[发明专利]变冲程内燃机

说明书

变冲程内燃机是指，同一台内燃机即可按照四冲程工作，也可转换为二冲程工作，反之亦然的内燃机。本设计的变冲程内燃机，是在四冲程内燃机的基础上，增设二冲程进气窗及阀，配合增加适当的进排气管路和阀组及相应的供油和点火系统，并增加了正时同步机构、凸轮转换机构及相应的协调控制系统，无需停机即可实现由四冲程与二冲程工况之间的转换，在二冲程工况时将原先的进气门改变为排气门，使四冲程内燃机转变为直流扫气式二冲程内燃机，反之亦然。变冲程内燃机克充分发挥四冲程内燃机省油以及二冲程内燃机升功率高的优点，为各种特殊的需求，提供合适的动力。

通常，内燃机只能按一种冲程方式即四冲程或二冲程方式工作。

一般四冲程内燃机的优点是热效率较高，即单位功率燃油耗较少。而二冲程内燃机则具有较高的升功率，相同的排量和转速的内燃机，二冲程较四冲程可增加功率输出(50～70)％。

在使用内燃机做动力的机械，大多数情况下首先会考虑内燃机的燃油经济性，在输出同样功率情况下可以少耗油。但有的机械装置在一些关键时段，则更需要内燃机能提供更大的动力。如特种大型运输车在重载上陡坡时，江河船舶在重载逆流航行时，军用车辆，坦克、装甲车在野战、大坡度机动和战斗冲击时，会要求短时间其配置的内燃机能提供比平时要大得多的动力。相反巨型油轮和矿砂船使用的大型低速二冲程柴油机在船舶空行程或轻载时则希望大幅降低功率而大幅节省燃油。

但如果设计时按最大功率配置内燃机，则在其它本应以较低油耗运行的工况时(通常大部分时间是处在这种工况下)，内燃机将处在低输出功率状态，其运行的油耗率会较高。反之，如果按较低的油耗率来配置内燃机，则内燃机将不能满足特殊的时间段大功率输出的需要。

因此，为满足上述对内燃机矛盾的需求，设计了可在四冲程工况和二冲程工况间来回转换的内燃机。

变冲程内燃机是指，同一台内燃机即可按照四冲程工况工作，也可转换为二冲程工况工作，反之亦然的内燃机。

本设计的变冲程内燃机，是在四冲程内燃机的基础上，在汽缸下部适当位置设置二冲程进气窗及阀，在二冲程工况时将原先的进气门一并作为排气门，再配之以必须的变速和气门操作机构及适当的进排气管路、燃油供油和点火系统，从而使四冲程内燃机转变为直流扫气式二冲程内燃机。

内燃机要实现四冲程与二冲程的转换，关键是要改变曲轴与凸轮轴和燃油供油及点火系统间的传动比，并在改变时保证相对的曲轴转角按要求作一定的改变。其次还要改变原进、排气门凸轮相对于曲轴的转角，使其与二冲程工况的排气要求一致。

现仅以柴油机为例就附图对变冲程内燃机的结构和工作原理作以下叙述。

一.附图说明

1.1.图号及名称

图1.变冲程内燃机变速及凸轮转换机构示意图；

图2.图1中的局部放大及定向示意图；

图3.变冲程内燃机进、排气系统示意图；

图4.二冲程筒型进气阀及操作机构示意图；

图5. 83号阀及94号阀结构示意图；

图6.一种多缸变冲程内燃机高压油泵供油转换阀机构示意图；

图7.变冲程内燃机转换控制、及驱动机构示意图；

图8.结合套与摩擦盘受力分析图；

1.2.各图元器件序号及名称(图中各元器件的编号规则见备注)；