[其他]连续可调延长膨胀循环内燃机

说明书

本发明公开了一种连续可调延长膨胀循环内燃机。

提高内燃机经济性能的方式方法很多，在热力循环方面，延长膨胀过程使膨胀比大于压缩比，已证实可大幅度提高经济性。基于这一原理的比较简单可行的方案是采取进气配气定时的办法，如专利FR2484019所述。但这一方案仍然比较复杂，使发动机尺寸、重量明显增大;其压缩比与膨胀比的关系设定后不能调节，只是用节气门（即油门）调节负荷，因而不能根据负荷的变化充分利用延长膨胀的能量。

本发明的任务是设计一种连续可调延长膨胀循环过程的内燃机，不仅经济性更高，且结构简单、操纵方便、易于实现。

本发明是以连续改变进气配气定时的方案来实现连续可调延长膨胀循环的。本发明所涉及的如附图2所示的进气凸轮〔13〕，是一个特定的比普通凸轮长的异形凸轮，以适应凸轮轴〔14〕的轴向位移。它的横截面形状沿轴向是变化的，其中一端横截面的形状与普通凸轮的一样（参见图5），以保证在全负荷时进气配气定时及工作过程与普通发动机相同;其余横截面上，凸轮〔13〕两侧曲线仍与普通凸轮的一样，但其顶部则系以普通凸轮顶点H到凸轮轴〔14〕轴线的距离r为半径的一段圆弧Φ，该圆弧Φ自A-A剖面一端G到另一端F连续向进气门〔9〕关闭相位延后的方向逐渐展宽（参见图4至图8）。这样，异形凸轮〔13〕的顶部就成为一个圆柱螺旋面〔32〕或近似的圆柱螺旋面。当进气凸轮〔13〕沿轴向位移时，其作用包角α也相应变化，如图5至图8中α、α、α、α等，其中α与普通凸轮的相同，最大作用包角α根据发动机的型式、性能和所需的延长膨胀程度确定，变化范围为135～165°。对应的进气配气期则为270～330°。

进气凸轮〔13〕固定在凸轮轴〔14〕上，启动前，滚轮〔5〕与进气凸轮〔13〕接触在D-D剖面位置，改变油门踏板〔1〕的位置，通过油门推杆〔29〕、连接套〔2〕、拨叉〔3〕、拨叉套〔4〕可以使凸轮轴〔14〕沿轴向往返位移。凸轮轴〔14〕位移时带动进气凸轮〔13〕移至不同位置，使进气凸轮〔13〕与滚轮〔5〕有不同的接触轨迹，控制进气门〔9〕有不同的关闭时间，得到不同的进气配气定时（即不同的压缩比δ），实现延长膨胀循环的连续调节。在上述调节过程中节气门〔22〕一直全开。松回油门踏板〔1〕，踏板下臂〔27〕与杠杆〔25〕相接触后，通过拉杆〔24〕带动节气门〔22〕，转为用控制节气门〔22〕开度的方式调节发动机低速或怠速状态。

本发明的优点是：

1.可由驾驶员直接用油门踏板操纵凸轮轴来实现内燃机延长膨胀过程的连续调节，以随时适应负荷条件的变化，得到比较理想的工作状态。

2.大大提高内燃机经济性。除全负荷时与现有内燃机经济性相同外，部分负荷时耗油量均低于同类大小现有内燃机。最佳时耗油量可减少15～20%。

3.简单可靠、容易实施、成本低。因结构改变少，故几乎不需变更生产线和工艺设备，便于重新组织生产，也容易实现对现有内燃机的改造。

4.改善了内燃机气缸的工作过程。全负荷及部分负荷时节气门全开，节流损失小，进气相位重叠，泵气损失小。

5.由于各缸混合气在进气过程中的回流及二次混合蒸发作用，使混合气制备良好，分配更加均匀，促进燃烧，减少废气污染。

6.通过延长膨胀过程使排气压力和热负荷相应减小，排气噪音降低，提高了发动机的可靠性。

通过下述附图、附表中的实施例可使本发明得到更好的说明。

附图1为操纵机构示意图。

附图2为进气凸轮形状示意图。

附图3为进气凸轮剖面位置示意图。

附图4至附图8为进气凸轮不同位置剖面图。

附图9至附图11为附表1所示进气凸轮三个实施例的剖面图。

附表1为本发明进气凸轮三个实施例的参数。