CN106257015B - 生物碳固体能源燃料和生物碳固体能源燃料内燃发动机 - Google Patents

Abstract

生物碳固体能源燃料和生物碳固体燃料内燃发动机是根据粉尘爆炸原理，结合现代内燃机技术对生物碳固体粉末燃料进行定量雾化、电磁配气、准时高速高能量点火，使生物碳固体燃料内然发动机得到动力，是对爆燃技术的创新发展。

Description

生物碳固体能源燃料和生物碳固体能源燃料内燃发动机

技术领域

本发明是利用从植物中提取的一种生物碳固体能源燃料作为内燃机动力来源的生物碳固体能源燃料内燃发动机。

背景技术

由于石油资源日益枯竭和不可再生性，现有的汽油、柴油内燃发动机的燃料急待革新，由说明书附图1所示，此图是燃烧和光合作用循环图，因此地球上只要有植物和光合作用，碳固体燃料就能循环的使用下去且存量巨大，虽然存量巨大但还未被人们有效利用，提取量最大最快是用干馏法从植物中提取黑色碳粉末，而黑色碳粉末要实现爆炸燃烧必须足够细小的粉末与空气混合变成云雾状且要有足够的能量将其点燃，利用现代技术将黑色碳制成零点几微米甚至是纳米级的微小粉末，再利用机械装置把微小粉末碳与空气按一定比例极快的进行混合再压缩到爆炸极限范围之内，使高压固气混合气处于云雾状态，同时用高能量瞬间点火，使碳微小颗粒和空气的混合气在高压下发生能人为控制的机械性爆炸燃烧，得到巨大的动力，这就是生物碳燃料内然机的燃烧机理，由于碳燃料是处于固体状态，把这种纳米级碳燃料命名为生物碳固体能源燃料，由于内燃机的转速非常快与此种纳米级微小颗粒状的生物碳固体能源燃料雾化要快点火要快的相同点，根据粉尘爆炸原理，结合现代内燃机技术，将一定量的微小粉末状生碳固体能源燃料与一定量的空气按一定比例进行混合成云雾状，再加注到内燃机密闭的汽缸里，由曲轴带动活塞对进入汽缸的固气燃料混合气极快的压缩到爆炸燃烧范围之内，在高频高能点火装置的引爆下将燃烧室里的固气混合气点燃，并控制爆炸燃烧的每一个工作循环过程，通过爆炸燃烧对活塞做功，然后用机械能的形式传递出来从而得到动力，把这种燃烧生物碳固体能源燃料的内燃发动机命名为生物碳固体燃料内燃发动机，以下简称固体燃料发动机。

发明目的

为人们寻找到可持续的、循环性的、取之不竭的内燃机燃料能源，同时作为本发明的生物碳固体能源燃料内燃发动机的动力来源，由于生物碳固体能源燃料内发动机使用的是从植物中提取的生物碳固体能源燃料，燃烧后变成CO₂气体，又被植物吸收变成生物碳固体能源燃料，所以排放的CO₂不会沉积在大气中，且发动机采用的是爆燃技术，因此能提供清洁的、高效的机械能动力的目的。

附图说明

说明书附图1是生物碳固体能源燃料能循环使用的循环图，此图说明了C元素作为C固体燃料存在的一种循环形态，说明书附图2是生物碳固体能源燃料内燃发动机的结构图。

发明内容

现有的汽油内燃机燃料都是用气态或液态的燃料作为动力来源，利用电磁喷射或负压原理控制内燃机燃料的浓度的变化达到改变转度的目的，而固体燃料发动机的燃料是固态的，其燃料供给方式除了负压原理自吸之外，还应采用一种方式将生物碳固体能源燃料加注到负压空气体当中使其成云雾状，同时又需限定其加注燃料的量，所以必须用一个定量加注的系统装置来实现定量雾化的过程，此装置叫固体定量雾化系统。现有的内燃机的配气系统都是采用机械式转动，如果用于固体燃料发动机燃料的加注，其适时性将达不到固体燃料发动机的高爆燃烧要求，所以本创造将固体燃料发动机配气系统设计为电磁配气系统，由诸多电器元件结合现有内燃机技术，对加注的固体燃料混合气进行精确、适时的控制，提高固体燃料发动机的性能。由于固体燃料发动机是利用粉尘爆炸原理对机械做功的，所以在点火能量上必须足够强。发明的内容如说明书附图2所示；2中1零度曲轴位置减半齿轮组件，2中2固体定量雾化系统，2中3电磁配气系统，2中3--a，进、排气电磁执行系统，2中4点火系统，2中4-a点火系统能量棒，2中5外置活塞、活塞环、缸体系统，2中6过桥齿。

具体技术方案：此技术方案是用一个单缸风冷4T固体燃料内燃发动机与现有内燃发动机进行说明改进部分的技术方案。

说明书附图2；2中1零度曲轴位置减半齿轮组件，分析一下4T单缸固体燃料内燃发动机的一个工作循环过程，4T单缸固体燃料发动机完成一个冲程曲轴转动180度，完成一个工作循环即720度，曲轴转动两周，如果在曲轴齿圆面上控制发动机的适时状况，由于圆的特性，会重复两次控制，如果用一个比曲轴齿大一倍、速度减少一半的齿轮与曲轴齿相连，大一倍的齿轮上的角速度就会减半，角度就减少一半，即曲轴转动两周，大齿轮就只转动了一周，这种将曲轴齿上的速度减半、角度减半的齿轮叫曲轴减半齿轮，安装了曲轴减半齿轮后，4T固体燃料发动机的每个工作循环过程就会被记录在曲轴减半齿轮的整个圆周上，且与曲轴齿具有同时性，4T固燃料发动机的每个工作循环就会一遍一遍的与曲轴减齿轮对应循环的一周一周的工作下去，曲轴减半齿轮上每一周的不同角度就能对应4T固体燃料发动机每一个工作循环的每一个点的适时工况，这就是曲轴位置减半齿轮的工作原理，用减半齿轮直接与曲轴齿轮相连，减半齿轮的运动方向与曲轴齿轮相反，为了使减半齿轮与曲轴齿轮方向一至，便于4T固体燃料发动机配气相位角的控制、燃料的加注、点火提前角的控制，减半齿轮与曲轴齿轮中间设计一个过桥齿轮，如说明书附图2中6所示，过桥齿轮的大小必须与减半齿轮或曲轴齿轮一样大小，将4T固体燃料发动机的第一冲程的上止点位置设为零度，同时在曲轴齿上方做一个零度标记，将过桥齿轮的中心线对准曲轴齿零度同时通过曲轴齿园心，过桥齿轮中心线的另一端通过减半齿轮园心，过桥齿轮和减半齿轮的直线相交点就对准了曲轴齿轮的零度，且与曲轴齿轮同向、同时、减速一半的工作，把减半齿轮与过桥齿轮的中心线相交点在减半齿轮上设为零度，这个齿轮叫作零度曲轴位置减半齿轮，在零度曲轴位置减半齿轮的同一轴向上安装一个或多个齿轮或一个或多个圆型薄片的组件叫作零度曲轴位置减半齿轮组件，以下简称减半齿组件，这样的减半齿组件在同一个发动机上根据情况有一个或多个，有了减半齿组件所反应出来4T内燃机的适时工况，只要能满足4T固体燃料发动机的适时条件，就能控制整个4T固体燃料发动机，使整台发动机持续的运转下去，例如：4T固体燃料发动机点火提前角是0-4度，即曲轴转动至356-360度之间实施点火，就能在曲轴减半齿轮组件的一个圆面上的178-180度之间实施点火控制，又如固体燃料取料的控制，配气相位角的控制等，都能在曲轴位置减半齿组件上一定角度上得到相应控制，有了曲轴减半齿轮组件的适时性和轨迹性，整台4T固体燃料发动机的结构就变得更加简单，所以整台4T固体燃料发动机的控制单元都连接在曲轴位置减半齿轮组件上，如说明书附图2所示，2中2固体定量雾化系统，2中3电磁配气系统，2中4点火系统都连接在2中1零度曲轴位置减半齿轮组件上，说明书附图2，2中1零度曲轴位置减半齿轮组件的特征是；在曲轴上安装一个曲轴齿连接一个过桥齿，再用一个比曲轴齿轮大一倍的齿轮与过桥齿轮相连，过桥齿的大小必须与曲轴齿或减半齿一样大小，使其角速度减半且与曲轴齿轮同向转动，在角速减半齿轮的同一轴向上安装同速的一个或多个齿轮或一个或多个园型薄片，且把曲轴位置上第一冲程即吸气冲程的始点设为零度，同时在对应的曲轴减半齿上的对应点也设为零度。

说明附图2；2中2固体定量雾化系统，将生物碳固体能源燃料装在一个容器里，这个容器叫作燃料箱，将燃料箱固定在固体定量量雾化器的上方，生物碳固体粉末燃料因重力的作用自动向下移动，燃料箱下面连接扁形压力筒，扁型压力筒比取料转子短，在燃料箱内与扁形压力筒的上方安装一个压力电机，压力电机带动压力镙杆将生物碳固体粉末燃料按一定压力压向扁型压力筒，压力镙杆偏向移动滑块一方，扁型压力筒的下方设有压力传感器，当扁型压力筒中的固态生物碳固体燃粉末燃料压力过大时，用来控制取料的电机停转，反之则继续转动，直至产生足够压力为止，在扁型压力筒的最下方两侧长形壁上各设有一根滑槽，滑槽中安装一块供加注燃料的弧型滑块，当弧型滑块打开或关闭时，扁型压力筒里的燃料就会从弧型滑块打开的地方压出来，用来对4T固体燃料发动机低、中、高速的适时工况的燃料加注，弧型滑块外接回位弹簧，当不需要加注燃料时自动关闭弧型滑块的开口处，弧型滑块上开有一个长方形孔，长方形孔上设置一块调节板，调节板用镙栓固定在弧形滑块上面，并用来调节长方形孔的长度，用于调节怠速燃料的加注，弧型滑块与外界拉线相连，由人为控制，弧形滑片下面是取料转子，取料转子的大小贴近弧型滑片，取料转子用轴承和轴承座子紧固在固体定量物化器的外壳上，整个定量雾化器用镙拴牢固紧扣在发动机缸盖的进气位置上，取料转子的长度大于扁平压力筒的长度，取料转子上设有取料凹槽，凹槽的长度大于扁平压力筒的长度，由于发动机的转速过快，固体碳粉末燃料不可能由重力的作用与空气完全混合，势必会残留在取料凹槽中，需设计一个弹射装置将取料槽中燃料弹射出去与空气完全混合，即电磁弹射装置，电磁弹射的作用是取料时自动形成一个凹槽，加料时将没有凹槽，其结构为在取料凹槽里安装一根弹簧片，弹簧片的前端在弧型滑片起始端之前的取料凹槽的上端，其末端在取料凹槽的下端靠近取料槽后部的下端，弹簧片的大小以能在取料凹槽中自由上下移动为准，在弹簧片的末端上安装一个剩磁很小的凸弧型铁芯，将取料转子末端轴切除一部分，留出铁芯和电磁铁的位置，再在固体定量雾化器的下方扁平进气口的下方的壳体上固定安装一个铁芯为凹弧型的电磁铁，电磁铁由曲轴减半齿组件上的进气相位角控制，准确的进行燃料弹射，因4T固体燃料发动机燃烧的是固态碳粉末燃料，除了定量加注外还需充分混合，由于空气的界面层作用，所以进气道设计为扁平状，长度与取料转子一至，取料转子大部份裸露在扁平进气口中，因4T固体燃料发动机的燃料混合的浓度与进气量有关，内燃发动机吸气是靠负压吸入汽缸的，负压越大吸入的空气就越多，反之就越少，4T固体燃料发动机的燃料不能象化油器式的利用负压原理来改变燃料的浓度，而4T固体燃料发动机的燃料供跟是在单位体积的缸体里固体粉末燃料的爆炸极限的最小值和最大值之间变化的定量加注，因4T固体燃料发动机每只缸的容积是一定的，因此用改变燃料的多少来改变燃料混合气的浓度，因取料转子是轴型的，利用空气学界面层原理进气道设计为扁平状，因加注的燃料是用取料转子长条型加注，由于生物碳燃料很容易沉积，所以加注燃料时是先稀后浓，为了能使空气能与固体碳粉燃料充分混合，扁平进气口内设有与弧型滑块同时、同向滑动的长方型节气门滑片，将整个固体定量雾化器安装在4T固体燃料发动机的进气位置，用与曲轴减半齿同样大小的齿轮连接在定量物化器的取料镙杆上，连接在取料镙杆上的齿叫取料齿轮，取料齿轮与说明书附图2中1零度曲轴减半齿轮组件上的一个齿轮用皮带相连，用来控制4T固体燃料发动机在第一冲程，即吸气冲程的配气相位角开始加注燃料和停止加料的过程，在减半齿组件的一个园型薄片的配气相位角的一定角度范位内开一个小槽，在薄园配气相位角最佳始点用支架固定一个光敏传感器，使光敏转敢器发射的光线能通过薄圆上的小孔照到光敏转感器的接收器上转化为电信号，电信号经功率放大后接入到固体定量雾器里的电磁弹射的电磁铁上，用于完成配气相位角度时间段的电磁弹射，取料齿轮的安装，由于4T固体燃料发动机是先用取料转子取出燃料然后再弹射与空气结合进行定量雾化，所以取料角度与配气相位角度有一定的偏差，在制造定量雾化器时就要标注好取料槽与负压空气接触的临界点，在取料镙杆凹槽与扁平进气口空气负压接触点为零点，零点标记分别做在取料转子镙杆上、取料齿轮上和定量雾化器的壳体上，用来对应曲轴减半齿的零度点，当曲轴齿对准曲轴减半齿零度点，定量雾化器上三点一线时，即可装上取料皮带，取料齿轮与曲轴减半齿同速转动，由于圆的特性，取料齿在减半齿的驱动下循环的完成定时取料，定时弹射的机械动作，说明书附图2，2中2固体定量雾化系统的特征；由燃料箱、压力电机、压力镙杆、压力传感器、扁型压力筒、弧型滑块、怠速调节板、取料镙杆、取料凹槽、电磁弹射装置、节气门叶片、取料齿轮以及连接减半齿轮的皮带。

说明书附图2；2中3电磁配气系统，为了配合2中2固体定量雾化系统，将生物碳固体粉末燃料混合气，能适时、适量的加注到4T固体燃料发动机内爆炸燃烧作功，设计一套便于控制且结构简单，能改变进、排气时间和气门位移的电磁配气系统，其具体方案是；在附图2中1减半齿组件上的一个薄圆板上找到进气配气相位角度，把与曲轴同向转动方向0-360度设为正数，反方向0-360设为负数，用来设置进气相位角，如4T固体燃料发动机进气相位为曲轴转动20-70度，曲轴在50度的范围内完成进气动作，即在同向减速齿组件上是25度范围内完成进气动作，在减半齿组件的圆型薄片的正10度向反向开一个角度范围为25度的弧型小孔，既零度反向-15度，把光敏传感器固定在减速组件薄片正向转动的10度点上，当曲轴转20-70度进气相位角范围时，减速组件薄圆板上25度范围的弧型小孔是通透的，光敏传感器接收器就能接收到此角度范围的光信号转为电信号，将此电信号接到功率放大器上，将电流放大后接入到进气门的执行系统，即进气电磁执行系统上，用来执行进气相位角的具体动作，附图2中3-a进气电磁执行系统的具体方案为，先制造一个带杆的圆型气门，气门从缸盖上的气门导管中穿过，圆型气门柄与燃烧室内气门座圈紧贴用来密闭气缸防止漏气，燃烧室外的气门导管外安装一个高强电磁铁，将电磁铁的铁芯分为上下两节，上节为动铁芯，下节为定铁芯，动铁芯和定铁芯之间的移动距离为4-5MM，定铁芯中间开有一个孔，便于穿在外置气门导管中，电磁铁的圆型线圈的铁支夹底部延伸出来的圆型铁板上有紧固在缸盖上的锣钉孔，用来把电磁铁线圈紧固在缸盖上，定铁芯也紧固在圆型铁板上，支架底部圆型铁板外圆上有一个圆型环的槽，用来安放动铁芯回位弹簧，动铁芯回位弹簧顶部用一块内圆带槽的薄钢板压板安放在上面，由于压板带槽，就能卡在弹簧顶部不产生滑动，在压板的中心装上电磁动铁芯，动铁芯中心有小孔，便于气门杆自由穿过，气门杆顶部更细且带镙纹，镙纹下气门杆更粗，气门杆自由穿过动电磁铁到达压板时不能穿出压板，只有带镙纹的部份穿出压板，镙纹用来微调气门与气门座圈的压力，然后用镙栓将气门杆紧固在压板上，在此过程中气门导管、电磁铁芯、压板、气门座圈全部中心必须同心，由于气门回位弹簧弹力大，回位速度快，会对气门座圈造成严重破坏，所以设计气门回位末端阻尼装置，在压板顶部上方设一个圆型筒，筒内下部带镙纹，上部光滑不带镙纹，将一块中心内6棱孔且边缘有弧型小孔带丝的薄钢板装入筒下部镙纹里面，再在薄钢板上放一块边缘有弧型小孔不带丝的另一块薄钢板，再用一个大内6棱孔的镙栓压紧不带丝弧型薄钢板，压紧时重合两块钢板的弧型小孔，就能得到不同大小的孔，在电磁铁外做一个牢固支架，支架上安装一个圆筒，圆筒的底部分别固定两层圆板，将圆拄体分成三部分，在圆板的左右两边分别开两个孔，用支架将开好孔的圆筒固定在压板上方的圆筒内，圆筒的大小以两筒自由移动为准，支架上的圆筒接通发动机上的油道，机油就会注入到支架上面的圆筒中，圆筒中的机油最后流入压板上的圆筒内，调节压板上的出油孔，就会将不同量的机油储存在压力板的圆筒中，当电磁铁带动压力板向下移时，油压阻尼不起作用，当电磁铁断电后，压力板带动动铁芯回到顶部前会受到压力板上部圆筒的液压阻尼，调节压力板上圆型调节板的高度和出油孔的大小，就能将气门回位达到最佳状态，且能持久运行，排气电磁执行系统和进气电磁执行系统结构一样，排气气门比进气门更小的区别，排气电磁执行系统是在排气相位角的控制下执行其动作的，排气相位角的控制和进气相位角的控制一样，在减半齿组件一个薄圆排气配气相位角的始点用支架固定安装上光敏传感器，在薄圆排气配气相位角始点反向开一个与排气相位角度相符的弧型通光槽，当排气相位角度的弧型通光槽经过光敏传感时，光敏传感就会在此角度范围内接收到光信号，同时变成电信号，电信号经功率放大后用来控制排气电磁执行系统定时完成排出CO₂废气的机械动作，由于4T固体燃料发动机的配气系统采用的电磁配气系统是由电控单元控制进、排气的气门动作，不受机械结构的限制，控制起来非常方便，由于冷机启动时阻尼系统中没有机油进行阻尼，为保护冷机启动时气门与气门座圈，用一小电机带动一个机油泵安装在油底壳中，用管道将润滑油直接输送到电磁铁的机油阻尼装置中，电机在机体外面，其电源控制可在电门上设置一个挡位，当打开电门到此挡时接通电机续电器控置电源，大电流经续电器到机油泵电机，电机转动使机油泵工作，电门停留短时间后断电再立即进入启动开关启动电机转动使发动机启动，也可与电磁配气系统的保护电路一起控制，因发动机在未启动或转速过低时向发动机的控制系统供电，系统中的电子元器件是按照运动情况设制的，很容易烧毁电子元器件，同时电火提前角也会变小，必须设一电路来加以保护，具体方案是将一个测量速度的霍尔传感器安装在曲轴减半齿上，当减半齿达到30转每分时，传感器上将有电信号，此电信好经三极管放大后进入续电器控制电路接通电源，跟所有控制电路通电，当曲轴转速低于此设置时蓄电器不工作，所有控制电路不通电，起到保护的目的，4T固体燃料发动机在急加速时为了使气缸里进入更多空气，可在固体定量雾化器的拉线和加料滑块之间安装一个压力变阻器，将压力速度过快时能产生一个电信号，用此电信号结合配气相位角传来的电信号来控制功率放大器增大输出电流来增电磁铁的功率，使进、排气门杆的位移增大，说明书附图2，2中3电磁配气系统的特征；配气相位角光敏传感器产生的电信号到功率放大器，由功率放大器放大的电流接到进、排气电磁执行系统，进、排气电磁执行系统由高强电磁铁的定铁芯、动铁芯、动铁芯回位弹簧、压板、进气气门杆、排气气门杆、气门杆末端阻尼装置以及保护电路。

说明书附图2；2中4点火系统，点火系统的要求是点火时间准时且能量足够，点火时间过早，内燃机运行不稳定或不能运行，点火过迟发动机达不到高速，因4T固体燃料发动机燃料燃烧的特殊性，需重新设计其点火系统，4T固体燃料发动机是利用粉尘爆炸原理作功的机械，其爆炸速度快，所以点火提前角小，由于引爆的是固态混和气，所以引爆时的能量要足够，其具体技术方案是找到发动机的点火提前角，因为发动机是先点火后到达上止点，而固体发动机的提前角为曲轴转356-360度之间点火，所以在与曲轴正向减半齿的一个薄圆上的178度处到176度处安装一小块永久性磁铁，用一个霍尔传感器固定在安装好永久性磁铁的减半齿薄圆178度处，当发动机转动到180度即曲轴从356转动到360度，霍尔传感器就得到这同一时间段的电信号，将此电信号放大电流后，接入到点火器里的高频振荡器，高频震荡器似一个高速的开关，用来控制点火器到高压包电流的高速通断，为了使高压包输出的点火能量更大，点火器的输入电流也需更大，由于高压包里的初级线圈电流的高速通断，所以，在高压包次级线圈上就会产生连续不断的高压，让此连续不断的高压接到一根电极上离负极线一定距离，高频高压电极与负极之间就会产生一根火花柱，这也就是固体燃料发动机的点火原理，其具体实施点火是将高压包升压到36000V以上，然后再接入到缸内能量棒上，由缸内能量棒实施点火，如说明书附图2中4--a点火能量棒是一个没有负极的电极，因不同型号的4T固体燃料发动机所需的点火能量各有不同，其能量棒也有所不同，缸径小压缩比小的4T固体燃料发动机用一根电极发射电火花柱就能引爆固体燃料，而缸径大压缩比大的4T固体燃料发动机就要用多根电极进行发射电火花柱，形成一个电火花束，所以能一根能量棒里的高压电极有一根或多根，且留在缸内的长度也各不相同，由于4T固体燃料发动机是爆炸燃烧做功，点火能量棒不能太细小，否则会被炸断，能量棒的具体制作是用陶瓷包在电极外面，两端电极留在陶瓷外面，一端接高压包进线，另一端用于发射电火花柱，陶瓷中部外面用钢皮包裹制成镙纹，用来安装在缸盖上，如果将36000V的电压接到能量棒上对固体燃料发动机进行点火，使电火能量在300-500毫焦，缸内压力在二倍大气压力，电火花柱可达10MM，电火花因缸内压力不同、电压不同其缸内的电火花柱也各不相同，因此不同型号不同压力4T固体燃料发动机的能量棒的长短就各不相同，能量棒的具体点火方案，将能量棒从缸盖装入燃烧室中部，由于能量棒上的电火花柱必须要有负极才能形成，为了能尽量的延长电火花柱，所以把负极设计在4T固体燃料发动机的活塞上，在点火提前角内能量棒就开始发射电火花柱到活塞的顶部中央，活塞往上止点运动时电火花柱就会变短，但火花柱最短不能少于2MM，当需要设计性能更好，速度更高的4T固体燃料发动机可以把点火提前角设计成动提前角，使点火更准确、更适时。说明书附图2，2中4点火系统的特征是；减半齿上的点火提前角，点火提前角传感器，高频开关的点火器，高压包，一根或多根电极发射电火花柱的能量棒。

说明书附图2，2中5外置活塞、环、缸体系统，为了4T固体燃料发动机的机械性能更加稳定，重新设计外置活塞、环、缸体系统，具体技术方案为；将在现有的缸套设计上，把缸套的上小部分固定在固体燃料发动机的机体内，缸体的下部分不镶嵌在机体中，机体的中部分是空的，缸体下部分的外面加工成圆且平滑的表面，此表面称为外滑面，缸套内全部做成光滑的上下一致的圆筒，缸套内部的光滑面称为内滑面，将制造一个铝活塞从缸套底部穿入，既经过内滑面又经过外滑面，经过内滑面的活塞部分是活塞的主体，用来接受爆炸气体对活塞所作的功，此部分叫活塞体，活塞在缸套外滑面运动的部分用来装活塞环，用来封闭缸套和对活塞进行导向，此部分叫活塞外壳，活塞体和活塞外壳的两部分在缸体的下部活塞的底部相连，为了减轻重量，活塞内滑面的底部向上切除一部分圆柱，使其底部有空位连接活塞销和连杆小头，为了增大燃烧室可以把内滑面的活塞顶部切除一部分，切成的型状要能最好的接受爆炸气体的冲力且便于点火，内滑面里的活塞体与内滑面的间歇保持在0.05MM-0.1MM，由于4T固体燃料发动机燃烧的是固体粉末燃料，如果用内置式活塞环，在活塞环的环槽内极易卡滞活塞环，为避免卡滞和活塞环长时的接触高温且易润滑不良的缺点，把4T固体燃料发动机的活塞环设计在缸体的外滑面上，即活塞的壳体上，由于活塞环的张力只能向一个方向上，即向内张弛和向外张弛两种，4T固体燃料发动机的活塞壳体与外滑面的接触范围较长，能够在同一个环槽内放上内弛和外弛两种活塞环，具体结构为；先在活塞外滑面的壳体内均匀开上三个装活塞环的槽，上槽安装油环，用于给外滑面均匀布油，被油环刮出多余的油从活塞外壳的出油孔流出，下面两个槽上分别安装气环，用来密闭汽缸，油环和气环都是内弛式的，即活塞环都向外滑面压紧，活塞环向汽缸外滑面压紧后与活塞的环槽内壁有一定间歇，所以在两个气环环槽内分别再安装两道外弛楔型活塞环，用来封闭活塞环槽内壁和帮助内驰活塞环提高使用寿命，其方案为；将气环与外滑面接触的背面制成斜面，在与气环接触面的外弛活塞环的上面制成与活塞环相反的斜面，其下面制成与上面相反的的斜面，背面紧靠环槽沟的内壁，其截面是一个后面长前面短的梯形，此道外弛环的张力弱，称为一环，主要用于托举其上面的内弛气环和靠进环槽沟内壁不让漏气，最下面是一道外弛力较大的环称为二环，其下面是平底与环槽沟底部相贴，二环上面与紧挨一环的斜面角相反，二环不与环槽内壁相接触，当放入二环后，由二环的外驰作用，一环的斜面就会被二环的斜面挤压，一环就会向上挤压上面的内弛活塞环，使内驰环压力弛久，由于4T固体燃料发动机的活塞由活塞体和活塞外壳组成，其体积大，活塞体底部制一凹槽安放活塞销，活塞底部有半弧型孔，用另一半卡弧卡住活塞销再用镙栓将卡弧紧固在活塞体下部，连杆小头上开有润滑油孔利用飞溅润滑方式进行润滑，说明书2，2中5外置活塞、环、缸套系统的特征；是缸套的小部份嵌入机体以及内滑面和外滑面，活塞由活塞主体和活塞外壳两部分组成，活塞外壳上开有装活塞环的环槽，活塞体底部有半弧型孔，同一个气环槽内有一道内张弛活塞环和两道具有自动收紧的楔型外张驰环。

以上是一个单缸风冷型4T固体燃料发动机改进的技术方案，多缸发动机是在单缸发动机的基础上进行复制而成，如需水冷型只在缸体内制造出水道再连接上现有内燃机的散热系统即可，4T固体燃料发动机还要采用现有内燃机的强烈润滑系统即CCI、发电系统、启动系统、输出装置和其他辅助系统等。为了节约能源最终把4T固体燃料内燃发动机设计成一缸双活塞的超节能的4T固体燃料内燃发动机。

Claims (6)

1.一种生物碳固体能源燃料内燃发动机，所述内燃发动机利用从植物中提取的一种生物碳固体能源燃料作为内燃机动力来源，其特征在于：包括：零度曲轴位置减半齿轮组件，所述零度曲轴位置减半齿轮组件连接整台4冲程生物碳固体能源燃料内燃发动机控制单元；定量雾化系统，所述定量雾化系统用于将生物碳固体能源燃料进行准时取料、定时、定量加注；电磁配气系统，所述电磁配气系统能定时、定量的把生物碳固体能源燃料加注到生物碳固体能源燃料内燃发动机内爆炸燃烧后排出CO2气体；高频、高能点火系统，所述高频、高能点火系统能准时点燃引爆加注到生物碳固体能源燃料内燃发动机内的云雾状固气混合气；外置活塞、环、缸体系统，所述外置活塞、环、缸体系统为稳定生物碳固体能源燃料内燃发动机的机械性能而设计。

2.根据权利要求1所述的生物碳固体能源燃料内燃发动机，其特征在于，在曲轴上安装一个曲轴齿轮，所述曲轴齿轮连接一个过桥齿轮，所述零度曲轴位置减半齿轮组件包括一个减半齿轮，所述减半齿轮与所述过桥齿轮相连，且比所述曲轴齿轮大一倍，在减半齿轮的同一轴向上安装同速的一个或多个齿轮或一个或多个圆形薄片，且把曲轴位置上第一冲程即吸气冲程的始点设为零度，同时在对应的曲轴减半齿上的对应点也设为零度；所述过桥齿轮的大小与曲轴齿轮或减半齿轮一样，使减半齿轮的角速度减半且与曲轴齿轮同向转动。

3.根据权利要求1所述的生物碳固体能源燃料内燃发动机，其特征在于，所述定量雾化系统包括燃料箱、压力电机、压力镙杆、压力传感器、扁型压力筒、弧型滑块、怠速调节板、取料镙杆、取料凹槽、电磁弹射装置、节气门叶片、取料齿轮以及连接减半齿轮的皮带。

4.根据权利要求1所述的生物碳固体能源燃料内燃发动机，其特征在于，所述电磁配气系统包括进、排气配气相位角光敏传感器以及保护电路，所述进、排气配气相位角光敏传感器产生的电信号到功率放大器，由功率放大器放大的电流接入到进、排气电磁执行系统，进、排气电磁执行系统包括高强电磁铁的定铁芯、动铁芯、动铁芯回位弹簧、压板、进气气门杆、排气气门杆、气门杆末端阻尼装置。

5.根据权利要求1所述的生物碳固体能源燃料内燃发动机，其特征在于，所述高频、高能点火系统包括减半齿上的点火提前角度、点火提前角传感器、高频开关的点火器、高压包、一根或多根电极发射电火花柱的能量棒。

6.根据权利要求1所述的生物碳固体能源燃料内燃发动机，其特征在于，所述外置活塞、环、缸套系统包括缸套、活塞和活塞环，所述缸套的小部份嵌入机体并具有内滑面和外滑面，所述活塞由活塞主体和活塞外壳两部分组成，活塞外壳上开有装活塞环的环槽，活塞主体底部有半弧型孔，同一个气环槽内有一道内张弛活塞环和两道具有自动收紧的楔型外张驰环。