[发明专利]多级排气量发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种多缸发动机，尤其是一种安装在汽车上，可以根据汽车作业过程中对动力需求的变化，多级别动态改变排气量的发动机，属于车用发动机。

技术背景

目前汽车用发动机主要有汽油发动机和柴油发动机，由多个气缸(三个或三个以上)按一定的形式排列，习惯上按照排列方式分为直列型、V型和水平对置型三种。其优点是工艺成熟，工作可靠；缺点是所有的气缸同时工作，为了满足发动机转速的需求，发动机必须给每一个气缸共给足够的燃料，如果燃料共给不足，发动机转速会立刻下降。由于汽车发动机的排量是按照汽车最大需求设计制造的，在正常行驶时发动机的动力利用不足50％，尤其是在平路定速巡航时动力利用率仅为25％，所以现有发动机动力利用率低，燃油严重浪费。

为了克服以上不足，专利CN1039384A提出双发动机机动车，但由于安装不便一直未能在实际中应用。在上世纪五十年代以美国克莱斯勒公司为代表的汽车研究和生产商对大排量的发动机进行了改进，既被称为可变排量引擎技术，简单的说就是在发动机轻负荷时把一半气缸关闭，达到节油的目的。[克莱斯勒的技术叫做多排气量系统(Multiple Displacement System，MDS)；除了克莱斯勒外，GM和Honda公司也采用类似技术改变大排量发动机的节油性能，GM称该技术为(Displacement on Demand)，意思是需要时才提供排气量；Honda把该系统称为可变气缸管理(Variable CylinderManagement，VCM)]。

目前所有的設計都在轻负荷时关闭一半汽缸，克莱斯勒和GM的V8引擎上只用四个汽缸工作，在Honda的V6引擎上只用三个汽缸。

具体技术有两种：克莱斯勒和GM公司采用断油的同时，用凸轮推动一根挺杆再带动摇臂驱动气门闭合，挺杆采用液压方式，由电磁线圈控制挺杆的进油量，当要关闭部分气缸时流进挺杆的液压关闭，挺杆可自由伸缩，凸轮的压力不能传递到气门，气门始终保持关闭状态；

Honda的引擎DOHC没有挺杆，汽缸被关闭是通过控制搖臂和凸轮轴，让凸轮轴不再推动气阀搖臂来防止气阀打开。

可变排气量技术可以节省一定的燃油，关闭气缸就是关闭进气门和排气门，气缸内空气的正负压力交替变化，消耗大量的动力。现仅应用于六缸以上的大排量V型发动机，并且从八缸变到四缸或六刚到三缸工作，变化幅度大，结构复杂，成本高，仅采用与高档小轿车或大型车辆。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种多级别动态改变排气量的发动机(排气量改变级数与缸数相等)。它可根据动力需求按顺序关闭或开启其中一个气缸或多个气缸，最少时只有一个气缸工作，由于结构简单、工艺成熟。适应于多缸的汽油、柴油、燃气发动机，可广泛的应用于各种档次汽车、工程机械、农用机械等。

本发明的目的可通过以下技术方案实现：

一种多级别改变排量的发动机，包括每个气缸可单独控制的供油系统、每个气缸分开控制的进气系统和可关闭气缸的排气系统。

所述的供油系统，所有的多点电喷汽油发动机或柴油电喷发动机，计算机程序对每个气缸的供油独立控制，非电喷柴油机在高压油泵和喷油头之间安装一个电磁阀。

所述的分开控制的进气系统包括空气滤清器、进气道，多联节气伐、进气支气管，空气滤清器连接进气道、进气道连接多联节气门、多联节气门分别连接各进气支管。所有节气门一字排列，所有节气伐同轴。

所述的可关闭气缸的排气系统包括排气门、排气支管、消声器和排气门止回器，排气门止回器固定在气缸盖上，并将排气门杆和排气门弹簧套在中央

所述的排气门止回器，包括外壳、排气门弹簧套、两个(或多个)锁爪、锁爪轴、电磁线圈、衔铁和两个(或多个)回位弹簧。排气门控制器固定在的气缸盖上，排气门从中间穿过，排气门弹簧套将弹簧套在中间并锁定在进气门杆上，进气门弹簧套随进气门的上下运动做同步运动，当需要关闭该气缸时接通锁定线圈电源，使线圈产生磁场，衔铁在磁场的作用下向上运动并作用锁爪向内运动，当进气门向下运动至弹簧套低于锁爪时，锁爪阻止弹簧套回位，使气门无法关闭。

在关闭一气缸时，供油系统停止对该缸的供油，同时排气门止回器将排气门阻止在一定位置，使气门无法关闭，保持常开状态，发动机原来的压缩冲程改变为呼气冲成，做功冲程改变为吸气冲程。活塞在往复运动时缸内的空气通过常开的进气门吸入或呼出，消除了压缩冲程和做功冲程对发动机产生的空气阻力，减小发动机的震动。

附图说明

图1是本发明四缸发动机的基本原理图