專利名稱：實用分隔式緊湊型快速燃燒汽油機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是具有高熱效率的汽油機燃燒室的設(shè)計，主要是中、大缸徑∮100～160，及特大缸徑∮160以上汽油發(fā)動機的設(shè)計。
燃燒室是汽油發(fā)動機的心臟，混合氣在那里燃燒而發(fā)揮其內(nèi)蘊的能量。提高壓縮比從而提高熱效率一直是研究人員的努力方向;而近年來的研究，采用稀混合比，利用渦流、紊流加速燃燒速度也是提高熱效率的重要途徑。
本人前所發(fā)明的“實用緊湊型快速燃燒汽油機”(申請?zhí)?9109083.5，申請日1989年12月4日，下簡稱“實用機”)已將停滯在試驗階段的“緊湊型快速燃燒汽油機”改變成為可以實用的高壓縮比、稀混合比、快速燃燒的高熱效率的汽油發(fā)動機。采用的辦法是在燃燒最激烈的階段，將主燃燒室與其末端(氣墊間隙)隔開，籍以降低末端的溫度和壓力，從而擺脫爆燃的干擾。然而在此型汽油機中，火焰總行程仍不宜過長，所以只適用于中、小型汽油機，最大缸徑不宜大于∮100。
本人的另一發(fā)明“雙室同燃高壓汽油機”(申請?zhí)?9100886.1，申請日1989年2月18日，下簡稱“雙室機”)，在燃燒最激烈的階段，其原為整體的燃燒室自動分隔成兩個較小的燃燒室，并也都與其末端(氣墊間隙)相隔離。由于較小直徑的燃燒室可以經(jīng)受較高的壓縮比，所以原來壓縮比為7、缸徑為∮103.5(4″)的汽油機經(jīng)改造后，壓縮比可提高到9或更高，(指燃用辛烷值為76的普通汽油而言)，熱效率可在原來的基礎(chǔ)上提高7%左右。
這兩種發(fā)明都是根據(jù)本人所創(chuàng)的“分隔燃燒原理”設(shè)計創(chuàng)制的。燃燒室間及其與末端(氣墊間隙)的分隔，是由活塞頂部的楞邊和缸蓋下(內(nèi))部的楞邊在活塞接近上頂點時相互楔入而形成(參閱圖1)。所以在燃燒最激烈的階段，原為整體的直徑與缸徑相同的燃燒室分成兩個較小的燃燒室(雙室機)，小燃燒室還與氣墊間隙相隔離，(雙室機與實用機)。
本發(fā)明的第一個目的是提供一各缸徑∮100～160的高壓縮比、稀混合比和快速燃燒的汽油發(fā)動機，其熱效率在現(xiàn)行汽油發(fā)動機的基礎(chǔ)上提高25%，達到現(xiàn)代柴油機的同樣水平。
第二個目的是提供一種缸徑為∮160～240的高熱效率的特大型汽油發(fā)動機，此種發(fā)動機的產(chǎn)生可能將對航空工業(yè)發(fā)生較大的影響。
本發(fā)明是1實用緊湊型快速燃燒汽油機(89109083.5)和2、雙室同燃高壓汽油機(89100886.1)兩種發(fā)明的組合發(fā)明。由這一組合產(chǎn)生的“實用分隔式緊湊型快速燃燒汽油機”，既具有與現(xiàn)代柴油機同樣水平的熱效率;而又適用于缸徑擴大到∮100～160的中、大型及∮160～240的特大型汽油機。
1、本發(fā)明使汽油發(fā)動機的熱效率由現(xiàn)在的基礎(chǔ)上提高25%，達到現(xiàn)代柴油機的同樣水平，在全國及全世界的節(jié)能效果將是十分巨大的。
2、本發(fā)明所適用的缸徑∮100～160的中、大型汽油發(fā)動機，對汽車和飛機都能廣泛使用。
3、本發(fā)明還創(chuàng)制缸徑為∮160～240的特大型汽油機，在此以前是無法想像的，將對航空工業(yè)發(fā)生很大的影響。
發(fā)明的


圖1是實用分隔式緊湊型快速燃燒汽油機的剖面圖，此時活塞在上頂點。
圖中(1)是活塞頂部的園形小燃燒室，其直徑約為汽缸直徑的40%～50%;
圖中(2)是包含進、排汽門的橢園形小燃燒室，其最大直徑與(1)的直徑相同;
CL-1，CL-2分別是(1)，(2)室內(nèi)安置火花塞的中線;
圖中(3)是防止活塞頂與缸蓋下(內(nèi))部相撞的氣墊間隙。
圖1表示出活塞在上頂時，二個燃燒室(1)與(2)是相互分隔的，它們與氣墊間隙(3)也是分隔的?？梢栽O(shè)想，活塞的下行至一定距離后，二個燃燒室(1)、(2)的間隙消失，它們與氣墊間隙(3)的間隙也消失，于是它們?nèi)吆喜⒊蔀橐粋€直徑與缸徑相同的一個整體燃燒室。設(shè)計這個間隔的深度時可以考慮當(dāng)活塞在上頂點前-18°至上頂點后+18°，(1)、(2)、(3)三者相分隔，這時正是燃燒最激烈的階段。
很明顯，如(1)、(2)二室與氣墊間隙(3)不分隔，在燃燒過程中(1)、(2)二室的已燃氣體必須膨脹而沖進氣墊間隙(3)，于是(3)內(nèi)混合氣的溫度，壓力和質(zhì)量必然猛增，于是那里必然成為最易發(fā)生爆燃的末端。而有了分隔，(1)、(2)室的燃燒不會影響(3)內(nèi)的混合氣，而這些混合氣正處在缸蓋下面的部位，得到較好的冷卻效果;一待活塞下行至+18°，間隔自動消失，而沿著間隔的楞邊同時沖出(1)、(2)二室已燃的熾熱的氣體，立即引燃(3)內(nèi)的混合氣并迅速燃燒完畢，不會引起爆燃。這就是本發(fā)明能夠擺脫爆燃干擾的緣故。
圖2是缸徑為∮100～160的中、大型實用分隔式緊湊型快速燃燒汽油機，圖中表示出小燃燒室(1)、(2)及氣墊間隙(3)的平面布置情況。
圖3是缸徑為∮160～240特大型實用分隔式緊湊型快速燃燒汽油機。圖中表示出小燃燒室(1)-1，(1)-2和(2)，氣墊間隙(3)的平面布置情況。
發(fā)明的具體實施方案1、燃燒室間和它與氣墊間隙(末端)之間的分隔，都是在活塞接近上頂點時，由活塞頂部和缸蓋下(內(nèi))部的楞邊相互楔入而構(gòu)成。二者楔入的深度，直接關(guān)系分隔延續(xù)時間的久暫，(可考慮設(shè)計為上頂點前-18°至后+18°)務(wù)使燃燒最激烈的階段，存在這二種分隔。于是各燃燒室的燃燒互不干擾或干擾甚微，燃燒室的燃燒也不影響氣墊間隙里的少量混合氣，這就可使本型汽油機擺脫爆燃的干擾。
2、對于缸徑∮100～160的汽油機，在燃燒最激烈的階段，只須分隔成二個小燃燒室，其一個包含進、排氣門;另一個在活塞中部稍偏。二小燃燒室各裝一個火花塞，點火時間相同。
3、對于缸徑為∮160～240的汽油機，在燃燒最激烈的階段須分隔成三個小燃燒室，其一個包含進、排氣門;另二個在活塞中部附近對稱排列。三個小燃燒室內(nèi)各裝一個火花塞，點火時間相同。
4、不論是包含進排氣門的橢圓形小燃燒室和活塞頂部的小燃燒室，都須有高低不同的深度，且須挖有溝槽，籍以造成渦流及紊流，從而加快火焰行進的速度，促成快速燃燒。
5、將一個直徑與缸徑相同的整體燃燒室分隔成幾個小燃燒室，是提高壓縮比的主要手段;加速燃燒也有利于提高壓縮比，所以本型汽油機的壓縮比可提高到13或更大。
6、稀混合比可由改造化油器的油、氣通道獲得，當(dāng)然必須經(jīng)過試驗，從而獲得最佳比值。
7、雙室或三室同時點火的系統(tǒng)，須專門設(shè)計制造。
權(quán)利要求
1.實用分隔式緊湊型快速燃燒汽油機是1、實用緊湊型快速燃燒汽油機(89109083.5，下簡稱“實用機”)和2、雙室同燃高壓汽油機(89100886.1，下簡稱“雙室機”)的組合發(fā)明。由于二者的組合，本發(fā)明的熱效率與“實用機”相同，達到現(xiàn)代柴油機的水平；而適用發(fā)動機的缸徑由“實用機”原來的∮100以下，擴大到∮100～160，和∮160～240系列，創(chuàng)汽油發(fā)動機的先例。
2.本發(fā)明和“實用機”、“雙室機”相同，都是按本人創(chuàng)造的“分隔燃燒原理”設(shè)計并創(chuàng)制。此型汽油發(fā)動機的活塞頂部和汽缸下(內(nèi))部都有凹或凸的楞邊，當(dāng)活塞上行接近上頂點，也即是燃燒開始時，二者的楞邊互楔入而將原為整體的燃燒室“分隔”成為二或三個小室(其中有一個包含進、排氣門);這些小燃燒室還與氣墊間隙相“分隔”。所以在燃燒階段(或燃燒最激烈的階段)，各小室的燃燒互不干擾;也不干擾氣墊間隙(這里原是燃燒的末端)，那里面存有的少量混合氣可以保持較低的溫度和壓力，必待各小室燃燒完畢(或基本燃畢)，大量熾熱已燃氣體沿楞邊全線沖出，這才引燃并迅速燃燒完畢。這就有效地避免爆燃發(fā)生。
3.根據(jù)1和2所述的汽油發(fā)動機，其活塞頂部和汽缸蓋下(內(nèi))部楞邊相互楔入的深度，關(guān)系著各小室及其與氣墊間隙“分隔”時間延續(xù)的久暫。一般延續(xù)時間以曲軸角度-18°～+18°為宜，最合適的角度須按發(fā)動機的具體情況，通過試驗來決定。
4.根據(jù)1、2、3所述的汽油發(fā)動機，須在各小室里盡量利用渦流和紊流，提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?，促成快速燃燒?br> 5.根據(jù)1、2、3、4所述的汽油發(fā)動機，可以按其結(jié)構(gòu)原理設(shè)計制造新型發(fā)動機;也可以改造現(xiàn)行汽油機。改造現(xiàn)行汽油機時，只須更換活塞、汽缸蓋和電氣點火系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明汽油發(fā)動機中的活塞頂部和缸蓋下(內(nèi))均有楞邊，當(dāng)活上行接近上頂點、燃燒最激烈的階段，二者的楞邊相互楔入將整體的燃燒室分隔成為兩個或三個較小的燃燒室，(其中一個包含著進、出汽門)，由于壓縮比與燃燒室的直徑緊密相關(guān)，較小的燃燒室可選用較大的壓縮化；本發(fā)明還在這些小燃燒室中盡可能利用渦流和紊流，促進快速燃燒；燃用稀混合氣。本發(fā)明具有高熱效率，并適用于中、大型及特大型汽油發(fā)動機。
文檔編號F02B1/04GK1053471SQ9010029
公開日1991年7月31日 申請日期1990年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月20日
發(fā)明者薛止眾 申請人:薛止眾