CN1124402C - 一种内燃机 - Google Patents

Abstract

一种增加机械效率，节省燃料和污染控制的低成本新型内燃机，特别是具有改进的润滑机构的一种新型内燃机，用于得到超额的时间在无撞击与燃烧噪声的情况下燃烧燃料，从而实现燃料经济性的增加，其中润滑系统包括至少一个在内燃机部件的内和外表面上的活动的接触零件的圆柱承载表面的接触面上形成的第一交叉头油槽，至少一个轴向油槽与活塞裙(52)外表面上的第一或第二油槽(50，51)相交叉，在摇臂(130，140)的外表面上至少有一个深“V”形沟槽(124)和一个凹槽，同时火花点火或燃料喷射装置具有控制离心提前配重的弹簧以便从空转到最大内燃机速度正比于内燃机的速度自我调节。

Description

一种内燃机

技术领域

本发明涉及一种增加机械效率、节省燃料和控制污染的低成本新型内燃机，特别是一种具有改进的润滑机构的新型内燃机，其增加了机械效率、减少磨损、消除与早期点火/喷射系统的引入相关的破坏性的发热，因而由于增加内燃机的机械的辛烷/十六烷值获得额外的时间在无撞击与噪声的情况下燃烧燃料，从而实现在排气/终端产物排出系统增加了燃料经济性，因而控制污染物。

这种低成本新型内燃机技术(2/4循环)在汽车业包括赛车、牵引机车、船舶、工业、农业、航空领域得到广泛应用，同时对所有其它的活塞式往复式内燃机新的和旧的使用中的内燃机，能够给使用者提供实际性能的益处。

背景技术

现在可以反映出的内燃机迄今的发展是建立在昂贵的材料和高成本的技术的基础上的如内燃机管理系统，同时也通过使用昂贵的石油基燃料、具有配制的添加剂成分的润滑油以实现较好的燃料经济性、工作性能和降低尾管的排放物。

现今关注的主要问题是通过向燃料组分、润滑油添加添加剂的组合物或浓缩物以减少摩擦、排放物、沉积物、撞击、汽封、腐蚀、阀退缩，同时用于改进内燃机中的火花增强、点火质量、清洁性，上述这些对环境是安全的且具有经济的吸引力。

但是添加剂的增加导致燃料和润滑油的误解并且损伤内燃机，形成的燃料经济性、安全性、性能以及排放物对同类的各个内燃机是变化的。

实际上，可以观察到，目前在内燃机中的滚柱轴承的某些内表面通过在轴承中心提供环形油槽和/或油囊进行润滑，由于不充分的润滑、磨损仅从其第一天就开始了，该磨损由于启动瞬间的摩擦速度而引起，因为油膜的形成取决于从压力送进或喷射系统进入间隙容积中的挤压油量。摩擦学包括摩擦、润滑和磨损之间的关系，仅通过在接触表面形成润滑油膜就可以急剧地降低旋转、振动、滑动、转动、往复和间歇往复接触零件之间的摩擦，润滑油的功能就是适当地分开二接触表面，因此降低机械的和液体的二种摩擦。

还应进一步注意到，曲轴主轴颈—主嵌入式轴承、曲轴大端轴颈—连杆大端嵌入式轴承、连杆小端—活塞销、活塞轴套—活塞销、活塞和活塞环—汽缸衬、凸轮—从动推杆、摇臂轴、摇臂垫—阀杆、推杆接头、挺杆—挺杆孔及其它部件之间的接触面承受具有中等相对速度的高负荷并且被设计成在液压动力、瞬态和边界润滑状态中运行，液压动力状态仅对于部件的旋转惯性力是有效的。但是，作用在活塞冠、活塞销和小端上的巨大的往复波动惯性力和气体压力导致内燃机轴承负荷波动并且最终影响液压润滑状态，此外，当停止和进入运转时以及在从静止或刚好在进入静止前启动内燃机的时刻，液压润滑状态经过瞬态润滑状态，然后随着旋转速度的降低而变换到边界润滑状态，造成接触面中高的摩擦力而导致摩擦速度与磨损。连接连杆小端—活塞销和活塞销—活塞轴套的接触面不享有连续的旋转运动，同时液压润滑状态的消失是显著的，而且由于向上和向下的逆向变换，液压润滑是唯一可接受的润滑。

因此，本发明的一个目的是提供一种新型的增加机械效率，节省燃料和控制污染的低成本的内燃机，该内燃机在其结构上是新颖的，而且排除了由于结构简单、造价低的内燃机的所有缺点与不利因素，且最重要的是其在汽车业中的广泛应用，包括赛车、牵引机车、船舶、工业、农业、航空领域以及所有其它活塞式往复内燃机和在旧的使用中的内燃机从而对使用者给予实际的性能益处。

本发明的另一目的是提供一种低成本新型内燃机，该内燃机大大节约燃料并控制污染物/较清洁的燃烧终端产物/废气。

本发明的一个进一步的目的是提供一种低成本新型内燃机，其具有新颖的润滑系统以保持充分的液压润滑状态从而具有良好的润滑、良好的稳定性、充分冷却、建立高油膜强度以抵抗疲劳应力、避免早期磨损、减少摩擦并因而增加燃料效率、安全性、工作性能以及降低废气排放。

还是本发明的一个进一步目的是提供一种低成本新型内燃机，该内燃机具有一种在压力送进区域的封闭的连续的润滑油槽和在接触零件的汽缸接触面上的喷射送进区域的端部开放槽以便达到高的油膜强度而不影响负荷轴承的承载能力从而降低摩擦。

还是本发明的另一目的是提供一种低成本新型内燃机，该内燃机具有油槽的不同模式，即螺旋状的、螺纹的、环形的、曲线的、直线的，同时槽的形式根据相对运动与负荷的性质可以是正交平行的、连续的或其一种组合。

仍然是本发明的另一目的是提供一种低成本的新型内燃机，其中通过综合以上所述润滑模式而降低物理和化学延迟，因而使内燃机燃烧配制的燃料在没有撞击与燃烧噪声情况下增加机械的辛烷/十六烷值。

本发明的另一个进一步的目的是提供一种低成本新型内燃机，该内燃机促进低辛烷/十六烷率燃料的使用，降低涉及使用低成本燃料的添加剂的需要。

还是本发明的另一进一步目的是提供一种低成本新型内燃机，该内燃机促进使用低等级的润滑油而不需要某些添加剂，从而使其价格更便宜。

本发明的内容

根据以上目的，本发明提供一种具有增加的机械效率、节省燃料和控制污染的低成本新型内燃机。包括支承具有旋转运动的曲轴的主嵌入式轴承以便由于燃烧系统的压力而转换成活塞的滑动；所述曲轴通过无或有十字头和活塞销的连杆连接到所述活塞上；所述的连杆的大端通过大端轴瓦轴承安装到所述曲轴上以便旋转运动，而其小端通过连杆小端衬套或直接安装到所述活塞销上以便传递摆动运动，同时将所述的活塞销直接连接到所述的具有活塞裙的所述的活塞的活塞销衬套上用于在汽缸孔内导向以便做往复运动；由所述曲轴驱动的凸轮轴用于驱动控制所述燃烧系统的进气和排气阀/喷油嘴；所述凸轮轴由汽缸头中的凸轮衬套或轴颈支承用于将所述凸轮轴的旋转运动转变为挺杆孔中的挺杆或凸轮推杆孔中的凸轮推杆、及燃料喷射滚子挺杆孔中的燃料喷射泵滚子挺杆的滑动；摇臂通过摇臂衬套或直接安装到摇臂轴上用于传递间歇的往复运动，并且在一侧与由所述挺杆上推的推杆配合，同时另一端与阀杆配合以便驱动所述阀或喷油嘴；润滑油用于润滑接触件的接触面以便润滑；将燃料与空气均匀混合的所述燃烧系统具有火花点火装置用于点火或者注入一定量的由喷射装置喷射的节流调节的燃料，该喷射装置由控制离心力提前的机构的弹簧来控制以便相对于曲轴角的自我调节点火与喷射，从而有效利用作用到所述活塞冠上的燃烧压力且没有撞击或燃烧噪声，同时燃烧终端产物作为排放物离开燃烧系统，其特征在于：润滑系统包括：

a)至少一个第一交叉油槽形成在主嵌入式轴承、连杆大端轴瓦轴承、十字头轴承、连杆小端衬套、连杆小端、活塞销轴套、凸轮衬套、凸轮推杆孔、燃料喷射油泵滚子挺杆孔、摇臂衬套、摇臂的的内表面上的接触零件的滚柱轴承表面上的接触面上，以及在活塞裙、凸轮轴主轴颈、摇臂轴、挺杆、凸轮推杆的外表面上的接触零件的滚柱轴承表面上的接触面上，燃料喷射泵滚子挺杆作为储油器以便从供油源接受并分配油，交叉点被定位在最大应力区以便维持充分的供油从而冷却并减少接触面的接触；

b)至少一个第二环形油槽形成在活塞裙、挺杆、凸轮推杆、燃料喷射泵滚子挺杆、凸轮轴主轴颈，摇臂轴外表面上的接触零件的滚柱轴承表面上的接触面上以及主嵌入式轴承、连杆大端轴瓦轴承、十字头轴承、连杆小端衬套、连杆小端、活塞销衬套、活塞裙，凸轮轴套、凸轮推杆孔、燃料喷射泵滚子挺杆孔、摇臂轴套和摇臂的内表面上的接触零件的滚柱轴承表面上的接触面上，以便接受和向所述第一交叉油槽分配油从而维持充分的供油；

c)至少一个第三轴向油槽与第一或第二油槽交叉，和/或与泄油槽或在活塞裙外表面上形成的孔导通以便对适当的滑动保持充分的润滑油供应，冷却并且避免由于推力与所述汽缸孔的接触；

d)至少一个在摇臂长度方向的上表面形成的深“V”形沟槽以便排出的油向前传输到二端；

e)至少一个在摇臂的侧表面或上表面形成的槽以便排出的油向前传输到二端；

f)所述火花点火或燃料喷射装置具有控制离心力提前配重的弹簧以便从空转到最大内燃机速度，内燃机速度成比例的自我调节。

在内燃机中，主要摩擦是在移动零件圆柱接触面，该接触面承受旋转、摆动、滑动、往复和间歇往复相对运动，变化的摩擦速度和波动的负荷。

通过在压力送进区提供封闭连续的润滑油槽以及在接触零件的圆柱接触面上的喷射送进区端部开放的油槽以达到高的油膜强度而不影响负荷承受能力以降低摩擦。

油槽的形式为螺旋的、螺纹的、环形的、曲线的、直线的，同时根据相对运动与负荷的特性，槽的特性为交叉的、平行的、连续的或其一种组合，活动零件的圆柱接触表面的接触面中槽的位置、选择、型式和优点在结合附图的描述中做很好的说明。

本发明中引入这种润滑形式的直接优点是降低了摩擦改善接触零件的相对运动。

因此，机械效率和增强性能的改进除去通过无干扰地改善相对运动而有助于每个部件正确地完成其预定的活动外，由于内燃机部件完善的物理活动而减低了物理的延迟。

由于在完全密封的接触面的燃烧的控制，化学活动也是完善的，该接触表面通过进气和排气阀的正确驱动与在其阀座上的配合的改善和活塞运动及其与汽缸孔配合的改善而达到，因此完善的化学活动减低了化学的延迟。

为了减低物理的和化学的延迟，在无撞击/燃烧噪声情况下，内燃机燃烧配制的燃料的能力通过采用这一润滑型式增加了内燃机的机械的辛烷/十六烷值。

因此，在采用工作性能、运行温度和更严格的排放物标准的限制下，初始的配制燃料就成为促进内燃机设计的具有较高/较低压缩比的优质燃料，从而得到较好的工作性能或引入提前点火/喷射时间控制以便提供足够的时间来燃烧燃料从而在输出轴上输出更多功并且使排放的燃烧产物中的污染物降低。

因此根据本发明，这是一个低成本新型内燃机设计技术，即使将此新型内燃机技术在任何时候应用到使用中的新内燃机以及在主要的大修期间应用到使用中的旧内燃机可以给使用者带来实际的性能效益，也是经济的。

作为添加剂添加到燃料中的化学物质，除了造成燃料误解并引起有毒的排放物外还增加燃料的成本，采用这种新型内燃机设计技术促进无某些添加剂的低辛烷/十六烷率的燃料的利用，减少了添加剂的需要。因此根据有关较早所述的目的，在内燃机中进行的改进公开了一种低成本燃料设计技术成为本发明的进一步目的。

通过采用这种新型的内燃机设计技术，促进无某些添加剂的低等级润滑油的使用，从而缩小了润滑的运行温度范围使之更便宜，同样，间接地通过防止润滑油的误解而降低有毒排放物。因此，基于有关先前所述的目的在内燃机中所做的改进公开一种低成本的燃料设计技术成为本发明的又一目的。

简言之，以有关上述目的在内燃机中所做的改进，由于过量的空气系数，增强的提前静态和自我调节的点火/喷射，在燃烧系统中无撞击、与噪声的情况下，降低了排放物中的一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物(UBHC)、氮氧化合物(NOx)和颗粒物，这是本发明的另一目的，因此控制污染的策略将变得显而易见。

附图的简要说明

为了更好地理解本发明的特征并表示如何实施上述内容，现在请参见附图，其中：

图1A表示根据本发明的具有油槽的曲轴主嵌入式轴承上盖的立体图；

图1B表示根据本发明的具有油槽的曲轴主嵌入式轴承下盖的立体图；

图2表示根据本发明的具有油槽的连杆大端嵌入式轴承上/下盖的立体图；

图3A表示根据本发明的具有油槽的连杆小端带轴套的侧视图；

图3B表示沿图3A的D-D线取的剖视图；

图4表示沿活塞的E-E线取的剖视图；

图5表示根据本发明的具有油槽的活塞的侧视图和剖视的汽缸孔；

图6表示根据本发明的具有油槽的凸轮的立体图；

图7表示根据本发明的具有油槽的凸轮轴套的侧视图；

图8表示根据本发明的具有油槽的挺杆的立体图及剖视的挺杆孔；

图9表示根据本发明的具有油槽的凸轮推杆的立体图及剖视的凸轮推杆孔；

图10表示根据本发明的具有油槽的凸轮推杆孔的剖视图；

图11表示根据本发明的具有油槽的燃料喷射泵滚子挺杆的立体图和剖视的燃料喷射泵滚子挺杆孔；

图12表示根据本发明的具有油槽的燃料喷射泵滚子挺杆孔的剖视图；

图13表示根据本发明的带具有油槽的轴套的摇臂的立体图；

图14表示根据本发明的具有油孔和油槽的摇臂的顶视图；

图15表示根据本发明的具有油槽的摇臂轴的侧视图；

图16表示根据本发明的具有油槽、沟槽、垂直和水平缝隙的摆臂的立体图；

图17表示本发明的表示控制离心配重的弹簧的火花点火分配器的顶视图；

图18表示说明图17所示的机构运行的性能图；

图19表示出表示本发明控制离心配重的弹簧的燃料喷射限时器的侧视图；

图20表示说明图19所示的机构运行的性能图。

最佳实施例的描述

请注意，内燃机的大多数部件是与以前技术的内燃机的那些部件相同的，因此与本发明和以前技术二者相同的部件不需做进一步说明。

在对本发明的特殊实施例说明之前，最好是对在内燃机的接触零件圆柱承载表面的内或外表面上形成的以便降低摩擦的润滑油槽和在每个实施例后如下描述的其它优点的润滑油槽加以分类。

第一类形成的油槽是二个交叉的相似油槽，一个在右边，另一个在左边，因此，它们相交并形成交叉，交叉的槽是连续的并且在承载表面以内是封闭的槽以便保持油压，交叉油槽向外延伸因此它对承载表面的二侧边开放，其为端部打开的槽以便通过打开的末端接受或供应油。

第二类油槽是在圆柱承载表面中央形成的环形槽，因此如果被设置并经过第一类油槽的交叉点则它与油孔导通。

第三类油槽是在汽缸滑动表面上形成的轴向油槽。

最佳实施例的描述是以二交叉的螺旋槽作为第一类油槽而说明的。

在图1A和1B的实施例中第一类润滑油槽20是在主嵌入式轴承盖的上盖22和下盖23的内表面21上形成的，因此当嵌入到曲轴主轴颈上时，与位于上和下位置的每个盖的中央的交叉点24形成封闭的连续的第一类油槽，第一类油槽不应通过定位凸缘25以避免断开。

在二盖的内表面上形成的第二类油槽26(如果以前的技术未设置)通过油孔27，第二类油槽26从供油孔27接受润滑油并分配到第一类油槽20。第一和第二类封闭的油槽20和26一起接受并分配压力油到整个承载圆柱接触面。

通过提供这些附加的油槽来实现充分的润滑，以高的油膜强度遍及整个承载长度从而对主嵌入式轴承一曲轴主轴颈接触面适当冷却。由于第一类油槽的交叉位置以及汇集或分开的性质，该附加油槽控制形成的液压润滑状态不产生粘滞摩擦，第一和第二油槽相遇的交叉点24具有更大的纵向承载区域以抵抗由作用到内燃机活塞40的冠上的气体压力和惯性力引起的疲劳载荷。因此在不影响轴承承载能力的情况下降低了摩擦接触面积，提高了机械效率。此外在主嵌入式轴承上曲轴的旋转速度增加，增强了工作性能，减低曲轴的扭转应力，有助于在轴与轴承之间形成保护膜，减少泡沫以防止在轴承上腐蚀，实现适当的润滑性与摩擦接触。由于充分的润滑与冷却，降低了发热量避免了摩擦磨损并延长了主嵌入式轴承与曲轴(未表示)的寿命。

如图2所示，是二类似的盖的大端嵌入式轴承盖31的一个实施例，第一和第二油槽32和33在大端嵌入式轴承的内表面上形成，因此如前面在主嵌入式轴承所述的，当二盖被嵌入到曲轴的曲轴大端轴颈上时，所有的油槽具有封闭的通道以保持润滑油压力，第二油槽33从大端轴颈接受油并分配到第一油槽32。

当第一油槽32的交叉点34嵌入到适当位置时，处于轴承盖的上下位置从而减少了由于活塞冲击极端接触应力的往复动作产生的在这些点34的波动冲击负荷，否则该冲击负荷将更大。对主嵌入式轴承描述的其它优点也可应用到此大端的往复运动轴承上，它防止疲劳等应力同时因此延长寿命并保证适当的工作。

如图3A与3B所示，本发明的带轴套36的连杆小端35具有封闭的连续的第一油槽37以保持压力。因此置于顶部和底部的位置的交叉点38，用于促进从顶部供油孔39的润滑油流通，形成的第二油槽40与二交叉点38导通。

在连杆小端没有轴套的情况中，在小端的内表面上形成类似的第一和第二油槽，如图3A和3B所示。

供应到连杆小端—活塞销接触面的油量由于二个油槽37和40而增加，同时通过将交叉点38置于波动冲击载荷高的冲程极限区域从而降低接触与剪切应力，由于此接触面承受比曲轴大端轴颈—大端嵌入式轴承更大的疲劳负荷，如前所述而达到更相似的优点，此外，改善了在此接触面的摆动运动。

参照图4，在该图中表示一个活塞40销轴套41的实施例，在其中每个活塞销衬套—活塞销(未表示)的接触面具有形成交叉线的第一开放末端油槽42从而置于波动冲击负荷高的上和下位置，同时第二油槽45通过第一油槽42的交叉线43。

通过槽42的开口端44实现对活塞销衬套一活塞接触面的充分增强的润滑，降低了接触面之间的摩擦接触区同时增加了相对摆动运动而且也改善了机械效率，由在活塞销衬套41的上和下位置处较高的接触应力引起的波动负荷借助于由在这高接触应力区设置第一油槽交叉线提供的增强的润滑特性而降低，这样就防止在所有运行速度与波动负荷下的磨耗与冲击磨损。

参照图5，所示的实施例是在活塞裙52的外接触表面上形成的平行的第二与第三交叉油槽50与51，每个第三油槽51从泄油孔53起始，如果以前的技术不提供设置的该泄油孔，在活塞裙52上并向下开口到活塞裙底部54同时在活塞裙52的外表面上开出第二油槽50以便形成连续的油槽，其与第三油槽51差不多相等的间隔并在点55处成直角相交。

到达活塞下侧的足够的喷射的润滑油经过设置在活塞裙顶部的泄油孔53出来，从那里通过在活塞裙处形成的第二和第三油槽50与51油被接受并分配，因而在活塞40和汽缸孔56之间形成具有需要的强度的足够油膜厚度的充分润滑以便活塞环的适当的定向滑动，以及活塞环(未表示)与汽缸孔56之间的密封，这样就防止大量的损失和由于活塞环的适当擦拭使润滑油进入燃烧室，这就避免润滑油的氧化，保持适当的粘度，并防止由带润滑油的燃料中存在的硫的燃烧形成的腐蚀性气体引起的腐蚀。由于适当的擦拭，汽缸孔、活塞、活塞裙、少活塞环、活塞环槽是清洁的并避免沉积物的形成，由于存在充分的润滑避免了零件的生锈与硬积炭的形成。

图6表示本发明的在其内接触表面具有的凸轮衬套60，其中形成封闭连续的第一和第二油槽62与63以保持如前描述的油压。

实现对凸轮衬套60和曲轴轴颈71的平稳润滑，第二油槽63从凸轮轴的供油孔72接受润滑油并起储油器的作用以便向第一油槽62分配润滑油，交叉点64设置在上和下的位置，在该处由于间歇负荷的应力是较大的，在凸轮衬套60中旋转的曲柄70的旋转速度增加并有助于向挺杆80传递瞬时运动，也降低了摩擦磨损，因此提高了接触零件的寿命，也实现了对曲轴主轴承描述的其它优点。

图7所示的，是具有第一和第二油槽73与74的一实施例，该第一和第二油槽可以有选择地在没有衬套60的曲轴70的外表面上形成，具有上述相似的好处。

参照图8，表示一个在挺杆80的外表面81的实施例，其为三个平行的大致等间隔的第二油槽82，底槽经过油排放孔83同时如图示形成一个末端开放的第一油槽84。收集在挺杆85内的充足的排放的润滑油经泄油孔83供应到在第一油槽84的下开放端86的下第二油槽，该第一油槽接受润滑油，同时因此上开放端87直接接受排放油，供给足够的油以便在挺杆80与挺杆导管88之间形成高强度油膜，实现了摩擦接触区域降低，改善了滑动运动以及滑动部件之间的适当定位。所有这些除去避免机械效率的损耗外，避免了形成极端的压力增加因而降低磨损和减少在接触零件处形成热量增加，由于油膜的实际存在防止了在此滑动接触面处的熔焊。

图9表示在具有第一油槽92的开放端95和96的凸轮推杆90的外表面91上同时一个第二油槽93经过交叉94的的一个实施例。上开放端95直接从汽缸头(未表示)接受排放油并分配到遍及整个滑动接触面的第一和第二油槽92和93，同时油经过下开放端被排放到曲轴箱促使更多的油循环以便适当冷却并能促使高强油膜的形成，此外其它优点如对挺杆80的描述。

图10中所示，是一个可选择地在具有所示的第一油槽102和第二油槽103的凸轮推杆孔100的内表面上形成的实施例同时具有如对挺杆80所描述的相似优点。

图11表示在具有第一油槽106的开放末端110和111的燃料喷射泵滚子挺杆105的外表面116上同时一个第二油槽107通过交叉点109的一个实施例。上开放末端111直接接受并分配到遍及整个滑动接触面的第一和第二油槽106，同时油经下开放末端110被排到油泵集油道，促进更多的油循环，还用于适当的冷却并能够促进高强度油膜的形成，此外其它优点如对挺杆80可描述的。

在图12中所示的是一个实施例，该实施例是可选择地在具有所示的第一油槽114和第二油槽113的燃料喷射泵滚及挺杆孔112的内表面115上形成并具有如对挺杆80可描述的其它优点。

图13表示本发明的摇臂轴衬套120，其中内接触表面121具有所有与参照图6描述的在凸输衬套中相似的油槽，此外，如果以前技术未提供，形成的泄油孔122与第二油槽123导通用于向前将油传输到在摇臂130的上表面上形成的摇臂的深“V”形沟槽124，沟槽124经过泄油孔122并向摇臂长度的二个方向延伸，如图13和14可示，设置一个指向阀杆垫125的尖顶摇臂用于减少由于冲击负荷的接触摩擦。

图15表示本发明的摇臂轴135，该摇臂轴仅在与图16所示的无衬套的摇臂140连接时需要使用，在摇臂轴135的外接触表面136上形成第一油槽138与第二油槽139因而与供油孔137导通，水平与垂直凹槽142与141在摇臂的侧面与顶面形成，如图16所示。

本发明的图16中的另一种选择，第一与第二油槽143和144在摇臂140的内表面145中形成，如前在图13中可描述的。

通过如图13至16所述的这种布置，就可能增加对与摇轴的供油孔146相通的排油孔122的供油，通过油槽提供适当的冷却避免在枢轴区域的热量增加，因而使转轴处的摩擦最小，进而减小转轴摩擦接触区域，同时第一油槽的交叉点放置在接触内或外表面的上和底部以便防止疲劳—由作用到阀杆轮廊表面上的侧推力而引起的间歇载荷，因此，由于形成足够油膜而具有充份润滑，以便抵抗疲劳应力和避免疲劳磨损并因而防止刻痕并延长这些接触零件的寿命。

从摇臂二端至推杆端(未表示)和摇臂至摇臂轴与推杆和阀杆的配合处的阀杆垫产生的热增加因为通过摇臂沟向这些区域的增加的油流量而减少。

此附加的油槽向所有凸轮轴组件的接触零件提供稳定的泄油润滑并改善接触零件间的相对运动，因而实现进气和排气阀(未表示)较好的驱动并避免二个阀处的所有形成的振动。

由于增加的润滑油流量使凸轮轴组件的所有接触零件的相对运动的改善实现了进气与排气阀二者较好的打开与闭合，以避免产生热量增加，以较好的润滑特性减少摩擦接触区域从而保持在可有工作状态下的充份润滑与冷却。

此外，如上所述，阀杆的轮廓表面区域被充份地润滑，有助于适当定向，充份冷却和阀的导向以及改善滑动的相对运动，在所有工作状态下保持正确的阀时间控制和在阀座上的良好密封。

增加的排油量增强了曲轴箱(未表示)内的喷射润滑系统，因而对汽缸，活塞裙和活塞销衬套做了改进，即通过端部开放的油槽接受润滑油，从而为上述这些接触表面的充份润滑接受与分配润滑油。

如上可述，在滚柱轴承或衬套内表面及在内燃机接触零件的外表面的接触面处设置附加的油槽降低了摩擦接触区域，因而减少旋转、摆动、经复运动、滑动和活动零件的间歇往复运动的接触面摩擦并增加相对运动，因此除去克服前述的其它缺点以外，提高了内燃机的机械效率和性能。

足够的具有高油膜强度的润滑由存在于几乎遍及整个轴承、衬套或轴接触长度封闭连续的第一和第二油槽的压力油所促进。

充份的具有足够油膜强度遍及整个轴承衬套或接触长度的润滑通过喷射油在第一与第三油槽的开放末端接受，设置在圆柱轴承，衬套或轴的每个接触面的第二油槽作为储油器用于根据第一油槽处的需要接受并供应油，同时为了液压动力状态的形成而分配油，从而不会由于第一油槽的交叉装置以及上和下的交叉点而引起粘性摩擦，在交叉点所有这些油槽相交，具有更多的轴承，衬套或长度方向的轴面积以抵抗燃烧系统引起的疲劳应力，防止接触面处的发热和金属磨损，有助于保持油膜强度和延长内燃机运动部件的寿命和适当的冷却，也实现了内部清洁及无泡沫刮试。

由主要目的导出的直接优点是改善内燃机的总机械效率，同时改进活塞与曲轴之间以及活塞与阀之间的相对运动，因此内燃机的性能有了提高同时减少物理的延迟，由于可做的改进，每个内燃机部件在规定时间完成其预期的工作。

由于不适当的物理活动的摩擦的损耗，通过在内燃机的接触零件的接触面引入充份的润滑减少摩擦，从而可以将最大有效能量转换成传动轴功并满足本发明的主要目的。

基于所述的主要目的，由于内燃机部件的接触零件可作的改进，机械的和流体的摩擦均可能降低，因面降低系统与周围环境的温度差。

一旦内燃机的物理活动被纠正，纠正燃料的化学活动就成为必须并成为本发明另一目的基础。

活塞环的正确的定位提供了在汽缸孔中的好的密封，同时阀在无跳跃、冲击、扭曲的情况下的适当的驱动提供在阀座上良好的密封。因此就有可能通过燃烧空气与燃料实现正确的压缩与燃烧以增加标定的性能，同时由于在燃烧室中排气污染的减少而减少了化学延迟。

在火花点火的内燃机中，化学延迟是由内燃机设计来控制的而机械的辛烷限定内燃机的设计，因此由于这种改进，机械的辛烷被提高，能使配制的火花点火内燃机燃料像特级火花点火内燃机燃料一样工作，这种能够以相同配制燃料实现较高压缩比的设计从而获得更大的功率以及无污染的燃料经济性。

在压缩点火内燃机中，物理延迟是由内燃机设计控制的，同时机械的十六烷值取决于内燃机设计，因此伴随这种改进，机械十六烷增加能使配制的压缩点火内燃机燃油像优质压缩点内燃机燃料一样工作，能够以相同配制燃料实现较低压缩比设计，从而获得更大的功率及无污染的燃料经济性。

现在通过引进一种早期的点火喷射时间控制系统，由于增加内燃机的机械辛烷/十六烷值，给予超额时间以在无撞击噪声情况下燃烧燃料，因而实现增加的燃料的经济性同时燃烧终端产物离开系统时其中的污染物降低。

如图17所示，一种火花点分配器离心配重170的实施例，该配重重量较轻并且是与另一实施例的以小刚度制造的弹簧171配合，因此火花点火提前角度与内燃机速度性能的对应关系与图18多示图表特性一致。

如图19所示，是燃料喷射时间调节器离心配重175的一个实施例，该配重的重量较轻并且与另一实施例的以较小刚度制造的弹簧176相配合，因此喷射提前角与内燃机速度性能的对应关系与图20中所示的图表特性一致。

回到图18和图20，所表示的是火花/喷射提前角对应于火花点火分配器178/燃料喷射时间调节器179的内燃机速度的性能图表。

控制离心配重170和175的弹簧从由点A指示的空转内燃机速度开始起作用，同时在空转内燃机速度至最大内燃机速度之间与内燃机速度的增加成正比而增加或减少火花点火B的提前角B/喷射提前角C。

这些离心配重170在从空转到最大内燃机速度的整个速度范围内调节点火/喷射提前以便从燃料的化学活动输出最大功率，此外，它能够控制减速排放，因此实现了本发明的另一目的。

在压缩冲程中为准备反应混合有更多的时间，因此在恒容积下要比在恒压力下燃烧更充分。因而减少热损失并提高热效率，由于实现了上二目的，在整个运转过程中，采用比化学计算稍低的当量比就成为可能。因而提供了一种用于增加燃料经济性的装置并有助于控制排放，同时由于它满足内燃机的热动力与机械二者的性能要求，因此形成了新型内燃机模型化的基础。制造最佳实施例中的内燃机的部件是容易的，在生产过程中对现有的制造设备中无需做很多改变。此外，本发明减少了材料而节约成本。

因此对于内燃机模型化而言，这是一项低成本新型内燃机设计技术同时还满足本发明另一目的，即将此技术在任何时间应用到新内燃机的使用中以及在大修期间旧内燃机的使用中以便更安全、更好性能，更好燃料经济性及更减少排放，对使用者给予实际的利益都是经济的。

对于火花点火和压缩点火二者以及2—循环和4—循环工作的内燃机是适用的。这种低成本内燃机技术在汽车业包括赛车，牵引机车、船舶、工业、农业和航空领域得到广泛的应用，可以适应不同负荷的循环(轻、重等和重负荷)及各种燃料。

一旦实现适当的内燃机模型的相关热动力和机械性能，为了利用燃料中的有效的能量，于是通过防止摩擦降低能量消耗，摩擦引起了热量损失和输出损失，就需要使用适当的燃料和润滑油以便实现更佳的燃料经济性和降低工作的成本。

通过以本发明的模型化内燃机在内燃机的运行中防止摩擦使之有可能采用先前的增强的静态点火/喷射提前而无撞击或燃烧噪音并可能利用较低的辛烷/十六烷。因此通过实施本发明的新型内燃机设计技术提供一种方法以便制定一种新型低成本的燃料设计技术，这也是本发明的另一目的。

从本发明获得的另一可能的利益包括提高内燃机的清洁性，增强润滑，增加的功率和降低燃料消耗如降低磨损。因此燃料添加剂的需求降低，降低燃料的成本，此外避免燃料的误解和控制排放。

有关上述目的对润滑模式作的改进，用于在旋转、往复、滑动、摆动和获得的间歇往复接触零件之间的充分润滑和降低这些由于相对速度增加导致的接触磨损、滑动磨损、摩擦磨损和冲击磨损，因而降低应力和在这些润滑油的循环接触面的随之的热量产生。因此润滑油的工作温度仅反映由了循环通道的热或冷却的综合温度，该循环通道将通过自身由于热一个循环一个循环的传递运行而优化而不是在接触面产生热量。因此润滑油的工作温度远低于开始的温度，从而不太影响油的粘度。

由于润滑油的工作温度范围缩小到较低的界限，可以使用低成本的较高粘度的润滑油，因此提供了一种低成本润滑技术的设计方法以满足本发明的所述目的。

在活塞与汽缸孔之间得到具有要求强度的足够油膜厚度的充分润滑以便适当的滑动运动、活塞环的定位和活塞—活塞环与汽缸孔之间的适当的密封，因此通过活塞环的适当刮拭防止质量损失和润滑油进入燃烧室，这就避免油的氧化，保持适当的粘度并防止由腐蚀性气体引起的腐蚀，该腐蚀性气体由于燃烧存在于带油的燃料中的硫而形成，同时避免在燃烧室中的沉积。由于恰当的刮拭，汽缸孔、活塞、活塞裙、活塞环、环槽是清洁的且避免零件的生锈和硬碳的形成并因此降低润滑油添加剂的需求。

相对低的当量比减少了一氧化碳(CO)的排放，由于提前静态点火/喷射，除了一氧化碳(CO)的排放的进一步降低之外，未燃碳氢化合物(UBHC)也减少，同时由于从空转到最大内燃机速度控制提前点火/喷射，燃烧系统的压力和温度较低而没有任何撞击或燃烧噪声，因而降低氮氧化物(NOx)的排放，因为这三种排放物的降低也降低了颗粒物的排放。在减速时，点火/喷射的平缓的延迟角降低了所述的一氧化碳(CO)，未燃碳氢化合物(UBHC)，氮氧化合物(NOx)和颗粒物的排放而没有很大的偏差，从而满足本发明的另一主要目的。

通过对内燃机摩擦学方面的改进，机械的和流体的摩擦的降低使得通过引入提前点火/喷射的时间控制能够降低排放损失以输出更多的功；在热动力学方面，由于在燃烧系统中减少了潜在的温度差进而降低系统与周围环境之间的温度差并因此减少散发到周围环境的热量损失，促进燃料的燃烧过程更有效，大致类似于一可逆的过程。因此通过减少在克服机械的和流体的摩擦时(该摩擦导致热量损失和排放损失)可利用的有效燃料能量的损耗，促使在本发明的内燃机的输出轴输出更多的功。此外使用具有最少添加剂的适当的天然燃料与润滑油，如果需要，在低成本新型技术内燃机中能够进一步控制排放并节省燃料。

虽然为了说明的目的已经公开了本发明的最佳实施例，本领域的技术人员将意识到在不偏离在附加的权利要求中所公开的本发明的范围和原则的情况下，各种修改、增加和替代是可能的。

Claims (10)

1.一种内燃机，包括支承具有旋转运动的曲轴的主嵌入式轴承以便由于燃烧系统的压力而转换成活塞的滑动；所述曲轴通过无或有十字头和活塞销的连杆连接到所述活塞上；所述的连杆的大端通过大端轴瓦轴承安装到所述曲轴上以便旋转运动，而其小端通过连杆小端衬套或直接安装到所述活塞销上以便传递摆动运动，同时将所述的活塞销直接连接到所述的具有活塞裙的所述的活塞的活塞销衬套上用于在汽缸孔内导向以便做往复运动；由所述曲轴驱动的凸轮轴用于驱动控制所述燃烧系统的进气和排气阀/喷油嘴；所述凸轮轴由汽缸头中的凸轮衬套或轴颈支承用于将所述凸轮轴的旋转运动转变为挺杆孔中的挺杆或凸轮推杆孔中的凸轮推杆、及燃料喷射滚子挺杆孔中的燃料喷射泵滚子挺杆的滑动；摇臂通过摇臂衬套或直接安装到摇臂轴上用于传递间歇的往复运动，并且在一侧与由所述挺杆上推的推杆配合，同时另一端与阀杆配合以便驱动所述阀或喷油嘴；润滑油用于润滑接触件的接触面以便润滑；将燃料与空气均匀混合的所述燃烧系统具有火花点火装置用于点火或者注入一定量的由喷射装置喷射的节流调节的燃料，该喷射装置由控制离心力提前的机构的弹簧来控制以便相对于曲轴角的自我调节点火与喷射，从而有效利用作用到所述活塞冠上的燃烧压力且没有撞击或燃烧噪声，同时燃烧终端产物作为排放物离开燃烧系统，其特征在于：润滑系统包括：

a)至少一个第一交叉油槽形成在主嵌入式轴承、连杆大端轴瓦轴承、十字头轴承、连杆小端衬套、连杆小端、活塞销轴套、凸轮衬套、凸轮推杆孔、燃料喷射油泵滚子挺杆孔、摇臂衬套、摇臂的的内表面上的接触零件的滚柱轴承表面上的接触面上，以及在活塞裙、凸轮轴主轴颈、摇臂轴、挺杆、凸轮推杆的外表面上的接触零件的滚柱轴承表面上的接触面上，燃料喷射泵滚子挺杆作为储油器以便从供油源接受并分配油，交叉点被定位在最大应力区以便维持充分的供油从而冷却并减少接触面的接触；

b)至少一个第二环形油槽形成在活塞裙、挺杆、凸轮推杆、燃料喷射泵滚子挺杆、凸轮轴主轴颈，摇臂轴外表面上的接触零件的滚柱轴承表面上的接触面上以及主嵌入式轴承、连杆大端轴瓦轴承、十字头轴承、连杆小端衬套、连杆小端、活塞销衬套、活塞裙，凸轮轴套、凸轮推杆孔、燃料喷射泵滚子挺杆孔、摇臂轴套和摇臂的内表面上的接触零件的滚柱轴承表面上的接触面上，以便接受和向所述第一交叉油槽分配油从而维持充分的供油；

c)至少一个第三轴向油槽与第一或第二油槽交叉，和/或与泄油槽或在活塞裙外表面上形成的孔导通以便对适当的滑动保持充分的润滑油供应，冷却并且避免由于推力与所述汽缸孔的接触；

d)至少一个在摇臂长度方向的上表面形成的深“V”形沟槽以便排出的油向前传输到二端；

e)至少一个在摇臂的侧表面或上表面形成的槽以便排出的油向前传输到二端；

f)所述火花点火或燃料喷射装置具有控制离心力提前配重的弹簧，以便与从空转到最大内燃机速度的内燃机速度成比例的自我调节。

2.根据权利要求1的内燃机，其中所述第一交叉油槽是螺旋的、螺纹的、曲线的，导向螺纹的或其一种组合，根据接触面积和载荷特性具有宽度与深度。

3.根据权利要求1或2的内燃机，其中第一交叉油槽或者具有封闭通路以保持供油源的压力，或者具有开放通路，在接触圆柱承载表面零件的二侧的槽的末端开放用于从油源接受并供油。

4.根据权利要求1的内燃机，其中所述接触零件具有一个或多个与其中的穿过第一油槽的交叉点的供油孔导通形成的第二油槽，以便旋转、往复和摆动接触零件和/或通过滑动接触零件的上和下相反的二点从而在接触面和极端位置保持油的接受与分配。

5.根据权利要求1的内燃机，其中所述活塞具有一个或多个第三平行的轴向油槽，所述轴向油槽与所述第一或第二油槽或其形成的组合交叉以保持均匀的油分配和适当的滑动。

6.根据权利要求1的内燃机，其中所述的控制所述火花点火装置的离心配重的弹簧具有二个配重及二个弹簧，弹簧一端是装在配重枢轴销上，另一端连接到在其上组合的轮廓的凸轮上，因此控制配重的弹簧的离心力在加速机减速过程中以平滑的速率逆着内燃机旋转的方向从空转到最大内燃机速度时控制点火提前。

7.根据权利要求1的内燃机，其中所述的燃料喷射装置的控制离心提前配重的弹簧具有二个配重和二个处于所述配重内的弹簧，所述弹簧的一端连接到配重枢轴销上，同时另一端通过与其组合的轮廊的凸轮与配重的长弯曲部分配合，因此控制配重的弹簧的离心力在加速和减速过程中以平滑的速率逆着内燃机的旋转方向从空转达到最大内燃机速度时控制喷射提前。

8.根据权利要求1至7的任一个的内燃机，其中所述内燃机是在2—冲程或4—冲程循环下运行。

9.根据权利要求1至8的任一个的内燃机，其中所述内燃机是在火花点火或压缩点火系统上运行。

10.根据权利要求1至9的任一个的内燃机，其中所述内燃机是在汽车业中使用，包括赛车、牵引机车、船舶、工业、农业和航空领域。

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