CN105888833A

CN105888833A - 半绝热六行程发动机

Info

Publication number: CN105888833A
Application number: CN201510034176.3A
Authority: CN
Inventors: 李凤纲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2015-01-20
Publication date: 2016-08-24

Abstract

半绝热六行程发动机涉及发动机领域。它由进气行程、压缩行程、做功行程、排气行程、辅助做功行程、再排气行程等六个行程组成；它是在发动机缸盖上的燃烧室壁面、活塞头部上表面、进排气门头部表面、气缸套内圆上部一小段烧制一层陶瓷绝热层，以阻止燃烧热量的散发，并在辅助做功行程加以利用，提高了发动机的热效率，因而，有显著的节能效果。广泛用于各型发动机上。

Description

半绝热六行程发动机

技术领域

半绝热六行程发动机涉及发动机领域。它是在现有的发动机结构基础上改造部分零件而成，有显著的节能效果。广泛用于各型发动机上。

背景技术

现有发动机工作循环只有四个行程，即：进气行程、压缩行程、做功行程、排气行程。内燃机原理告诉我们，现代汽油机的热效率只有30％，柴油机为45％-50％，为了保证发动机正常工作，需要有合适的水温范围，这样，就有很大部分热能被冷却水吸收和从废气排出，使发动机的热效率很低，这是很不经济的。

发明内容

半绝热六行程发动机是在原四行程发动机的基础上对部分机件加以改造而成。本发明的发动机每个工作循环是六个行程：即进气行程、压缩行程、做功行程、排气行程、辅助做功行程和再排气行程；它是在发动机气缸盖的燃烧室壁面、进排气门头部表面、气缸套内圆上段表面、活塞顶部表面制有一层陶瓷绝热层。以减少热量损失；曲轴与配气机构凸轮轴的转速比是3∶1；在冷型火花塞附近设有电磁喷水阀。

在辅助做功行程开始前电磁喷水阀即开始向气缸内喷出雾状的水雾；水雾遇热而膨胀做功；配气机构凸轮轴上的排气凸轮应保证在辅助做功行程开始前(大约为20度曲轴转角左右)和辅助做功行程使排气门关闭。

其工作过程是：前四行程和现代发动机相同，第五行程是在第四行程(排气行程)排气接近结束时，即活塞运行到距上止点前8-12度曲轴转角时，电磁喷水阀开始工作，向气缸内喷出雾状水雾，水雾在炽热剩余废气及炽热活塞上表面、炽热燃烧室壁面、炽热气门头部表面等机件极高温度的作用下，短时间内气化，形成压力很大的膨胀气体，推动活塞向下运动而做功；当活塞运动到下止点前某一角度时(一般是35-45度，有的达65度)排气门开启进行预排气，为下一行程排气减少损失，接着就是再排气行程，再排气结束后，新的工作循环又开始......如此周而复始。

顺便指出，其一，在辅助做功行程开始前气缸内的气体紊流越强，发动机气缸内水蒸气气体膨胀越充分，发动机热效率就越高！其二，向缸内喷水雾一方面是对过热的燃烧室各机件进行冷却降温，为下一循环做准备；二是利用水雾的气化膨胀而做功。

本发明的优点是：结构相对简单，易于实施；发动机热效率大幅提高，节能效果显著，可达15％以上。

说明书附图

附图1为半绝热六行程发动机原理示意图，

图1中：1、电磁喷水阀；2、冷型火花塞；3、气缸盖；4、冷却水；5、燃烧室陶瓷绝热层；6、缸套陶瓷绝热层；7、活塞；8、气缸套；9、活塞销；10、连杆；11、曲柄；12、曲轴；13、气缸垫；14、活塞顶陶瓷绝热层。

本发明实施例

以小型客车发动机2.0T为例，在发动机气缸套内圆上段3-4公分段和燃烧室壁面、进排气门头部(图中未画出)喷涂一层陶瓷绝热层(氧化锆、氧化硅、Sialon等，缸套喷涂后需要磨削处理)，以增加其绝热性能。这是其一。其二是发动机曲轴转速与配气机构凸轮轴转速比是3∶1，即曲轴每转3转，凸轮轴转1转；其三是发动机改为六行程，即：进气行程、压缩行程、做功行程、辅助做功行程、再排气行程；其四是设有高压喷水系统。经过这样改进即成了半绝热六行程发动机。和现代发动机不同的是，在排气行程接近终了时(发动机活塞上行至上止点前20度左右曲轴转角时刻)，排气门要提前关闭，其内封有高于现代发动机的高温废气，即排气终了时缸内温度高于1200K，压力大于0.115Mpa，在活塞继续上行至上止点前8-12度曲轴转角时，电磁喷水阀向气缸内喷入雾状水雾，当水雾遇炽热燃烧室陶瓷绝热层5、炽热气门头部和炽热活塞7顶部表面以及高温废气时，水雾瞬间气化膨胀，推动活塞下行做功。

顺便指出：任何可以转化成气体的液体物质，在标准状态下(1个大气压，20摄氏度)，1克分子物质可以产生22.4升的气体体积，对本例来说，在4Mpa的压力、1200K的高温下，用气态方程可以粗略测算，每循环喷入气缸的水为0.0000165克，可见，每循环喷出的水是极少量的。喷水的另个作用是对燃烧室及相关机件进行降温，以利于下一工作循环。接着便是再排气行程。排除气缸内的剩余废气与水气的混合物，为下一循环做准备。

高压喷水系统，设在发动机上合适的位置。

Claims

1.一种半绝热六行程发动机由气缸盖、气缸套、活塞、气门、电控喷水阀、冷型火花塞组成，其特征在于：在气缸盖燃烧室壁面、进排气门头部表面、气缸套上部一小段、活塞顶表面均制有一层陶瓷绝热层；曲轴与配气机构凸轮轴的转速比是3∶1；在冷型火花塞附近设有电控喷水阀；发动机每个工作循环是六个行程：进气行程、压缩行程、做功行程、排气行程、辅助做功行程和再排气行程。

2.根据权利要求1所述的半绝热六行程发动机其特征在于：在辅助做功行程开始前电磁喷水阀(1)即开始向气缸内喷出雾状的水雾；配气机构凸轮轴上的排气凸轮应保证在辅助做功行程开始前(大约为20度曲轴转角左右)和整个辅助做功行程使排气门关闭。