CN103696849A - 冲压柴油内燃发动机 - Google Patents

Abstract

本发明提出新的内燃机控容循环模式。热机体容比控制技术使燃料热膨胀体积与燃料热膨胀作功容积相同，内燃机热效率趋向100％节约能源。燃料在作功容积内完全燃烧氧化，燃料燃烬率趋向100％减少有害气体形成与排放。吸气容积大于压缩容积的容量比控制技术使内燃机容积效率达到100％。控容循环二行程冲压柴油内燃机使用新的园柱轴异型通道的园柱轴阀控制进排气口的开通与关闭。压缩容积与燃烧室容积的和与燃烧室容积的比值为控容循环内燃机压缩比，压缩容积为控容循环冲压柴油内燃发动机排量。

Description

冲压柴油内燃发动机

技术领域：内燃发动机节能与减排。

背景技术：【热效率】内燃发动机输出能量与燃料所具有的能量的比值。

1860年法国让*勒努瓦设计制造煤气机【热效率】4％。

1862年法国罗沙提出提高【热效率】的等熵热力循环原理：

等熵压缩，等体积加热。等熵膨胀和等体积排热四个可逆过程组成的理想热力循环。

1866年德国尼古拉斯*奥托应用罗沙等熵热力循环原理发明四行程工作循环煤气发动机【热效率】26％。

奥托循环：由吸气过程、压缩过程、膨胀过程和排气过程构成的热力循环。

1883年德国戴姆勒应用奥托循环技术发明汽油机【热效率】30％。

1892年德国鲁道夫*狄塞尔应用奥托循环技术发明柴油机【热效率】35％。

发明内容：控容循环：循环过程工作容积不相同的内燃发动机【热效率】有希望趋向100％。

内容；由吸气容积、压缩容积、燃烧室容积、作功容积和排气容积构成可以调整控制工作容积比值的热力循环。

内燃机化学能转换到热能是燃料燃烧，热能到机械能转换的媒介是燃料燃烧气体膨胀，气体膨胀作功是转换过程，燃料膨胀体积是力源。提高内燃机【热效率】需要建立热能到机械能的转换平衡概念：“燃料热膨胀体积与可容纳热膨胀体积的气体作功容积相同【热效率】才有希望趋向100％理想值”。内燃机热膨胀过程中机械受力面运动空间为气体作功容积，气体作功容积小于燃料完全燃烧膨胀的最大体积，排气时形成正在燃烧膨胀作功的燃料热气体发出爆燃声冲出气体作功容积，结果是内燃机【热效率】低于100％理想值和排放多种有害气体的原因。建立新的技术术语：【热机体容比】作为提高内燃发动机【热效率】的理论依据，使燃料静态能量有希望完全转换为机械动态能量。

【热机体容比】：燃料完全燃烧气体膨胀体积与气体作功容积的比值。

内容：燃料膨胀体积大于气体作功容积【热效率】低于100％。

燃料膨胀体积等于气体作功容积【热效率】达到100％。

气体作功容积内燃油完全燃烧，所有的碳氧化生成二氧化碳，所有的氢氧化生成水，碳氢化合物燃烬率达到100％不会生成其它有害气体。控容循环模式的内燃发动机废气排放有希望达到理论【空燃比】理想的化学平衡概念。

燃油完全燃烧二氧化碳生成量与燃油燃烧量成正比。控容循环模式的内燃发动机【热效率】提高，燃油消耗量降低的同时减少了二氧化碳排放量。

控容循环模式内燃发动机【容量比】控制技术：

【容量比】：压缩容积气体进入量与实际压缩容积气体进入量的比值

内容：吸气容积等于压缩容积，内燃发动机【容积效率】低于100％。

吸气容积大于压缩容积，内燃发动机【容积效率】达到100％。

吸气最大极限容积，内燃发动机理论【压缩比】的比值。

控容循环模式可燃液体压燃式内燃发动机能量转换技术组合控制理论：

可燃液体燃烧发生前控制技术：容量比、压缩比。

可燃液体燃烧发生时控制技术：空燃比、喷油正时。

可燃液体燃烧发生后控制技术：热机体容比。

控容循环模式内燃发动机压缩比与排量：

压缩比：压缩容积与燃烧室容积的和与燃烧室容积的比值。

排量：压缩容积为控容循环内燃发动机排量。

附图说明：

图1冲压二行程发动机曲轴顺时针旋转活塞到达上止点正剖视标示与工作状态示图。

图2冲压二行程发动机曲轴顺时针旋转活塞由上止点下行时作功泵气工作状态示图。

图3冲压二行程发动机曲轴顺时针旋转活塞由上止点下行到达下止点工作状态示图。

图4冲压二行程发动机曲轴顺时针旋转活塞由下止点上行时换气泵气工作状态示图。

图5冲压二行程发动机曲轴顺时针旋转活塞由下止点上行时压缩泵气工作状态示图。

具体实施方式：

冲压内燃发动机使用新园柱轴异型通道的园柱轴阀控制进排气口的开通与关闭。

冲压柴油内燃发动机为控容循环模式的二行程活塞内燃发动机。

图1冲压二行程发动机曲轴顺时针旋转活塞到达上止点正剖视标示与工作状态示图：

排气轴阀1  排气口2  活塞3  缸体4  活塞杆5  活塞杆轴承6  回位弹簧7单向阀8  吸气口9  连杆10  连杆轴承11  曲拐12  曲轴13  曲轴箱14回位弹簧15  单向阀16  蓄气筒17  冲压轴阀18  燃烧室19  喷油器20泵气容积A  作功容积B  排气容积C  换气容积D  压缩容积E  燃烧室容积F活塞3 由下止点上行至上止点完成排气、冲压换气与压缩过程，活塞3到达上止点的同时喷油器20喷油，可燃液体在燃烧室容积F内燃烧膨胀推动活塞3下行作功。泵气容积A完成吸气过程，单向阀8在回位弹簧7的张力下密闭吸气口9。

图2冲压二行程发动机曲轴顺时针旋转活塞由上止点下行时作功泵气工作状态示图：

作功容积B内可燃液体燃烧膨胀推动活塞3下行作功，容积变小的泵气容积A内气体形成的压力克服回位弹簧15的张力压开单向阀16，压缩空气进入蓄气筒17。

图3冲压二行程发动机曲轴顺时针旋转活塞由上止点下行到达下止点工作状态示图：

排气轴阀1开通，燃油燃烧膨胀作功结束。作功容积B消失，排气容积C建立。泵气容积A消失，单向阀16在回位弹簧15的张力下关闭，活塞3上行排气。

图4冲压二行程发动机曲轴顺时针旋转活塞由下止点上行时换气泵气工作状态示图：

冲压轴阀18开通，蓄气筒17内压缩空气冲入换气容积D将废气经排气口2冲出，新鲜空气充满换气容积D冲压轴阀18关闭。容积变大的泵气容积A内容积形成的真空克服回位弹簧7的张力吸开单向阀8，空气经吸气口9进入泵气容积A。

图5冲压二行程发动机曲轴顺时针旋转活塞由下止点上行时压缩泵气工作状态示图：

排气轴阀1关闭，压缩容积E建立。活塞上行压缩的同时泵气容积A正在进气，曲轴13继续旋转活塞3上行返回图1工作状态。

Claims (7)

1.冲压柴油内燃发动机的控容循环技术。 

2.冲压柴油内燃发动机热机体容比控制技术。 

3.冲压柴油内燃发动机容量比控制技术。 

4.冲压柴油二行程内燃发动机顶置排气布局技术。 

5.冲压柴油二行程内燃发动机蓄气冲压技术。 

6.冲压园柱轴异型通道进排气园柱轴阀技术。 

7.冲压内燃发动机结构的改动与改变应用。 

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