[发明专利]在内燃机汽缸内形成真空弹簧的闭缸节油发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种活塞往复式内燃机，使用闭缸节油技术时的卸压技术。

背景技术

现在的汽车和部分机械的发动机广泛使用的是活塞往复式内燃机。为达到满负荷时有良好的动力性能，其动力配置在而设计时，有较大的储备功率。而大多数时候，发动机工作在部分负荷工况下，造成了燃油浪费。为了提高发动机的负荷率，降低能耗。人们采用了闭缸工作法，即：：在满负荷时，所有的缸都工作。低负荷时，一部分缸工作，另一部分被关闭，不工作。发动机的工作排量根据需要随负荷的大小而变化，从而使发动机的单缸能在较高负荷率的状态下工作，即不影响汽车有较大的动力性能，又能较好的改善燃油经济性。

以往闭缸节油的具体办法有：只切断燃油供给；切断燃油的同时节气门全开；无节流供新气；切断燃油进行废气在循环；以排气代新气；停止供油供气，关闭进排气门。等不进行卸压、减压的。

从以上的各种方法中可以看出其主要缺点是关闭的气缸没有进行减压降阻处理而成了发动机的新增负荷，从而消耗了部分有效功率。

也有同时通过安装气门摇臂轴偏心套的方法实现气门常关和常开；还有的同时使用减压装置不产生压缩。

通过安装气门摇臂轴偏心套的方法，虽也可实现闭缸节油，但是会影响气门间隙，增加气门正时的不确定性，要求执行机构的操作力量也较高。

使用减压装置不产生压缩的方法可以解决以上问题，同时达到节能的目的，并且具有易启动的优点。但泵气损失也高。同时，操作机构在机油环境中，不利于密封，加工比较复杂，还局限应用在柴油机上，应用范围受限。也正因为此，还需要寻找更为合理的闭缸节油执行方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一闭缸节油发动机，该减压闭缸节油发动机就是要使发动机在低负荷时关闭部分气缸，提高发动机的单缸负荷率，同时在对被关闭气缸进行减压降阻处理，减少压缩热损失，和泵气损失。达到进一步节油的目的。

本发明的技术方案为：

在内燃机的进气支管处，安装与汽缸对应数量的节气阀，并在排气支管上安装单向阀，使空气只向消声器方向流动。

在正常满负荷工作时，节气门全开，内燃机和不使用本技术的相同。

当负荷降低到一定程度时可以关闭部分汽缸，这时停止向该缸供油，同时关闭对应汽缸的节气门。由于内燃机依旧在运转，关闭节气门后，进气管出口的气压迅速降低，达到一定的真空状态，而排气门与外安装在排气支管上的单向阀之间的空气也被挤出单向阀，排向废气管，造成气缸内吸不进空气的情况。

在吸气冲程时，汽缸内产生较大负压(真空)，缸内空气被强迫膨胀，温度下降，从汽缸壁吸热。同时，活塞对大气压做功，使机器能降低。在压缩冲程时，活塞首先被大气压压向汽缸，活塞吸收大气压对它所做的功，使机器能增高。当活塞临近上止点时，缸内气压高于大气压，活塞对缸内气体做功，使温度上升，由于空气稀薄，在压缩冲程结束时缸内气压很低，钳制了缸内气体的最高温度，缸内空气向汽缸壁轻微放热，对汽缸壁放出的热量也极少。做功冲程中缸内气压再次降低，缸内空气再次被强迫膨胀并降温，再次从汽缸壁吸热，同时活塞再次对大气压做功，机械能降低。排气冲程中活塞首先被大气压压向汽缸，活塞吸收大气压对它所做的功，使机器能增高。当活塞临近上止点时，缸内气压高于大气压，活塞对缸内气体做功，并把多余的空气经单向阀排出。然后在吸气冲程中再次吸热。

可见，当该缸的节气门关闭时，在汽缸内的真空相当于一个弹簧的作用。它与气体弹簧相比有如下优点：

柴油机的喷油器在这样的环境中不会因过热而损坏。因为缸内空气稀薄，是比较低的真空，所以因空气流动造成的泵气损失也会显著降低。由于其中每个放热环节后，都有个吸热环节，在理想的密封状态下，汽缸内剩余的被循环压缩和被强迫膨胀的稀薄空气与汽缸壁之间会趋向于一种热平衡状态，使内燃机的机械能消耗进一步降低。

本发明的优点在于：

在提高发动机单缸负荷率的同时，更进一步的减少压缩热损失和泵气损失，更节约燃油。在汽油机、柴油机上都可以使用。由于节气门的运动部分重量轻巧，该执行零件还具有反应速度快的优点。在节气门关闭后的第一个奥托循环，汽缸中的压力就明显下降，达到减压、卸压的目的。在节气门关闭的状态下，能减小内燃机的阻力，提高马达拖动内燃机的转速，启动时，采用先关闭节气门，在内燃机达到一定转速时，打开节气门，并供油的方法。使内燃机的启动更容易。

使用的节气门早已在汽油发动机中验证了其可靠性，具有结构简单，操作轻便的优点。单向阀也比较容易加工。