(fā)明多缸組合中1.噴油嘴 2.工作活塞 3.進(jìn)氣管 4.連桿 5.單向閥 6.曲軸7.排氣閥 8.進(jìn)氣口 9.空氣流量氧傳感器 10.進(jìn)氣閥 11.活塞 12.排汽管 13.機(jī)油池 14.三元催化還原尾氣裝置 15.氧傳感器 16.火花塞 17.輔助吸氣缸 18.工作汽缸 19.磁性材料 20.線圈 21.相位傳感器 22.變頻調(diào)制器 23.加速傳感器 24.整流器 25.車載CPU 26.電池實(shí)施例一種汽車混合動力內(nèi)燃機(jī)，二沖程內(nèi)燃機(jī)工作汽缸(18)對稱的位置增加一個(gè)輔助吸氣缸(17)，利用共用的曲軸(6)連接驅(qū)動，二個(gè)氣缸相在曲軸(6)上的工作相位相差180度。當(dāng)工作汽缸(18)的活塞(2)在汽缸的上行頂點(diǎn)時(shí)，輔助吸氣缸(17)的活塞(11)則在下行頂點(diǎn)。工作活塞(2)與汽缸(18)在啟動時(shí)通過吸氣缸(17)推動，進(jìn)入進(jìn)氣管(3)得到新鮮空氣，燃料通過噴油嘴(1)直接噴射進(jìn)工作汽缸(18)與空氣混合，在合適的時(shí)刻火花塞(16)點(diǎn)火燃燒，在曲軸旋轉(zhuǎn)360度即完成一次工作行程。輔助吸氣缸(17)在曲軸(6)的驅(qū)動下通過活塞(11)下行產(chǎn)生負(fù)壓打開進(jìn)氣閥(10)通過進(jìn)氣口(8)吸入新鮮空氣，活塞(17)上行時(shí)進(jìn)氣閥(10)關(guān)閉，壓縮空氣打開排氣閥(7)經(jīng)過進(jìn)氣管(3)向工作汽缸(18)提供完全的新鮮空氣，將工作汽缸(18)燃燒后形成的廢氣掃出汽缸(18)進(jìn)入排氣管(12)，在曲軸旋轉(zhuǎn)360度實(shí)現(xiàn)了內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣和掃廢氣功能。
氧傳感器(15)、空氣流量傳感器(9)采用電子噴射閉環(huán)技術(shù)控制，將燃料通過噴油嘴(1)直接噴射進(jìn)工作汽缸(18)與空氣混合，在合適的時(shí)刻火花塞(16)點(diǎn)火燃燒做功。曲軸箱的機(jī)油池(13)與二個(gè)汽缸完全隔離，內(nèi)燃機(jī)的潤滑是在曲軸機(jī)油池(13)中保持適量的機(jī)油，曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)飛濺起機(jī)油潤滑曲軸(6)、兩只連桿(4)和活塞(2)、(11)，機(jī)油不進(jìn)入汽缸內(nèi)參與燃燒。曲軸箱內(nèi)的汽缸泄漏氣體通過單向閥(5)進(jìn)入進(jìn)氣管(3)，再次參與燃燒。三元催化還原尾氣裝置(14)將進(jìn)入排氣管(12)的尾氣進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，以達(dá)到更高的排放指標(biāo)。
發(fā)電機(jī)及電動機(jī)功能實(shí)現(xiàn)(I)內(nèi)燃機(jī)工作汽缸(18)、輔助吸氣缸(17)，利用共用的曲軸(6)連接驅(qū)動，二個(gè)氣缸在曲軸(6)上的工作相位相差180度。活塞(11)與線圈(20)組成一個(gè)活塞發(fā)電機(jī)。
(II)當(dāng)工作汽缸(18)的活塞(2)在汽缸的上行程頂點(diǎn)時(shí)，輔助吸氣缸(17)的活塞(11)則在下行程頂點(diǎn)，反復(fù)運(yùn)動?；钊?11)與線圈(20)組成的活塞發(fā)電機(jī)因此發(fā)出電能，通過車載CPU(25)控制整流器(24)對電池(26)的充電量，實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)剩余功率轉(zhuǎn)換為電能儲存在電池(26)中的目的。
(III)工作活塞(2)與汽缸(18)始終是利用燃料做功，活塞(11)和線圈(20)則可利用車載電池(26)提供電能經(jīng)車載CPU(25)控制變頻調(diào)制器(22)對線圈(20)施加一個(gè)變化的電壓，(與原電勢反向)用相位傳感器(21)保證與工作活塞(2)同步，實(shí)現(xiàn)活塞電動機(jī)的功能，工作活塞(2)、活塞(11)同步驅(qū)動曲軸(6)實(shí)現(xiàn)混合動力輸出，滿足加速時(shí)要求內(nèi)燃機(jī)提供高功率的目的。
(IV)相位傳感器(21)、變頻調(diào)制器(22)、加速傳感器(23)整流器(24)、電池(26)和車載CPU(25)組成了汽車混合動力內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)。
(V)在內(nèi)燃機(jī)不工作的情況下，可單獨(dú)由電池(26)提供電能、通過相位傳感器(21)、加速傳感器(23)、在車載CPU(25)控制變頻調(diào)制器(22)提供變頻磁場，驅(qū)動活塞(11)與線圈(20)組成的活塞電動機(jī)，活塞(11)驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)曲軸(6)輸出動力，實(shí)現(xiàn)汽車(零排放)的電動行駛。
有關(guān)點(diǎn)火時(shí)間的原理，與傳統(tǒng)的二沖程發(fā)動機(jī)一樣，閉環(huán)電子噴射控制裝置已是公知的成熟技術(shù)，就不再詳解了。
權(quán)利要求
1.一種汽車混合動力內(nèi)燃機(jī)，由一個(gè)工作汽缸(18)、工作活塞(2)，一個(gè)輔助汽缸(17)，內(nèi)有活塞(11)上鑲嵌磁性材料(19)，汽缸(17)外鑲嵌有線圈(20)，工作活塞(2)、活塞(11)與曲軸(6)聯(lián)接，相位相差180度，其特征在于是內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)輔助汽缸(17)內(nèi)的活塞(11)上鑲嵌磁性材料(19)往復(fù)運(yùn)動時(shí)，由于汽缸(17)外鑲嵌的線圈(20)切割磁力線，根據(jù)電磁原理，線圈(20)感應(yīng)出電動勢，活塞(11)與線圈(20)組成一個(gè)活塞發(fā)電機(jī)。利用車載CPU(25)控制整流器(24)電能輸出對車載電池(26)進(jìn)行充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的汽車混合動力內(nèi)燃機(jī)，當(dāng)需要加大功率輸出時(shí)可通過相位傳感器(21)、加速傳感器(23)、在車載CPU(25)控制變頻調(diào)制器(22)由電池(26)提供電能，向線圈(20)提供一個(gè)交變磁場，驅(qū)動活塞(11)與線圈(20)組成一個(gè)活塞電動機(jī)與工作活塞(2)同時(shí)驅(qū)動曲軸(6)，實(shí)現(xiàn)電池能和燃料能的混合動力輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的汽車混合動力內(nèi)燃機(jī)，在內(nèi)燃機(jī)沒有工作的情況下，可單獨(dú)由電池(26)提供電能、通過相位傳感器(21)、加速傳感器(23)、在車載CPU(25)控制變頻調(diào)制器(22)驅(qū)動活塞(11)與線圈(20)組成的活塞電動機(jī)，活塞(11)驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)曲軸(6)實(shí)現(xiàn)電動輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的汽車混合動力內(nèi)燃機(jī)，按任意排列組合成如V型、直列、水平列就可設(shè)計(jì)制造多缸的汽車混合動力內(nèi)燃機(jī)，提供不同的功率要求，應(yīng)用在各類車輛上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合動力內(nèi)燃機(jī)，特別是一種燃料工作缸和活塞發(fā)電機(jī)(電動機(jī))集一體的新型內(nèi)燃機(jī)。隨著世界環(huán)保、能源發(fā)展趨勢的需求，傳統(tǒng)的4沖程內(nèi)燃機(jī)由于結(jié)構(gòu)的原因，在能量利用和效率提高都有局限性。本發(fā)明的目的是提供一種新型混合動力內(nèi)燃機(jī)。能源效率超過四沖程內(nèi)燃機(jī)，在燃料利用率、尾氣排放水平，滿足超過內(nèi)燃機(jī)的國家排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明在結(jié)構(gòu)上保留了二沖程內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)良性能，實(shí)現(xiàn)了四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理獨(dú)立的潤滑系統(tǒng)，徹底的克服了二沖程內(nèi)燃機(jī)使用混合燃料的問題。內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)簡單可靠、制造簡單、成本低。內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)了燃料工作和電動工作的混合動力方式，是新一代交通工具的環(huán)保節(jié)能型內(nèi)燃機(jī)。
文檔編號H02K7/18GK1766292SQ200410090228
公開日2006年5月3日 申請日期2004年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月27日
發(fā)明者羅憲安 申請人:羅憲安