專利名稱：實(shí)用分隔式緊湊型快速燃燒汽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是具有高熱效率的汽油機(jī)燃燒室的設(shè)計(jì)，主要是中、大缸徑∮100～160，及特大缸徑∮160以上汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)。
燃燒室是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟，混合氣在那里燃燒而發(fā)揮其內(nèi)蘊(yùn)的能量。提高壓縮比從而提高熱效率一直是研究人員的努力方向;而近年來(lái)的研究，采用稀混合比，利用渦流、紊流加速燃燒速度也是提高熱效率的重要途徑。
本人前所發(fā)明的“實(shí)用緊湊型快速燃燒汽油機(jī)”(申請(qǐng)?zhí)?9109083.5，申請(qǐng)日1989年12月4日，下簡(jiǎn)稱“實(shí)用機(jī)”)已將停滯在試驗(yàn)階段的“緊湊型快速燃燒汽油機(jī)”改變成為可以實(shí)用的高壓縮比、稀混合比、快速燃燒的高熱效率的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。采用的辦法是在燃燒最激烈的階段，將主燃燒室與其末端(氣墊間隙)隔開，籍以降低末端的溫度和壓力，從而擺脫爆燃的干擾。然而在此型汽油機(jī)中，火焰總行程仍不宜過(guò)長(zhǎng)，所以只適用于中、小型汽油機(jī)，最大缸徑不宜大于∮100。
本人的另一發(fā)明“雙室同燃高壓汽油機(jī)”(申請(qǐng)?zhí)?9100886.1，申請(qǐng)日1989年2月18日，下簡(jiǎn)稱“雙室機(jī)”)，在燃燒最激烈的階段，其原為整體的燃燒室自動(dòng)分隔成兩個(gè)較小的燃燒室，并也都與其末端(氣墊間隙)相隔離。由于較小直徑的燃燒室可以經(jīng)受較高的壓縮比，所以原來(lái)壓縮比為7、缸徑為∮103.5(4″)的汽油機(jī)經(jīng)改造后，壓縮比可提高到9或更高，(指燃用辛烷值為76的普通汽油而言)，熱效率可在原來(lái)的基礎(chǔ)上提高7%左右。
這兩種發(fā)明都是根據(jù)本人所創(chuàng)的“分隔燃燒原理”設(shè)計(jì)創(chuàng)制的。燃燒室間及其與末端(氣墊間隙)的分隔，是由活塞頂部的楞邊和缸蓋下(內(nèi))部的楞邊在活塞接近上頂點(diǎn)時(shí)相互楔入而形成(參閱圖1)。所以在燃燒最激烈的階段，原為整體的直徑與缸徑相同的燃燒室分成兩個(gè)較小的燃燒室(雙室機(jī))，小燃燒室還與氣墊間隙相隔離，(雙室機(jī)與實(shí)用機(jī))。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一各缸徑∮100～160的高壓縮比、稀混合比和快速燃燒的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，其熱效率在現(xiàn)行汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上提高25%，達(dá)到現(xiàn)代柴油機(jī)的同樣水平。
第二個(gè)目的是提供一種缸徑為∮160～240的高熱效率的特大型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，此種發(fā)動(dòng)機(jī)的產(chǎn)生可能將對(duì)航空工業(yè)發(fā)生較大的影響。
本發(fā)明是1實(shí)用緊湊型快速燃燒汽油機(jī)(89109083.5)和2、雙室同燃高壓汽油機(jī)(89100886.1)兩種發(fā)明的組合發(fā)明。由這一組合產(chǎn)生的“實(shí)用分隔式緊湊型快速燃燒汽油機(jī)”，既具有與現(xiàn)代柴油機(jī)同樣水平的熱效率;而又適用于缸徑擴(kuò)大到∮100～160的中、大型及∮160～240的特大型汽油機(jī)。
1、本發(fā)明使汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率由現(xiàn)在的基礎(chǔ)上提高25%，達(dá)到現(xiàn)代柴油機(jī)的同樣水平，在全國(guó)及全世界的節(jié)能效果將是十分巨大的。
2、本發(fā)明所適用的缸徑∮100～160的中、大型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)汽車和飛機(jī)都能廣泛使用。
3、本發(fā)明還創(chuàng)制缸徑為∮160～240的特大型汽油機(jī)，在此以前是無(wú)法想像的，將對(duì)航空工業(yè)發(fā)生很大的影響。
發(fā)明的


圖1是實(shí)用分隔式緊湊型快速燃燒汽油機(jī)的剖面圖，此時(shí)活塞在上頂點(diǎn)。
圖中(1)是活塞頂部的園形小燃燒室，其直徑約為汽缸直徑的40%～50%;
圖中(2)是包含進(jìn)、排汽門的橢園形小燃燒室，其最大直徑與(1)的直徑相同;
CL-1，CL-2分別是(1)，(2)室內(nèi)安置火花塞的中線;
圖中(3)是防止活塞頂與缸蓋下(內(nèi))部相撞的氣墊間隙。
圖1表示出活塞在上頂時(shí)，二個(gè)燃燒室(1)與(2)是相互分隔的，它們與氣墊間隙(3)也是分隔的。可以設(shè)想，活塞的下行至一定距離后，二個(gè)燃燒室(1)、(2)的間隙消失，它們與氣墊間隙(3)的間隙也消失，于是它們?nèi)吆喜⒊蔀橐粋€(gè)直徑與缸徑相同的一個(gè)整體燃燒室。設(shè)計(jì)這個(gè)間隔的深度時(shí)可以考慮當(dāng)活塞在上頂點(diǎn)前-18°至上頂點(diǎn)后+18°，(1)、(2)、(3)三者相分隔，這時(shí)正是燃燒最激烈的階段。
很明顯，如(1)、(2)二室與氣墊間隙(3)不分隔，在燃燒過(guò)程中(1)、(2)二室的已燃?xì)怏w必須膨脹而沖進(jìn)氣墊間隙(3)，于是(3)內(nèi)混合氣的溫度，壓力和質(zhì)量必然猛增，于是那里必然成為最易發(fā)生爆燃的末端。而有了分隔，(1)、(2)室的燃燒不會(huì)影響(3)內(nèi)的混合氣，而這些混合氣正處在缸蓋下面的部位，得到較好的冷卻效果;一待活塞下行至+18°，間隔自動(dòng)消失，而沿著間隔的楞邊同時(shí)沖出(1)、(2)二室已燃的熾熱的氣體，立即引燃(3)內(nèi)的混合氣并迅速燃燒完畢，不會(huì)引起爆燃。這就是本發(fā)明能夠擺脫爆燃干擾的緣故。
圖2是缸徑為∮100～160的中、大型實(shí)用分隔式緊湊型快速燃燒汽油機(jī)，圖中表示出小燃燒室(1)、(2)及氣墊間隙(3)的平面布置情況。
圖3是缸徑為∮160～240特大型實(shí)用分隔式緊湊型快速燃燒汽油機(jī)。圖中表示出小燃燒室(1)-1，(1)-2和(2)，氣墊間隙(3)的平面布置情況。
發(fā)明的具體實(shí)施方案1、燃燒室間和它與氣墊間隙(末端)之間的分隔，都是在活塞接近上頂點(diǎn)時(shí)，由活塞頂部和缸蓋下(內(nèi))部的楞邊相互楔入而構(gòu)成。二者楔入的深度，直接關(guān)系分隔延續(xù)時(shí)間的久暫，(可考慮設(shè)計(jì)為上頂點(diǎn)前-18°至后+18°)務(wù)使燃燒最激烈的階段，存在這二種分隔。于是各燃燒室的燃燒互不干擾或干擾甚微，燃燒室的燃燒也不影響氣墊間隙里的少量混合氣，這就可使本型汽油機(jī)擺脫爆燃的干擾。
2、對(duì)于缸徑∮100～160的汽油機(jī)，在燃燒最激烈的階段，只須分隔成二個(gè)小燃燒室，其一個(gè)包含進(jìn)、排氣門;另一個(gè)在活塞中部稍偏。二小燃燒室各裝一個(gè)火花塞，點(diǎn)火時(shí)間相同。
3、對(duì)于缸徑為∮160～240的汽油機(jī)，在燃燒最激烈的階段須分隔成三個(gè)小燃燒室，其一個(gè)包含進(jìn)、排氣門;另二個(gè)在活塞中部附近對(duì)稱排列。三個(gè)小燃燒室內(nèi)各裝一個(gè)火花塞，點(diǎn)火時(shí)間相同。
4、不論是包含進(jìn)排氣門的橢圓形小燃燒室和活塞頂部的小燃燒室，都須有高低不同的深度，且須挖有溝槽，籍以造成渦流及紊流，從而加快火焰行進(jìn)的速度，促成快速燃燒。
5、將一個(gè)直徑與缸徑相同的整體燃燒室分隔成幾個(gè)小燃燒室，是提高壓縮比的主要手段;加速燃燒也有利于提高壓縮比，所以本型汽油機(jī)的壓縮比可提高到13或更大。
6、稀混合比可由改造化油器的油、氣通道獲得，當(dāng)然必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，從而獲得最佳比值。
7、雙室或三室同時(shí)點(diǎn)火的系統(tǒng)，須專門設(shè)計(jì)制造。
權(quán)利要求
1.實(shí)用分隔式緊湊型快速燃燒汽油機(jī)是1、實(shí)用緊湊型快速燃燒汽油機(jī)(89109083.5，下簡(jiǎn)稱“實(shí)用機(jī)”)和2、雙室同燃高壓汽油機(jī)(89100886.1，下簡(jiǎn)稱“雙室機(jī)”)的組合發(fā)明。由于二者的組合，本發(fā)明的熱效率與“實(shí)用機(jī)”相同，達(dá)到現(xiàn)代柴油機(jī)的水平；而適用發(fā)動(dòng)機(jī)的缸徑由“實(shí)用機(jī)”原來(lái)的∮100以下，擴(kuò)大到∮100～160，和∮160～240系列，創(chuàng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的先例。
2.本發(fā)明和“實(shí)用機(jī)”、“雙室機(jī)”相同，都是按本人創(chuàng)造的“分隔燃燒原理”設(shè)計(jì)并創(chuàng)制。此型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞頂部和汽缸下(內(nèi))部都有凹或凸的楞邊，當(dāng)活塞上行接近上頂點(diǎn)，也即是燃燒開始時(shí)，二者的楞邊互楔入而將原為整體的燃燒室“分隔”成為二或三個(gè)小室(其中有一個(gè)包含進(jìn)、排氣門);這些小燃燒室還與氣墊間隙相“分隔”。所以在燃燒階段(或燃燒最激烈的階段)，各小室的燃燒互不干擾;也不干擾氣墊間隙(這里原是燃燒的末端)，那里面存有的少量混合氣可以保持較低的溫度和壓力，必待各小室燃燒完畢(或基本燃畢)，大量熾熱已燃?xì)怏w沿楞邊全線沖出，這才引燃并迅速燃燒完畢。這就有效地避免爆燃發(fā)生。
3.根據(jù)1和2所述的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，其活塞頂部和汽缸蓋下(內(nèi))部楞邊相互楔入的深度，關(guān)系著各小室及其與氣墊間隙“分隔”時(shí)間延續(xù)的久暫。一般延續(xù)時(shí)間以曲軸角度-18°～+18°為宜，最合適的角度須按發(fā)動(dòng)機(jī)的具體情況，通過(guò)試驗(yàn)來(lái)決定。
4.根據(jù)1、2、3所述的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，須在各小室里盡量利用渦流和紊流，提高火焰?zhèn)鞑ニ俣龋俪煽焖偃紵?br> 5.根據(jù)1、2、3、4所述的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，可以按其結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)制造新型發(fā)動(dòng)機(jī);也可以改造現(xiàn)行汽油機(jī)。改造現(xiàn)行汽油機(jī)時(shí)，只須更換活塞、汽缸蓋和電氣點(diǎn)火系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中的活塞頂部和缸蓋下(內(nèi))均有楞邊，當(dāng)活上行接近上頂點(diǎn)、燃燒最激烈的階段，二者的楞邊相互楔入將整體的燃燒室分隔成為兩個(gè)或三個(gè)較小的燃燒室，(其中一個(gè)包含著進(jìn)、出汽門)，由于壓縮比與燃燒室的直徑緊密相關(guān)，較小的燃燒室可選用較大的壓縮化；本發(fā)明還在這些小燃燒室中盡可能利用渦流和紊流，促進(jìn)快速燃燒；燃用稀混合氣。本發(fā)明具有高熱效率，并適用于中、大型及特大型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)F02B1/04GK1053471SQ9010029
公開日1991年7月31日 申請(qǐng)日期1990年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月20日
發(fā)明者薛止眾 申請(qǐng)人:薛止眾