对置活塞发动机技术简介:
针对现有活塞气缸原理,增加一个对置的自由活塞。一次燃烧做功同时完成动力输出和空气压缩任务,可以大幅度降低发动机自身损耗,提高中低速区间的效率,降低耗油率。
技术的应用领域前景分析:
1 根据相关资料,理论的油气混合燃烧后体积增加到原始体积数十倍。而现有的四冲程汽油机的燃烧做功冲程的容积与进气冲程的容积比值是相等的,比值为 1,大量能量被浪费掉。本设计由于两个活塞反向运动,可以提高油气燃烧做功的可用膨胀容积,容积比值大约在 1.8至 3之间,将大幅度提高燃油做功效率。
2 针对现有四冲程内燃机两个问题的改进:
(1) 输出动力不连续,四个冲程只有一个是有效做功冲程。其他三个冲程都需要靠外力输入能量维持运转。
(2) 吸气量由活塞行程决定,是固定值。怠速和低转速时风门开度小,进气阻力大,吸气负压造成负扭矩和额外的效率损失。而高转速时虽然风门全开,由于速度很高,也同样存在进气量不足问题。
本设计的压缩过程是靠燃烧爆发力直接完成。既不需要飞轮存储能量,也大幅度减少机械零部件的振动,由于活塞上行不需要完成压缩空气的任务,动力输出连续性会比现有二冲程发动机更好。根据油门和负荷工况等,用电脑精确控制喷入燃烧室的空气和燃油数量:在低速和怠速时减少喷入的空气和燃油,大幅度提高低转速时的输出扭矩;在中速时利用储气管中的富余的高压空气(根据现有的水平,单级活塞压缩机可以做到20个大气压左右)直接推动主活塞,配合适当的燃油做功;只有在高速区段才同时喷入大量空气和更多的燃油。实现可变压缩比效果和类似涡轮增压的效果。预计可以大幅度提高内燃机的工作速度范围,减少机械档位。更适合于车用动力。
3 增加的零部件不多,主要是三个计算机或单稳态电路控制的电磁阀:电磁阀3 ;电磁阀9 和燃油喷射阀。
4 普通四冲程发动机由于做功冲程和压缩冲程活塞对气缸壁的侧向力相反,造成缸壁和活塞环磨损,影响寿命。而本设计没有压缩冲程的侧向力,可以采用更大的活塞中心与曲轴中心偏置量。大幅度延长活塞、活塞环和缸套的寿命。
5 采用缸内直接喷油和电火花点火,可以适应各种标号的汽油;气体燃料或柴油。
对置活塞发动机经济收益分析:
预期目标:大幅度降低燃油消耗率和震动水平。造出比四缸汽车震动更小的摩托车;或者是单缸的汽车;也可以用做混合动力车的辅助动力。
厂房条件建议:
对置活塞发动机适用于现有汽车或摩托车的发动机改进技术。