CN103993957A - 高效汽油内燃发动机 - Google Patents

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Abstract

控容循环模式高效四行程汽油内燃发动机在可燃气体燃烧发生前应用容量比控制技术使内燃发动机容积效率达到100％，可燃气体燃烧发生后应用热机体容比控制技术使内燃发动机热效率趋向100％的同时燃烬率也趋向100％。节约能源的同时减少了二氧化碳排量。

Description

高效汽油内燃发动机
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，力源是燃料膨胀的体积。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。
控容循环模式可燃气体点燃式内燃发动机能量转换技术组合控制理论；
可燃气体燃烧发生前控制技术：容量比、压缩比。
可燃气体燃烧发生时控制技术：空燃比、点火正时。
可燃气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高效汽油四行程内燃发动机工作容积标示图。
图2高效汽油四行程内燃发动机活塞吸气过程图。
图3高效汽油四行程内燃发动机活塞压缩过程图。
图4高效汽油四行程内燃发动机活塞作功过程图。
图5高效汽油四行程内燃发动机活塞排气过程图。
具体实施方式：提高热效率的高效汽油内燃发动机为控容循环模式的四行程活塞发动机。
图1活塞1、缸套2、活塞上止点线B，压缩线C，吸气线D，活塞下止点线E。
线A到线B为燃烧室容积，线B到线D为吸气容积，线D到线E为无效容积，线C到线B为压缩容积，线B到线E为作功容积，线E到线B为排气容积。
图2吸气过程：活塞1从活塞上止点线B下行，进气门5开启，排气门3关闭。
活塞1从活塞上止点线B下行到活塞吸气线D进气门5关闭活塞1继读下行，通过线D到线E的吸气无效真空容积到达活塞下止点E吸气过程结束。
图3压缩过程：活塞1从活塞下止点线E上行，排气门3关闭，进气门5关闭。
活塞1从活塞下止点线E上行到活塞上止点线B，压缩过程结束。
图4作功过程：活塞1从活塞上止点线B下行，排气门3关闭，进气门5关闭。
火花塞4在活塞1到达活塞上止点线B发生电火花可燃气体燃烧膨胀作功开始，活塞1从活塞上止点线B下行到活塞下止点线E，作功过程结束。
图5排气过程：活塞1从活塞下止点线E上行，排气门3开启，进气门5关闭。
活塞1从活塞下止点线E上行到活塞上止点线B，排气门3关闭，排气过程结束。

Claims (3)

  1. 技术特征：高效汽油内燃发动机热效率趋向100％节能。高效汽油内燃发动机燃烬率趋向100％减排。 
    1.高效汽油内燃发动机的控容循环技术。 
  2. 2.高效汽油内燃发动机热机体容比控制技术。 
  3. 3.高效汽油内燃发动机容量比控制技术。 
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