[发明专利]主汽缸四冲程中冷回热内燃机

说明书

技术领域  本发明涉及一种内燃机，特别是主汽缸四冲程中冷回热内燃机。

背景技术  在申请号为“02125235.1”的发明专利说明书中，虽然所述的中冷回热式二冲程内燃机也完全具备了能提高循环热效率的中冷回热循环，但由于这种内燃机是由另设的压气汽缸作为气泵来为副缸提供压缩空气，增加了发动机的结构复杂度。同时，设在压气汽缸上的出气阀仍不能适应更高的发动机转速。由于内燃机在排气中损失的热量很大，因此，很有必要发展出结构上更完善的能对排气热量回收利用的新型中冷回热内燃机。

发明内容  本发明的目的是针对上述中冷回热式二冲程内燃机中的不足提供一种改进的主汽缸四冲程中冷回热内燃机，这种内燃机不仅能让主汽缸具有为副缸提供循环压缩空气的气泵功能，而且其上的出气单向阀结构更能适应发动机的较高转速。

本发明的主汽缸四冲程中冷回热内燃机包括带有进排气门的主汽缸、通过不同阀门与主汽缸和回热器连通的副缸、通过不同阀门与回热器和中间冷却器连通的小副缸，通向中间冷却器的出气单向阀设在主汽缸的缸盖上，该出气单向阀受背面的弹簧作用落座在带通气孔的阀座上，在出气单向阀之前还设有一个结构与进排气门相同的挡气门，该挡气门的气门杆穿过阀座中央及其上的隔气套管被缸盖上的挡气凸轮控制，挡气门在主汽缸内的活塞上移进行压缩过程后开启、在活塞行到上止点时关闭，挡气门关闭后，副缸与主汽缸之间的升降阀被控制开启，副缸内的配气活塞也行到所设定的距上止点一定距离的位置处，配气活塞行到上止点时，升降阀关闭。

在双副缸十字头机型中，副缸由副缸体内配气活塞的上部空间构成，小副缸由配气活塞的下部空间构成，配气活塞经下部穿过下缸盖的活塞杆、十字头和连杆与副曲轴相连，副曲轴的转速等于曲轴转速的1/2。

在双副缸分开机型中，副缸处在单设的副缸体内，小副缸处在单设的小副缸体内，两副缸绕副曲轴即可对置布局、也可V型排列，在主汽缸单缸或双缸时，两副缸还可直列排列，小副缸通过相应减小缸径或减小副曲轴上小副缸的曲柄销半径使其工作容积小于副缸，副曲轴的转速等于曲轴转速的1/2。

在单副缸机型中，所述的小副缸与副缸合并后形成一个副缸，该副缸除经升降阀与主汽缸连通外，与回热器连通的两个进出气阀和与中间冷却器连通的充气阀也都设在副缸的缸盖上，带动副缸内配气活塞的副曲轴与曲轴的转速相同。

对于双副缸机型中升降阀的设置，升降阀倒放在副缸上面并处于躲开进气阀的位置处，升降阀关闭时，其阀头落座在与主汽缸上侧部连通的通气道的阀座上，在升降阀的中心设有安装喷油器的通孔，外侧固定在缸盖上的喷油器的喷油嘴伸在升降阀的通孔内，在升降阀的阀头上设有环形布置的与阀座隔有一定径向间隙的若干导向叶片，这些导向叶片与从副缸来的流向通气道的径向气流形成有一定的倾斜角，在缸盖上装有伸进通气道的电热塞。

在各机型中升降阀也可这样设置，升降阀位于主汽缸与副缸之间、并落座在下面弯通气道的阀座上，弯通气道的下侧端与主汽缸连通，在升降阀的中心设有安装喷油器的通孔，外侧固定在缸盖外壳上的喷油器的喷油嘴伸在升降阀的通孔内，在弯通气道下侧转弯处安装有电热塞，该电热塞经穿过副曲轴箱并躲开副曲轴和穿过副缸外侧水套的长套管伸到弯通气道。

为对挡气门进一步控制，挡气门背面的出气单向阀经其上的压环被上面的弹簧作用，压环则经套管与伸在电控线圈内的衔铁相连，或让出气单向阀直接与带有衔铁的套管相连，当主汽缸内的活塞上行开始压缩过程后，电控线圈被通电会在压缩空气将要冲开出气单向阀之前至活塞行到上止点时吸引衔铁使弹簧不再作用出气单向阀。

在中冷回热内燃机中还设有功率稳定系统，在回热器的出气端与进气阀之间的连通管路上分别设有与电控单元连通的温度传感器和压力传感器，在刚改变控制喷油量的油门踏板位置后，当回热器内的温度和压力上升或降低时，电控单元会控制油泵装置和喷油器相应的减少或增加喷油量。

在车用中冷回热内燃机中设有制动能量回收利用系统，该系统包括经相应的信号线被电控单元控制的安装在回热器与进气阀之间连通管路上的截止阀、带有进出阀并通过进出气管路与回热器进气端的连通管路相连通的储气筒，还包括设在缸盖上的控制进排气门工作状态的气门控制机构；车辆正常行驶时，截止阀开启、进出阀关闭，车辆制动需回收制动能量时，电控单元控制截止阀关闭、让进出阀开启，发动机产生的压缩空气进入储气筒；在利用制动能量时，电控单元让截止阀和进出阀开启、发动机利用储气筒内的压缩空气工作，气门控制机构则让发动机不产生压缩空气。