一种用于多缸发动机的气动增压系统及方法转让专利

申请号 : CN202210388796.7

文献号 : CN114738107B

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发明人 : 田维杨强刘杰韩志强吴学舜

申请人 : 西华大学

摘要 :

本发明涉及发动机技术领域,具体公开了一种用于多缸发动机的气动增压系统及方法。本发明采用两个增压装置用于对直列四缸发动机进行进气增压,且是利用直列四缸发动机的缸体废气进行增压,在增压过程中,通过对各个阀门的控制,不会损耗发动机能量,一方面提供了废气利用率,另一方面也可避免发动机进排气缸之间窜气的发生,确保燃效效率。

权利要求 :

1.一种用于多缸发动机的气动增压系统,其特征在于:包括直列四缸发动机(100)、增压装置Ⅰ(200)、增压装置Ⅱ(300)、若干进气管(400)、若干排气管(500)、进气歧管(600)和排气歧管(700);

所述增压装置Ⅰ(200)和增压装置Ⅱ(300)均包括对称设置且连接在一起的缸体Ⅰ(201)和缸体Ⅱ(202),缸体Ⅰ(201)内设置有活塞Ⅰ(203),缸体Ⅱ(202)内设置有活塞Ⅱ(204);活塞Ⅰ(203)将缸体Ⅰ(201)内腔分隔为废气室Ⅰ(205)和空气室Ⅰ(206),活塞Ⅱ(204)将缸体Ⅱ(202)内腔分隔为废气室Ⅱ(207)和空气室Ⅱ(208);活塞Ⅰ(203)和活塞Ⅱ(204)通过传动杆(209)连接在一起,形成双头增压活塞组件;传动杆(209)贯穿缸体Ⅰ(201)和缸体Ⅱ(202)的连接处,且传动杆(209)的两端分别固定连接在活塞Ⅰ(203)和活塞Ⅱ(204)上;传动杆(209)穿出缸体Ⅰ(201)和缸体Ⅱ(202)的连接处的两端,分别位于空气室Ⅰ(206)和空气室Ⅱ(208)内;传动杆(209)与缸体Ⅰ(201)和缸体Ⅱ(202)的连接处滑动密封连接;

所述直列四缸发动机(100)包括发动机气缸Ⅰ(101)、发动机气缸Ⅱ(102)、发动机气缸Ⅲ(103)和发动机气缸Ⅳ(104),发动机气缸Ⅰ(101)的排气口通过排气管(500)与增压装置Ⅰ(200)的废气室Ⅰ(205)连通;发动机气缸Ⅰ(101)的进气口通过进气管(400)与增压装置Ⅱ(300)的空气室Ⅰ(206)连通;

发动机气缸Ⅱ(102)的排气口通过排气管(500)与增压装置Ⅰ(200)的废气室Ⅱ(207)连通,发动机气缸Ⅱ(102)的进气口通过进气管(400)与增压装置Ⅰ(200)的空气室Ⅰ(206)连通;

发动机气缸Ⅲ(103)的排气口通过排气管(500)与增压装置Ⅱ(300)的废气室Ⅰ(205)连通,发动机气缸Ⅲ(103)的进气口通过进气管(400)与增压装置Ⅱ(300)的空气室Ⅱ(208)连通;

发动机气缸Ⅳ(104)的排气口通过排气管(500)与增压装置Ⅱ(300)的废气室Ⅱ(207)连通,发动机气缸Ⅳ(104)的进气口通过进气管(400)与增压装置Ⅰ(200)的空气室Ⅱ(208)连通;

在增压装置Ⅰ(200)和增压装置Ⅱ(300)的空气室Ⅰ(206)和空气室Ⅱ(208)与发动机气缸Ⅰ(101)、发动机气缸Ⅱ(102)、发动机气缸Ⅲ(103)和发动机气缸Ⅳ(104)的进气通路上均设置有进气单向电磁阀;发动机气缸Ⅰ(101)、发动机气缸Ⅱ(102)、发动机气缸Ⅲ(103)和发动机气缸Ⅳ(104)与增压装置Ⅰ(200)和增压装置Ⅱ(300)的废气室Ⅰ(205)和废气室Ⅱ(207)之间的排气通路上均设置有排气单向阀;

增压装置Ⅰ(200)和增压装置Ⅱ(300)的空气室Ⅰ(206)和空气室Ⅱ(208)均设置有空气进气口,全部空气进气口通过进气歧管(600)连接后汇总到进气总管,进气总管转配有节气门(800),且空气进气口至进气总管之间的进气通路上设置进气单向阀;

增压装置Ⅰ(200)和增压装置Ⅱ(300)的废气室Ⅰ(205)和废气室Ⅱ(207)均设置有废气出气口,全部废气出气口通过排气歧管(700)连接后汇总到排气总管;且废气出气口到排气总管的通路上设置有排气电磁阀;

所述进气单向电磁阀、排气电磁阀、节气门(800)均与车载电脑连接,由车载电脑控制。

2.如权利要求1所述的一种用于多缸发动机的气动增压系统,其特征在于:废气室Ⅰ(205)的废气进气口和废气出气口均设置在废气室Ⅰ(205)的圆周侧,废气室Ⅱ(207)的废气进气口和废气出气口均设置在废气室Ⅱ(207)的圆周侧,空气室Ⅰ(206)的空气进气口和空气出气口均设置在空气室Ⅰ(206)的圆周侧,空气室Ⅱ(208)的空气进气口和空气出气口均设置在空气室Ⅱ(208)的圆周侧。

3.如权利要求1所述的一种用于多缸发动机的气动增压系统,其特征在于:增压装置Ⅰ(200)和增压装置Ⅱ(300)的废气室Ⅰ(205)的废气进气口和废气出气口均设置在缸体Ⅰ(201)上背离缸体Ⅱ(202)一端的端面上。

4.如权利要求1所述的一种用于多缸发动机的气动增压系统,其特征在于:增压装置Ⅰ(200)和增压装置Ⅱ(300)的废气室Ⅱ(207)的废气进气口和废气出气口均设置在缸体Ⅱ(202)上背离缸体Ⅰ(201)一端的端面上。

5.如权利要求1、3或4所述的一种用于多缸发动机的气动增压系统,其特征在于:增压装置Ⅰ(200)和增压装置Ⅱ(300)的空气室Ⅰ(206)的空气进气口和空气出气口均设置在缸体Ⅰ(201)上靠近缸体Ⅱ(202)一端的端面上。

6.如权利要求1、3或4所述的一种用于多缸发动机的气动增压系统,其特征在于:增压装置Ⅰ(200)和增压装置Ⅱ(300)的空气室Ⅱ(208)的空气进气口和空气出气口均设置在缸体Ⅱ(202)上靠近缸体Ⅰ(201)一端的端面上。

7.一种用于多缸发动机的气动增压方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

直列四缸发动机(100)运转时,当发动机曲轴转角为0°~180°CA时,发动机气缸Ⅰ(101)排气,发动机气缸Ⅱ(102)进气;发动机气缸Ⅰ(101)的废气通过排气管(500)进入增压装置Ⅰ(200)的废气室Ⅰ(205)中;车载电脑控制该废气室Ⅰ(205)的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀关闭,该废气室Ⅰ(205)内压力增加,进入废气室Ⅰ(205)的废气推动增压装置Ⅰ(200)的活塞Ⅰ(203)向空气室Ⅰ(206)方向移动,并压缩之前进入空气室Ⅰ(206)的新鲜空气;当空气室Ⅰ(206)增压压力达到最大时,活塞Ⅰ(203)停止运动,车载电脑控制增压装置Ⅰ(200)的空气室Ⅰ(206)与发动机气缸Ⅱ(102)进气口之间的进气通路上的进气单向电磁阀打开,增压后的空气通过进气管(400)进入发动机气缸Ⅱ(102)中,给发动机气缸Ⅱ(102)增压;

当发动机曲轴转角运转至180°~360°CA时,发动机气缸Ⅲ(103)排气,发动机气缸Ⅰ(101)进气;发动机气缸Ⅲ(103)的废气通过排气管(500)进入增压装置Ⅱ(300)的废气室Ⅰ(205)中,车载电脑控制该废气室Ⅰ(205)的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀关闭,该废气室Ⅰ(205)内压力增加,进入该废气室Ⅰ(205)的废气推动增压装置Ⅱ(300)的活塞Ⅰ(203)向增压装置Ⅱ(300)的空气室Ⅰ(206)方向移动,并压缩之前进入该空气室Ⅰ(206)的新鲜空气;当该空气室Ⅰ(206)增压压力达到最大时,活塞Ⅰ(203)停止运动,车载电脑控制增压装置Ⅱ(300)的空气室Ⅰ(206)与发动机气缸Ⅰ(101)进气口之间的进气通路上的进气单向电磁阀打开,增压后的空气通过进气管(400)进入发动机气缸Ⅰ(101)中,给发动机气缸Ⅰ(101)增压;

当发动机曲轴转角运转至360°~540°CA时,发动机气缸Ⅳ(104)排气,发动机气缸Ⅲ(103)进气;发动机气缸Ⅳ(104)的废气通过排气管(500)进入到增压装置Ⅱ(300)的废气室Ⅱ(207)中,车载电脑控制该废气室Ⅱ(207)的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀关闭,同时控制增压装置Ⅱ(300)废气室Ⅰ(205)的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀打开;进入到增压装置Ⅱ(300)的废气室Ⅱ(207)中废气推动增压装置Ⅱ(300)的活塞Ⅱ(204)向空气室Ⅱ(208)方向移动,并压缩之前进入空气室Ⅱ(208)内的新鲜空气;此过程中,车载电脑控制增压装置Ⅱ(300)的空气室Ⅰ(206)与发动机气缸Ⅰ(101)进气口之间的进气通路上的进气单向电磁阀关闭;该空气室Ⅰ(206)至进气总管之间的进气单向阀打开,新鲜空气进入到该空气室Ⅰ(206)中;当该空气室Ⅱ(208)增压压力达到最大时,活塞Ⅱ(204)停止运动,车载电脑控制该空气室Ⅱ(208)与发动机气缸Ⅲ(103)进气口之间通路上的进气单向电磁阀打开,增压后的空气通过进气管(400)进入发动机气缸Ⅲ(103)中,给发动机气缸Ⅲ(103)增压;

当发动机曲轴转角运转至540°~720°CA时,发动机气缸Ⅱ(102)排气,发动机气缸Ⅳ(104)进气;发动机气缸Ⅱ(102)的废气通过排气管(500)进入到增压装置Ⅰ(200)的废气室Ⅱ(207)中,车载电脑控制该废气室Ⅱ(207)的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀关闭,同时控制增压装置Ⅰ(200)废气室Ⅰ(205)的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀打开;进入到增压装置Ⅰ(200)的废气室Ⅱ(207)中的废气推动活塞Ⅱ(204)向空气室Ⅱ(208)方向移动,并压缩之前进入Ⅱ内的新鲜空气;此过程中,车载电脑控制增压装置Ⅰ(200)的空气室Ⅰ(206)与发动机气缸Ⅱ(102)进气口之间的进气通路上的进气单向电磁阀关闭;该空气室Ⅰ(206)至进气总管之间的进气单向阀打开,新鲜空气进入到该空气室Ⅰ(206)中;当该空气室Ⅱ(208)增压压力达到最大时,活塞Ⅱ(204)停止运动,车载电脑控制该空气室Ⅱ(208)与发动机气缸Ⅳ(104)进气口之间通路上的进气单向电磁阀打开,增压后的空气通过进气管(400)进入发动机气缸Ⅳ(104)中,给发动机气缸Ⅳ(104)增压;

上述过程即表示发动机完成一工作循环,完成对四个气缸的增压,发动机在运行过程中,将重复上述过程。

说明书 :

一种用于多缸发动机的气动增压系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及发动机技术领域,尤其涉及发动机气动增压技术领域,更具体地说涉及一种用于多缸发动机的气动增压系统及方法。

背景技术

[0002] 为了提高发动机动力性能、提高比功率、改善燃料经济性,增压技术应运而生。随着增压技术的不断发展,多种增压方式逐渐出现,目前主要的增压方式有机械增压、废气涡轮增压等,但上述增压方式均存在一定缺点。其中,机械增压由于能量传递的过程长,摩擦力大,动力消耗严重,增压效果并不理想。废气涡轮增压由于涡轮会产生迟滞和喘振效应,其响应速度较慢。上述增压方式均会不同程度地损耗发动机的能量,废气的能量利用率也没有达到最优。
[0003] 公开号为CN202220657U,公开日为2012年5月16日,名称为“进排气互联式活塞增压节能发动机”的实用新型专利,该实用新型公开了利用发动机气缸排气时的压力,对工作气缸进行增压的进排气互联式活塞增压节能发动机。该进排气互联式活塞增压节能发动机,包括至少四个气缸,在所有气缸的缸体侧壁上连通有进气管和排气歧管,在进、排气相反的气缸间连通有增压管。
[0004] 上述进排气互联式活塞增压节能发动机仅在进、排气相反的气缸间连通有增压管,增压效果不明显,且使得进、排气连通,会造成进气、排气之间的窜气,会影响活塞腔内的燃烧效率。

发明内容

[0005] 为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足,本发明提供了一种用于多缸发动机的气动增压系统及方法,本发明的发明目的在于解决现有多缸发动机增压方式会不同程度损耗发动机能量,废气利用率较差,以及进排气窜气影响燃烧效率的问题。本发明采用两个增压装置用于对直列四缸发动机进行进气增压,且是利用直列四缸发动机的缸体废气进行增压,在增压过程中,通过对各个阀门的控制,不会损耗发动机能量,一方面提供了废气利用率,另一方面也可避免发动机进排气缸之间窜气的发生,确保燃效效率。
[0006] 为了解决上述现有技术中存在的问题,本发明是通过下述技术方案实现的。
[0007] 本发明第一方面提供了一种用于多缸发动机的气动增压系统,包括直列四缸发动机、增压装置Ⅰ、增压装置Ⅱ、若干进气管、若干排气管、进气歧管和排气歧管;
[0008] 所述增压装置Ⅰ和增压装置Ⅱ均包括对称设置且连接在一起的缸体Ⅰ和缸体Ⅱ,缸体Ⅰ内设置有活塞Ⅰ,缸体Ⅱ内设置有活塞Ⅱ;活塞Ⅰ将缸体Ⅰ内腔分隔为废气室Ⅰ和空气室Ⅰ,活塞Ⅱ将缸体Ⅱ内腔分隔为废气室Ⅱ和空气室Ⅱ;活塞Ⅰ和活塞Ⅱ通过传动杆连接在一起,形成双头增压活塞组件;传动杆贯穿缸体Ⅰ和缸体Ⅱ的连接处,且传动杆的两端分别固定连接在活塞Ⅰ和活塞Ⅱ上;传动杆穿出缸体Ⅰ和缸体Ⅱ的连接处的两端,分别位于空气室Ⅰ和空气室Ⅱ内;传动杆与缸体Ⅰ和缸体Ⅱ的连接处滑动密封连接;
[0009] 所述直列四缸发动机包括发动机气缸Ⅰ、发动机气缸Ⅱ、发动机气缸Ⅲ和发动机气缸Ⅳ,发动机气缸Ⅰ的排气口通过排气管与增压装置Ⅰ的废气室Ⅰ连通;发动机气缸Ⅰ的进气口通过进气管与增压装置Ⅱ的空气室Ⅰ连通;
[0010] 发动机气缸Ⅱ的排气口通过排气管与增压装置Ⅰ的废气室Ⅱ连通,发动机气缸Ⅱ的进气口通过进气管与增压装置Ⅰ的空气室Ⅰ连通;
[0011] 发动机气缸Ⅲ的排气口通过排气管与增压装置Ⅱ的废气室Ⅰ连通,发动机气缸Ⅲ的进气口通过进气管与增压装置Ⅱ的空气室Ⅱ连通;
[0012] 发动机气缸Ⅳ的排气口通过排气管与增压装置Ⅱ的废气室Ⅱ连通,发动机气缸Ⅳ的进气口通过进气管与增压装置Ⅰ的空气室Ⅱ连通;
[0013] 在增压装置Ⅰ和增压装置Ⅱ的空气室Ⅰ和空气室Ⅱ与发动机气缸Ⅰ、发动机气缸Ⅱ、发动机气缸Ⅲ和发动机气缸Ⅳ的进气通路上均设置有进气单向电磁阀;发动机气缸Ⅰ、发动机气缸Ⅱ、发动机气缸Ⅲ和发动机气缸Ⅳ与增压装置Ⅰ和增压装置Ⅱ的废气室Ⅰ和废气室Ⅱ之间的排气通路上均设置有排气单向阀;
[0014] 增压装置Ⅰ和增压装置Ⅱ的空气室Ⅰ和空气室Ⅱ均设置有空气进气口,全部空气进气口通过进气歧管连接后汇总到进气总管,进气总管转配有节气门,且空气进气口至进气总管之间的进气通路上设置进气单向阀;
[0015] 增压装置Ⅰ和增压装置Ⅱ的废气室Ⅰ和废气室Ⅱ均设置有废气出气口,全部废气出气口通过排气歧管连接后汇总到排气总管;且废气出气口到排气总管的通路上设置有排气电磁阀;
[0016] 所述进气单向电磁阀、排气电磁阀、节气门均与车载电脑连接,由车载电脑控制。
[0017] 进一步的,废气室Ⅰ的废气进气口和废气出气口均设置在废气室Ⅰ的圆周侧,废气室Ⅱ的废气进气口和废气出气口均设置在废气室Ⅱ的圆周侧,空气室Ⅰ的空气进气口和空气出气口均设置在空气室Ⅰ的圆周侧,空气室Ⅱ的空气进气口和空气出气口均设置在空气室Ⅱ的圆周侧。
[0018] 进一步的,增压装置Ⅰ和增压装置Ⅱ的废气室Ⅰ的废气进气口和废气出气口均设置在缸体Ⅰ上背离缸体Ⅱ一端的端面上。
[0019] 更进一步的,增压装置Ⅰ和增压装置Ⅱ的废气室Ⅱ的废气进气口和废气出气口均设置在缸体Ⅱ上背离缸体Ⅰ一端的端面上。
[0020] 进一步的,增压装置Ⅰ和增压装置Ⅱ的空气室Ⅰ的空气进气口和空气出气口均设置在缸体Ⅰ上靠近缸体Ⅱ一端的端面上。
[0021] 更进一步的,增压装置Ⅰ和增压装置Ⅱ的空气室Ⅱ的空气进气口和空气出气口均设置在缸体Ⅱ上靠近缸体Ⅰ一端的端面上。
[0022] 本发明第二方面提供了一种用于多缸发动机的气动增压方法,该方法包括以下步骤:
[0023] 直列四缸发动机运转时,当发动机曲轴转角为0°~180°CA时,发动机气缸Ⅰ排气,发动机气缸Ⅱ进气;发动机气缸Ⅰ的废气通过排气管进入增压装置Ⅰ的废气室Ⅰ中;车载电脑控制该废气室Ⅰ的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀关闭,该废气室Ⅰ内压力增加,进入废气室Ⅰ的废气推动增压装置Ⅰ的活塞Ⅰ向空气室Ⅰ方向移动,并压缩之前进入空气室Ⅰ的新鲜空气;当空气室Ⅰ增压压力达到最大时,活塞Ⅰ停止运动,车载电脑控制增压装置Ⅰ的空气室Ⅰ与发动机气缸Ⅱ进气口之间的进气通路上的进气单向电磁阀打开,增压后的空气通过进气管进入发动机气缸Ⅱ中,给发动机气缸Ⅱ增压;
[0024] 当发动机曲轴转角运转至180°~360°CA时,发动机气缸Ⅲ排气,发动机气缸Ⅰ进气;发动机气缸Ⅲ的废气通过排气管进入增压装置Ⅱ的废气室Ⅰ中,车载电脑控制该废气室Ⅰ的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀关闭,该废气室Ⅰ内压力增加,进入该废气室Ⅰ的废气推动增压装置Ⅱ的活塞Ⅰ向增压装置Ⅱ的空气室Ⅰ方向移动,并压缩之前进入该空气室Ⅰ的新鲜空气;当该空气室Ⅰ增压压力达到最大时,活塞Ⅰ停止运动,车载电脑控制增压装置Ⅱ的空气室Ⅰ与发动机气缸Ⅰ进气口之间的进气通路上的进气单向电磁阀打开,增压后的空气通过进气管进入发动机气缸Ⅰ中,给发动机气缸Ⅰ增压;
[0025] 当发动机曲轴转角运转至360°~540°CA时,发动机气缸Ⅳ排气,发动机气缸Ⅲ进气;发动机气缸Ⅳ的废气通过排气管进入到增压装置Ⅱ的废气室Ⅱ中,车载电脑控制该废气室Ⅱ的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀关闭,同时控制增压装置Ⅱ废气室Ⅰ的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀打开;进入到增压装置Ⅱ的废气室Ⅱ中废气推动增压装置Ⅱ的活塞Ⅱ向空气室Ⅱ方向移动,并压缩之前进入空气室Ⅱ内的新鲜空气;此过程中,车载电脑控制增压装置Ⅱ的空气室Ⅰ与发动机气缸Ⅰ进气口之间的进气通路上的进气单向电磁阀关闭;该空气室Ⅰ至进气总管之间的进气单向阀打开,新鲜空气进入到该空气室Ⅰ中;当该空气室Ⅱ增压压力达到最大时,活塞Ⅱ停止运动,车载电脑控制该空气室Ⅱ与发动机气缸Ⅲ进气口之间通路上的进气单向电磁阀打开,增压后的空气通过进气管进入发动机气缸Ⅲ中,给发动机气缸Ⅲ增压;
[0026] 当发动机曲轴转角运转至540°~720°CA时,发动机气缸Ⅱ排气,发动机气缸Ⅳ进气;发动机气缸Ⅱ的废气通过排气管进入到增压装置Ⅰ的废气室Ⅱ中,车载电脑控制该废气室Ⅱ的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀关闭,同时控制增压装置Ⅰ废气室Ⅰ的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀打开;进入到增压装置Ⅰ的废气室Ⅱ中的废气推动活塞Ⅱ向空气室Ⅱ方向移动,并压缩之前进入Ⅱ内的新鲜空气;此过程中,车载电脑控制增压装置Ⅰ的空气室Ⅰ与发动机气缸Ⅱ进气口之间的进气通路上的进气单向电磁阀关闭;该空气室Ⅰ至进气总管之间的进气单向阀打开,新鲜空气进入到该空气室Ⅰ中;当该空气室Ⅱ增压压力达到最大时,活塞Ⅱ停止运动,车载电脑控制该空气室Ⅱ与发动机气缸Ⅳ进气口之间通路上的进气单向电磁阀打开,增压后的空气通过进气管进入发动机气缸Ⅳ中,给发动机气缸Ⅳ增压;
[0027] 上述过程即表示发动机完成一工作循环,完成对四个气缸的增压,发动机在运行过程中,将重复上述过程。
[0028] 与现有技术相比,本发明所带来的有益的技术效果表现在:
[0029] 1、本发明的气动增压系统及方法采用了废气直接压缩空气的方案,减小了废气能量转换的环节,优于涡轮增压或机械增压的能量转换环节,也优于涡轮增压和机械增压的效率。
[0030] 2、本发明的增压装置通过对称设置的双缸体和双头增压活塞组件,实现发动机中进排气相反的气缸间的交替增压,有效利用了缸内排出的废气压力。增压装置结构简单,成本较低。
[0031] 3、本发明采用的进排气组织方式,即发动机气缸与增压装置的连接方式,能够避免某一缸的废气窜到另一气缸,从而避免了残余废气过多而对燃烧产生的不良影响。
[0032] 4、本发明中,空气室Ⅰ和废气室Ⅰ的进气口和出气口均设置在缸体Ⅰ圆周侧时,活塞的位移范围收到缸体圆周壁上进气口或出气口之间的距离,活塞的移动范围不能超出进气口或出气口位置,否则会造成窜气。
[0033] 5、本发明将废气室的进气口和出气口均设置在缸体端面上,最大程度的扩大了活塞的移动范围,也可以最大程度的提升增压效果。

附图说明

[0034] 图1为本发明气动增压系统的装配结构示意图。
[0035] 图2为本发明中增压装置的一种剖视结构示意图。
[0036] 图3为本发明中增压装置的又一中剖视结构示意图。
[0037] 附图标记:100、直列四缸发动机,200、增压装置Ⅰ,300、增压装置Ⅱ,400、进气管,500、排气管,600、进气歧管,700、排气歧管,800、节气门;
[0038] 101、发动机气缸Ⅰ,102、发动机气缸Ⅱ,103、发动机气缸Ⅲ,104、发动机气缸Ⅳ;
[0039] 201、缸体Ⅰ,202、缸体Ⅱ,203、活塞Ⅰ,204、活塞Ⅱ,205、废气室Ⅰ,206、空气室Ⅰ,207、废气室Ⅱ,208、空气室Ⅱ,209、传动杆,210、空气进气口Ⅰ,211、空气进气口Ⅱ,212、废气进气口Ⅰ,213、废气进气口Ⅱ,214、空气出气口Ⅰ,215、空气出气口Ⅱ,216、废气出气口Ⅰ,
217、废气出气口Ⅱ。

具体实施方式

[0040] 下面结合说明书附图及具体实施例,对本发明的技术方案做出进一步详细地阐述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0041] 作为本发明一较佳实施例,参照说明书附图1所示,本实施例公开了一种用于多缸发动机的气动增压系统,包括直列四缸发动机100、增压装置Ⅰ200、增压装置Ⅱ300、若干进气管400、若干排气管500、进气歧管600和排气歧管700。
[0042] 其中增压装置Ⅰ200和增压装置Ⅱ300结构相同,参照说明书附图2和3所示,所述增压装置Ⅰ200和增压装置Ⅱ300均包括对称设置且连接在一起的缸体Ⅰ201和缸体Ⅱ202,缸体Ⅰ201内设置有活塞Ⅰ203,缸体Ⅱ202内设置有活塞Ⅱ204;活塞Ⅰ203将缸体Ⅰ201内腔分隔为废气室Ⅰ205和空气室Ⅰ206,活塞Ⅱ204将缸体Ⅱ202内腔分隔为废气室Ⅱ207和空气室Ⅱ208;活塞Ⅰ203和活塞Ⅱ204通过传动杆209连接在一起,形成双头增压活塞组件;传动杆209贯穿缸体Ⅰ201和缸体Ⅱ202的连接处,且传动杆209的两端分别固定连接在活塞Ⅰ203和活塞Ⅱ204上;传动杆209穿出缸体Ⅰ201和缸体Ⅱ202的连接处的两端,分别位于空气室Ⅰ206和空气室Ⅱ208内;传动杆209与缸体Ⅰ201和缸体Ⅱ202的连接处滑动密封连接,所述空气室Ⅰ
206、空气室Ⅱ208、废气室Ⅰ205和废气室Ⅱ207均设置有进气口和出气口;具体的,如图2和图3所示,所述空气室Ⅰ206连接有空气进气口Ⅰ210和空气出气口Ⅰ214,所述空气室Ⅱ208连接有空气进气口Ⅱ211和空气出气口Ⅱ215,所述废气室Ⅰ205连接有废气进气口Ⅰ212和废气出气口Ⅰ216,废气室Ⅱ207连接有废气进气口Ⅱ213和废气出气口Ⅱ217。
[0043] 所述直列四缸发动机100包括发动机气缸Ⅰ101、发动机气缸Ⅱ102、发动机气缸Ⅲ103和发动机气缸Ⅳ104,发动机气缸Ⅰ101的排气口通过排气管500与增压装置Ⅰ200的废气室Ⅰ205的废气进气口Ⅰ212连通;发动机气缸Ⅰ101的进气口通过进气管400与增压装置Ⅱ300的空气室Ⅰ206的空气出气口Ⅰ214连通;
[0044] 发动机气缸Ⅱ102的排气口通过排气管500与增压装置Ⅰ200的废气室Ⅱ207的废气进气口Ⅱ213连通,发动机气缸Ⅱ102的进气口通过进气管400与增压装置Ⅰ200的空气室Ⅰ206的空气出气口Ⅰ214连通;
[0045] 发动机气缸Ⅲ103的排气口通过排气管500与增压装置Ⅱ300的废气室Ⅰ205的废气进气口Ⅰ212连通,发动机气缸Ⅲ103的进气口通过进气管400与增压装置Ⅱ300的空气室Ⅱ208的空气出气口Ⅱ215连通;
[0046] 发动机气缸Ⅳ104的排气口通过排气管500与增压装置Ⅱ300的废气室Ⅱ207的废气进气口Ⅱ213连通,发动机气缸Ⅳ104的进气口通过进气管400与增压装置Ⅰ200的空气室Ⅱ208的空气出气口Ⅱ215连通。
[0047] 在增压装置Ⅰ200和增压装置Ⅱ300的空气室Ⅰ206和空气室Ⅱ208与发动机气缸Ⅰ101、发动机气缸Ⅱ102、发动机气缸Ⅲ103和发动机气缸Ⅳ104的进气通路上均设置有进气单向电磁阀;作为本实施例的一种实施方式,进气单向电磁阀可以设置在增压装置Ⅰ200和增压装置Ⅱ300的空气出气口Ⅰ214和空气出气口Ⅱ215上。
[0048] 发动机气缸Ⅰ101、发动机气缸Ⅱ102、发动机气缸Ⅲ103和发动机气缸Ⅳ104与增压装置Ⅰ200和增压装置Ⅱ300的废气室Ⅰ205和废气室Ⅱ207之间的排气通路上均设置有排气单向阀;作为本实施例的一种实施方式,排气单向阀可以设置在增压装置Ⅰ200和增压装置Ⅱ300的废气进气口Ⅰ212和废气进气口Ⅱ213上。
[0049] 增压装置Ⅰ200和增压装置Ⅱ300的空气室Ⅰ206和空气室Ⅱ208均设置有空气进气口,全部空气进气口通过进气歧管600连接后汇总到进气总管,进气总管转配有节气门800,且空气进气口至进气总管之间的进气通路上设置进气单向阀;作为本实施例的一种实施方式,进气单向阀设置在增压装置Ⅰ200和增压装置Ⅱ300的空气进气口Ⅰ210和空气进气口Ⅱ211上。
[0050] 增压装置Ⅰ200和增压装置Ⅱ300的废气室Ⅰ205和废气室Ⅱ207均设置有废气出气口,全部废气出气口通过排气歧管700连接后汇总到排气总管;且废气出气口到排气总管的通路上设置有排气电磁阀;作为本实施例的一种实施方式,排气电磁阀可以设置在增压装置Ⅰ200和增压装置Ⅱ300的废气出气口Ⅰ216和废气出气口Ⅱ217上。
[0051] 所述进气单向电磁阀、排气电磁阀、节气门800均与车载电脑连接,由车载电脑控制。
[0052] 作为本实施例的一种实施方式,如图2所示,增压装置Ⅰ200和增压装置Ⅱ300的废气室Ⅰ205和空气室Ⅰ206的空气进气口和空气出气口均设置在缸体Ⅰ201圆周侧。增压装置Ⅰ200和增压装置Ⅱ300的空气室Ⅱ208和废气室Ⅱ207的废气进气口和废气排气口均设置在缸体Ⅱ202圆周侧。活塞的位移范围收到缸体圆周壁上进气口或出气口之间的距离,活塞的移动范围不能超出进气口或出气口位置,否则会造成窜气。
[0053] 作为本实施例的又一种实施方式,如图3所示,增压装置Ⅰ200和增压装置Ⅱ300的废气室Ⅰ205的废气进气口和废气出气口均设置在缸体Ⅰ201上背离缸体Ⅱ202一端的端面上;增压装置Ⅰ200和增压装置Ⅱ300的废气室Ⅱ207的废气进气口和废气出气口均设置在缸体Ⅱ202上背离缸体Ⅰ201一端的端面上;增压装置Ⅰ200和增压装置Ⅱ300的空气室Ⅰ206的空气进气口和空气出气口均设置在缸体Ⅰ201上靠近缸体Ⅱ202一端的端面上;增压装置Ⅰ200和增压装置Ⅱ300的空气室Ⅱ208的空气进气口和空气出气口均设置在缸体Ⅱ202上靠近缸体Ⅰ201一端的端面上。
[0054] 本实施例还公开了一种用于多缸发动机的气动增压方法,该方法包括以下步骤:
[0055] 直列四缸发动机100运转时,当发动机曲轴转角为0°~180°CA时,发动机气缸Ⅰ101排气,发动机气缸Ⅱ102进气;发动机气缸Ⅰ101的废气通过排气管500进入增压装置Ⅰ200的废气室Ⅰ205中;车载电脑控制该废气室Ⅰ205的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀关闭,该废气室Ⅰ205内压力增加,进入废气室Ⅰ205的废气推动增压装置Ⅰ200的活塞Ⅰ203向空气室Ⅰ206方向移动,并压缩之前进入空气室Ⅰ206的新鲜空气;当空气室Ⅰ206增压压力达到最大时,活塞Ⅰ203停止运动,车载电脑控制增压装置Ⅰ200的空气室Ⅰ206与发动机气缸Ⅱ102进气口之间的进气通路上的进气单向电磁阀打开,增压后的空气通过进气管400进入发动机气缸Ⅱ102中,给发动机气缸Ⅱ102增压;
[0056] 当发动机曲轴转角运转至180°~360°CA时,发动机气缸Ⅲ103排气,发动机气缸Ⅰ101进气;发动机气缸Ⅲ103的废气通过排气管500进入增压装置Ⅱ300的废气室Ⅰ205中,车载电脑控制该废气室Ⅰ205的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀关闭,该废气室Ⅰ205内压力增加,进入该废气室Ⅰ205的废气推动增压装置Ⅱ300的活塞Ⅰ203向增压装置Ⅱ
300的空气室Ⅰ206方向移动,并压缩之前进入该空气室Ⅰ206的新鲜空气;当该空气室Ⅰ206增压压力达到最大时,活塞Ⅰ203停止运动,车载电脑控制增压装置Ⅱ300的空气室Ⅰ206与发动机气缸Ⅰ101进气口之间的进气通路上的进气单向电磁阀打开,增压后的空气通过进气管
400进入发动机气缸Ⅰ101中,给发动机气缸Ⅰ101增压;
[0057] 当发动机曲轴转角运转至360°~540°CA时,发动机气缸Ⅳ104排气,发动机气缸Ⅲ103进气;发动机气缸Ⅳ104的废气通过排气管500进入到增压装置Ⅱ300的废气室Ⅱ207中,车载电脑控制该废气室Ⅱ207的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀关闭,同时控制增压装置Ⅱ300废气室Ⅰ205的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀打开;进入到增压装置Ⅱ300的废气室Ⅱ207中废气推动增压装置Ⅱ300的活塞Ⅱ204向空气室Ⅱ208方向移动,并压缩之前进入空气室Ⅱ208内的新鲜空气;此过程中,车载电脑控制增压装置Ⅱ300的空气室Ⅰ206与发动机气缸Ⅰ101进气口之间的进气通路上的进气单向电磁阀关闭;
该空气室Ⅰ206至进气总管之间的进气单向阀打开,新鲜空气进入到该空气室Ⅰ206中;当该空气室Ⅱ208增压压力达到最大时,活塞Ⅱ204停止运动,车载电脑控制该空气室Ⅱ208与发动机气缸Ⅲ103进气口之间通路上的进气单向电磁阀打开,增压后的空气通过进气管400进入发动机气缸Ⅲ103中,给发动机气缸Ⅲ103增压;
[0058] 当发动机曲轴转角运转至540°~720°CA时,发动机气缸Ⅱ102排气,发动机气缸Ⅳ104进气;发动机气缸Ⅱ102的废气通过排气管500进入到增压装置Ⅰ200的废气室Ⅱ207中,车载电脑控制该废气室Ⅱ207的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀关闭,同时控制增压装置Ⅰ200废气室Ⅰ205的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀打开;进入到增压装置Ⅰ200的废气室Ⅱ207中的废气推动活塞Ⅱ204向空气室Ⅱ208方向移动,并压缩之前进入Ⅱ内的新鲜空气;此过程中,车载电脑控制增压装置Ⅰ200的空气室Ⅰ206与发动机气缸Ⅱ102进气口之间的进气通路上的进气单向电磁阀关闭;该空气室Ⅰ206至进气总管之间的进气单向阀打开,新鲜空气进入到该空气室Ⅰ206中;当该空气室Ⅱ208增压压力达到最大时,活塞Ⅱ204停止运动,车载电脑控制该空气室Ⅱ208与发动机气缸Ⅳ104进气口之间通路上的进气单向电磁阀打开,增压后的空气通过进气管400进入发动机气缸Ⅳ104中,给发动机气缸Ⅳ104增压;
[0059] 上述过程即表示发动机完成一工作循环,完成对四个气缸的增压,发动机在运行过程中,将重复上述过程。
[0060] 当下一工作循环时,发动机曲轴转角为0°~180°CA时,发动机气缸Ⅰ101排气,发动机气缸Ⅱ102进气;发动机气缸Ⅰ101的废气通过排气管500进入增压装置Ⅰ200的废气室Ⅰ205中;车载电脑控制控制增压装置Ⅰ200的废气室Ⅱ207的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀打开,同时控制该废气室Ⅰ205的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀关闭;当增压装置Ⅰ200的空气室Ⅰ206内空气压缩时,车载电脑控制空气室Ⅱ208与发动机气缸Ⅳ104之间的进气通路上的进气单向电磁阀关闭,空气室Ⅱ208的空气进气口与进气总管之间的通路上的进气单向阀打开,新鲜空气进入到空气室Ⅱ208中。
[0061] 同理,发动机曲轴转角为180°~360°CA时,发动机气缸Ⅲ103排气,发动机气缸Ⅰ101进气;发动机气缸Ⅲ103的废气通过排气管500进入增压装置Ⅱ300的废气室Ⅰ205中,车载电脑控制增压装置Ⅱ300的废气室Ⅱ207与排气总管之间通路的排气单向电磁阀打开,同时控制该废气室Ⅰ205的废气出气口到排气总管的通路上的排气电磁阀关闭;当增压装置Ⅱ
300的空气室Ⅰ206内空气压缩时,车载电脑控制增压装置Ⅱ300的空气室Ⅱ208与发动机气缸Ⅲ103之间的进气通路上的进气单向电磁阀关闭,空气室Ⅱ208的空气进气口与进气总管之间的通路上的进气单向阀打开,新鲜空气进入到空气室Ⅱ208中。
[0062] 上述发动机气缸Ⅰ101、发动机气缸Ⅱ102、发动机气缸Ⅲ103和发动机气缸Ⅳ并非特殊指代某一具体气缸,而是依据四缸直列发动机的点火顺序进行描述的,如图1所示,发动机气缸点火顺序是第一顺序气缸先点火,则发动机气缸Ⅰ101指代该第一顺序气缸,若发动机第二顺序气缸先点火,则发动机气缸Ⅰ101指代该第二顺序气缸。