[发明专利]以四冲程发动机为主体的中冷回热内燃机

说明书

技术领域  本发明涉及一种内燃机，特别是涉及一种以四冲程发动机为主体的中冷回热内燃机。

背景技术  在专利号ZL02125235.1的中冷回热二冲程内燃机中，虽然也具有多种不同的结构类型，但在主汽缸与副缸进行具体结构组合时，因要求副缸与主汽缸之间应符合一定的位置配合关系，这样在实际应用中受到的约束较大。同时，因主汽缸的曲轴和副缸所需的曲轴不在同一位置，两者之间还要经齿轮进行传动，增加了传动机构的复杂性。

发明内容  本发明的目的是在上述中冷回热二冲程内燃机基础上提供一种把汽缸功能合并、结构布置优化的以四冲程发动机为主体的中冷回热内燃机，该内燃机不仅最大限度的保留了普通四冲程发动机的基本结构，而且仍能实现高效率的中冷等压回热作功、内燃作功循环。

为达到上述目的，本发明以四冲程发动机为主体的中冷回热内燃机包括由带可变容积燃烧室及储压活塞的汽缸、进气门、排气门及喷油点火系统所构成的低散热四冲程主体机，还包括压气机、中间冷却器和回热器，压气机经出气管路与中间冷却器连通，其特征在于：中间冷却器经中间泵与置于低散热四冲程主体机的排气管路内的回热器连通，回热器再经隔热管路分别与四冲程主体机中各汽缸的被进气门控制的进气管连通，所设的中间泵是一种无内压缩过程的罗茨泵，中间泵的排量适当小于压气机，使两者之间能形成相应的较低压缩比。

为减少气缸的无益容积，在所述四冲程主体机中设有可变容积燃烧室和储压活塞，可变容积燃烧室内的储压活塞经连杆与自由曲轴的曲柄销相连，该曲柄销还经其上的推座被弹簧作用，该弹簧装在从推座伸出、并穿进另一侧转座或其上导管的导杆上，转座所处的位置让导杆和其上的弹簧通过推座把曲柄销推到偏离上止点40°左右的适当角度，使储压活塞在受到压缩过程中的压缩空气压力作用时，能随时向下止点移动。

为适应发动机的低功率状态，压气机和中间泵被共同的驱动轴带动，该驱动轴经离合器与四冲程主体机的曲轴传动相连，在低功率状态时，离合器被控制分离，使压气机和中间泵停转。

另外为完善循环系统，在中间冷却器之前的出气管路上接出有补气管，该补气管经出气单向阀与回热器之后的隔热管路。在空气滤清器之后的进气管路上设有旁通管，该旁通管经出气单向阀与回热器之后的隔热管路连通。在所述四冲程主体机中的活塞上，所设的气环与油环之间隔开一定的距离布置，两者之间的活塞圆周面相应收缩形成隔热带。

为适应回热温度不同时的功率变化，中冷回热内燃机设有功率稳定系统，该系统包括喷油泵、喷油器、油门传动机构、发动机的电控单元和相应的温度、压力传感器，温度传感器设在回热器的隔热管路上，压力传感器设在回热器的隔热管路或连通管路上，两传感器分别经各自的信号线与电控单元相连接，在油门传动机构上插接有油门稳定器，该稳定器通过所设的螺纹套和其内螺杆的两侧分别与油门传动机构和喷油泵的控制杆相连，在螺纹套上装有传动轮，螺纹套通过其上的滑键可被传动轮带动旋转，传动轮经控制轮可被与电控单元相连的执行器控制；当操纵油门踏板增大功率后，在温度传感器检测到回热器的出口温度升高、压力传感器检测到回热器内的压力相应增大后，在油门踏板位置不变的条件下，发动机的电控单元会发出信号，让执行器带动油门稳定器改变长度，使喷油泵相应减少供油量。

中冷回热内燃机还可采用另外一种功率稳定系统，该系统包括电控单元、被电控单元控制的喷油器或喷油泵、以及相应的温度、压力传感器，温度传感器设在回热器的隔热管路上，压力传感器设在回热器的隔热管路或连通管路上，两传感器分别经各自的信号线与电控单元相连接；当操纵油门踏板增大功率后，在温度传感器检测到回热器的出口温度升高、压力传感器检测到回热器内的压力相应增大后，在油门踏板位置不变的条件下，发动机的电控单元会发出信号，让被控制的喷油器或喷油泵相应减少喷油量。

采用以低散热四冲程发动机为主体的结构组合后，由于在原大副缸所进行的回热等压作功过程移到了四冲程主体机的汽缸内，并让其相当于四冲程发动机中的进气过程，从而直接利用了目前现有四冲程发动机的基本结构，并且也避免了原大副缸所压缩的高温高压空气在向作功汽缸输送过程中产生的密封及阀门过热等问题。由于在四冲程主体机中采用了可变容积燃烧室和相应的储压活塞，使四冲程主体机虽然压缩比较低，但因减少了汽缸的无益容积，仍可达到较高的基础效率，从而让这种结构经优化布置后的中冷回热内燃机更适合制成不同功率，作为车辆、船舶和发电等的动力装置。

附图说明  下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明以四冲程发动机为主体的中冷回热内燃机的总体结构及构成图。