[原创] 对活塞往复式发动机完成一次工作循环都在同一个气缸中进行的浅见

mashufen69

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2010-03-04 21:15 | 只看楼主 树型| 收藏| 小中大 1^#

对活塞往复式发动机完成一次工作循环都在同一个气缸中进行的浅见

现有无论是二冲程还是四冲程的活塞往复式发动机（下称发动机），完成一次工作循环中的四个行程都在同一个气缸中进行，这四个行程分别为：进气行程，压缩行程，作功行程，排气行程。
笔者认为，有必要对“发动机在作功行程和进气行程都在同一个气缸中进行”作重新的认识和进一步的探讨。
首先，发动机在作功行程和进气行程都在同一个气缸中进行是否必要。
进气行程是利用压差使气体进入气缸内的过程，其进气量取决于工作容积与压差，并不与作功过程有必然的联系，而且进气过程还是一个消耗外力的过程，并不能直接推动作功过程时活塞对外作功。另外，作功过程除间接为进气行程活塞提供动力外，并没有改变进气行程时的进气量。所以，发动机在作功行程和进气行程都在同一个气缸中进行是不存在必要性的。
其次，发动机在作功行程和进气行程都在同一个气缸中进行造成的矛盾。
发动机在作功行程的前段缸内压力是快速下降的，这主要是因为活塞下移时，活塞顶上面的空间快速增大所致，更准确地说，活塞下移后活塞顶上面的空间与活塞下移前活塞顶上面的空间之比越大，作用于活塞的压力就越小。这符合“密闭空间其对外形成的压力（阻力）与其容积的变化成反比”的规律。
既然如此，缩如果活塞下移前的压力相同，缩小在相同的行程后活塞顶上面的空间就能效的减缓缸内压力下降的速度。从而提高缸内的压力。所以，发动机在作功行程中需要较小的气缸内径（活塞面积），这与发动机在进气行程中需要较大的气缸内径（活塞面积）是矛盾的。
还有，发动机在点火和作功时，是需要保持一定的较高的缸温，但在进气时是需要较低的缸温，这也是矛盾的。

基于前面的陈述，基本得出：应将发动机完成一个工作循环进行分解，使作功行程和进气行程应分别在两个内径（活塞面积）不同的气缸中进行。
为什么现有的发动机在完成一个工作循环都在一个气缸中进行呢？是前人没有意识到气缸内径，对压力下降的影响？还是在前述矛盾中无奈的选择了有利于进气行程的缸径？还是发动机在作功行程和进气行程应分别在两个气缸中进行在设计和制造中无法实施？

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福龙泵工

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2010-03-06 18:27 树型| 收藏| 小中大 2^#

楼主是做燃气轮机的吧，凭借您的智慧可以另辟新路。

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peng1954

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2010-03-07 13:54 树型| 收藏| 小中大 3^#

有点意思。你应该怎么办呢？
那就像转子发动机了，一个地方只管进气，另一个地方只管点火作功。
活塞往复式发动机怎么办。

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mashufen69

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2010-03-08 05:13 | 只看楼主 树型| 收藏| 小中大 4^#

引用:

原帖由 peng1954 于 2010-3-7 13:54:00 发表
有点意思。你应该怎么办呢？
那就像转子发动机了，一个地方只管进气，另一个地方只管点火作功。
活塞往复式发动机怎么办。

您好,在下不才,提供一个方案,由于不能上传图纸,请大家认真阅读文字后,想象一下他的结构,其实很简单,就象一个两级的气体压缩机而已,唯一的区别是上面的气缸是作共气缸,下面的气缸是压缩气缸.
图2和图3给出了单作用压缩气缸和作功气缸构成的四冲程发动机的实施例，图中一个容积较大的单作用压缩气缸11连铸在曲轴箱12上方，两个容积较小的作功气缸1轴向并列地连铸在单作用压缩气缸11的顶部；作功气缸1的活塞杆5连铸在单作用压缩气11的活塞13 的顶部，活塞杆5的直径不小于作功气缸1的活塞 2的直径，两条连杆14的大、小头分别与曲轴15和单作用压缩气缸11的活塞3活动连接，单作用压缩气缸1的一个排气口16和两个进气口17设置在顶部，排气口16通过连管18和三通接头19与两个作共气缸1的进气口9相连接；作功气缸1采用下置气门方式，图中还有作功气缸1的活塞2、进气门4、排气口22、排气门23和燃烧室10、喷油器或点火器21，单作用压缩气缸11的进气门20。（作功气缸进气门4与现有的略有不同）。
简述该四冲程发动机的工作原理是：曲轴每旋转360度，单作用压缩气缸11吸入并将新鲜空气或混合气体压缩进入正处于压缩行程的作功气缸1的燃烧室10内，两个作功气缸1的点火间隔为360度。燃烧产生压力使作功气缸1的活塞2通过活塞杆5推动压缩气缸11的活塞13下移，再通过连杆14推动曲轴15旋转。
说明,在相同的活塞行程下,上述方案中作功气缸的的内径是现有的1/4,压缩气缸是现有的1.5倍.
恳请指导.

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