[发明专利]高功率密度的四冲程双循环内燃机

说明书

本发明属于内燃机技术领域，特别涉及一种高功率密度的四冲程双循环内燃机。包括气缸、活塞、连杆及封闭装置，其中气缸的两端设有上缸盖和下缸盖，上缸盖上设有上进气门、上排气门及上火花塞/上喷油嘴，下缸盖上设有下进气门、下排气门及下火花塞/下喷油嘴，活塞容置于气缸内、且将气缸分隔为上气室和下气室，连杆的一端与活塞铰接，另一端由下缸盖穿出、且与曲柄相连，下缸盖上设置封闭连杆与下缸盖之间间隙的片环封闭装置或片圈封闭装置。本发明发动机的体积增加很少，功率增大很大，达到了人们最想要的大幅度增加功率密度的目的。

技术领域

本发明属于内燃机技术领域，特别涉及一种高功率密度的四冲程双循环内燃机。

背景技术

目前，应用的内燃机，在内燃机的气缸中仅有一个气室，在活塞一端气室内进行吸气、压缩、做功、排气，是单循环工作，这样的内燃机的功率密度小。

目前，有许多人为了提高功率密度，提出将气缸的近曲柄端封闭，在活塞两端形成上下两个气室进行工作，在活塞和连杆之间增加活塞杆、导轨、十字头等部件，将直线往复运动加摆动的连杆设置在气缸外，与活塞相连接的活塞杆只做直线往复运动，用封闭圈或密封套封闭活塞杆与下缸盖之间的间隙，实现在活塞两端上下两个气室进行双循环工作，以此来提高内燃机的功率密度。这些“双循环热机”采用的是蒸气机运转系统，是蒸气机与内燃机的结合，实际上是“双循环内燃蒸气机”结构，不是真正意义上的高功率密度的四冲程双循环内燃机，这种“双循环内燃蒸气机”有两大缺点：第一用于封闭活塞杆与下缸盖的封闭装置，采用的是封闭圈/套,或增加缸颈而且在缸颈中加封闭剂等，这些封闭装置，原来所用的封闭材料是蒸汽机、空压机等适用于封闭压力和温度都较低的蒸气和空气的。但是在高温、高压的燃气环境中工作很快就会遭到损坏，损坏后由于漏气，功率不但不增，反而下降，耗油多、功率小，这些是此类“高功率密度的四冲程双循环内燃机”的致命缺点，也是导致此类内燃机没得到广泛应用的主要原因。第二是在结构上由于增加活塞杆、十字头、导轨等部件，使体积增加了三分之一左右，致使内燃机的功率密度大大下降，造成了此种“高功率密度的四冲程双循环内燃机”又一的严重缺点。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种高功率密度的四冲程双循环内燃机，以解决现有高功率密度的四冲程双循环内燃机功率小、体积大的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高功率密度的四冲程双循环内燃机，包括气缸、活塞、连杆及封闭装置，其中气缸的两端设有上缸盖和下缸盖，所述上缸盖上设有上进气门、上排气门及上火花塞/上喷油嘴，所述下缸盖上设有下进气门、下排气门及下火花塞/下喷油嘴，所述活塞容置于气缸内、且将气缸分隔为上气室和下气室，所述连杆的一端与所述活塞铰接，另一端由所述下缸盖穿出与曲柄相连，所述下缸盖上设置用于封闭所述连杆与所述下缸盖之间间隙的片环封闭装置或片圈封闭装置。

所述下缸盖上设有两端呈拱形、中部呈长方形结构的下缸盖开口，所述下缸盖开口的内壁设有盖凹槽，所述盖凹槽为双层盖凹槽或单层盖凹槽，所述双层盖凹槽用于与容置于所述下缸盖开口内的所述片环封闭装置滑动配合，所述单层盖凹槽用于与容置于所述下缸盖开口内的所述片圈封闭装置滑动配合。

所述片环封闭装置包括封闭片组Ⅰ、封闭片组Ⅱ及封闭饼，所述封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ分别滑动连接在所述双层盖凹槽的两个凹槽内，所述封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ均包括叠置且长度逐渐递增或逐渐递减的多个封闭片，各封闭片上沿长度方向设有条形孔，所述封闭饼容置于所述封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ中最短的封闭片的条形孔内、且可转动，所述封闭饼上沿径向设有圆柱状孔，所述连杆穿过所述圆柱状孔、且通过杆环密封，所述连杆摆动，所述封闭片组Ⅰ和封闭片组Ⅱ跟随所述连杆沿所述下缸盖开口左右滑动，所述封闭饼可在所述条形孔中向左或向右转动，所述连杆可在所述圆柱状孔中可沿轴向滑动，从而实现了所述连杆在所述下缸盖上的所述片环封闭装置中左右摆动和沿轴向往复运动。