[实用新型]高效环保增压发动机

说明书

(一)技术领域：

本实用新型涉及发动机，具体是一种高效环保增压发动机。

(二)背景技术：

本实用新型涉及的发动机为内燃发动机，内燃发动机主体为气缸，气缸的上口由缸盖封盖，气缸内设有活塞，活塞在气缸内的运动上止点和运动下止点间往复运动。

活塞运动的上止点与缸盖之间的气缸腔室为燃烧室，活塞运动的下止点与缸盖之间的气缸腔室为进气室(包括燃烧室)，进气室与燃烧室之比为压缩比。

活塞的往复运动分为进气、压缩、爆炸做功和排气四个过程：

1、进气(即吸气)。活塞自上止点向下运动时开启进气口，关闭排气口。活塞自上止点向下运动至下止点的过程中，进气口的气门处于开启状态，排气口的气门处于关闭状态，这时活塞作进气运动，喷油装置从喷油嘴直接向气缸内喷油，喷油嘴一般设置于缸盖上。

2、压缩。活塞自下止点向上运动时关闭进气口。活塞自下止点向上运动至上止点的过程中，进气口气门和排气口气门均处于关闭状态。

3、爆炸做功。活塞向上运动至上止点，混合燃烧体于燃烧室内点燃，混合燃烧体瞬间燃烧爆炸，推动活塞向下止点运动输出功率。

4、排气。活塞自下止点向上运动时开启排气口。活塞自下止点向上运动至上止点，此时进气口的气门处于关闭状态，排气口的气门处于开启状态，将混合燃烧体燃烧爆炸产生的废气排出。

排气过程中废气和废热无法排尽，这不仅是传统发动机存在的问题，也是涡轮增压发动机存在且无法解决的问题。这是因为运动至气缸上止点的活塞无法排尽燃烧室内的残存废气和废热，下一循环进气时残存无氧废气和废热(约400度～500度)混入新进入的空气中，影响了进入空气的质量，增加了进入空气的温度，影响了进入空气的密度，由于还混入一定量的无氧废气，就更不利于混合燃料爆炸做功，发动机的压缩比无法进一步提高。压缩比是内燃发动机的一个重要指标，压缩比越大，点火前燃烧室内的混合气体的密度就越大，燃烧时一方面可以使燃料燃烧更完全，燃料利用率更高、能耗更低，废气排放也更低，另一方面发动机的功率输出更大。

在压缩比一定的情况下，现有技术中提高发动机功率的一种行之有效方法是向发动机气缸中增压。因为发动机是靠燃料在气缸内燃烧作功来产生功率的，由于进气(即吸气)过程中，空气的进入滞后于活塞的运动，当活塞运动至下止点时进气门关闭，此时封闭于气缸腔体中的空气并非正常进气时的满缸，而喷入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制，因此发动机所产生的功率也会受到限制。如何在额定功率下进一步提高发动机的功率，则只能通过压缩更多的空气进入气缸来增加燃料量，从而提高燃烧作功能力。在目前的技术条件下，涡轮增压器是惟一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置，涡轮增压发动机已在欧系车上广泛运用。

所述涡轮增压器其实就是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加发动机的进气量，这种涡轮增压器有机械增压和废气涡轮增压两种方式：

1、机械增压器安装在发动机上并通过皮带与发动机曲轴相连接，从发动机输出轴获得动力来驱动机械增压器的转子旋转，从而将空气增压到进气岐道里，通过进气口增压至发动机气缸内。其优点是涡轮转速和发动机相同，因此没有滞后现象，动力输出非常流畅。但是由于装在发动机转动轴上，因此还是消耗了部分动力，增压出来的效果并不高；当发动机在高速运转时，还会出现进气滞阻现象。

2、废气涡轮增压器与发动机无任何机械联系，实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之通过进气口增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。一般而言，加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20％-30％。

诚然，配置涡轮增压器的确能够提升发动机的动力，但也存在一些缺点：

1、提速问题。由于叶轮的惯性作用对油门门骤时变化反应迟缓，造成动力输出反应滞后，也就是说从你大脚踩油门加大马力，到叶轮转动将更多空气压进发动机获得更大动力之间存在一个2秒左右的时间差，即如果突然加速的话，瞬间有提不上速度的感觉。