提高发动机效能的方法和与该方法相配的发动的制造方法
【专利摘要】本发明公开了提高发动机效能的方法和与该方法相配的发动机，包括发动机机架及动力传递系统、火花塞、喷油器和进排气系统，其特征在于，动力传递系统包括曲柄连杆机构和动力加速补偿装置；曲柄连杆机构包括机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组，机体组包括曲轴箱、气缸体、与气缸体连接配合的气缸盖；动力加速补偿装置包括与主动力活塞对应设置在同一气缸体内的加速补偿活塞、加速补偿活塞杆，加速补偿活塞杆与曲轴之间连接加速补偿传动机构，曲轴通过加速补偿传动机构带动加速补偿活塞在气缸体内部做补偿空间运动。本发明利用动力加速补偿装置调整曲轴与气缸夹角再点燃，增加发动机动力，降低发动机怠速和动载转速，实现节能目的。
【专利说明】提高发动机效能的方法和与该方法相配的发动机
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机【技术领域】，更具体的是涉及一种能提高发动机效能的方法和与之对应的高效节能发动机。
【背景技术】
[0002]发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，它经历了蒸汽机、外燃机和内燃机三个发展阶段。内燃机的种类十分繁多，常见的汽油机、柴油机是典型的内燃机。但是，由于汽油和柴油的性质不同，因而在发动机的工作原理和结构上都有所不同。
[0003]一、汽油机的工作原理是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在进气行程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。以四冲程汽油机为例，是在进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程内完成一个工作循环。
[0004]I)进气行程
[0005]活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时进气门开启，排气门关闭，曲轴转动180°。在活塞移动过程中，汽缸容积逐渐增大，汽缸内气体压力从pr逐渐降低到pa，汽缸内形成一定的真空度，空气和汽油的混合气通过进气门被吸入汽缸，并在汽缸内进一步混合形成可燃混合气。由于进气系统存在阻力，汽缸内气体压力小于大气压力0p，即pa =(0.80?0.90)Op0进入汽缸内的可燃混合气的温度，由于进气管、汽缸壁、活塞顶、气门和燃烧室壁等高温零件的加热以及与残余废气的混合而升高到340?400K。
[0006]2)压缩行程
[0007]压缩行程时，进、排气门同时关闭。活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180°。活塞上移时，工作容积逐渐缩小，缸内混合气受压缩后压力和温度不断升高，到达压缩终点时，其压力pc可达800?2000kPa，温度达600?750K。
[0008]3)做功行程
[0009]当活塞接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气，混合气燃烧释放出大量的热能，使汽缸内气体的压力和温度迅速提高。燃烧最高压力PZ达3000?6000kPa，温度TZ达2200?2800K。高温高压的燃气推动活塞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。随着活塞下移，汽缸容积增加，气体压力和温度逐渐下降，到达b点时，其压力降至300?500kPa，温度降至1200?1500K。在做功行程，进气门、排气门均关闭，曲轴转动180°。
[0010]4)排气行程
[0011]排气行程时，排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180°。排气门开启时，燃烧后的废气一方面在汽缸内外压差作用下向缸外排出，另一方面通过活塞的排挤作用向缸外排气。由于排气系统的阻力作用，排气终点r点的压力稍高于大气压力，即pr = (1.05?1.20) p0。排气终点温度Tr = 900?1100K。活塞运动到上止点时，燃烧室中仍留有一定容积的废气无法排出，这部分废气叫残余废气。
[0012]二、柴油机的工作原理是和汽油机一样，每个工作循环也是由进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程组成。由于柴油机以柴油作燃料，与汽油相比，柴油自燃温度低、黏度大不易蒸发，因而柴油机采用压缩终点自燃着火，其工作过程及系统结构与汽油机有所不同。
[0013]I)进气行程
[0014]进入汽缸的工质是纯空气。由于柴油机进气系统阻力较小，进气终点压力Pa =(0.85?0.95)p0，比汽油机高。进气终点温度Ta = 300?340K，比汽油机低。
[0015]2)压缩行程
[0016]由于压缩的工质是纯空气，因此柴油机的压缩比比汽油机高(一般为ε = 16?22)。压缩终点的压力为3000?5000kPa，压缩终点的温度为750?1000K，大大超过柴油的自燃温度(约520K)。
[0017]3)做功行程
[0018]当压缩行程接近终了时，在高压油泵作用下，将柴油以1MPa左右的高压通过喷油器喷入汽缸燃烧室中，在很短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧。汽缸内气体的压力急速上升，最高达5000?9000kPa，最高温度达1800?2000K。由于柴油机是靠压缩自行着火燃烧，故称柴油机为压燃式发动机。
[0019]4)排气行程
[0020]柴油机的排气与汽油机基本相同，只是排气温度比汽油机低。一般Tr = 700?900K。对于单缸发动机来说，其转速不均匀，发动机工作不平稳，振动大。这是因为四个行程中只有一个行程是做功的，其他三个行程是消耗动力为做功做准备的行程。为了解决这个问题，飞轮必须具有足够大的转动惯量，这样又会导致整个发动机质量和尺寸增加。采用多缸发动机可以弥补上述不足，但是，同时也存在结构复杂，工艺难度大、技术要求高等问题。
[0021]并且，目前普通的内燃机还存在着能源使用效率不高的问题，表现为:
[0022]1、发动机的活塞到达上止点，压缩比达到一定时点燃或压燃(柴油机采用压燃技术)，不仅初燃期能量没有得到有效利用，且使气缸压力增大，影响发动机的使用寿命；
[0023]2、由于燃料品质不同，汽缸内燃料最佳压缩比不同，若要求使用高标号汽油的车辆不小心使用低标号油品时，可能提前爆燃产生爆震，对发动机造成损坏。
[0024]为此，如何通过技术改进，提高内燃机的能源使用效率，减少能源消耗和环境污染，一直以来都是人们非常关注的课题。
【发明内容】
[0025]本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的提高发动机使用寿命，提高燃油的通用性，减少废气排放，降低发动机抖动，降低噪声，使气体燃烧更加充分的提高发动机效能的方法。
[0026]本发明的另一目的是提供一种能使发动机输出动力增大，提高发动机使用寿命，提高燃油的通用性，减少废气排放，降低发动机抖动，降低噪声，使气体燃烧更加充分，更加环保的高效节能发动机。
[0027]本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的:一种提高发动机动力的方法，其特征在于，它是采用在发动机中增设与作为动力主传动系统的曲柄连杆机构对应的动力加速补偿装置，通过动力加速补偿装置在发动机的压缩和做功冲程中做有规律的补偿空间运动，增加吸气空间和压缩距离从而增大压缩比，以及增加输出动力曲轴的转动角度，从而增加有效做功的角度，使发动机低能耗高效率运转。
[0028]作为上述方案的进一步说明，所述动力加速补偿装置是由曲柄连杆机构提供动力，带动动力加速补偿装置中的加速补偿活塞，在发动机的曲柄连杆机构的活塞越过上止点时加速追赶，使发动机缸体内压缩比达到最佳状态进行点火或喷油。
[0029]一种高效节能发动机，包括发动机机架及其上设置的动力传递系统、火花塞、喷油器和进排气系统，其特征在于，所述动力传递系统包括作为动力主传动系统的曲柄连杆机构和与曲柄连杆机构对应的动力加速补偿装置；
[0030]所述曲柄连杆机构包括机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组，机体组包括曲轴箱、气缸体、与气缸体连接配合的气缸盖，活塞连杆组包括设置在气缸体内的主动力活塞和与主动力活塞活动连接的主动力活塞连杆，曲轴飞轮组包括曲轴和与曲轴连接的飞轮，曲轴设置在曲轴箱内；
[0031]动力加速补偿装置包括与主动力活塞对应设置在同一气缸体内的加速补偿活塞、与加速补偿活塞连接的加速补偿活塞杆，加速补偿活塞杆与曲轴之间连接有加速补偿传动机构，曲轴通过加速补偿传动机构带动加速补偿活塞在气缸体内部做有规律的补偿空间运动，增加吸气空间和压缩距离从而增大压缩比，以及增加输出动力的曲轴角度，从而使发动机低能耗高效率运转。
[0032]作为上述方案的进一步说明，所述加速补偿传动机构包括与曲轴连接的链轮传动机构、与加速补偿活塞杆活动连接的滑杆、和连接于链轮传动机构和传动杆之间的摆动从动件凸轮机构；发动机机架上设置有滑杆支架，滑杆支架上设置有与滑杆对应的直线导向机构，滑杆沿直线导向机构往返移动。
[0033]所述滑杆支架包括相互之间设置有一定间隔的两支撑板架和连接于两支撑板架之间的U型连接框架，滑杆的两侧设置有直线凹槽，直线凹槽的一端设置开口，另一端封闭，两支撑板板架的间隔端设置有与滑杆的直线凹槽凹凸配合的导轨，相互间隔的两侧导轨构成所述的直线导向机构，使滑杆能够沿导轨方向往返移动。
[0034]所述摆动从动件凸轮机构包括与链轮传动机构的输出齿轮啮合传动的从动齿轮、固定连接于从动齿轮的齿轮轴上的凸轮、与凸轮活动接触的摆动从动件，摆动从动件包括上部的设置有容纳凸轮的凹位的爪件和下部的连接驱动滑杆的摆动杆一，爪件与摆动杆之间设置有摆动支点一，凹位的两侧分别与凸轮的凸出部位活动顶压配合，通过凸轮的转动顶压爪件的凹位两侧，从而带动爪件绕摆动支点摆动，从而带动摆动杆一对滑杆进行推、拉动作。
[0035]所述摆动从动件凸轮机构包括由链轮传动机构的输出齿轮带动的旋转套、摆动杆二，摆动杆二上设置有摆动支点二，摆动杆二的一端与旋转套活动连接，另一端与滑杆连接；沿旋转套的周向设置有与旋转套的轴线成一定的倾斜角度的环形凹槽，摆动杆二的一端设置有滑动件与环形凹槽滑动连接，通过旋转套的转动，使滑动件沿环形凹槽的轨迹滑动，从而驱动摆动杆二对滑杆进行推、拉动作。
[0036]所述环形凹槽的内侧设置齿牙,滑动件设置为错位齿轮,该错位齿轮由连接为一体的非同轴心的齿轮一和齿轮二构成，错位齿轮通过轴杆与摆动杆二活动连接，通过错位齿轮的齿轮一和齿轮二上的齿牙与环形凹槽的内侧齿牙啮合传动。
[0037]沿滑杆的轴向方向依次设置有若干组齿条组，相邻两组齿条组之间有一定的间隔，每组齿条组由上升楔形齿条和下降楔形齿条构成，上升楔形齿条和下降楔形齿条分设于滑杆的两侧，上升楔形齿条的高位对应下降楔形齿条的低位，上升楔形齿条的低位对应下降楔形齿条的高位；加速补偿活塞杆上设置有与上升楔形齿条啮合传动的齿轮一、与下降楔形齿条啮合传动的齿轮二。
[0038]所述加速补偿活塞杆包括分设于滑杆两侧的夹板一和夹板二，夹板一和夹板二的端部与加速补偿活塞铰接，夹板一和夹板二之间设置有安装齿轮一的齿轮轴一和安装齿轮二的齿轮轴二。
[0039]所述火花塞设置的缸内点燃位置为主动力活塞连杆往其下止点行走时，与主动力活塞连杆连接的曲轴与缸体夹角成25° -35°。
[0040]所述进排气系统包括与气缸体连接的进排气仓、设置在进排气仓内的进排气轮组，进排气轮组由若干个与气缸体的活塞缸对应的进排气轮、将若干个进排气轮连接为一体的轮轴构成，进排气轮上设置有相互分隔的进、排气口和密封部，轮轴由曲轴带动旋转，完成发动机的进排气功能；在发动机的进气行程，进排气轮的进气口与气缸体的进气口连通进入空气气，并继续旋转；到达压缩行程，进排气轮的密封部封堵气缸体的进气口，并继续旋转；到达做功行程，进排气轮的密封部保持封堵气缸体的进气口，并继续旋转；到达排气行程，进排气轮的排气口与气缸体连通，将气缸体内的废气排空，并继续旋转，到达下一进气行程。
[0041]所述进排气系统采用侧位进排气设计，包括与气缸体连接的进、排气通道，进、排气通道内分别设置有气门，气门上装有复位弹簧，气门的末端连接有凸轮机构，用于驱动气门的打开或关闭；凸轮机构包括凸轮和杠杆，杠杆的一端与气门的末端活动顶压配合，凸轮的轮轴与曲轴通过传动机构联动，由曲轴带动气门的启闭，完成发动机的进排气功能。
[0042]本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是:
[0043]1、本发明通过加速补偿活塞与主动力活塞的配合，增加吸气空间和压缩距离，从而增大压缩比,使气缸内部点燃瞬间爆发产生的动力发挥到最大,能够大大提高油气燃烧动力的利用率，经测试，节省燃油30% -40%，使发动机低能耗高效率运转。
[0044]2、提高发动机使用寿命，传统活塞在近上止点进行点燃，不仅初始能量不能发挥作用，使气缸压力增大，影响发动机的使用寿命，而本发明则是主传动活塞越过上止点往下止点行进过程，曲轴相对于气缸平行夹角在30度左右点燃，不仅能发挥爆燃的最大推动力，而且不会影响发动机的使用寿命，以一种反常规的设计解决一直以来发动机难以解决的问题。
[0045]3、提高气缸内燃料压缩比，提高燃油的通用性，使燃烧更加充分，提高燃料使用效率，减少废气排放，即使使用高标号汽油的车辆在使用低标号油品时，也不会提前爆燃产生爆震，把发动机的损坏降到最低。
[0046]4、减少发动机抖动，降低噪音，即将发展为汽油车也进行压燃技术，使气体燃烧更加充分，更加环保。
[0047]5、本发明采用与加速补偿活塞杆活动连接的滑杆、和连接于链轮传动机构和传动杆之间的摆动从动件凸轮机构使作为动力加速补偿装置能与作为动力主传动系统的曲柄连杆机构同步运行，从而增加系统的输出动力，结构简单，设计合理，节约能耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0048]图1是本发明的结构示意图；
[0049]图2是图1的俯视图；
[0050]图3是图1的内部结构示意图；
[0051]图4是图1的爆炸图；
[0052]图5是摆动从动件凸轮机构的凸轮结构示意图；
[0053]图6是摆动从动件凸轮机构的爪件结构示意图；
[0054]图7是曲柄连杆机构的机体组结构示意图；
[0055]图8是滑杆支架与滑杆配合的结构示意图；
[0056]图9是进排气轮与进排气仓配合的结构示意图；
[0057]图10是活塞结构示意图；
[0058]图11是本发明的气缸体内部结构示意图；
[0059]图12是实施例2的结构示意图；
[0060]图13是图12的内部结构示意图；
[0061]图14是图12的爆炸图；
[0062]图15是图12的曲柄连杆机构的机体组结构示意图；
[0063]图16是图12的摆动从动件凸轮机构的旋转套结构示意图；
[0064]图17是实施例3的结构示意图；
[0065]图18是实施例3的结构示意图；
[0066]图19是实施例2的结构示意图。
[0067]附图标记说明:1_发动机机架2-动力传递系统2-1、曲柄连杆机构2-11-机体组2-111-曲轴箱2-112-气缸体2-12-活塞连杆组2-121-主动力活塞2-122-主动力活塞连杆 2-13-曲轴飞轮组 2-131-曲轴 2-2-动力加速补偿装置 2_21_加速补偿活塞 2-22-加速补偿活塞杆 2-221-夹板一 2-222-夹板二 2_223_齿轮轴一 2-224-齿轮轴二 2-23-齿轮一 2_24_齿轮二 2_3_加速补偿传动机构2_31_链轮传动机构 2-32-滑杆 2-321-直线凹槽 2-322-齿条组 2-3221-上升楔形齿条2-3222-下降模形齿条 2_33_摆动从动件凸轮机构 2-331-从动齿轮 2_332_凸轮2-333-摆动从动件2-3331-爪件2-3332-摆动杆一 2-3333-摆动支点一 2_334_旋转套2-335-摆动杆二 2-336-摆动支点二 2_337_环形凹槽3-火花塞4-进排气系统4-1-进排气仓4-2-进排气轮组4-21-进排气轮4-211-进气口 4-212-排气口4-213-密封部4-22-轮轴4-3-进排气管道4_4_进气通道4_5_排气通道4_6_气门4-7-复位弹簧4-8-凸轮机构4-81-凸轮4-82-杠杆5-滑杆支架5_1_支撑板架5-11-导轨5-2-U型连接框架6-齿牙7-错位齿轮7-1-齿轮一 7_2_齿轮
--O
【具体实施方式】
[0068]本发明的提高发动机动力的方法，它是采用在发动机中增设与作为动力主传动系统的曲柄连杆机构对应的动力加速补偿装置，通过动力加速补偿装置在发动机的压缩和做功冲程中做有规律的补偿空间运动，增加吸气空间和压缩距离从而增大压缩比，以及增加输出动力曲轴的转动角度，从而增加有效做功的角度，使发动机低能耗高效率运转。所述动力加速补偿装置是由曲柄连杆机构提供动力，带动动力加速补偿装置中的加速补偿活塞，在发动机的曲柄连杆机构的活塞越过上止点时加速追赶，使发动机缸体内压缩比达到最佳状态进行点火或喷油，适合汽油机和柴油机。
[0069]本发明公开的与所述方法相配的高效节能发动机，它是通过使发动机在压缩和做功冲程中通过改变压缩比和对曲轴有效做功的方式达到节能和高效做功的目的的发动机
>J-U ρ?α装直。
[0070]以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详述。
[0071]实施例1
[0072]如图1-图10所示，本发明的发动机采用了四缸结构，包括发动机机架I及其上设置的动力传递系统2、火花塞3、喷油器和进排气系统4，动力传递系统2包括作为动力主传动系统的曲柄连杆机构2-1和与曲柄连杆机构对应的动力加速补偿装置2-2 ;曲柄连杆机构2-1包括机体组2-11、活塞连杆组2-12和曲轴飞轮组2-13，机体组包括曲轴箱2-111、气缸体2-112、与气缸体连接配合的气缸盖，活塞连杆组2-12包括设置在气缸体内的主动力活塞2-121和与主动力活塞活动连接的主动力活塞连杆2-122，曲轴飞轮组2-13包括曲轴2-131和与曲轴连接的飞轮，曲轴2-131设置在曲轴箱2-111内；动力加速补偿装置2_2包括与主动力活塞对应设置在同一气缸体内的加速补偿活塞2-21、与加速补偿活塞连接的加速补偿活塞杆2-22，加速补偿活塞杆2-22与曲轴2-131之间连接有加速补偿传动机构2-3，曲轴通过加速补偿传动机构带动加速补偿活塞在气缸体内部做有规律的补偿空间运动，增加吸气空间和压缩距离从而增大压缩比，以及增加输出动力的曲轴角度，使其持续做功时间增加，从而使发动机低能耗高效率运转。主动力活塞和加速补偿活塞顶部设置有凹位，在对着火花塞的一侧设置有倒角。
[0073]如图11所示，本实施例采用的火花塞3的数量为一个，但是如果采用两个以上的火花塞，能够实现多点同时点火，使气缸体内的爆燃速度加快，活塞受力更加均匀，效果更好。火花塞3设置的缸内点燃位置为在主动力活塞越过其上止点往下止点行进过程中，曲轴2-131相对于气缸体平行夹角α在25-35°的位置，一般是偏向加速补充活塞一侧，此时，主传动扭矩逐渐增大，加速补偿活塞杆推动加速补偿活塞加快行进速度，使气缸体内压力达到设计压缩比点燃，瞬间爆发产生的动力发挥最大推动力，能够大大提高油气燃烧动力的利用率，预期节省燃油30-40%。
[0074]所述加速补偿传动机构2-3包括与曲轴连接的链轮传动机构2-31、与加速补偿活塞杆活动连接的滑杆2-32、和连接于链轮传动机构和传动杆之间的摆动从动件凸轮机构2-33 ;发动机机架I上设置有滑杆支架5，滑杆支架5上设置有与滑杆2-32对应的直线导向机构，滑杆沿直线导向机构往返移动。滑杆支架5包括相互之间设置有一定间隔的两支撑板架5-1和连接于两支撑板架之间的U型连接框架5-2，滑杆2-32的两侧设置有直线凹槽2-321，直线凹槽的一端设置开口，另一端封闭，两支撑板板架的间隔端设置有与滑杆的直线凹槽2-321凹凸配合的导轨5-11，两支撑板板架的相互间隔的导轨5-11构成所述的直线导向机构，由使滑杆能够沿导轨方向往返移动。摆动从动件凸轮机构2-33包括与链轮传动机构2-31的输出齿轮啮合传动的从动齿轮2-331、固定连接于从动齿轮的齿轮轴上的凸轮2-332、与凸轮活动接触的摆动从动件2-333，摆动从动件2-333包括上部的设置有容纳凸轮的凹位的爪件2-3331和下部的连接驱动滑杆的摆动杆一 2-3332，爪件与摆动杆之间设置有摆动支点一 2-3333，凹位的两侧分别与凸轮的凸出部位活动顶压配合，通过凸轮的转动顶压爪件的凹位两侧，从而带动爪件绕摆动支点摆动，从而带动摆动杆一对滑杆进行推、拉动作。为了加强爪件的使用寿命，爪件要经过一些金属加工工艺处理，如采用渗碳、渗氮或者碳氮共渗工艺提高其硬度、或者是在爪件凹位设置耐磨材料层等。
[0075]沿滑杆2-32的轴向方向依次设置有若干组齿条组2-322，相邻两组齿条组之间有一定的间隔，每组齿条组由上升楔形齿条2-3221和下降楔形齿条2-3222构成，上升楔形齿条和下降楔形齿条分设于滑杆的两侧，上升楔形齿条的高位对应下降楔形齿条的低位，上升楔形齿条的低位对应下降楔形齿条的高位；加速补偿活塞杆2-22上设置有与上升楔形齿条啮合传动的齿轮一 2-23、与下降楔形齿条啮合传动的齿轮二 2-24。其中，加速补偿活塞杆2-22包括分设于滑杆两侧的夹板一 2-221和夹板二 2-222，夹板一和夹板二的端部与加速补偿活塞铰接，夹板一和夹板二之间设置有安装齿轮一的齿轮轴一 2-223和安装齿轮二的齿轮轴二 2-224。
[0076]在进排气结构上，进排气系统4采用侧位进排气的滚动分流式设计，包括与气缸体2-112连接的进排气仓4-1、设置在进排气仓内的进排气轮组4-2，进、排气仓的两侧分别外接有进排气管道4-3，进排气轮组4-2由若干个与气缸体的活塞缸对应的进排气轮4-21、将若干个进排气轮连接为一体的轮轴4-22构成，进排气轮上设置有相互分隔的进、排气口4-211,4-212和密封部4-213，轮轴由曲轴带动旋转，完成发动机的进排气功能；在发动机的进气行程，进排气轮的进气口与气缸体的进气口连通进入空气，并继续旋转；到达压缩行程，进排气轮的密封部封堵气缸体的进气口，并继续旋转；到达做功行程，进排气轮的密封部保持封堵气缸体的进气口，并继续旋转；到达排气行程，进排气轮的排气口与气缸体连通，将气缸体内的废气排空，并继续旋转，到达下一进气行程。本技术方案采用的进排气结构与现有技术中的常用的气门结构相比，它省略了从气缸体进气口到气门之间的那段气体通道，由于这段气体通道是与气缸体内部空间连通的，实际上是增加了气缸的内部空间，因此，它的存在直接回影响到发动机的压缩比；而本技术方案采用进排气轮的形式，正好省略了气体通道结构，很好的解决了现有技术中气体通道对发动机压缩比的影响，它也是本发明的进排气系统优选的方案。
[0077]本技术方案的发动机在运行过程中，经历的压缩冲程、做功冲程和进气冲程都与传统发动机存在较大区别，并通过如此改进，解决了如【背景技术】中所述的传统发动机的不足，具体表现为:
[0078](I)、压缩冲程，在曲轴从下止点转至上止点后，通过加速补偿传动机构的作用，力口速补偿活塞追赶已从上止点转过一定25-35°的主动力活塞后点燃，从而增加对曲轴的有效做功，增加压缩比，提高发动机动力性能和节能的要求。
[0079](2)做功冲程，爆燃后通过加速补偿传动机构的滑杆与摆动从动件凸轮机构的配合，使加速补偿活塞保持在上止点，直到主动力活塞转过下止点，加速补偿活塞开始回至原位，从而继续下一冲程准备。
[0080](3)进气冲程，在主动力活塞通过下止点时，加速补偿活塞快速回落速度大于原活塞速度，从而增加吸气量使燃料得到充分燃烧，又可达到节能效果。
[0081]实施例2
[0082]如图12-图16所示，本实施例是区别于实施例1的摆动从动件凸轮机构的设计方案，摆动从动件凸轮机构2-33包括由链轮传动机构的输出齿轮带动的旋转套2-334、摆动杆二 2-335，摆动杆二上设置有摆动支点二 2-336，摆动杆二的一端与旋转套活动连接，另一端与滑杆连接；沿旋转套的周向设置有与旋转套2-334的轴线成一定的倾斜角度的环形凹槽2-337，摆动杆二的一端设置有滑动件与环形凹槽滑动连接，通过旋转套的转动，使滑动件沿环形凹槽的轨迹滑动，从而驱动摆动杆二对滑杆进行推、拉动作。
[0083]在本实施例中，如图19所示，为了增加摆动从动件凸轮机构中输出齿轮带动旋转套的稳定性，还可以在环形凹槽2-337的内侧设置齿牙6，滑动件设置为错位齿轮7，该错位齿轮7由连接为一体的非同轴心的齿轮一 7-1和齿轮二 7-2构成，错位齿轮通过轴杆7-3与摆动杆二活动连接，运行时，通过错位齿轮的齿轮一 7-1和齿轮二 7-2上的齿牙6与环形凹槽2-337的内侧齿牙啮合传动，使整个摆动从动件凸轮机构的传动结构更加平稳，精确度更高。
[0084]实施例3
[0085]如图17和图18所示，本实施例是区别于实施例1的进排气系统的设计方案，所述进排气系统4包括与气缸体连接的进、排气通道4-4、4-5，进、排气通道内分别设置有气门4-6，气门上装有复位弹簧4-7，气门的末端连接有凸轮机构4-8，用于驱动气门的打开或关闭；凸轮机构4-8包括凸轮4-81和杠杆4-82,杠杆的一端与气门的末端活动顶压配合，凸轮的轮轴与曲轴通过传动机构联动，由曲轴带动气门的启闭，完成发动机的进排气功能。
[0086]本发明对现有发动机技术进行了大幅度的改良，制造成本低，可优化现有发动机材料消耗，增加动力加速补偿系统，在与传统发动机排量相等条件下，输出动力提高，可大大节约能耗，按现在发动机爆燃初期内耗20%左右估算，且增加力矩增大的动力输出两项因素影响，应增加动力50%以上。本发明的技术方案虽然增加了部件，消耗了部分动能(由曲柄连杆机构带动动力加速补偿装置消耗的能量)，但仍节约能耗30%以上，起到明显的节约能源效果，减少对空气污染和降低运行成本呢，使发动机的使用寿命延长。
[0087]并且，本技术方案适用于目前所有的内燃机技术，通用性强。
[0088]以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，本技术方案还适用于多缸发动机，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种提高发动机动力的方法，其特征在于，它是采用在发动机中增设与作为动力主传动系统的曲柄连杆机构对应的动力加速补偿装置，通过动力加速补偿装置在发动机的压缩和做功冲程中做补偿空间运动，增加吸气空间和压缩距离从而增大压缩比，以及增加输出动力曲轴的转动角度，从而增加有效做功的角度，使发动机低能耗高效率运转。
2.根据权利要求1所述的提高发动机动力的方法，其特征在于，所述动力加速补偿装置是由曲柄连杆机构提供动力，带动动力加速补偿装置中的加速补偿活塞，在发动机的曲柄连杆机构的活塞越过上止点时加速追赶，使发动机缸体内压缩比达到最佳状态进行点火或喷油。
3.—种如权利要求1或2所述的发动机，包括发动机机架及其上设置的动力传递系统、火花塞、喷油器和进排气系统，其特征在于，所述动力传递系统包括作为动力主传动系统的曲柄连杆机构和与曲柄连杆机构对应的动力加速补偿装置； 所述曲柄连杆机构包括机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组，机体组包括曲轴箱、气缸体、与气缸体连接配合的气缸盖，活塞连杆组包括设置在气缸体内的主动力活塞和与主动力活塞活动连接的主动力活塞连杆，曲轴飞轮组包括曲轴和与曲轴连接的飞轮，曲轴设置在曲轴箱内； 动力加速补偿装置包括与主动力活塞对应设置在同一气缸体内的加速补偿活塞、与加速补偿活塞连接的加速补偿活塞杆，加速补偿活塞杆与曲轴之间连接有加速补偿传动机构，曲轴通过加速补偿传动机构带动加速补偿活塞在气缸体内部做补偿空间运动。
4.根据权利要求3所述的发动机，其特征在于，所述加速补偿传动机构包括与曲轴连接的链轮传动机构、与加速补偿活塞杆活动连接的滑杆、和连接于链轮传动机构和传动杆之间的摆动从动件凸轮机构；发动机机架上设置有滑杆支架，滑杆支架上设置有与滑杆对应的直线导向机构，滑杆沿直线导向机构往返移动。
5.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，所述滑杆支架包括相互之间设置有一定间隔的两支撑板架和连接于两支撑板架之间的U型连接框架，滑杆的两侧设置有直线凹槽，直线凹槽的一端设置开口，另一端封闭，两支撑板板架的间隔端设置有与滑杆的直线凹槽凹凸配合的导轨，相互间隔的两侧导轨构成所述的直线导向机构，使滑杆能够沿导轨方向往返移动。
6.根据权利要求4或5所述的发动机，其特征在于，所述摆动从动件凸轮机构包括与链轮传动机构的输出齿轮啮合传动的从动齿轮、固定连接于从动齿轮的齿轮轴上的凸轮、与凸轮活动接触的摆动从动件，摆动从动件包括上部的设置有容纳凸轮的凹位的爪件和下部的连接驱动滑杆的摆动杆一，爪件与摆动杆之间设置有摆动支点一，凹位的两侧分别与凸轮的凸出部位活动顶压配合，通过凸轮的转动顶压爪件的凹位两侧，从而带动爪件绕摆动支点摆动，从而带动摆动杆一对滑杆进行推、拉动作。
7.根据权利要求4或5所述的发动机，其特征在于，所述摆动从动件凸轮机构包括由链轮传动机构的输出齿轮带动的旋转套、摆动杆二,摆动杆二上设置有摆动支点二，摆动杆二的一端与旋转套活动连接，另一端与滑杆连接；沿旋转套的周向设置有与旋转套的轴线成一定的倾斜角度的环形凹槽，摆动杆二的一端设置有滑动件与环形凹槽滑动连接，通过旋转套的转动，使滑动件沿环形凹槽的轨迹滑动，从而驱动摆动杆二对滑杆进行推、拉动作。
8.根据权利要求7所述的发动机，其特征在于，环形凹槽的内侧设置齿牙，滑动件设置为错位齿轮，该错位齿轮由连接为一体的非同轴心的齿轮一和齿轮二构成，错位齿轮通过轴杆与摆动杆二活动连接，通过错位齿轮的齿轮一和齿轮二上的齿牙与环形凹槽的内侧齿牙啮合传动。
9.根据权利要求3所述的发动机，其特征在于，沿滑杆的轴向方向依次设置有若干组齿条组，相邻两组齿条组之间有一定的间隔，每组齿条组由上升楔形齿条和下降楔形齿条构成，上升楔形齿条和下降楔形齿条分设于滑杆的两侧，上升楔形齿条的高位对应下降楔形齿条的低位，上升楔形齿条的低位对应下降楔形齿条的高位；加速补偿活塞杆上设置有与上升楔形齿条哨合传动的齿轮一、与下降楔形齿条哨合传动的齿轮二。
10.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于，所述加速补偿活塞杆包括分设于滑杆两侧的夹板一和夹板二，夹板一和夹板二的端部与加速补偿活塞铰接，夹板一和夹板二之间设置有安装齿轮一的齿轮轴一和安装齿轮二的齿轮轴二。
11.根据权利要求3所述的发动机，其特征在于，所述火花塞设置的缸内点燃位置为主动力活塞连杆往其下止点行走时，与主动力活塞连杆连接的曲轴与缸体夹角成25。-35。。
12.根据权利要求3所述的发动机，其特征在于，所述进排气系统包括与气缸体连接的进排气仓、设置在进排气仓内的进排气轮组，进排气轮组由若干个与气缸体的活塞缸对应的进排气轮、将若干个进排气轮连接为一体的轮轴构成，进排气轮上设置有相互分隔的进、排气口和密封部，轮轴由曲轴带动旋转，完成发动机的进排气功能；在发动机的进气行程，进排气轮的进气口与气缸体的进气口连通进入空气，并继续旋转；到达压缩行程，进排气轮的密封部封堵气缸体的进气口，并继续旋转；到达做功行程，进排气轮的密封部保持封堵气缸体的进气口，并继续旋转；到达排气行程，进排气轮的排气口与气缸体连通，将气缸体内的废气排空，并继续旋转，到达下一进气行程。
13.根据权利要求3所述的发动机，其特征在于，所述进排气系统采用侧位进排气设计，包括与气缸体连接的进、排气通道，进、排气通道内分别设置有气门，气门上装有复位弹簧，气门的末端连接有凸轮机构，用于驱动气门的打开或关闭；凸轮机构包括凸轮和杠杆，杠杆的一端与气门的末端活动顶压配合，凸轮的轮轴与曲轴通过传动机构联动，由曲轴带动气门的启闭，完成发动机的进排气功能。
【文档编号】F02B33/22GK104329160SQ201410465641
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月13日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】张玉辉, 陈阳 申请人:张玉辉, 陈阳