[发明专利]水助燃、强化功率、节能发动机

说明书

本发明所提供的发动机，是一种水助燃强化功率节能发动机。

普通发动机，因缸盖和气门的存在，不仅结构复杂，给生产和使用带来调整的困难。而且，还影响着超高速运转的可靠性，更不利于成倍地提高作功行程，因而使强化功率受到限制。因缸盖和气门的存在，使PM型圆切线强化涡流的优势的发挥受到原机型位置的限制。另外普通预燃室的散热面积大，热量散失多，加上气流经过主喷孔通道的能量损失，致使预燃室的温度低于主燃烧室的温度，导致起动困难，此外，由于普通泵油系统存在高速惯性和流体阻力，不能满足高速二冲程泵油要求，更不能完成水汽助燃的泵水任务。虽然，目前国外英国斯捷佩特柴油机公司已研制成梯级活塞二冲程无气门柴油机，但由于下层充气活塞的隔离作用，使得上层作功活塞的润滑不良，能耗加大，加之梯级活塞重，运动惯性大，不利于高速运转。此外，尽管国内上海开发的低速二冲程柴油机，已达实用化程度，也因速度，惯性等原因，使功率强化受到限制。

本发明针对上述不足之处作了改进。不仅将发动机设计成无缸盖对顶式高速二冲程结构，而且将普通泵油系统改为高速泵油水助燃系统。并利用增加两套气门提高2倍的进排气量，2倍的作功行程和PM型圆切线直喷式强化涡流燃烧室来提高进排气质量和燃烧效率，达到强化功率和显著节能的目的。

本发明的技术方案：

一、用缸套G取代缸盖，用两套活塞H1、H2来增加两倍的作功行程，从而形成无缸盖对顶式高速二冲程结构的优势，达到强化功率和节能的目的。

二、用2个普通的油泵B1、B2进行脉冲推挽式工作，构成高速泵油装置。同理，用油泵SB1、SB2构成水助燃装置，利用高温高压雾化水汽瞬间膨胀作功的物理性能，去实现进一步强化功率的目的。

三、在两个活塞H1、H2顶部中心位置，设置一个对称组合式PM型强化涡流燃烧室M，使气体的涡流强度显著增大，从而促使混合气的形成更加快速均匀，达到提高燃烧效率和改善起动性能的目的。

本发明主要由无缸盖对顶式高速二冲程作功部分和高速泵油水助燃装置所组成。参见附图，并以柴油机为例，将发动机的构成及其工作过程一并叙述如下：

齿轮Z1～Z7分别固装在轴（1）～轴（7）上，其中：

Z1∶Z2＝1∶2，Z1＝Z3＝Z5＝Z7，Z2＝Z4＝Z6，轴（1）、轴（7）为曲轴，轴（2）、轴（6）为凸轮轴，作功力矩一路由Z1-Z2-Z3-Z4传递，另一路由Z7-Z6-Z5-Z4传递，最后将合力同时作用于输出轴轴（4）上，其摇转力矩的传递则反之。

起动时，暂时关闭水助燃开关（10），暂时打开减压阀（17）顺时针摇转转把（13），于是齿轮Z1、Z7，轴（1）、轴（7）被同时增速（反时针），带动连杆L1、L2，使活塞H1、H2在缸套G中作相对往复运动。于是相对于普通发动机二倍行程的空气被压缩发热，当压缩比达一定值时，凸轮T1、T2分别控制油泵B1、B2通过三通高压油管（11），喷油器（16）向PM型燃烧室M适时喷射燃料。此时，加速摇转转把（13），突然关闭减压阀（17），借助飞轮F1、F2、F3的惯性力矩克服阻力，发动机便可顺利起动。其动力由轴（4）上的皮带轮N输出。飞轮F1、F2、F3具有惯性贮能和风扇冷却的作用。

当发动机被起动后，即可打开水助燃开关（10），此时，油泵SB1、SB2、在ST1、ST2的控制下，通过高压三通（8）喷水器（18）适时向燃烧室M喷水助燃。水助燃装置的结构原理及其工作过程与高速泵油装置相同，只是喷射的液体与喷射的时间有所不同，即油的喷射比水汽的喷射略有提前，为高压雾化水汽的迅速膨胀100倍以上提供高温高压条件。

摇杆（9）同时作用于油泵SB1、SB2上，摇杆（12）同时作用于油泵B1、B2，用以实现供油（水）量的同步控制。

凸轮T1、T2和凸轮ST1、ST2分别为同轴180°配置，用以适应高速二冲程工作需要。

离心式自动离合器（15）是一种附属的高速脉冲式节能装置，在功率过剩或轻负荷超高速状态下，具有高速瞬间脉冲式省油节能的作用。

进气装置a和排气装置p与普通的二冲程柴油机相同，只是由于用缸套取代缸盖用活塞H1、H2组成的对顶式结构，使进排气门的套数由原来的一套增之为2套，一套为a1、p1，另一套为a2、p2，从而提高了进排气质量和燃烧效率。