電動增壓無回流阿特金森循環(huán)汽油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公布了一種電動增壓無回流阿特金森循環(huán)汽油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)。其原理是：將進(jìn)氣門關(guān)閉時間提前至進(jìn)氣沖程下止點(diǎn)之前，形成膨脹比大于壓縮比的效果，實(shí)現(xiàn)無回流工作過程的阿特金森循環(huán)的運(yùn)行；利用電動增壓器對進(jìn)氣壓力進(jìn)行控制，彌補(bǔ)因運(yùn)行阿特金森循環(huán)而產(chǎn)生的動力性低減，采用較大行程缸徑比(大于1.3)，充分發(fā)揮阿特金森循環(huán)提升熱效率的潛力；在高負(fù)荷工況，可利用增壓后的高壓進(jìn)氣形成氣門節(jié)流冷卻效應(yīng)以抑制爆震。該裝置充分發(fā)揮阿特金森循環(huán)汽油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢的同時，有效提高阿特金森循環(huán)汽油機(jī)的動力性，并擴(kuò)大高效工作區(qū)；應(yīng)用于混合動力汽車可減低對電機(jī)和電池的負(fù)載能力要求，降低混合動力系統(tǒng)的成本。

Electric boosting non reflux Atkinson cycle gasoline engine system

The present invention relates to an electric boosting and non reflux Atkinson cycle gasoline engine system. The principle is: the intake valve closes ahead of time to the next stop point before the intake stroke, compression ratio results form expansion ratio is greater than, no reflow process Atkinson cycle operation; to control the intake pressure using electric supercharger for power generated by running the Atkinson cycle low, with a large stroke bore ratio (greater than 1.3), the full potential of the Atkinson cycle to increase the heat efficiency; in high load conditions, can form the valve throttle to suppress the cooling effect by high pressure air intake pressure after detonation. This device gives full play to Atkinson cycle gasoline engine fuel economy advantages, effectively improve the power of the Atkinson cycle gasoline engine, and expand the high efficiency area; used in hybrid vehicles can reduce the load ability of the motor and battery, reduce the cost of hybrid power system.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及內(nèi)燃機(jī)
，尤其涉及一種電動增壓無回流阿特金森循環(huán)汽油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
阿特金森循環(huán)汽油發(fā)動機(jī)引入膨脹行程大于壓縮行程的概念，使燃燒氣體充分膨脹從而更充分地利用燃料燃燒釋放熱能量，成為混合動力汽車中的關(guān)鍵技術(shù)。目前混合動力汽車高膨脹比汽油機(jī)通過進(jìn)氣門晚關(guān)實(shí)現(xiàn)阿特金森循環(huán)，它在傳統(tǒng)汽油機(jī)工作過程的基礎(chǔ)上加入了回流工作過程，這種回流工作過程擾亂了缸內(nèi)滾流運(yùn)動的形成，從而影響缸內(nèi)混合氣的均勻性和湍流強(qiáng)度，降低了燃燒效率和熱效率；由于回流氣體為可燃混合氣，當(dāng)再次注入氣缸時，由于回流量的變動，難以精確控制下一循環(huán)的燃油噴射量以合理控制空燃比，從而對燃燒和尾氣排放的控制產(chǎn)生嚴(yán)重影響；同時，進(jìn)氣門過晚關(guān)閉造成大量起初進(jìn)氣氣缸的氣體又回到進(jìn)氣歧管，增加了氣體流動損失，減少了缸內(nèi)有效混合氣充量，降低了平均有效壓力，削弱了動力性。專利CN101201011，提出了一種阿特金森循環(huán)動力系，采用電動增壓器對進(jìn)氣增壓，補(bǔ)償阿特金森循環(huán)發(fā)動機(jī)的變小的扭矩輸出；但其阿特金森循環(huán)的實(shí)現(xiàn)仍采用進(jìn)氣門晚關(guān)策略，在下止點(diǎn)位置之后至少60度曲柄轉(zhuǎn)角才將進(jìn)氣門關(guān)閉，仍包含有回流的工作過程。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)的目的是提供一種電動增壓無回流阿特金森循環(huán)汽油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)提前進(jìn)氣門關(guān)閉時刻，使進(jìn)氣門于進(jìn)氣沖程下止點(diǎn)前關(guān)閉，形成膨脹比大于壓縮比的效果，實(shí)現(xiàn)無回流工作過程的阿特金森循環(huán)的運(yùn)行；在利用阿特金森循環(huán)提高經(jīng)濟(jì)性的同時，采用電動增壓器對進(jìn)氣壓力進(jìn)行靈活控制，有效提高阿特金森循環(huán)汽油機(jī)的動力性；同時，設(shè)置較大的行程缸徑比(大于1.3)，進(jìn)一步發(fā)揮阿特金森循環(huán)提升熱效率的潛力；在高負(fù)荷工況下，本系統(tǒng)可以對進(jìn)氣進(jìn)行水冷中冷器冷卻、氣門節(jié)流冷卻，從而降低增壓后的進(jìn)氣溫度，抑制爆震燃燒與低速早燃等非正常燃燒現(xiàn)象的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)阿特金森汽油機(jī)的超高增壓比運(yùn)行，擴(kuò)大汽油機(jī)的高效工作區(qū)；該系統(tǒng)應(yīng)用于混合動力汽車可減低對電機(jī)和電池的負(fù)載能力的要求，降低混合動力系統(tǒng)的成本。本專利技術(shù)的電動增壓阿特金森循環(huán)汽油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，該裝置系統(tǒng)性集成電動增壓器、水冷中冷器、進(jìn)氣管道、氣門正時機(jī)構(gòu)、氣缸、活塞、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、排氣管道。本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)的電動增壓無回流阿特金森循環(huán)汽油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，通過設(shè)置進(jìn)氣門于進(jìn)氣沖程下止點(diǎn)前關(guān)閉，形成膨脹比大于壓縮比的效果，實(shí)現(xiàn)無回流工作過程的阿特金森循環(huán)的運(yùn)行，避免了進(jìn)氣回流對燃燒和尾氣排放控制產(chǎn)生嚴(yán)重影響；采用電動增壓器對進(jìn)氣進(jìn)行壓縮，補(bǔ)償因進(jìn)氣門升程和開啟角度的減小所導(dǎo)致的進(jìn)氣流通能力損失，滿足大負(fù)荷工況對進(jìn)氣充量的要求，解決因運(yùn)行阿特金森循環(huán)而產(chǎn)生的動力性能降低的問題；電動增壓器控制靈活、響應(yīng)迅速。更加充分滿足車用汽油機(jī)變工況的工作要求；利用增壓后的高壓進(jìn)氣流經(jīng)氣門產(chǎn)生的節(jié)流冷效應(yīng)抑制爆震，設(shè)置較大行程缸徑比(大于1.3)，有利于動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的進(jìn)一步改善。該裝置在充分發(fā)揮阿特金森循環(huán)汽油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢的同時，有效提高阿特金森循環(huán)汽油機(jī)的動力性，并擴(kuò)大高效工作區(qū)；應(yīng)用于混合動力汽車可減低對電機(jī)和電池的負(fù)載能力的要求，降低混合動力系統(tǒng)的成本。附圖說明圖1為本專利技術(shù)電動增壓無回流阿特金森循環(huán)汽油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)正視圖圖2為本專利技術(shù)電動增壓無回流阿特金森循環(huán)汽油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)右側(cè) 45°視圖圖3為本專利技術(shù)進(jìn)氣門開啟時刻狀態(tài)示意圖圖4為本專利技術(shù)高壓進(jìn)氣流經(jīng)氣門的節(jié)流制冷示意圖圖5為本專利技術(shù)進(jìn)氣門關(guān)閉時刻狀態(tài)示意圖具體實(shí)施方式圖1為本專利技術(shù)電動增壓無回流阿特金森循環(huán)汽油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)正視圖，圖2為本專利技術(shù)電動增壓無回流阿特金森循環(huán)汽油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)右側(cè)45°視圖，如圖所示本實(shí)施例的電動增壓阿特金森循環(huán)汽油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)裝置，主要包括：進(jìn)氣管道1、電動增壓器2、節(jié)氣門3、水冷中冷器4、進(jìn)氣門6、排氣門8、氣門正時機(jī)構(gòu)7、活塞11、發(fā)動機(jī)體9、氣缸10、連桿13、曲軸12、火花塞14。所述電動增壓器2布置在水冷中冷器4的前端；電動增壓器的出口通過節(jié)氣門3連通水冷中冷器4的進(jìn)口；所述水冷中冷器4的出口通過進(jìn)氣管道5連通發(fā)動機(jī)體9內(nèi)的氣缸10，所述氣缸10內(nèi)有活塞11、連桿13、曲軸12。本專利技術(shù)電動增壓無回流阿特金森循環(huán)汽油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，其熱力學(xué)工作過程詳述如下：電動增壓器2壓縮進(jìn)氣,壓縮后的高溫、高壓進(jìn)氣通過水冷中冷器4進(jìn)行冷卻；進(jìn)氣門6在圖3所示位置開啟，中冷后的高壓進(jìn)氣流經(jīng)進(jìn)氣門6產(chǎn)生節(jié)流冷效應(yīng)，如圖4所示，隨后進(jìn)入氣缸10；氣門正時機(jī)構(gòu)7驅(qū)動進(jìn)氣門6提前于下止點(diǎn)關(guān)閉，如圖5所示，產(chǎn)生膨脹比大于壓縮比的等效效應(yīng)；活塞11繼續(xù)下行至下止點(diǎn)位置，完成進(jìn)氣沖程，此時缸內(nèi)容積達(dá)到最大值；之后，活塞11從下止點(diǎn)位置開始向上運(yùn)動進(jìn)行壓縮沖程，當(dāng)活塞11運(yùn)行至上止點(diǎn)點(diǎn)位置時，火花塞14點(diǎn)火；之后，做功沖程開始，活塞11在缸內(nèi)高壓氣體推動下膨脹做功至下止點(diǎn)位置，做功沖程結(jié)束；同時，排氣門8已開啟，排氣沖程開始，活塞11繼續(xù)向上運(yùn)動將燃燒后的廢氣排出氣缸10。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種電動增壓無回流阿特金森循環(huán)汽油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，其特征在于：提前進(jìn)氣門關(guān)閉時刻，使進(jìn)氣門于進(jìn)氣沖程下止點(diǎn)前關(guān)閉，形成膨脹比大于壓縮比的效果，實(shí)現(xiàn)無回流工作過程的阿特金森循環(huán)的運(yùn)行。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種電動增壓無回流阿特金森循環(huán)汽油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，其特征在于：提前進(jìn)氣門關(guān)閉時刻，使進(jìn)氣門于進(jìn)氣沖程下止點(diǎn)前關(guān)閉，形成膨脹比大于壓縮比的效果，實(shí)現(xiàn)無回流工作過程的阿特金森循環(huán)的運(yùn)行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動增壓無回流阿特金森循環(huán)汽油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，其特征在于：采用電動增壓器對進(jìn)氣進(jìn)行壓縮，補(bǔ)償因進(jìn)氣門升程和開啟角度的減小所導(dǎo)致的進(jìn)氣流通能力損失，滿足大負(fù)荷工況對進(jìn)氣充量的要求，解決因運(yùn)行阿特金森循環(huán)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張力，陳斌，羅求順，
申請(專利權(quán))人：重慶大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：重慶;50