[发明专利]复式二冲程内燃机

说明书

本发明涉及内燃机领域。具体地说是一种复式2/2冲程内燃机。

今天在世界各地生产出来的数以千万计的各种汽车上绝大多数装配的是四冲程活塞式内燃机，第一台四冲程活塞发动机是一八六六年由德国人奥托和兰根所设计的。奥托发动机的优点是重量轻、体积小、易于制造。随着技术的进步，人们对汽车发动机日益提出更高的要求。现有奥托机、狄塞机即内燃机的共同缺点是效率太低以及单位功率重量较大。虽然经过百余年来的不断改进奥托机的效率仍仅达到15%，单位功率重量约2kg狄塞尔机效率稍高，但其重量更大。

现在各国汽车制造厂目前主要从三个方面改进内燃机：分层进气贫油燃烧;涡轮增压;旋转活塞。第一种方法虽可将效率提高10%，使总效率达到16.5%，但是必须给发动机装备一套复杂昂贵的微机测控系统以对发动机气缸内的温度、压力、燃油空气混合比等物理量进行连续监测和调整。涡轮增压是利用发动机排出的废气能量推动一组涡轮片使之高速旋转，对吸进的新鲜空气进行预压缩，这种方法可使效率提高到16.5%，单位功率重量下降25%，然而增设一压气机无疑使发动机的成本提高，而且也增大了发动机体积。旋转活塞发动机本世纪五十年代问世以来，由于燃烧室的不规则性使燃油难以充分燃烧，至今效率仍低于奥托机，这一缺陷就抵消了它的重量减少30%的长处。

既要提高内燃机的效率，降低单位功率重量，又要不大量增加成本是摆在当前各国发动机制造业急待解决的一项艰巨课题。本发明要实现的目的是：设计一种比现有汽车发动机功率提高近一倍，效率提高10%以上，而其重量、体积、成本等均只略有增加的新型活塞发动机。

本发明的目的是这样实现的：本发明对奥托机结构和运转程序进行了重新安排。它冲破了奥托机单缸构成独立工作单元的传统结构，采用一种双缸并联冲程互补构成独立工作单元的新结构，它放弃了奥托机吸气、压气、燃爆、排气四个冲程必须依次顺序进行的运转程序，采取了将四冲程两两兼并和两两冲程同时进行的复式2/2冲程运转程序。具体方法原理是将气缸的上下二个端面都予以封闭，使之形成以活塞为分界面的上、下两个气缸腔体，这两个气缸腔体的体积随着活塞的上下往复运动在不断变化着，气缸上腔和气缸下腔间显然有如下关系：

1.气缸上腔体积+气缸下腔体积＝常数（气缸体积）

2.气缸上腔体积对时间积分＝气缸下腔体积对时间积分

由关系式（1）、（2）可看出上下两气缸腔体对发动机的贡献是平等的（忽略连杆所占的体积），若使气缸上下腔同时进行工作，可使发动机在其它条件不变情况下提高功率近一倍。

本发明将四冲程组编成燃爆、压气和排气、吸气两个冲程组，使每个冲程组内的两个冲程在气缸上腔及气缸下腔内同时完成，以及使两个冲程组分别在气缸内活塞的运动相位相差180度的两相邻气缸中同时进行。换句话说本发明是在发动机运转的任何时刻都处在四个冲程同时进行的状态下，它是将吸、压、爆、排四个冲程分成燃爆、压缩和排气、吸气两个冲程组，这两个冲程组在发动机运转过程中将在编成一组的运动相位相差180度的两个气缸中不断轮换进行。根据气缸编组需要，本发明适用于具有偶数缸排列的内燃机。

图1为复式2/2冲程内燃机结构示意图。

图2为复式2/2冲程内燃机工作原理图。

图3为复式2/2冲程内燃机工作原理图。

图4为复式2/2冲程内燃机工作原理图。

图5为复式2/2冲程内燃机工作原理图。

下面结合附图对本发明加以进一步说明：