[发明专利]大扭矩高速内燃发动机

说明书

技术领域

本发明是一种内燃发动机，一种涉及采用新型做功方式而形成的大扭矩高速内燃发动机。具体来说，是在多缸内燃机上；合成两个或两缸以上数量的汽缸活塞实施同步做功，作用是同步加强内燃机的扭矩和转速。本技术适用于单列式、V型等各种四缸以上的内燃机型，能在原有结构的基础上大幅度提升输出动力。

背景技术

内燃机是以曲轴转动720度为一个做功周期。在周期内所有汽缸按规定顺序依次完成进、压、功、排四个冲程。

在依次做功的周期内，缸数越多的内燃机做功间隔越短，例如：三缸发动机的做功间隔为曲轴转角240度，而六缸发动机的做功间隔就缩短为120度。V型发动机可看成是两台单列式发动机的组合，它是用较小的体积空间排列更多的数量的汽缸。

功率能代表发动机的做功能量，但体现发动机的动力的重要技术参数是输出扭矩。扭矩才能证明一部引擎具有的拖拽力。例如：重型车辆发动机的作用是用于运载重物，它的功率构成就必须是扭矩为主转速为辅，而微型车辆的载荷小，它的功率构成就是以转速为主扭矩为辅。其中扭矩是真正体现动力性能的核心参数。

决定发动机扭矩和转速的主要因素是缸径和曲轴半径(曲轴颈与曲柄销之间的中心距)。缸径越大、曲轴半径就越大，曲轴半径越大、额定转速就越低。所以，扭矩与转速之间是一对矛盾关系，在功率设计的时候，需要平衡两者之间关系作出取舍。

受所述矛盾关系的影响，高速发动机仍然局限于小缸径的机型，大扭矩发动机只能以低转速的形态存在。但在实际应用中，高速发动机的优势更加突出：它的基础油耗低、动力变化范围大，可以选择经济转速来提供常规动力，更能提供强大的后备能量。而低速发动机在动力性和经济性方面都处于劣势。所以，无论是大小扭矩发动机都希望有更高的速转。

发明内容

为实现大扭矩发动机高速化，本发明提供一种合成两缸同步做功的新型做功方式。特点是不通过缸径变化来加大曲轴扭矩，使其保持原有曲轴半径，也就保证了较高曲轴转速，从而形成一种大扭矩的高速发动机。

其技术方案为：一种内燃发动机，主要包括汽缸、活塞、曲轴、飞轮、正时凸轮、以及燃油供应泵等零部件组成，它是用缸内活塞做功产生的机械力来驱动曲轴形成转矩，再通过飞轮输出动力，其特征是：所述内燃发动机是合成两个汽缸或者两个以上数量的汽缸在同步做功，实现合成做功目的具体方案是：使配气机构的正时凸轮同时控制两缸进排气门同步开闭，使燃油供油泵同时对两缸进行正时喷油，与此同时，再配置一种“工”字型的曲轴飞轮总成来强化机身减震和惯性矩，通过上述方案，使发动机实现正常运转，扭矩和转速得到同步提升，从而形成更强劲的动力。

进一步的，所述合成汽缸同步做功是合成两个同时到达上止点的活塞汽缸实施同步做功，但在特殊情况下，也可以合成两个以上数量同时到达上止点的活塞汽缸实施同步做功。

进一步的是，所述同时控制两缸进、排气门同步开闭的正时凸轮，是使其配气相位完全相同。

进一步的是，所述的燃油供应泵，共分为机械泵和电子泵两种类型，其中在机械泵内用于同时控制两缸正时喷油的油泵凸轮，其喷油相位角完全相同。

进一步的是，所述供应燃油的电子泵是用电脑板来控制正时喷油，在电脑板上设定有一套两缸同步喷油的控制程序。也就是在电脑的控制板(ECU)上设置一套控制两缸同步喷油的控制程序。

进一步的是，所述“工”字型的曲轴飞轮总成，是在曲轴的前端又加装了一个前飞轮，前端飞轮在直径和质量方面都小于后端的主飞轮，其直径是主飞轮的四分之三左右、质量是主飞轮的三分之一左右。

扭矩是决定发动机动力的关键因素，现行的内燃机做功方式实质是一种添油战术。所谓添油战术；就是一缸接一缸不间断地给曲轴提供驱动力，虽然总体做功的能量相等守恒，但分散的作用力不能形成强大的转矩，因而不能形成强劲的动力，这就是当今内燃机动力低、油耗高的根本原因。

合成两缸同步做功的特点，就在于合理地将驱动力集中应用，在实施过程中涉及的技术内容如下：

1：合成两缸同步做功，主要适用于四缸或四缸以上的内燃机型，首先必须使合成两缸的缸内活塞能够同时到达上止点，这是使发动机正常运转的基础条件。

2：配气机构的进排气正时与燃油系统的喷油正是协同联动关系，同时由曲轴齿轮控制而各司其职。所以，合成做功发动机必须设置相应的配气正时和喷油正时才能使发动机正常工作。

3：必须使两缸的进排气门实现同步开闭。

4：必须使喷油泵同时对两缸喷供燃油。