專利名稱：節(jié)能內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(包括汽油內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī))產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)改進(jìn)。
內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)是一種熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，它利用燃料在氣缸內(nèi)燃燒所發(fā)出的熱能，以氣體作為介質(zhì)(簡(jiǎn)稱工質(zhì))，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。現(xiàn)有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸燃燒室均以鑄鐵為介質(zhì)制成，這樣，與高溫氣體接觸的界面?zhèn)鳠崃看?鑄鐵的導(dǎo)熱系數(shù)為54千卡／米.小時(shí).度)，冷卻熱損值高。排氣溫度高達(dá)至700°K，是熱耗的另一大途徑，在壓縮比18(汽油內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī))、120(柴油內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī))的情況下，做功沖程的高溫氣體未能充份膨脹而導(dǎo)至熱效率低。此外，活塞側(cè)向摩擦力熱耗也占有一定比例，而且極易使活塞機(jī)件造成損壞。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的無(wú)功損耗主要為冷卻失熱、排氣熱耗和活塞側(cè)向摩擦力熱損這三項(xiàng)，其總和達(dá)全量的55～65％。因此，現(xiàn)有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的總體熱效率僅約30～40％。另外，燃料燃燒不良，使用燃料品種單一也是現(xiàn)有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)所存在的不足之處。
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的為提出新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少冷卻失熱、排氣熱耗和活塞側(cè)向摩擦力熱損。從而提高內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的總體熱效率而達(dá)到節(jié)能，并使燃料燃燒狀況得到改進(jìn)，使用燃料品種多樣化。
本實(shí)用新型以如下方式完成在燃燒室、部分氣缸壁和活塞頂部涂復(fù)或鑲嵌以氧化鉛，二氧化鋯為主的陶瓷質(zhì)隔熱涂料層或者合金，使與高溫氣體接觸的界面導(dǎo)熱量大幅度的降低(隔熱層的導(dǎo)熱系數(shù)為0.1～2.5千卡／米.小時(shí).℃.)燃燒室內(nèi)另設(shè)耐高溫襯套，它一直工作在1000℃、保持缸熱的高溫條件下，有利于保持工作氣體的熱量，有利于燃料的燃燒。另外，加長(zhǎng)了吸氣門桃齒后沿以延遲關(guān)閉進(jìn)氣閥時(shí)間并縮小燃燒室容積，使被壓縮空氣的最大填充量只有原來(lái)的1／2～1／3，而燃燒室容積也僅為原來(lái)的1／2～1／3，由此壓縮比可以提高至120(吸氣沖成)和130～50(做功沖程)。在做功沖程中，由于開(kāi)始排氣仍接近下止點(diǎn)，高溫氣體可以更為充分地膨脹做功。再有，使曲軸偏置于氣缸中心線的3、4象限一側(cè)，其偏置距離最好為曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)半徑的1／2，從而減少了活塞做功時(shí)的徑向摩擦力，還使得高溫氣體在燃燒室內(nèi)停留時(shí)間縮短，有利于提高總體熱效率。此外，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的油泵總成后座和供油桃齒之間供油滾輪上附加一塊可用偏心軸抽動(dòng)的斜鐵，這樣便建立了供油提前角的調(diào)節(jié)器件，可以依據(jù)不同品種燃料而相應(yīng)改變供油點(diǎn)燃提前量，從而可以使用各種燃料油。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型可以大幅度降低熱傳遞消耗、排氣熱損耗、活塞側(cè)向摩擦力熱損并且提供燃燒室更為理想的燃燒條件，從而使其總體熱效率提高至50～60％，節(jié)約了燃料能源，并且可以使用多種燃油。
以下，結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明附


圖1為本實(shí)用新型裝置燃燒室及氣缸隔熱層結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為本實(shí)用新型裝置與現(xiàn)有技術(shù)裝置的運(yùn)行正時(shí)關(guān)系對(duì)比圖。
附圖3為本實(shí)用新型裝置活塞運(yùn)行并曲軸位置示意圖。
附圖4為本實(shí)用新型的噴油提前角調(diào)節(jié)用的斜鐵裝置圖。
參照附
圖1，本實(shí)用新型裝置的噴油嘴(1)、導(dǎo)向板(5)、墊片(6)均同現(xiàn)有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，另外，在氣缸缸頭(2)、缸筒壁(7)、活塞(12)頂部于高溫氣體接觸處改加有以氧化鋁、二氧化鋯陶瓷質(zhì)或合金鑲嵌物組成的隔熱層(3、9、10)和耐高溫襯套(4)、襯圈(8)、活塞襯片(11)。由此，工作運(yùn)行時(shí)與高溫氣體接觸的介面即由鑄鐵改為耐熱涂層，其導(dǎo)熱系數(shù)由54千卡／米.小時(shí).度降為0.1～2.5千卡／米.小時(shí).度，縮小為原來(lái)的0.2～4％，冷卻熱損可大為減少，冷卻水蒸發(fā)量大為降低。由附圖2可以看出，本實(shí)用新型的進(jìn)氣門開(kāi)啟角度(14)大于原有進(jìn)氣門開(kāi)啟角度(13)，改進(jìn)后壓縮角度(16)小于原有壓縮角度(15)，而改進(jìn)后做功角度(18)大于原有做功角度(17)，從而高溫氣體可以更充分地膨脹做功。附圖3表明，本實(shí)用新型裝置曲軸(21)偏置于氣缸中心線(22)3、4象限一側(cè)，其偏移距離為曲軸(21)運(yùn)轉(zhuǎn)半徑的1／2，此時(shí)做功氣體對(duì)活塞的加力A于輸出力所產(chǎn)生的力偶B所產(chǎn)生的角△θ明顯小于原有加力A’于力偶B’所產(chǎn)生的△θ’，從而由此所產(chǎn)生的活塞側(cè)向摩擦力C也明顯小于原有的C’，可以增加內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)裝置總體熱效率。由于燃燒室容積縮小并進(jìn)氣門的關(guān)閉推遲，活塞(12)使用壽命可提高1倍以上。參見(jiàn)附圖4，偏心軸(23)、供油桃齒(25)、供油滾輪(26)、油泵總成后座(27)均同現(xiàn)有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)裝置，通過(guò)抽動(dòng)斜鐵件(24)，可以使供油提前角在0°～前20°之間調(diào)節(jié)，從而在燃用汽油、煤油或柴油等不同品種時(shí)，都可以提供更佳燃燒條件。
權(quán)利要求1.一種可以使用汽油，柴油或煤油為燃料的節(jié)能內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為熱介面陶瓷質(zhì)所構(gòu)成的耐熱層(3、9、10)涂復(fù)或鑲嵌在燃燒室部分氣缸(2)缸壁和活塞(12)頂部，裝置的曲軸(21)偏置于氣缸中心線(22)的3、4象限一側(cè)，其偏置距離以曲軸(21)運(yùn)轉(zhuǎn)半徑的1/2，裝置的油泵總成后座(27)和供油桃齒(25)之間的供油滾輪(26)上安有可用偏心軸(23)抽動(dòng)的斜鐵件(24)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為所用熱介面陶瓷質(zhì)所構(gòu)成的耐熱層(3、9、10)由氧化鋁、二氧化鋯或者其合金構(gòu)成。
專利摘要一種使用汽油、柴油或煤油的節(jié)能內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其裝置于燃燒室及其他接觸高溫氣體界面涂覆或鑲嵌耐高溫的陶瓷或合金隔熱層、活塞壓縮比提高至1∶20(吸氣沖程)以及1∶30～50(做功沖程)、曲軸偏置于氣缸中心線3、4象限一側(cè)，另外還設(shè)有調(diào)節(jié)供油角度的手控機(jī)構(gòu)。由于大幅度降低了熱傳遞損耗、排氣熱損耗、活塞側(cè)向磨擦力損耗，并提供燃料燃燒的最佳條件，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的總體熱效率可提高至50～60％，從而節(jié)約了燃料能源，并可使用多種燃料油。
文檔編號(hào)F02F3/10GK2059683SQ8920528
公開(kāi)日1990年7月25日 申請(qǐng)日期1989年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1989年8月5日
發(fā)明者楊入山 申請(qǐng)人:楊入山