實用緊湊型快速燃燒汽油機的製作方法

2023-05-15 03:41:01 1

專利名稱：實用緊湊型快速燃燒汽油機的製作方法
技術領域：
本發明是關於汽油發動機燃燒室的設計燃燒室是汽油機的心臟，汽油和空氣的混合氣是在那裡燃燒而發揮其能量的。壓縮比是關係汽油機熱效率的主要因素，所以提高壓縮比一直是研究人員的努力方向。近些年來，研究人員一般用兩個辦法來提高汽油機的壓縮比第一是「分層燃燒法」，第二是「緊湊型快速燃燒法」。可是前者由於製造高壓汽油泵的難度大，迄今未能徹底過關;後者要求儘量均勻的稀混合氣及精確調節點火時間，否則容易導致爆燃發生。緊湊型快速燃燒法在國外有瑞士的米迦·梅和美國的裡卡多研究所進行試驗;在國內有天津大學劉友鈞教授的射流燃燒室比較成功。(《內燃機節能手冊》化學工業出版社1987年12月北京版，第500頁)吉林工人和瀋陽汽車發動機廠的研究人員共同進行的汽油機用緊湊型快速燃燒室試驗報告也曾在《內燃機工程》雜誌1985年第3期上刊出。
但不論是「分層燃燒法」和「緊湊型快速燃燒法」，雖然都有提高壓縮比，從而提高汽油機熱效率的可能，但都還因為存在問題而仍停留在試驗研究的階段。
本發明是在上述國內外幾處研究人員的實驗基礎上作進一步的改革，從而使緊湊型快速燃燒法能夠突破研究試驗階段，進入實用的領域，創製了新型的「實用緊湊型快速燃燒汽油機」。
要說明實用緊湊型快速燃燒汽油機的優點和它能夠進入實用階段的原因，須先對現行的緊湊型快速燃燒汽油機進行分析

圖1是一種燃燒室在缸蓋內的緊湊型快速燃燒汽油機，這種汽油機的活塞頂部是平的。圖1表示活塞在上頂點的情況。也就是燃燒接近最激烈階段的情況。圖1中的(1)是燃燒室，(2)是此時活塞與缸蓋平面之間的間隙。這個間隙是防止活塞與缸蓋碰撞所必需，可稱之謂「氣墊間隙」。從燃燒開始，(1)室內已燃的氣體勢必膨脹，於是將部分混合氣壓入氣墊間隙，隨著燃燒的延續，氣墊間隙裡混合汽的質量、壓力和溫度逐漸提高，如果由於點火時間控制不當，在火焰還沒有到達汽缸邊緣的時候，氣墊間隙末端的混合氣可能因已超過遲延期而發生自燃，這種自燃就是「爆燃」。這就是現行緊湊型快速燃燒汽油機沒能擺脫「爆燃」幹擾，而致迄今仍然停留在研試階段的原因。這裡還須補充一句，除了點火時間控制不當而外，汽油機過熱、超載或其他特殊原因也能使氣墊間隙的末端(汽缸邊緣處)發生爆燃。
圖2為實用緊湊型快速燃燒汽油機，也是處於活塞在上頂點的情況。這時缸蓋與活塞之間也同樣有燃燒室(1)和氣墊間隙(2)。但請注意在這圖中(1)和(2)是隔離的，這是由於活塞頂部的凹窩，與缸蓋下部(內)凸臺相互契入而致造成這種結構。(1)與(2)的隔離可以防止(1)室內的燃燒對氣墊間隙(2)發生影響;而且在(1)室燃燒期間，(2)內的混合汽處於容易散熱的缸蓋平面下，溫度不會提高;所以必待活塞過上頂點下行而致(1)、(2)之間的隔離消失，(1)室內大量的熾熱的高壓的已燃氣體衝入(2)內，才能迅速燒完氣墊間隙裡的混合氣，在這種情況下，爆燃是不可能發生的。
這就是本發明區別於現行緊湊型快速燃燒汽油機的唯一特點。也僅僅是因為這一特點，所以實用緊湊型快速燃燒汽油機能夠擺脫爆燃的幹擾，從而能進入實用領域。
簡單地說，凡是研究人員已經在試驗室裡得到的緊湊型快速燃燒汽油機所有優點，諸如壓縮比達到11-13，油耗降至245克每千瓦小時，(注意不是指「馬力小時」)等等，實用緊湊型快速燃燒汽油機同樣能達到。而後者能夠擺脫「爆燃」的幹擾，從而使中外許多研究人員為之辛勤工作二十多年的緊湊型快速燃燒汽油機得能從試驗室進入實地應用的領域，得能在祖國的建設事業中發揮作用。
提到積極效果，只須知道現行汽油發動機的最低油耗率約為250克/馬力小時，可知實用緊湊型快速燃燒汽油機可以節約25%左右。
圖紙說明圖1為現行緊湊型快速汽油機的簡圖，CL1表出火花塞的安裝位置;
圖2為實用緊湊型快速燃燒汽油機的簡圖;
圖3為實用緊湊型快速燃燒汽油機缸蓋的簡圖，圖中表出其下部的凸臺部分A，CL1為火花塞安裝位置;
圖4為實用緊湊型快速燃燒汽油機活塞的簡圖，圖中表出其上部的凹窩部分B。
實用湊型快速燃燒汽油機的缸蓋下的燃燒室與現行緊湊型快速燃燒汽油機的燃燒室完全相同，都是以鑄件加工而成，無須詳述。
這裡需要說明的是缸蓋下面的凸臺A是挨近燃燒室外廓的，近乎是橢園形的，其高度a應與氣墊間隙的厚度相適應，(須視汽油機的具體規格大小，通過計算設計決定)須用仿形銑床精密加工而成。活塞頂部的凹窩也是橢園形的，其深度b須與缸蓋凸臺高度a相適應，也須用仿形銑床加工。當活塞在上頂點時，凸臺A契入凹窩B而形成燃燒室與氣墊間隙之間的分隔，所以二者之間只應有很小的間隙(不大於0.2mm)。
實用緊湊型快速燃燒汽油機的缸蓋和汽塞上的凸臺和凹窩的位置，可以相互調換，只須二者當活塞在上頂點時能夠形成燃燒室與氣墊間隙的分隔即可。
本發明除可以按其運轉原理設計新的實用型快速燃燒汽油機，也可以按其原理改造現用的一般汽油發動機(是指應用於飛機、汽車等等的普通的汽油發動機，不是指現仍停留在試驗室內的緊湊型快速燃燒汽油機)，改造方法十分簡便，只須換去汽缸蓋，並在原來的平頂活塞上銑一個凹窩就行了。大量從事這方面的改造，可令新型的實用緊湊型快速燃燒汽油機迅速投入作用，迅速節約大量汽油能源，迅速在祖國建設中發揮效用。
權利要求
1.實用緊湊型快速燃燒汽油機是從現在仍停留在實驗階段的緊湊型快速燃汽油機的理論基礎上發展而成。緊湊型快速燃燒汽油機的理論是世界學術界已經公開的公共財富。本發明的特徵只在於在混合汽燃燒的階段，也就是活塞在上頂點的微小曲軸角度時，缸蓋下(內)的橢園形凸臺，契入活塞頂部的凹窩，從而使燃燒室(1)與氣墊間隙(2)相互隔離。
2.根據權利要求1所述的汽油機，它的活塞頂部須有一個橢園形的凹窩，缸蓋下(內)部須有一個相同形狀的凸臺，活塞接近上頂點時，凸臺契入凹窩，這才造成在燃燒階段燃燒室(1)與氣墊間隙(2)相互隔離，從而使燃燒室裡的燃燒不影響氣墊間隙裡的混合氣，使爆燃不能在氣墊間隙裡產生，也就在事實上使實用緊湊型快速燃燒汽油機能夠擺脫爆燃的幹擾，進入真正實用的領域。
3.根據權利要求1與2所述的汽油機，其活塞頂部和缸蓋下(內)部的凹窩與凸臺的位置可以互換。只須二者相互配合適當，二者間的間隙大小適當，就能有效地在燃燒階段隔離燃燒室(1)和氣墊間隙(2)。
4.根據權利要求1、2、3所述的汽油機，可以按其原理設計製造新型實用湊型快速燃燒汽油機;也可按其原理將現在飛機、汽車等等所用的普通汽油機改造成這種新型的實用緊湊型快速燃燒汽油機，改造時只須更換汽缸蓋及少量其他零部。
全文摘要
實用緊湊型快速燃燒汽油機是在現行緊湊型快速燃燒汽油機的基礎理論上發展而成的，現行緊湊型快速燃燒汽油機由於未能擺脫爆燃的幹擾，所以迄今仍還停留在試驗研究階段。本發明在活塞頂部制一凸臺，在缸蓋下(內)部銑一個凹窩，這二者在汽油機的燃燒階段相互契入構成燃燒室與汽墊間隙間的隔離，從而使實用緊湊型快速燃燒汽油機能夠擺脫爆燃幹擾，進入實用階段。
文檔編號F02B19/04GK1052356SQ8910908
公開日1991年6月19日 申請日期1989年12月4日 優先權日1989年12月4日
發明者薛止眾 申請人:薛止眾