專(zhuān)利名稱(chēng):超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)，特別是一種以超膨脹作功、低溫排氣模式工作的超膨脹
四行程內(nèi)燃機(jī)。
技術(shù)背景
現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)經(jīng)過(guò)一百多年的發(fā)展、完善，機(jī)械效率已近極至，近年來(lái)有電子技術(shù)的 支持，燃燒效率得到了提高，而作功效率受固有作功模式的約束難以進(jìn)一步提高，原因在 于
1、自?xún)?nèi)燃機(jī)問(wèn)世以來(lái)都是以等容作功模式工作的，即在理論循環(huán)上，現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī) 的進(jìn)氣、壓縮、燃燒、排氣四個(gè)行程是等容(等行程)的；活塞的燃燒作功行程等于進(jìn)氣行程 (氣缸的工作容積等于進(jìn)氣容積)。因此在燃燒作功終了時(shí)，氣缸內(nèi)燃?xì)獾臏囟群蛪毫θ院?高，廢氣是以火焰的形式排出的。這種等容膨脹作功、高溫排氣的方式所造成的熱量損失約 占總熱量的35%。這是因現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)決定了氣缸的工作容積等于進(jìn)氣容積的必然 結(jié)果(因排氣提前角有50。 -60° ，減少了有限的作功行程，實(shí)際上作功行程要小于進(jìn)氣行 程)。高溫排氣現(xiàn)象是因活塞到下止點(diǎn)后，無(wú)法繼續(xù)作功，只能作為廢氣排出，而廢氣中仍含 有大量熱能。
2、為避免內(nèi)燃機(jī)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，必須對(duì)缸體進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)冷卻，冷卻系帶走的熱 量約占總熱量的30%，根據(jù)高溫排氣的產(chǎn)生原理，以等容作功模式工作的內(nèi)燃機(jī)，即使采取 保溫絕熱措施提高工作溫度，但其結(jié)果只是提高了排氣溫度，這是因?yàn)闊崃D(zhuǎn)換模式?jīng)]有 本質(zhì)的區(qū)別，這些熱能不被冷卻系帶走，便被排氣系帶走，對(duì)熱效率的提高不會(huì)產(chǎn)生積極的 效果。
3、現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)有點(diǎn)燃式和壓燃式，用壓縮比來(lái)表示活塞到壓縮終點(diǎn)時(shí)氣體被壓縮 的程度。早期內(nèi)燃機(jī)的壓縮比較低，點(diǎn)燃式5-8 : 1、壓燃式10-18 : l，其熱效率低；近年 來(lái)點(diǎn)燃式提高到8-11 : 1、壓縮度約為0.7-lMpa，壓燃式提高到16-22 : 1、壓縮度約為 1. 5-2Mpa，熱效率得到了顯著提高?？梢?jiàn)壓縮比的高低與內(nèi)燃機(jī)的熱效率密切相關(guān)；原因在 于高壓縮比可產(chǎn)生較高的燃燒溫度和壓力，作用于活塞的平均有效作功壓力得到提高，故 熱效率提高?，F(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)因受到爆燃和機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的約束，其壓縮比難以再繼續(xù)提高。 4、現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的理論壓縮比是固定的，在低轉(zhuǎn)速、重負(fù)荷工況時(shí)(即最大進(jìn)氣量) 能達(dá)到設(shè)計(jì)壓縮度，而在高轉(zhuǎn)速、輕負(fù)荷工況時(shí)(進(jìn)氣量少)雖理論壓縮比不變，而壓縮到 上止點(diǎn)時(shí)的實(shí)際壓縮度降低，熱效率降低，因此在不同工況時(shí)的熱效率會(huì)出現(xiàn)較大差異，也 正是質(zhì)調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)比量調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)熱效率高的主要原因。
5、現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火或噴油時(shí)間都是在上止點(diǎn)前約20° -30° ，混合汽需經(jīng)過(guò)一 個(gè)物理、化學(xué)的反應(yīng)過(guò)程后進(jìn)入主燃期，通過(guò)控制點(diǎn)火時(shí)間使最高燃燒溫度和壓力產(chǎn)生在 上止點(diǎn)后6。左右。實(shí)際上在此范圍內(nèi)即使產(chǎn)生的溫度和壓力再高也只是力的概念，在過(guò) 上止點(diǎn)附近時(shí)壓力達(dá)到最高而活塞的速度接近"零"，所以作功甚少。并且燃燒氣體通過(guò)活 塞環(huán)向外泄漏在所難免，而在此時(shí)所泄漏的"質(zhì)"是不容忽視的；在此階段熱量集中、溫度
3最高、所以熱量損失也最多。例如踏自行車(chē)，在踏板的最高點(diǎn)(相當(dāng)上止點(diǎn))無(wú)論怎樣用力 都無(wú)濟(jì)于事，待轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后才能產(chǎn)生力矩作功。有鑒于此，內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火時(shí)間應(yīng)向后推 遲，讓最高燃燒溫度和壓力產(chǎn)生在上止點(diǎn)后15°左右。
現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)在各種工況時(shí)都是提前點(diǎn)火或噴油，而在上止點(diǎn)以前已有部分燃料開(kāi) 始燃燒，釋放出熱能，溫度和壓力急劇升高，增加了壓縮負(fù)功，并具有潛在的爆燃趨勢(shì)，使工 作粗暴?，F(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)之所以不實(shí)行點(diǎn)火或噴油推遲的根本原因在于只有在上止點(diǎn)時(shí)的壓縮 度最高、等容度最高，所產(chǎn)生的燃燒溫度和壓力最高，是最佳的點(diǎn)火時(shí)機(jī)，但不是最佳作功 時(shí)機(jī)，最佳作功時(shí)機(jī)是在上止點(diǎn)后15°以后，因此應(yīng)推遲點(diǎn)火時(shí)間。但點(diǎn)火推遲又會(huì)使壓縮 度下降、等容度下降，當(dāng)活塞過(guò)上止點(diǎn)已開(kāi)始下行時(shí)，未燃?xì)怏w隨活塞的下行而膨脹，已有 的壓縮度被降低，使熱效率降低。
鑒于上述現(xiàn)象，相繼出現(xiàn)了多種技術(shù)方案，如中國(guó)專(zhuān)利CN1417463A、 CN1388307A 等，均提出在原有內(nèi)燃機(jī)的基礎(chǔ)上，不改變?cè)薪Y(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，通過(guò)減少進(jìn)氣量或增加氣缸 的工作容積來(lái)增大活塞的作功行程，以期達(dá)到節(jié)省燃料的效果，其減少進(jìn)氣量的方法有① 用節(jié)氣門(mén)的節(jié)流作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。②用進(jìn)氣門(mén)在吸氣過(guò)程中提前關(guān)閉來(lái)實(shí)現(xiàn)。③用排氣門(mén)在壓 縮行程開(kāi)始時(shí)打開(kāi)，待空氣排出一部分后關(guān)閉來(lái)實(shí)現(xiàn)，等等。
這些方案在理論上可以節(jié)省燃料，因氣缸的進(jìn)氣量減少后，也就是進(jìn)入氣缸的工 質(zhì)減少了，在作功的開(kāi)始階段(即等容作功階段)保持了原有的燃燒溫度和壓力，在作功的 后一階段(希望獲得增益階段，理論上在此階段燃燒氣體中還含有30% _35%的熱能)氣 缸內(nèi)的氣體雖有大量熱能，但問(wèn)題在于這些熱能的品位很低，實(shí)際能夠得到的功甚少(除 非采取提升其品位的措施)。關(guān)鍵在于進(jìn)入氣缸的工質(zhì)減少后、總熱量也減少了，而氣缸散 熱的比面積增大了 ，散熱量相對(duì)增加，缸內(nèi)的氣體被水套冷卻后雖有壓力存在而不能有效 作功，理論上增加的行程所得到的功與機(jī)械損失大體相抵，尤其高轉(zhuǎn)速、大功率工況則負(fù)功 大于正功而得不償失。因此，僅僅靠減少進(jìn)氣量或增大活塞的行程是不夠的，如此改進(jìn)后的 內(nèi)燃機(jī)不可避免的導(dǎo)致功率不足，失去實(shí)用價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用含有大量熱能的低品位燃燒氣體繼續(xù)膨脹作功，即超膨脹作
功。實(shí)現(xiàn)超膨脹作功僅僅形成超膨脹作功的條件是不夠的，必須要提升含有大量熱能的燃 燒氣體的品位，建立符合超膨脹作功要求的熱力循環(huán)模式，才能減少熱力轉(zhuǎn)換過(guò)程中的冷 卻損失和排氣損失，從而提高熱效率。
本發(fā)明提供了一種全新設(shè)計(jì)的以超膨脹作功、低溫排氣模式工作的四行程內(nèi)燃 機(jī)，為產(chǎn)生較高的燃燒溫度和壓力大幅度提高了壓縮度，并根據(jù)所產(chǎn)生的有效作功壓力可 以實(shí)現(xiàn)的超膨脹比來(lái)設(shè)計(jì)大于進(jìn)氣容積V2的氣缸的工作容積，充分利用燃燒氣體等容作 功后的熱能在絕熱條件下繼續(xù)作功。本發(fā)明是現(xiàn)有四行程內(nèi)燃機(jī)作功原理的延伸和發(fā)展， 提高熱效率的措施是1、增加壓縮度、實(shí)行點(diǎn)火或噴油推遲，讓最高燃燒溫度和壓力產(chǎn)生在 上止點(diǎn)后10-20° ，以15°左右為最佳。2、利用廢氣中的熱能在絕熱條件下繼續(xù)作功，即超 膨脹作功。3、在燃燒室和氣缸的上部分布少量冷卻水套，在氣缸的下部無(wú)冷卻水套并采取 保溫絕熱措施，減少燃燒氣體在膨脹作功過(guò)程中的熱量損失，增強(qiáng)超膨脹作功效果。4、減小 進(jìn)氣門(mén)直徑，在有限的空間內(nèi)增大排氣門(mén)直徑以減少排氣提前角(現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)均為進(jìn)氣門(mén)
4直徑大于排氣門(mén)直徑)，以增加超膨脹作功行程。[0013] 本發(fā)明的目的是按如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)，包括氣缸、活塞，其特征是保持滿(mǎn)足功率要求的進(jìn)
氣容積在壓縮行程終點(diǎn)時(shí)的壓縮度達(dá)到1. 8-5Mpa，形成提高燃燒溫度和壓力的條件；根據(jù)
有效作功壓力可以實(shí)現(xiàn)的超膨脹比，來(lái)設(shè)計(jì)大于進(jìn)氣容積的氣缸的工作容積，利用燃燒氣
體等容膨脹作功后的熱能在絕熱條件下繼續(xù)膨脹，形成所述的超膨脹作功條件。
還包括可變壓縮度/等容度補(bǔ)償裝置；目的是保持點(diǎn)火推遲時(shí)的等容度、壓縮度
不降低，使最高燃燒溫度和壓力產(chǎn)生在上止點(diǎn)以后的IO。
-20°范圍內(nèi)。
所述的可變壓縮度/等容度補(bǔ)償裝置包括補(bǔ)償活塞，所述的補(bǔ)償活塞可上下運(yùn)動(dòng)
于補(bǔ)償室中，所述的補(bǔ)償室與燃燒室相連通。
在燃燒室和所述的氣缸的上部，設(shè)有冷卻水套，在氣缸的下部無(wú)冷卻水套并設(shè)有保溫層。
所述的排氣門(mén)的直徑大于所述的進(jìn)氣門(mén)的直徑。
本發(fā)明中，保持滿(mǎn)足功率要求的進(jìn)氣容積V2在壓縮行程終點(diǎn)時(shí)的壓縮度達(dá)到1. 8-5Mpa，形成提高燃燒溫度和壓力的條件，實(shí)行點(diǎn)火推遲，讓最高燃燒溫度和壓力產(chǎn)生在上止點(diǎn)后IO。 -20° ;根據(jù)有效作功壓力可以實(shí)現(xiàn)的超膨脹比來(lái)設(shè)計(jì)氣缸的工作容積V，利用燃燒氣體等容膨脹作功后的熱能在絕熱條件下繼續(xù)膨脹，形成超膨脹作功的條件。[0020] 所述的進(jìn)氣容積V2必須是滿(mǎn)足功率要求的進(jìn)氣容積，本發(fā)明靠所設(shè)計(jì)的進(jìn)氣歧管、節(jié)氣門(mén)和進(jìn)氣門(mén)的流通截面積的最大進(jìn)氣容積為V2實(shí)現(xiàn)的。
所述的提高壓縮度高于現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的壓縮度一倍以上，是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)超膨脹作功的重要條件。
所述的可變壓縮度/等容度補(bǔ)償裝置是為了保證實(shí)行點(diǎn)火推遲而不使等容度降
低，讓最高燃燒溫度和壓力產(chǎn)生在上止點(diǎn)后10° -20° ，例如15°左右的最佳作功時(shí)機(jī)，從
根本上解決了提高壓縮度與引發(fā)爆燃的矛盾；推遲點(diǎn)火與等容度降低的矛盾。
所述的增大排氣門(mén)的直徑，減小進(jìn)氣門(mén)的直徑，減小排氣提前角增加作功行程，是
本發(fā)明超膨脹作功的組成部分。
所述的超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)在燃燒室和氣缸上部分布少量冷卻水套，在氣缸的下部無(wú)冷卻水套并采取保溫絕熱措施，避免燃燒氣體在超膨脹作功過(guò)程中的熱量損失，是本發(fā)明增強(qiáng)超膨脹作功效果的技術(shù)措施。
本發(fā)明超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)，包括點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)和壓燃式內(nèi)燃機(jī)。其理論工作循環(huán)是進(jìn)氣、壓縮、膨脹作功——超膨脹作功、排氣四個(gè)行程。
如所述的內(nèi)燃機(jī)為點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)，所述的活塞壓縮到上止點(diǎn)時(shí)，氣體的壓縮度為1. 8-3Mpa。
其進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉角在曲軸轉(zhuǎn)O。 -360°中的下止點(diǎn)前IO。 -20° ;其排氣門(mén)的開(kāi)啟角在曲軸轉(zhuǎn)360。
-720°中的下止點(diǎn)前15。
-25° 。
如所述的內(nèi)燃機(jī)為壓燃式內(nèi)燃機(jī)，所述的活塞壓縮到上止點(diǎn)時(shí)，氣體的壓縮度為3-5Mpa。
其進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉角在曲軸轉(zhuǎn)O。 -360°中的下止點(diǎn)前IO。 -20° ;其排氣門(mén)的開(kāi)啟角在曲軸轉(zhuǎn)360。
-720°中的下止點(diǎn)前15。
-25° 。
5[0030] 所述的滿(mǎn)足功率要求的進(jìn)氣容積為V2，壓縮度為1. 8-5Mpa，當(dāng)點(diǎn)火燃燒后，在上止點(diǎn)后10° -20°產(chǎn)生高于現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的溫度和壓力，燃燒氣體推動(dòng)活塞下行到V2時(shí)，即做完該進(jìn)氣容積等容膨脹的功，缸內(nèi)氣體的溫度和壓力相當(dāng)于現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)作功終了時(shí)排氣的溫度和壓力，因此以后的活塞行程就是利用低品位熱能在絕熱條件下的超膨脹作功行程。例如，氣缸的工作容積是等容進(jìn)氣容積的二倍，點(diǎn)火燃燒后，活塞下行到工作容積的二分之一時(shí)，缸內(nèi)的溫度為該進(jìn)氣容積在等容膨脹作功終了時(shí)的溫度，則活塞的后二分之一的行程就是在絕熱條件下所獲得的1倍的超膨脹作功行程；若氣缸的工作容積是等容進(jìn)氣容積的三倍，即可獲得2倍的超膨脹作功行程。因此，超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)的壓縮度越高、可實(shí)現(xiàn)的超膨脹作功的行程越長(zhǎng)、保溫絕熱措施越好，排氣溫度就越低，獲得的增益就越高。
設(shè)計(jì)超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)需根據(jù)滿(mǎn)足功率要求的進(jìn)氣容積V2和超膨脹比，設(shè)計(jì)氣缸的工作容積，如設(shè)計(jì)2倍的超膨脹則V = V2X3。
本發(fā)明需按超膨脹作功原理設(shè)計(jì)氣缸、活塞、冷卻水套、燃燒室、配氣系統(tǒng)、進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)、電噴部分的節(jié)氣門(mén)、進(jìn)氣歧管、排氣歧管、自動(dòng)點(diǎn)火或噴油推遲/提前裝置、可變壓縮度/等容度補(bǔ)償裝置，使之滿(mǎn)足超膨脹作功的技術(shù)要求。[0033] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為
1、大幅度提高了壓縮度，可獲得較高的燃燒溫度和壓力，實(shí)現(xiàn)在絕熱條件下的超膨脹作功、低溫排氣是作功性質(zhì)實(shí)質(zhì)性的提高；提高熱效的途徑是利用提高燃燒溫度和壓力的燃燒氣體等容作功后的熱能在絕熱條件下繼續(xù)作功，可獲得較高的增益；提高熱效不僅使單位功的燃料消耗減少，同時(shí)還意味著使單位功的排放減少。
2、大幅度提高壓縮度，使輸出功率、效率得到提高；在本發(fā)明中是靠ECU(圖中未示出)實(shí)時(shí)控制點(diǎn)火或噴油提前/推遲來(lái)避免發(fā)生爆燃現(xiàn)象，在低轉(zhuǎn)速、重負(fù)荷工況點(diǎn)火時(shí)間會(huì)推遲到上止點(diǎn)以后。在本發(fā)明中是靠實(shí)行點(diǎn)火或噴油推遲避免引發(fā)爆燃，是靠等容度補(bǔ)償裝置補(bǔ)償點(diǎn)火推遲后的等容度，使最高燃燒溫度和壓力產(chǎn)生在上止點(diǎn)后10° -20° ，所以不會(huì)影響到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、不會(huì)造成工作粗暴。
3、在燃燒室和氣缸的上部分布少量冷卻水套，在氣缸的下部無(wú)冷卻水套并采取保溫絕熱措施，避免燃燒氣體在超膨脹作功過(guò)程中的熱量損失，以增強(qiáng)超膨脹作功的效果，建立一個(gè)符合超膨脹作功原理的熱力循環(huán)系統(tǒng)。
4、在氣缸直徑有限的空間內(nèi)可增大排氣門(mén)直徑、減小進(jìn)氣門(mén)直徑減小排氣阻力，目的是將排氣提前角到減到25。以下，增加超膨脹作功行程。(現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的排氣提前角為50° -60° ，排氣提前帶走的熱量占總排氣損失的40%。)
綜上所述，本發(fā)明方法可實(shí)現(xiàn)超膨脹作功，增大壓縮度、實(shí)行點(diǎn)火推遲，采取絕熱措施、減少膨脹過(guò)程的熱量損失，減小排氣提前角，從而提高熱效率，節(jié)省燃料、降低排放。
圖1為本發(fā)明超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)的示意圖。
圖2為本發(fā)明超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)示意圖。
圖3為本發(fā)明超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)的配氣相位示意圖。
圖4為本發(fā)明超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)的可變壓縮度/等容度補(bǔ)償裝置示意圖。
6[0043] 圖5為本發(fā)明超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)的可變壓縮度/等容度補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償凸輪工作相位示意圖。
圖6為本發(fā)明超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)的冷卻水套及保溫層分布示意圖。[0045] 圖中代號(hào)說(shuō)明
S 2補(bǔ)償活塞開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)角
具體實(shí)施方式
以超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)為例加以說(shuō)明[0056]
實(shí)施例一 用減少進(jìn)氣量的方法改造現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)
本實(shí)施例中，用改變進(jìn)氣凸輪型線(xiàn)、相位角的方法改變進(jìn)氣相位，使進(jìn)氣門(mén)在下止點(diǎn)前50°提前關(guān)閉，可減少進(jìn)氣量35%。并將燃燒室容積相應(yīng)減少35%，保持原壓縮度，理論上增加了 35%的作功行程。排氣相位、進(jìn)氣門(mén)直徑、排氣門(mén)直徑、點(diǎn)火時(shí)間和冷卻水套仍保持原有狀態(tài)，本實(shí)施例為點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)。
將該內(nèi)燃機(jī)裝車(chē)做百公里等速油耗試驗(yàn)，在同等條件下，冷卻水溫比未改造前低l(TC左右。百公里等速(60km/h)油耗下降約28%，節(jié)油效果明顯。
將該內(nèi)燃機(jī)做臺(tái)架試驗(yàn)，試驗(yàn)條件為油耗儀、轉(zhuǎn)速儀、測(cè)功機(jī)，臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果與改造前相比，功率下降32%，比油耗(kw □ h)g曲線(xiàn)在低速時(shí)下降15%左右，中速時(shí)基本相同，高速時(shí)增加8%。
根據(jù)本實(shí)施例的等速油耗試驗(yàn)和臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果，百公里等速油耗降低28%的原因
在于功率下降，屬降功率應(yīng)用性質(zhì)，雖試驗(yàn)條件為相同等速，改造前儲(chǔ)備功率大，而改造后功率降低，儲(chǔ)備功率小，因此油耗降低。而水溫降低是因燃燒工質(zhì)減少后，總熱量減少，而散
熱比面積增大的原因。本實(shí)施例用減少進(jìn)氣量的方法改造的內(nèi)燃機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)有較明顯的節(jié)油效果，而在高轉(zhuǎn)速時(shí)機(jī)械損失增大，作用于活塞的平均有效作功壓力降低，在作功的后一階段，缸內(nèi)雖仍有壓力但不足以推動(dòng)活塞有效作功，無(wú)法達(dá)到期望的節(jié)油效果。實(shí)質(zhì)上，本實(shí)施例的工作性質(zhì)就是將原內(nèi)燃機(jī)減少了定量的進(jìn)氣量，增加了定量的壓縮比，保持了該進(jìn)氣量的壓縮度，相當(dāng)于在改進(jìn)前以中、小功率工作(進(jìn)氣量減少)并將壓縮比相應(yīng)提高，因此在中、小功率時(shí)的熱效率得到改善。
圖1為本發(fā)明超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)的示意圖，包括氣缸1、活塞2，其特征是保持滿(mǎn)足功率要求的進(jìn)氣容積V2在壓縮行程終點(diǎn)時(shí)的壓縮度達(dá)到1. 8-5Mpa，形成提高燃燒溫度和壓力的條件；根據(jù)有效作功壓力可以實(shí)現(xiàn)的超膨脹比來(lái)設(shè)計(jì)大于進(jìn)氣容積V2的氣缸的工作容積V，利用燃燒氣體等容膨脹作功后的熱能在絕熱條件下繼續(xù)膨脹，在只有膨脹降溫、無(wú)冷卻降溫下，形成超膨脹作功的條件。
參照?qǐng)D2，圖2為本發(fā)明超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)示意圖，工作循環(huán)為 [0048][0049][0050][0051][0052][0053]
l氣缸 2活塞 3進(jìn)氣門(mén) 4排氣門(mén)
5燃燒室 6冷卻水套
7保溫層 8補(bǔ)償室
9補(bǔ)償活塞 10回位彈簧
11補(bǔ)償凸輪
V氣缸的工作容積
V2進(jìn)氣容積VI燃燒室容積 S上止點(diǎn) X下止點(diǎn)
a進(jìn)氣門(mén)3的開(kāi)啟角(進(jìn)氣提前角)、進(jìn)氣門(mén)3的關(guān)閉角P排氣門(mén)4的開(kāi)啟角(排氣提前角)
P工排氣門(mén)4的關(guān)閉角 S1補(bǔ)償活塞開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)角
7進(jìn)氣、壓縮、燃燒作功(包括等容作功和超膨脹作功)、排氣四個(gè)行程，在曲軸的每一個(gè)
0° -720°中完成一個(gè)理論工作循環(huán)。
曲軸在0° -360°完成進(jìn)氣、壓縮行程
進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程是活塞2由上止點(diǎn)S至下止點(diǎn)X的行程，設(shè)計(jì)氣缸的工作容積V是進(jìn)氣容積V2的三倍(即二倍的超膨脹)。
參照?qǐng)D3，進(jìn)氣容積V2表示在大氣壓下該進(jìn)氣容積在氣缸內(nèi)所占的容積。設(shè)計(jì)的進(jìn)氣歧管、節(jié)氣門(mén)和進(jìn)氣門(mén)流通截面積的最大進(jìn)氣容積為滿(mǎn)足功率要求的進(jìn)氣容積V2，達(dá)到該進(jìn)氣容積V2的進(jìn)氣過(guò)程在下止點(diǎn)前的關(guān)閉角a1 = 10° -20°結(jié)束。目的是讓進(jìn)氣結(jié)束時(shí)接近下止點(diǎn)X(接近180。)，使曲軸轉(zhuǎn)720。中的例如4個(gè)缸保持均勻進(jìn)氣(如靠進(jìn)氣門(mén)提前關(guān)閉方式會(huì)在進(jìn)氣歧管內(nèi)每一個(gè)循環(huán)產(chǎn)生一個(gè)短促的負(fù)壓脈沖，進(jìn)氣不穩(wěn)定)，有利于保證進(jìn)氣流量的穩(wěn)定，計(jì)量準(zhǔn)確，以保證空燃比的控制精度。
壓縮行程壓縮行程是活塞2由下止點(diǎn)X至上止點(diǎn)S的行程。本發(fā)明提高了活塞壓縮到終點(diǎn)時(shí)的壓縮度，到上止點(diǎn)S時(shí)，達(dá)到設(shè)計(jì)壓縮度1. 8-5Mpa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的壓縮度。
曲軸在360° -720°完成燃燒作功、排氣行程
燃燒作功行程燃燒作功行程是活塞2由上止點(diǎn)S至下止點(diǎn)X的行程?？孔詣?dòng)點(diǎn)火或噴油提前/推遲裝置保證最佳點(diǎn)火時(shí)間或噴油時(shí)間，讓最高燃燒溫度和壓力產(chǎn)生在上止點(diǎn)后15°左右。燃燒氣體推動(dòng)活塞2作功，當(dāng)活塞2下行到進(jìn)氣容積V2時(shí)，完成其等容膨脹作功行程；從V2至下止點(diǎn)X前的開(kāi)啟角13是在絕熱條件下的超膨脹作功行程。[0069] 排氣行程排氣行程是活塞由下止點(diǎn)X至上止點(diǎn)S的行程。排氣提前角13在下止點(diǎn)X前15。 -25° (現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的排氣提前角13 = 50° -60° )，活塞2由下止點(diǎn)X至上止點(diǎn)S，進(jìn)行強(qiáng)制排氣。
圖3為本發(fā)明超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)的配氣相位示意圖，本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)靠電控燃油噴射系統(tǒng)跟蹤控制空燃比，進(jìn)氣歧管和進(jìn)氣門(mén)的流通截面積的最大進(jìn)氣流量為滿(mǎn)足功率要求的進(jìn)氣容積V2，保持進(jìn)氣門(mén)3的開(kāi)啟角a、排氣門(mén)4的關(guān)閉角！^重疊，以進(jìn)行掃氣；其進(jìn)氣門(mén)3的關(guān)閉角、在曲軸轉(zhuǎn)(T -360°中的下止點(diǎn)X前IO。 -20° ;其排氣門(mén)4的開(kāi)啟角P在曲軸轉(zhuǎn)360。 -720°中的下止點(diǎn)X前15。 -25° ，以增加超膨脹作功行程。[0071] 圖4為本發(fā)明超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)的可變壓縮度/等容度補(bǔ)償裝置示意圖，在燃燒室內(nèi)有一個(gè)能夠上下運(yùn)動(dòng)的補(bǔ)償活塞9，補(bǔ)償活塞9運(yùn)動(dòng)的空間為補(bǔ)償室8，補(bǔ)償室8的容積屬于燃燒室容積V1的一部分，補(bǔ)償室容積是燃燒室容積(包括補(bǔ)償室容積)的1/5左右。補(bǔ)償活塞9是由補(bǔ)償凸輪11和回位彈簧10驅(qū)動(dòng)并可變升程(采用現(xiàn)有技術(shù)"可變氣門(mén)升程、可變配氣相位"，在此不再贅述)，也可以由電磁閥、液壓、氣動(dòng)等機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。補(bǔ)償活塞9的最低位置與燃燒室5平齊，停在此位置時(shí)形成燃燒室的最小容積，可增加壓縮度；停在最高位置是帶有補(bǔ)償室8的燃燒室5的最大容積，為正常工作工況；靠補(bǔ)償凸輪11和回位彈簧10驅(qū)動(dòng)，在最高位置至最低位置之間運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)等容度補(bǔ)償。[0072]
可變壓縮度/等容度補(bǔ)償裝置的功能
①補(bǔ)償活塞9停在最高位置(圖示位置)為中轉(zhuǎn)速、中負(fù)荷時(shí)，不需要增加壓縮度、不需要等容度補(bǔ)償?shù)恼９r。
②補(bǔ)償活塞9停在最低位置為可變壓縮度功能，如前所述內(nèi)燃機(jī)的理論壓縮比是
8固定的，在高轉(zhuǎn)速、輕負(fù)荷或怠速工況時(shí)的進(jìn)氣量少，雖壓縮比不變而壓縮到上止點(diǎn)時(shí)的壓縮度顯然要低于設(shè)計(jì)壓縮度，所以熱效率降低。在此工況下點(diǎn)火時(shí)間在上止點(diǎn)前，等容度不會(huì)降低，而需增加壓縮度。補(bǔ)償活塞9在增加壓縮度位置(最低位置，即與燃燒室平齊)停止不動(dòng)，因補(bǔ)償室容積屬燃燒室容積的一部分，所以使燃燒室容積變小、壓縮度得到提高。[0075] 當(dāng)負(fù)荷逐漸增大進(jìn)氣量增加，為避免因壓縮度的大幅度提高而引發(fā)爆燃，點(diǎn)火時(shí)間逐漸向后推遲使等容度下降，此時(shí)補(bǔ)償活塞9由停止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始上下運(yùn)動(dòng)，其升程隨點(diǎn)火推遲角度的增加而增大，此時(shí)可變壓縮度功能轉(zhuǎn)變?yōu)榈热荻妊a(bǔ)償功能。
③補(bǔ)償活塞9上下運(yùn)動(dòng)為等容度補(bǔ)償功能，如前所述內(nèi)燃機(jī)在低轉(zhuǎn)速、重負(fù)荷工況時(shí)，進(jìn)氣量最大時(shí)可達(dá)到設(shè)計(jì)壓縮度，在此工況下點(diǎn)火或噴油時(shí)間會(huì)推遲到上止點(diǎn)以后。當(dāng)活塞2開(kāi)始下行，未燃混合汽隨活塞2下行而膨脹使壓縮度下降。等容度補(bǔ)償功能就是在活塞2開(kāi)始下行時(shí)，補(bǔ)償活塞9跟隨活塞2下行，將補(bǔ)償室8內(nèi)的混合汽推出，用以補(bǔ)償活塞2下行的容積，由ECU(圖中未示出)根據(jù)當(dāng)前點(diǎn)火推遲角度的大小，即活塞2下行的容積多少，決定補(bǔ)償凸輪ll可變升程的高度，即所需補(bǔ)償?shù)娜莘e(補(bǔ)償率要小于100%，使補(bǔ)償活塞9在下行過(guò)程中不作壓縮功，以減輕補(bǔ)償活塞負(fù)荷)，在點(diǎn)火前活塞2下行的容積由補(bǔ)償室8的容積來(lái)補(bǔ)充，在點(diǎn)火推遲時(shí)能保持原壓縮到上止點(diǎn)S時(shí)的壓縮度在超過(guò)上止點(diǎn)以后不降低，達(dá)到了等容度補(bǔ)償效果，使最高燃燒溫度和壓力產(chǎn)生在上止點(diǎn)S后15°左右。
實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)點(diǎn)火時(shí)間逐漸向后推遲需進(jìn)行等容度補(bǔ)償時(shí)，補(bǔ)償活塞9的運(yùn)動(dòng)升程由"零"逐漸增大，在活塞2的壓縮行程，補(bǔ)償活塞9向上運(yùn)動(dòng)，部分氣體隨補(bǔ)償活塞9的上行進(jìn)入補(bǔ)償室8。補(bǔ)償活塞9的升程隨點(diǎn)火時(shí)間的推遲而增加，因補(bǔ)償室容積屬于燃燒室容積，所以進(jìn)入補(bǔ)償室8的氣體是暫存在補(bǔ)償室8內(nèi)，當(dāng)活塞2過(guò)上止點(diǎn)S開(kāi)始下行時(shí)，壓縮度降低、等容度下降，補(bǔ)償活塞9受補(bǔ)償凸輪11推動(dòng)跟隨活塞2下行，將補(bǔ)償室8內(nèi)的氣體推出，用以補(bǔ)償活塞2下行的容積，此時(shí)的活塞2雖已下行而燃燒室內(nèi)氣體的壓縮度并不降低，直至點(diǎn)火燃燒。
圖5為本發(fā)明超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)的可變壓縮度/等容度補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償凸輪11的工作相位示意圖。超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)在中轉(zhuǎn)速、中負(fù)荷工況，補(bǔ)償活塞9停在最高位置；在高轉(zhuǎn)速、輕負(fù)荷工況停在最低位置；在低轉(zhuǎn)速、重負(fù)荷工況，點(diǎn)火時(shí)間推遲到上止點(diǎn)S以后，需進(jìn)行等容度補(bǔ)償，在活塞2壓縮行程中，補(bǔ)償凸輪11先處于S 1位置，補(bǔ)償活塞9由回位彈簧10推動(dòng)開(kāi)始上行，部分氣體進(jìn)入補(bǔ)償室8，當(dāng)活塞2至上止點(diǎn)(即補(bǔ)償凸輪11的S2位置)時(shí)，補(bǔ)償活塞9開(kāi)始下行，將補(bǔ)償室8內(nèi)的氣體推出，進(jìn)行等容度補(bǔ)償。[0079] 圖6為本發(fā)明超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)的冷卻水套及保溫層分布示意圖，在燃燒室5和氣缸1的上部分布少量冷卻水套6，在氣缸1的下部無(wú)冷卻水套并采取保溫絕熱措施7，目的是減少膨脹作功過(guò)程中的熱量損失。
實(shí)施例二 設(shè)計(jì)所述氣缸的滿(mǎn)足功率要求的進(jìn)氣容積V2為300ml，設(shè)計(jì)氣缸的工作容積V為600ml，工作容積V是進(jìn)氣容積V2的2倍(為一倍的超膨脹作功行程)。[0081] 1、如實(shí)施的內(nèi)燃機(jī)為點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)，所述的活塞2壓縮到上止點(diǎn)S時(shí)，氣體的壓縮度為2Mpa;所述氣缸的進(jìn)氣容積V2為300ml與燃燒室容積V2之比即理論壓縮比為20 : 1，則VI為300 + 20 = 15ml。
本實(shí)施例中，點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的節(jié)氣門(mén)、進(jìn)氣歧管和進(jìn)氣門(mén)的流通截面積的最大進(jìn)
9氣流量為滿(mǎn)足功率要求的進(jìn)氣容積V2，保持進(jìn)、排氣門(mén)重疊角進(jìn)行掃氣；進(jìn)氣門(mén)3的開(kāi)啟提前角a為10° ，排氣門(mén)4的關(guān)閉遲后角|^為12° 。靠電控燃油噴射系統(tǒng)跟蹤控制空燃比。進(jìn)氣門(mén)3的關(guān)閉角、在曲軸轉(zhuǎn)0。 -360°中的下止點(diǎn)X前15。。排氣門(mén)4的開(kāi)啟角P在曲軸轉(zhuǎn)36(T -720°中的下止點(diǎn)X前20。，采用的排氣門(mén)4的直徑是進(jìn)氣門(mén)3的直徑的1. 8倍。
2、如實(shí)施的內(nèi)燃機(jī)為壓燃式內(nèi)燃機(jī)，所述的活塞2壓縮到上止點(diǎn)S時(shí)，氣體的壓縮度為3Mpa;所述氣缸的進(jìn)氣容積V2為300ml與燃燒室容積Vl之比即理論壓縮比為30 : 1，則VI為300 + 30 = 10ml。
本實(shí)施例中，壓燃式內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣歧管和進(jìn)氣門(mén)的流通截面積的最大進(jìn)氣流量為滿(mǎn)足功率要求的進(jìn)氣容積V2，靠噴油系統(tǒng)控制噴油量，保持進(jìn)、排氣門(mén)重疊角進(jìn)行掃氣。進(jìn)氣門(mén)3的開(kāi)啟提前角a為15° ，排氣門(mén)4的關(guān)閉遲后角|^為18° 。進(jìn)氣門(mén)3的關(guān)閉角、在曲軸轉(zhuǎn)O。 -360°中的下止點(diǎn)X前15。；排氣門(mén)4的開(kāi)啟角13在曲軸轉(zhuǎn)36(T -720°中的下止點(diǎn)X前20° ，采用的排氣門(mén)4的直徑是所述的進(jìn)氣門(mén)3的直徑的2倍。[0085] 實(shí)施例三設(shè)計(jì)所述氣缸的滿(mǎn)足功率要求的進(jìn)氣容積V2為300ml，工作容積V為900ml，工作容積V是進(jìn)氣容積V2的3倍，為2倍的超膨脹作功行程。
1、如實(shí)施的內(nèi)燃機(jī)為點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)，所述的活塞2壓縮到上止點(diǎn)S時(shí)，氣體的壓縮度為2Mpa;所述氣缸的進(jìn)氣容積V2與燃燒室容積Vl之比即理論壓縮比為20 : l，則Vl為300 + 20 = 15ml。
本實(shí)施例中，點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的節(jié)氣門(mén)、進(jìn)氣歧管和進(jìn)氣門(mén)的流通截面積的最大進(jìn)氣流量為滿(mǎn)足功率要求的進(jìn)氣容積V2，保持進(jìn)、排氣門(mén)重疊角進(jìn)行掃氣；進(jìn)氣門(mén)3的開(kāi)啟提前角a為10° ，排氣門(mén)4的關(guān)閉遲后角|^為12° ?？侩娍厝加蛧娚湎到y(tǒng)跟蹤控制空燃比。進(jìn)氣門(mén)3的關(guān)閉角、在曲軸轉(zhuǎn)0。 -360°中的下止點(diǎn)X前15。。排氣門(mén)4的開(kāi)啟角P在曲軸轉(zhuǎn)36(T -720°中的下止點(diǎn)X前2(T 。采用所述的排氣門(mén)4的直徑是所述的進(jìn)氣門(mén)3的直徑的1.8倍。
2、如實(shí)施的內(nèi)燃機(jī)為壓燃式內(nèi)燃機(jī)，所述的活塞2壓縮到上止點(diǎn)S時(shí)，氣體的壓縮度為3Mpa;所述氣缸的進(jìn)氣容積V2與燃燒室容積Vl之比即理論壓縮比為30 : l，則Vl為300 + 30 = 10ml。
本實(shí)施例中，壓燃式內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣歧管和進(jìn)氣門(mén)的流通截面積的最大進(jìn)氣流量為滿(mǎn)足功率要求的進(jìn)氣容積V2，靠噴油系統(tǒng)控制噴油量，保持進(jìn)、排氣門(mén)重疊角進(jìn)行掃氣。進(jìn)氣門(mén)3的開(kāi)啟提前角a為15° ，排氣門(mén)4的關(guān)閉遲后角|^為18° 。進(jìn)氣門(mén)3的關(guān)閉角、在曲軸轉(zhuǎn)O。 -360°中的下止點(diǎn)X前15。；排氣門(mén)4的開(kāi)啟角13在曲軸轉(zhuǎn)36(T -720°中的下止點(diǎn)X前20。。采用所述的排氣門(mén)4的直徑是所述的進(jìn)氣門(mén)3的直徑的2倍。[0090] 在實(shí)施例二、三中，在燃燒室5和氣缸1的上部分布少量冷卻水套6，在氣缸1的下部無(wú)冷卻水套并采取保溫絕熱措施7，目的是減少膨脹作功過(guò)程中的熱量損失，讓燃燒氣體在膨脹過(guò)程中只產(chǎn)生膨脹降溫，避免冷卻降溫。
在實(shí)施例二、三中，為產(chǎn)生較高的燃燒溫度和壓力而大幅度提高了壓縮度，靠實(shí)行點(diǎn)火或噴油推遲避免爆燃現(xiàn)象，在高轉(zhuǎn)速、輕負(fù)荷工況點(diǎn)火或噴油可適當(dāng)提前，在低轉(zhuǎn)速、重負(fù)荷工況點(diǎn)火或噴油時(shí)間會(huì)推遲到上止點(diǎn)以后，讓最高燃燒溫度和壓力產(chǎn)生在上止點(diǎn)后15°左右，能有效的避免因提高壓縮度引起的爆燃，消除工作粗暴；靠可變壓縮度/等容度
10補(bǔ)償裝置在輕負(fù)荷、進(jìn)氣量少、壓縮度低工況可增加壓縮度；在重負(fù)荷、進(jìn)氣量多、壓縮度 高、點(diǎn)火或噴油推遲工況可補(bǔ)償?shù)热荻取?br> 超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)因壓縮度的提高和可變壓縮度/等容度補(bǔ)償裝置的應(yīng)用，輔 以保溫絕熱措施和減小排氣提前角的共同作用，熱效率可以達(dá)到60%以上。采用本發(fā)明超 膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的比油耗達(dá)到160g/kwh-190g/kwh(現(xiàn)有點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī) 為260g/kwh-300g/kwh)，壓燃式內(nèi)燃機(jī)的比油耗達(dá)到150g/kwh-180g/kwh(現(xiàn)有壓燃式內(nèi) 燃機(jī)為200g/kwh-250g/kwh)，熱效率顯著提高，排氣溫度和壓力明顯降低，振動(dòng)和噪音明顯 減弱，排放的量減少，排放的質(zhì)得到改善。
11
權(quán)利要求
一種超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)，包括氣缸(1)、活塞(2)，其特征是保持滿(mǎn)足功率要求的進(jìn)氣容積(V2)在壓縮行程終點(diǎn)時(shí)的壓縮度達(dá)到1.8-5Mpa，形成提高燃燒溫度和壓力的條件；根據(jù)有效作功壓力可以實(shí)現(xiàn)的超膨脹比，來(lái)設(shè)計(jì)大于進(jìn)氣容積(V2)的氣缸的工作容積(V)，利用燃燒氣體等容膨脹作功后的熱能在絕熱條件下繼續(xù)膨脹，形成所述的超膨脹作功條件；還包括可變壓縮度/等容度補(bǔ)償裝置；目的是保持點(diǎn)火推遲時(shí)的等容度、壓縮度不降低，使最高燃燒溫度和壓力產(chǎn)生在上止點(diǎn)(S)以后的10°-20°范圍內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)，其特征是所述的可變壓縮度/等容 度補(bǔ)償裝置包括補(bǔ)償活塞(9)，所述的補(bǔ)償活塞(9)可上下運(yùn)動(dòng)于補(bǔ)償室(8)中，所述的補(bǔ) 償室(8)與燃燒室(5)相連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)，其特征是在其燃燒室(5)和所述的 氣缸(1)的上部，設(shè)有冷卻水套(6)，在所述的氣缸(1)的下部無(wú)冷卻水套并設(shè)有保溫層 (7)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求
l所述的超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)，其特征是其排氣門(mén)(4)的直徑大于 進(jìn)氣門(mén)(3)的直徑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求
1到4所述的任一項(xiàng)超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)，其特征是所述的內(nèi)燃機(jī) 為點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)，所述的活塞(2)壓縮到上止點(diǎn)(S)時(shí)，氣體的壓縮度為1.8-3Mpa。
6. 根據(jù)權(quán)利要求
5所述的超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)，其特征是其進(jìn)氣門(mén)(3)的關(guān)閉角 (a》在曲軸轉(zhuǎn)0。 -360°中的下止點(diǎn)(X)前IO。 -20° ;其排氣門(mén)(4)的開(kāi)啟角(P)在 曲軸轉(zhuǎn)360° -720°中的下止點(diǎn)(X)前15。
-25° 。
7. 根據(jù)權(quán)利要求
1到4所述的任一項(xiàng)超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)，其特征是所述的內(nèi)燃機(jī) 為壓燃式內(nèi)燃機(jī)，所述的活塞(2)壓縮到上止點(diǎn)(S)時(shí)，氣體的壓縮度為3-5Mpa。
8. 根據(jù)權(quán)利要求
7所述的超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)，其特征是其進(jìn)氣門(mén)(3)的關(guān)閉角 (a》在曲軸轉(zhuǎn)0。 -360°中的下止點(diǎn)(X)前IO。 -20° ;其排氣門(mén)(4)的開(kāi)啟角(P)在 曲軸轉(zhuǎn)360° -720°中的下止點(diǎn)(X)前15。
-25° 。
專(zhuān)利摘要
一種超膨脹四行程內(nèi)燃機(jī)，包括氣缸(1)、活塞(2)，其特征是保持滿(mǎn)足功率要求的進(jìn)氣容積(V2)在壓縮行程終點(diǎn)時(shí)的壓縮度達(dá)到1.8-5Mpa，形成提高燃燒溫度和壓力的條件；根據(jù)有效作功壓力可以實(shí)現(xiàn)的超膨脹比，來(lái)設(shè)計(jì)大于進(jìn)氣容積(V2)的氣缸的工作容積(V)，利用燃燒氣體等容膨脹作功后的熱能在絕熱條件下繼續(xù)膨脹，形成超膨脹作功的條件；在燃燒室(5)和氣缸(1)的上部分布少量冷卻水套(6)，在氣缸(1)的下部無(wú)冷卻水套并采取保溫絕熱措施(7)，避免燃燒氣體在超膨脹作功過(guò)程中的熱量損失，以增強(qiáng)超膨脹作功的效果；減小進(jìn)氣門(mén)(3)的直徑，增大排氣門(mén)(4)的直徑，減少排氣提前角增強(qiáng)超膨脹效果。本發(fā)明能顯著提高熱效率，降低燃料消耗并減少環(huán)境污染。
文檔編號(hào)F02B41/00GKCN1934342 B發(fā)布類(lèi)型授權(quán) 專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朇N 200580008399
公開(kāi)日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2005年5月20日
發(fā)明者楊增利 申請(qǐng)人:楊增利導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專(zhuān)利引用 (1),