專利名稱：提高內(nèi)燃機(jī)功率、效率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
熱能動(dòng)力裝置。
有參考作用的現(xiàn)有技術(shù)資料機(jī)械工程手冊(cè)、第74篇、內(nèi)燃機(jī)。
發(fā)明目的提高內(nèi)燃機(jī)功率、效率，減少內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)與噪音，及排氣污染。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)背景內(nèi)燃機(jī)是現(xiàn)代動(dòng)力機(jī)械的重要組成部分，廣泛應(yīng)用在人類社會(huì)的各種生產(chǎn)和社會(huì)活動(dòng)中，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，是以增大缸徑、提高轉(zhuǎn)速、降低消耗、延長使用壽命為目標(biāo)。現(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)加大缸徑受到限制。如汽油機(jī)最大缸徑不超過108～117mm，再增大時(shí)易發(fā)生爆震，燃燒不易控制。提高轉(zhuǎn)速將受到慣性力，振動(dòng)，磨擦功，噪音和零件磨損的限制，近年來內(nèi)燃機(jī)采用了一系列的新材料，新工藝，新技術(shù)，并沒有從根本上解決內(nèi)燃機(jī)功率、效率的提高問題。
1、限制內(nèi)燃機(jī)發(fā)展的原因燃燒室是內(nèi)燃機(jī)的心臟，燃燒室的結(jié)構(gòu)是影響內(nèi)燃機(jī)性能的關(guān)鍵。現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)燃燒室的種類很多。形式雖然各異，工作循環(huán)基本上是相同的，當(dāng)活塞壓縮氣體達(dá)到一定壓縮比時(shí)，在上死點(diǎn)前氣、油混合物將被點(diǎn)燃或壓燃，燃?xì)獾纳龎弘A段，就是從死點(diǎn)前經(jīng)過死點(diǎn)的過程，這段曲軸的弧度與活塞行程的變化比例為最小，可以近似視為等容階段，所以內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)，接近于定容加熱循環(huán)。
2、定容加熱對(duì)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的影響a、定容加熱必然使燃?xì)鈮毫≡?，使缸體、活塞受到強(qiáng)烈沖擊力，這是產(chǎn)生振動(dòng)噪音的原因。
b、活塞在死點(diǎn)附近受到的沖擊力，要直接作用在曲軸上，使軸承摩擦阻力增加，不但要造成動(dòng)能損失，還要加快軸承的磨損。
c、活塞環(huán)是個(gè)密封又滑動(dòng)的部件，不可能達(dá)到完全封氣的要求，燃?xì)鈮毫υ礁?，漏氣量也就越多，缸蓋上的氣門必然也隨壓力升高漏氣量增多，這就造成燃?xì)獾臒崮軗p失。
3、提高內(nèi)燃機(jī)功率、效率的方法(1)發(fā)明理論內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)要改為升壓擴(kuò)容，同時(shí)進(jìn)行的混合加熱循環(huán)。
理論工況當(dāng)活塞上面的汽、油混合物達(dá)到壓縮比要求，在上死點(diǎn)前被點(diǎn)燃或壓燃后，隨著燃?xì)鈮毫Φ纳撸钊谏纤傈c(diǎn)附近，要有與壓力上升相應(yīng)的向下位移，擴(kuò)大燃燒室的容積，使燃?xì)鈮毫S持在較理想的范圍內(nèi)(如80、90、100Kg/cm2)。在活塞下行中，燃燒室內(nèi)壓力下降，活塞就逐漸恢復(fù)原來的扭距長度，在這階段是屬于能量的輸出。
(2)發(fā)明的方法本發(fā)明是利用彈簧能在瞬時(shí)儲(chǔ)存與施放能量的特性，在內(nèi)燃機(jī)的能量傳遞部件上設(shè)置彈性機(jī)構(gòu)，形成活塞對(duì)爆燃?xì)怏w壓力的緩沖，使內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)成為升壓擴(kuò)容同時(shí)進(jìn)行的混合加熱循環(huán)。
(3)彈性機(jī)構(gòu)的位置選擇偏心輪是內(nèi)燃機(jī)的儲(chǔ)能部件，空閑位置比較大，工作環(huán)境溫度較低，潤滑條件好。是設(shè)置彈性機(jī)構(gòu)的理想位置。
(4)彈性機(jī)構(gòu)的組成a、彈簧它是組成彈性機(jī)構(gòu)的主要零件。彈簧組的初動(dòng)壓力要高于汽缸內(nèi)混合氣體爆燃所需壓縮比的壓力。
b、行程上限制器它是控制活塞最大行程的機(jī)構(gòu)。
c、行程下限制器控制彈簧的最大壓縮距離，確定緩沖段的長短。
d、滑動(dòng)機(jī)構(gòu)由燕尾槽與梯形滑動(dòng)件組成，在滑動(dòng)件上有插鎖孔，聯(lián)接聯(lián)桿。
4、彈性機(jī)構(gòu)在二沖程內(nèi)燃機(jī)上的使用以重慶50A內(nèi)燃機(jī)曲軸偏心輪改造為例如說明書附圖
(1-1)所示圖中1-彈簧2-上限控制器3-下限控制器4-滑動(dòng)機(jī)件5、彈性機(jī)構(gòu)在4沖程內(nèi)燃機(jī)上的使用4沖程內(nèi)燃機(jī)，有一次擠壓排氣的程序，利用彈性機(jī)構(gòu)，形成隱現(xiàn)燃燒室提高換氣率。這樣彈性機(jī)構(gòu)就有4個(gè)作用a、當(dāng)活塞壓縮氣體達(dá)到壓縮比時(shí)，彈性機(jī)構(gòu)被壓縮，活塞壓不到頭讓出個(gè)燃燒室空間。
b、燃料爆燃后，活塞頂部的壓力劇升，使彈性機(jī)構(gòu)繼續(xù)被壓縮，使燃燒室容積進(jìn)一步增大，彈性機(jī)構(gòu)起到對(duì)爆燃沖擊力的緩沖作用。
c、活塞下行中氣缸壓力低于彈性機(jī)構(gòu)的壓力時(shí)，在彈簧的作用下，活塞扭距恢復(fù)到最大扭距，彈簧將能量輸出。
d、當(dāng)排氣門打開，活塞進(jìn)行擠壓排氣時(shí)，活塞可上行到最高位置，將90%以上的廢氣排出。在活塞進(jìn)氣時(shí)，可以吸入較多的空氣，提高換氣率。
4沖程內(nèi)燃機(jī)在使用彈性機(jī)構(gòu)后，能達(dá)到較高的熱效率和換氣率。
6、使用本發(fā)明改造與制造的內(nèi)燃機(jī)與現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)比較，有如下優(yōu)點(diǎn)(1)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行中，振動(dòng)小、噪音小。
(2)較改造前的排氣量增多，冒黑煙現(xiàn)象減少或完全消除。
(3)單缸功率增加，耗油量減少。
(4)缸徑可以增大，在變負(fù)荷運(yùn)行的載重內(nèi)燃機(jī)，可以用大中小三種缸徑的內(nèi)燃機(jī)配套使用?？蓽p少現(xiàn)代多缸內(nèi)燃機(jī)的數(shù)量。
(5)可延長內(nèi)燃機(jī)的使用壽命。
權(quán)利要求
1.提高內(nèi)燃機(jī)功率、效率的方法，是在內(nèi)燃機(jī)的活塞與曲軸之間的能量傳遞構(gòu)件上，設(shè)置彈性機(jī)構(gòu)，其特征A、曲軸的偏心輪，分體為上、下兩部分。B、偏心輪下半部分，設(shè)有滑道(燕尾槽、圓孔均可)及放置彈簧的孔。C、偏心輪上半部分與連桿相接，帶有滑動(dòng)部件，彈簧壓迫裝置及緩沖限位器。D、偏心輪上下兩部分的結(jié)合，將上半部分的滑動(dòng)部件插入下半部的滑道內(nèi)，壓迫下半部彈簧孔的彈簧，用上限(最大扭距)限制器定好緩沖量。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的彈性機(jī)構(gòu)，其特征是彈簧組的初動(dòng)壓力要達(dá)到或高于燃?xì)獗紩r(shí)所需壓縮比，當(dāng)汽缸內(nèi)燃料爆燃時(shí)，隨著燃?xì)鈮毫Φ纳?，活塞通過連桿壓迫彈性機(jī)構(gòu)的彈簧收縮，使活塞發(fā)生位移，擴(kuò)大燃燒室容積，降低燃燒室壓力，當(dāng)燃燒室內(nèi)壓力低于彈簧組的反作用力時(shí)，彈性機(jī)構(gòu)逐漸復(fù)原。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的彈性機(jī)構(gòu)，其特征是緩沖量是以增加燃燒室容積1～1.2倍為宜。
全文摘要
提高內(nèi)燃機(jī)功率、效率的方法，是根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的燃料工作特性，在內(nèi)燃機(jī)的能量傳遞部件上設(shè)置彈性機(jī)構(gòu)，在燃料爆燃的升壓過程中，彈性機(jī)構(gòu)使活塞提前位移，增大了燃燒室容積，使燃燒室壓力不能急劇上升，形成對(duì)燃料爆燃時(shí)的緩沖作用，這樣內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)噪音同時(shí)下降，燃燒室壓力降低可以減少活塞環(huán)、氣門的漏氣損失，使平均壓力升高，可提高內(nèi)燃機(jī)功率和效率，同時(shí)也就為內(nèi)燃機(jī)增大缸徑，提高單機(jī)功率創(chuàng)造了條件。
文檔編號(hào)F02B75/32GK1032215SQ8710251
公開日1989年4月5日 申請(qǐng)日期1987年4月9日 優(yōu)先權(quán)日1987年4月9日
發(fā)明者李國清 申請(qǐng)人:李國清