一种两级增压发动的制造方法
【专利摘要】本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种两级增压发动机。至少包括第一级增压系统，第二级增压系统，发动机本体。第一级利用废气涡轮增压；第二级利用曲轴箱内容积变化增压；第一级的压气机与第二级的进气门三连接；第二级的排气门三与发动机本体的进气装置连接；发动机本体的排气装置与第一级的涡轮连接。本发明的有益效果是：1，压气机使空气压缩，第二级增压系统在容积不变的前提下吸入了更多空气，增压效果更好；2，第二级增压系统的存在，吸入了更多空气，也排出更多废气，从而更强更好的驱动涡轮旋转，进而更有力的驱动压气机。所以，第一级废气涡轮增压系统与第二级利用曲轴箱内容积变化的增压系统相互促进，产生了正效果。
【专利说明】一种两级增压发动机
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种两级增压发动机。
【背景技术】
[0002] 废气润轮增压系统的缺点在于，发动机动力输出略滞后于油门的开启，加大油门 后一般需要等片刻；发明专利《一种增压发动机（申请号=2014103223478)》的缺点在于曲 轴箱内容积变化是固定的、有限的，它最多增压百分之几十。发明一种两级增压发动机，结 合这两种增压方法的优点，去其不足，是时之所需。
【发明内容】
[0003] 本发明提供了一种两级增压发动机，第一级利用废气涡轮增压，第二级利用曲轴 箱内容积变化来进行增压。
[0004] 本发明是这样实现的：如附图1，所述一种两级增压发动机至少包括第一级增压 系统，第二级增压系统，发动机本体；第一级增压系统利用废气涡轮增压；第二级增压系统 利用曲轴箱内容积变化增压；第一级增压系统的压气机，通过连通通道四与第二级增压系 统连接；第二级增压系统，通过连通通道三与发动机本体的进气装置连接；发动机本体的 排气装置通过连通通道五与第一级增压系统的涡轮连接。
[0005] 下面描述其中一种实现，如附图2,第一级增压系统是废气涡轮增压系统，第二级 增压系统是利用曲轴箱内容积变化的增压系统。
[0006] 所述一种两级增压发动机至少包括涡轮，压气机，连通通道四，连通通道五，进气 门一，排气门一，汽缸一，活塞一，火花塞一，进气门二，排气门二，汽缸二，活塞二，火花塞 二，进气门三，排气门三，连通通道三，曲轴箱，曲轴。其中，曲轴箱上有进气门三和排气门 三，除了进气门三和排气门三外，曲轴箱是气密的；压气机通过连通通道四与进气门三连 接；排气门三通过连通通道三与进气门一、进气门二连接；排气门一、排气门二通过连通通 道五与涡轮连接。
[0007] 从附图2可以看出，涡轮和压气机属于第一级增压系统，第二级增压系统与发动 机本体共用了曲轴箱，它两融为一体，无法具体细分哪个部件属于谁。
[0008] 本发明中，所述一种两级增压发动机，一个工作循环包括四个连续的过程，具体如 下。
[0009] 其中，压气机在这四个过程中都不断压缩空气，使空气进入连通通道四。
[0010] 过程一：进气门三关闭，排气门三开启，进气门一开启，排气门一关闭，进气门二关 闭，排气门二关闭，曲轴箱通过连通通道三与汽缸一连通，曲轴箱工作容量逐渐减小，汽缸 一工作容积逐渐增大，气体顺着气流方向从曲轴箱进入汽缸一，曲轴箱减少的工作容量是 汽缸一增加的工作容量的两倍，气体压力增加；此时，汽缸一为进气行程，活塞一在曲轴的 带动下由上止点移至下止点；汽缸二为做功行程，由火花塞二点燃可燃混合气，高温高压的 燃气推动活塞二从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输出机械能。 toon] 过程二：进气门三开启，排气门三关闭，进气门一关闭，排气门一关闭，进气门二关 闭，排气门二开启，曲轴箱工作容量逐渐增大，曲轴箱通过连通通道四从压气机吸入压缩空 气；此时，汽缸一为压缩行程，活塞一从下止点向上止点运动，工作容量逐渐缩小；汽缸二 为排气行程，活塞二从下止点向上止点运动，燃烧后的废气一方面在汽缸二内外压差作用 下从汽缸二通过连通通道五向涡轮排气，驱动涡轮旋转，另一方面在活塞二的排挤作用下 从汽缸二通过连通通道五向涡轮排气，驱动涡轮旋转。
[0012] 过程三：进气门三关闭，排气门三开启，进气门一关闭，排气门一关闭，进气门二开 启，排气门二关闭，曲轴箱通过连通通道三与汽缸二连通，曲轴箱工作容量逐渐减小，汽缸 二工作容积逐渐增大，气体顺着气流方向从曲轴箱进入汽缸二，曲轴箱减少的工作容量是 汽缸二增加的工作容量的两倍，气体压力增加；此时，汽缸一为做功行程，由火花塞一点燃 可燃混合气，高温高压的燃气推动活塞一从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对 外输出机械能；汽缸二为进气行程，活塞二在曲轴的带动下由上止点移至下止点。
[0013] 过程四：进气门三开启，排气门三关闭，进气门一关闭，排气门一开启，进气门二关 闭，排气门二关闭，曲轴箱工作容量逐渐增大，曲轴箱通过连通通道四从压气机吸入压缩空 气；此时，汽缸一为排气行程，活塞一从下止点向上止点运动，燃烧后的废气一方面在汽缸 一内外压差作用下从汽缸一通过连通通道五向涡轮排气，驱动涡轮旋转，另一方面在活塞 一的排挤作用下从汽缸一通过连通通道五向涡轮排气，驱动涡轮旋转；汽缸二为压缩行程， 活塞二从下止点向上止点运动，工作容量逐渐缩小。
[0014] 本发明中，根据发动机领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系 统。
[0015] 本发明中，通过复制汽缸数量，也可作出四缸、六缸、八缸等样式的发动机。
[0016] 本实现中，只有过程二、过程四各有一个汽缸排气，会导致涡轮时快时慢，如果做 成四缸发动机，调制成每一个过程都有一个汽缸排气，涡轮运行会更平稳些。
[0017] 本发明的有益效果是：1，压气机使空气压缩，使第二级增压系统在容积不变的前 提下吸入了更多空气，从而产生更好的增压效果；2,第二级增压系统的存在，吸入了更多空 气，同时也会排出更多废气，从而更强更好的驱动涡轮旋转，进而更有力的驱动压气机。所 以，第一级废气涡轮增压系统与第二级利用曲轴箱内容积变化的增压系统相互促进，产生 了正效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1 一种两级增压发动机示意简图。
[0019] 图2 -种两级增压发动机示意图。
[0020] 图中，10发动机本体，11进气门一，12排气门一，13汽缸一，14活塞一，21进气门 二，22排气门二，23汽缸二，24活塞二，30第二级增压系统，31进气门三，32排气门三，33连 通通道三，34曲轴箱，35曲轴，40第一级增压系统，41涡轮，42压气机，43连通通道四，44连 通通道五。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合说明书附图1对本发明作进一步描述。
[0022] 本发明是这样实现的：如附图1，所述一种两级增压发动机至少包括第一级增压 系统（40)，第二级增压系统（30)，发动机本体（10);第一级增压系统（40)利用涡轮（41)增 压；第二级增压系统（30)利用曲轴箱（34)内容积变化增压；第一级增压系统（40)的压气 机（42)通过连通通道四（43)与第二级增压系统（30)连接；第二级增压系统（30)通过连通 通道三（33)与发动机本体（10)的进气装置连接；发动机本体（10)的排气装置通过连通通 道五（44)与第一级增压系统（40)的涡轮（41)连接。
[0023] 下面描述其中一种实现，如附图2,第一级增压系统（40)是废气涡轮增压系统；第 二级增压系统（30)是利用曲轴箱内容积变化的增压系统。
[0024] 所述一种两级增压发动机至少包括涡轮（41)，压气机（42)，连通通道四（43)，连 通通道五（44)，进气门一（11)，排气门一（12)，汽缸一（13)，活塞一（14)，火花塞一，进气 门二（21)，排气门二（22)，汽缸二（23)，活塞二（24)，火花塞二，进气门三（31)，排气门三 (32)，连通通道三（33)，曲轴箱（34)，曲轴（35)。其中，曲轴箱（34)上有进气门三（31)和 排气门三（32)，除了进气门三（31)和排气门三（32)外，曲轴箱（34)是气密的；压气机（42) 通过连通通道四（43 )与进气门三（31)连接；排气门三（32 )通过连通通道三（33 )与进气门 一（11)、进气门二（21)连接。排气门一（12)、排气门二（22)通过连通通道五（44)与涡轮 (41)连接。
[0025] 从附图2可以看出，涡轮（41)和压气机（42)属于第一级增压系统（40)，第二级增 压系统（30)与发动机本体（10)共用了曲轴箱（34)，它两融为一体，无法具体细分哪个部件 属于谁。
[0026] 本发明中，所述一种两级增压发动机，一个工作循环包括四个连续的过程，具体如 下。
[0027] 其中，压气机（42)在这四个过程中都不断压缩空气，使空气进入连通通道四 (43)。
[0028] 过程一：进气门三（31)关闭，排气门三（32)开启，进气门一（11)开启，排气门一 (12)关闭，进气门二（21)关闭，排气门二（22)关闭，曲轴箱（34)通过连通通道三（33)与汽 缸一（13)连通，曲轴箱（34)工作容量逐渐减小，汽缸一（13)工作容积逐渐增大，气体顺着 气流方向从曲轴箱（34)进入汽缸一（13)，曲轴箱（34)减少的工作容量是汽缸一（13)增加 的工作容量的两倍，气体压力增加；此时，汽缸一（13)为进气行程，活塞一（14)在曲轴（35) 的带动下由上止点移至下止点；汽缸二（23)为做功行程，由火花塞二点燃可燃混合气，高 温高压的燃气推动活塞二（24)从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输出机械 能。
[0029] 过程二：进气门三（31)开启，排气门三（32)关闭，进气门一（11)关闭，排气门一 (12 )关闭，进气门（21)关闭，排气门二（22 )开启，曲轴箱（34 )工作容量逐渐增大，曲轴箱 (34)通过连通通道四（43)从压气机（42)吸入压缩空气；此时，汽缸一（13)为压缩行程， 活塞一（14)从下止点向上止点运动，工作容量逐渐缩小；汽缸二（23)为排气行程，活塞二 (24)从下止点向上止点运动，燃烧后的废气一方面在汽缸二（23)内外压差作用下从汽缸二 (23)通过连通通道五（44)向涡轮（41)排气，驱动涡轮（41)旋转，另一方面在活塞二（24) 的排挤作用下从汽缸二（23)通过连通通道五（44)向涡轮（41)排气，驱动涡轮（41)旋转。
[0030] 过程三：进气门三（31)关闭，排气门三（32)开启，进气门一（11)关闭，排气门一 (12)关闭，进气门（21)开启，排气门二（22)关闭，曲轴箱（34)通过连通通道三（33)与汽缸 二（23)连通，曲轴箱（34)工作容量逐渐减小，汽缸二（23)工作容积逐渐增大，气体顺着气 流方向从曲轴箱（34)进入汽缸二（23)，曲轴箱（34)减少的工作容量是汽缸二（23)增加的 工作容量的两倍，气体压力增加；此时，汽缸一（13)为做功行程，由火花塞一点燃可燃混合 气，高温高压的燃气推动活塞一（14)从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输 出机械能；汽缸二（23)为进气行程，活塞二（24)在曲轴（35)的带动下由上止点移至下止 点。
[0031] 过程四：进气门三（31)开启，排气门三（32)关闭，进气门一（11)关闭，排气门一 (12 )开启，进气门二（21)关闭，排气门二（22 )关闭，曲轴箱（34)工作容量逐渐增大，曲轴箱 (34)通过连通通道四（43)从压气机（42)吸入压缩空气；此时，汽缸一（13)为排气行程，活 塞一（14)从下止点向上止点运动，燃烧后的废气一方面在汽缸一（13)内外压差作用下从 汽缸一（13)通过连通通道五（44)向涡轮（41)排气，驱动涡轮（41)旋转，另一方面在活塞 一（14)的排挤作用下从汽缸一（13)通过连通通道五（44)向涡轮（41)排气，驱动涡轮（41) 旋转；汽缸二（23)为压缩行程，活塞二（24)从下止点向上止点运动，工作容量逐渐缩小。
[0032] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，但可以理解的是，本发明并不局限于所公开 的实施方式和构件，相反，旨在涵盖包括在所附的权利要求书的主旨和范围之内的各种改 型、特征结合、等效的装置以及等效的构件。此外，出现在附图中的各构件的特征的尺寸并 不是限制性的，其中各构件的尺寸可以与描绘在附图中的构件的尺寸不同。因此，本发明用 于覆盖对本发明的改型和变形，只要它们均在所附的权利要求书和它们的等效方案的范围 之内即可。
【权利要求】
1. 一种两级增压发动机，其特征在于：至少包括第一级增压系统，第二级增压系统，发 动机本体；第一级增压系统利用废气涡轮增压；第二级增压系统利用曲轴箱内容积变化增 压；第一级增压系统的压气机通过连通通道四与第二级增压系统连接；第二级增压系统通 过连通通道三与发动机本体的进气装置连接；发动机本体的排气装置通过连通通道五与第 一级增压系统的涡轮连接。
2. 根据权利要求1所述的一种两级增压发动机，至少包括涡轮，压气机，连通通道四， 连通通道五，进气门一，排气门一，汽缸一，活塞一，火花塞一，进气门二，排气门二，汽缸二， 活塞二，火花塞二，进气门三，排气门三，连通通道三，曲轴箱，曲轴；其特征在于：曲轴箱上 有进气门三和排气门三，除了进气门三和排气门三外，曲轴箱是气密的；压气机通过连通通 道四与进气门三连接；排气门三通过连通通道三与进气门一、进气门二连接；排气门一、排 气门二通过连通通道五与涡轮连接。
3. 根据权利要求2所述的一种两级增压发动机，其特征在于：所述一种两级增压发动 机的一个工作循环包括四个连续的过程，具体如下； 其中，压气机在这四个过程中都不断压缩空气，使空气进入连通通道四； 过程一：进气门三关闭，排气门三开启，进气门一开启，排气门一关闭，进气门二关闭， 排气门二关闭，曲轴箱通过连通通道三与汽缸一连通，曲轴箱工作容量逐渐减小，汽缸一工 作容积逐渐增大，气体顺着气流方向从曲轴箱进入汽缸一，曲轴箱减少的工作容量是汽缸 一增加的工作容量的两倍，气体压力增加；此时，汽缸一为进气行程，活塞一在曲轴的带动 下由上止点移至下止点；汽缸二为做功行程，由火花塞二点燃可燃混合气，高温高压的燃气 推动活塞二从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输出机械能； 过程二：进气门三开启，排气门三关闭，进气门一关闭，排气门一关闭，进气门二关闭， 排气门二开启，曲轴箱工作容量逐渐增大，曲轴箱通过连通通道四从压气机吸入压缩空气； 此时，汽缸一为压缩行程，活塞一从下止点向上止点运动，工作容量逐渐缩小；汽缸二为排 气行程，活塞二从下止点向上止点运动，燃烧后的废气一方面在汽缸二内外压差作用下从 汽缸二通过连通通道五向涡轮排气，驱动涡轮旋转，另一方面在活塞二的排挤作用下从汽 缸二通过连通通道五向涡轮排气，驱动涡轮旋转； 过程三：进气门三关闭，排气门三开启，进气门一关闭，排气门一关闭，进气门二开启， 排气门二关闭，曲轴箱通过连通通道三与汽缸二连通，曲轴箱工作容量逐渐减小，汽缸二工 作容积逐渐增大，气体顺着气流方向从曲轴箱进入汽缸二，曲轴箱减少的工作容量是汽缸 二增加的工作容量的两倍，气体压力增加；此时，汽缸一为做功行程，由火花塞一点燃可燃 混合气，高温高压的燃气推动活塞一从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输 出机械能；汽缸二为进气行程，活塞二在曲轴的带动下由上止点移至下止点； 过程四：进气门三开启，排气门三关闭，进气门一关闭，排气门一开启，进气门二关闭， 排气门二关闭，曲轴箱工作容量逐渐增大，曲轴箱通过连通通道四从压气机吸入压缩空气； 此时，汽缸一为排气行程，活塞一从下止点向上止点运动，燃烧后的废气一方面在汽缸一内 外压差作用下从汽缸一通过连通通道五向涡轮排气，驱动涡轮旋转，另一方面在活塞一的 排挤作用下从汽缸一通过连通通道五向涡轮排气，驱动涡轮旋转；汽缸二为压缩行程，活塞 二从下止点向上止点运动，工作容量逐渐缩小。
【文档编号】F02B37/00GK104100361SQ201410354989
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】邱世军 申请人:邱世军