[发明专利]活塞式内燃机

说明书

一种活塞式内燃机，包括：压缩气缸，多功能气缸，平衡气罐，燃烧室，喷燃料装置以及曲轴；平衡气罐与燃烧室连通，压缩气缸的活塞和多功能气缸的活塞均通过连杆与曲轴连接；多功能气缸具有压缩模式和做功模式，在启动活塞式内燃机时，曲轴驱动压缩气缸和多功能气缸压缩气体，并将气体输送给平衡气罐，多功能气缸处于压缩模式，平衡气罐储存并将气体输送给燃烧室；在做功模式，可调节进气阀打开，以使燃烧室内的气体进入至多功能气缸。将燃烧室外置的设置方式，使得压缩气缸和多功能气缸内仅具有活塞容积，能够使得第一活塞和第二活塞具有较大的压缩比和膨胀比，以提高高效率工况范围，进而使本活塞式内燃机可实现短时间内大幅度超额定功率输出。

技术领域

本发明涉及活塞式内燃机技术领域，具体涉及一种活塞式内燃机。

背景技术

活塞式内燃机是通过燃烧混合气体来产生能量，驱动活塞运动，从而带动曲轴旋转，最终将能量转化为机械能。

活塞式内燃机通常由气缸、活塞、曲轴、连杆、气门、点火系统等组成，当混合气体进入气缸时，活塞会向上移动，将气缸内的空气压缩，同时气门关闭。当活塞运动到上止点时，点火系统会引燃混合气体燃烧产生高压气体，使活塞向下运动，这时，曲轴会转动，带动连杆向下运动，将活塞的线性运动转化为曲轴的旋转运动。当活塞到达底点时，气门在此打开，排出废气，同时新的混合气体进入气缸，循环往复。

由以上可知，活塞式内燃机中混合气体通常是在气缸内被点燃燃烧做功来驱动活塞运动，这样的结构使得活塞的压缩比和膨胀比调节范围小，高效率工况范围窄，在不改变工质化学成分时，传统的活塞式内燃机难以实现短时间内大幅度超额定功率输出。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是将活塞式内燃机的燃烧室外置，以提高活塞的压缩比和膨胀比调节范围，提高高效率工况范围，进而使活塞式内燃机实现短时间内大幅度超额定功率输出。

本申请提供一种活塞式内燃机，包括：压缩气缸，多功能气缸，平衡气罐，燃烧室，喷燃料装置以及曲轴；所述平衡气罐与所述燃烧室连通，所述喷燃料装置安装于所述燃烧室，所述喷燃料装置用于向所述燃烧室喷射燃料；所述压缩气缸的活塞和所述多功能气缸的活塞均通过连杆与所述曲轴连接；所述压缩气缸具有进气阀和排气阀，所述进气阀与外界连通，所述排气阀与所述平衡气罐连通；所述多功能气缸具有可调节进气阀和可调节排气阀，所述可调节进气阀与所述燃烧室连通，所述可调节排气阀与外界连通；所述多功能气缸具有压缩模式和做功模式，在启动所述活塞式内燃机时，所述曲轴驱动所述压缩气缸和所述多功能气缸压缩气体，并将气体输送给所述平衡气罐，所述多功能气缸处于所述压缩模式，所述平衡气罐储存并将气体输送给所述燃烧室；在所述做功模式，所述可调节进气阀打开，以使所述燃烧室内的气体进入至所述多功能气缸。

一种实施例中，

在所述做功模式下，当所述多功能气缸内活塞容积变小时，所述可调节排气阀打开且所述可调节进气阀关闭，所述多功能气缸处于排气冲程，所述多功能气缸内的气体排出；当所述多功能气缸内活塞容积变大时，所述可调节排气阀关闭，所述可调节进气阀在所述多功能气缸内活塞容积最小时打开，并在所述多功能气缸内活塞容积达到最大前的设定位置关闭，所述多功能气缸处于做功冲程；

在所述压缩模式下，当所述多功能气缸内活塞容积变大时，所述可调节排气阀打开且所述可调节进气阀关闭，所述多功能气缸处于吸气冲程；当所述多功能气缸内活塞容积达到最大位置时，所述可调节排气阀关闭，随后所述多功能气缸内活塞容积开始变小，所述多功能气缸进入压缩冲程；当所述多功能气缸内活塞容积到达最小位置之前的设定位置，所述可调节进气阀打开。

一种实施例中，还包括：储能压缩空气罐，所述储能压缩空气罐与所述平衡气罐通过储能阀连接，所述储能压缩空气罐用于在所述平衡气罐中的气体压力大于预设值时，打开所述储能阀，以储存所述气体，或者，在所述平衡气罐内的气体压力小于预设值时，打开所述储能阀，以将储存的气体输出给所述平衡气罐。