專利名稱：高效內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)動機(jī)，具體是一種高效內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃發(fā)動機(jī)主體為缸體，缸體的上口由缸蓋封蓋，缸體內(nèi)設(shè)有活塞，活塞在缸體內(nèi)的運(yùn)動上止點(diǎn)和運(yùn)動下止點(diǎn)間往復(fù)運(yùn)動?；钊耐鶑?fù)運(yùn)動分為進(jìn)氣、壓縮、爆炸做功和排氣四個過程1、進(jìn)氣(即吸氣)?；钊陨现裹c(diǎn)向下運(yùn)動時開啟進(jìn)氣口，關(guān)閉排氣口。活塞自上止點(diǎn)向下運(yùn)動至下止點(diǎn)的過程中，進(jìn)氣口的氣門處于開啟狀態(tài)，排氣口的氣門處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)活塞作進(jìn)氣運(yùn)動時，控制裝置控制噴油裝置從噴油嘴噴油。噴油嘴可以設(shè)置于缸蓋上直接向缸體內(nèi)噴油，也可以設(shè)置于進(jìn)氣道中，使噴出的油霧隨空氣一同進(jìn)入到缸體內(nèi)。2、壓縮。活塞自下止點(diǎn)向上運(yùn)動時關(guān)閉進(jìn)氣口。活塞自下止點(diǎn)向上運(yùn)動至上止點(diǎn)的過程中，進(jìn)氣口氣門和排氣口氣門均處于關(guān)閉狀態(tài)。3、爆炸做功?；钊蛏线\(yùn)動至上止點(diǎn)，混合燃燒體于燃燒室內(nèi)點(diǎn)燃，混合燃燒體瞬間燃燒爆炸，推動活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動輸出功率。4、排氣?；钊韵轮裹c(diǎn)向上運(yùn)動時開啟排氣口?；钊韵轮裹c(diǎn)向上運(yùn)動至上止點(diǎn)，此時進(jìn)氣口的氣門處于關(guān)閉狀態(tài)，排氣口的氣門處于開啟狀態(tài)，將混合燃燒體燃燒爆炸產(chǎn)生的廢氣排出?；钊\(yùn)動的上止點(diǎn)與缸蓋之間的腔室為燃燒室，活塞運(yùn)動的下止點(diǎn)與缸蓋之間的腔室為進(jìn)氣室(包括燃燒室)；進(jìn)氣室與燃燒室之比為壓縮比。壓縮比是內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的一個重要指標(biāo)，壓縮比越大，點(diǎn)火前燃燒室內(nèi)的混合氣體的密度就越大，燃燒時一方面可以使燃料燃燒更完全，燃料利用率更高、能耗更低，廢氣排放也更低，另一方面發(fā)動機(jī)的功率輸出更大，因此本領(lǐng)域的技術(shù)人員一直都希望通過提高內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的壓縮比來改善發(fā)動機(jī)的上述各項(xiàng)指標(biāo)。但因?yàn)槠字械目諝夂挽F化汽油的混合體在被壓縮的過程中溫度會急劇升高，因此，如果壓縮比太高，在點(diǎn)火前混合氣體已達(dá)到自燃溫度而提前爆燃，發(fā)生爆震，對發(fā)動機(jī)造成損壞。為解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)主要是通過降低燃燒室內(nèi)油氣的密度，或者通過降低供油溫度，如用油料降溫的方法來降低燃燒室的溫度，來避免爆燃情況的發(fā)生。通過這兩種方法現(xiàn)在可以使汽油內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的壓縮比達(dá)到9. 5 10. 6，柴油內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的壓縮比達(dá)到 18 22，但如果繼續(xù)提高壓縮比，則依然可能發(fā)生爆燃。
(三)實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種通過噴水提高燃料利用率和提高輸出功率的高效內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。高效內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，包括缸體，缸體的上口由缸蓋封蓋，缸體或缸蓋上設(shè)有與缸體內(nèi)腔導(dǎo)通的進(jìn)氣裝置、排氣裝置和噴油裝置，缸體內(nèi)還設(shè)有做往復(fù)運(yùn)動的的活塞，且至少還包括一個可將水霧化且將霧化水導(dǎo)入缸體中的噴水裝置，以及一個控制噴水裝置啟閉及調(diào)節(jié)噴水量的控制裝置；所述控制裝置控制噴水裝置使之在活塞做吸氣運(yùn)動時、噴油裝置噴油動作完畢后噴出霧化水。向缸體內(nèi)腔中導(dǎo)入霧化水的作用1、由于導(dǎo)入霧化水有制冷作用，可瞬間降低缸體內(nèi)腔的溫度，從而提高吸入的空氣量從而提高缸體內(nèi)的空氣密度。多吸進(jìn)的空氣一方面可以使燃料燃燒更完全，提高燃料利用率，因此可以減少噴油量，從而降低能耗，減少污染；另一方面多吸進(jìn)的空氣增加了在爆炸做功時缸體內(nèi)參與膨脹做功的空氣量，從而增大了發(fā)動機(jī)的輸出功率。2、由于導(dǎo)入霧化水，壓縮時隨著缸體內(nèi)溫度的上升，部分水珠開始?xì)饣?，?dāng)爆炸做功時，在高溫作用下霧化水進(jìn)一步汽化，氣化水的體積急劇膨脹，進(jìn)一步加強(qiáng)發(fā)動機(jī)功率輸出ο3、由于導(dǎo)入霧化水時可給缸體內(nèi)腔制冷，且壓縮時部分水珠的氣化過程也吸收缸內(nèi)熱量，從而可以延緩壓縮時缸體內(nèi)溫度的上升的速度，因此，為設(shè)計(jì)更高壓縮比的內(nèi)燃機(jī)提供了空間。壓縮比的提高將進(jìn)一步提高內(nèi)燃機(jī)的效率和輸出功率，也將進(jìn)一步提高發(fā)動機(jī)的其他多項(xiàng)指標(biāo)。為了避免油霧和水霧相遇后使燃油乳化，噴水動作最好在噴油動作完成后進(jìn)行。一種較簡單的噴水裝置是利用高壓噴水嘴將水霧化并噴出，至少設(shè)置一個高壓噴水嘴，高壓噴水嘴可以設(shè)置于缸蓋上，或者設(shè)置于進(jìn)氣裝置的氣流通道中。高壓噴水嘴既可以很好地將水霧化，其噴出的霧化水又具有較好的瞬間制冷作用。因?yàn)榛钊鑫鼩膺\(yùn)動時缸體內(nèi)的環(huán)流氣體會將水霧帶離燃燒室，而且吸氣過程結(jié)束時，汽缸內(nèi)的渦流運(yùn)動幾乎停止，因此，在吸氣過程的后段再噴水可以使更多的水霧聚集在燃燒室內(nèi)，使局部瞬間降溫，吸進(jìn)更多空氣，如控制裝置控制噴水裝置使之在活塞做吸氣運(yùn)動且吸氣行程在50% 100%時噴出霧化水。如所述控制裝置控制噴水裝置使之在活塞做吸氣運(yùn)動且吸氣行程在70% 100%甚至吸氣行程在90% 100%時噴出霧化水更好。高壓噴水嘴噴出的霧化水的溫度為T > 0°C，T彡10°C較好，最好是T > 0°C， T 彡 5°C。噴水裝置的噴水量可根據(jù)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況調(diào)整，噴水量以不會使發(fā)動機(jī)熄火為前提，一般情況下噴水量與發(fā)動機(jī)的容積成正比，實(shí)驗(yàn)得出每次噴水量為每升發(fā)動機(jī)容積的噴水量為0. 2克 3克較好。


圖1是本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖號標(biāo)識1、缸體；2、活塞；3、缸蓋；4、曲柄箱；5、噴油嘴；6、高壓噴水嘴；7、進(jìn)氣口 ；8、排氣口 ；9、連桿；10、曲柄。
具體實(shí)施方式
圖1所示為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，是一種汽油發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)有四個缸，每個缸的容積為0. 25升，發(fā)動機(jī)的總?cè)莘e為1升。在圖1所示實(shí)施方式中，缸體1的上口由缸蓋3封蓋，缸蓋3中心設(shè)置噴油裝置的噴油嘴5，噴油嘴5旁的缸蓋3上還設(shè)置噴水裝置的高壓噴水嘴6，噴水裝置的啟閉及噴水量調(diào)節(jié)由控制裝置控制，該控制裝置同時還控制噴油裝置的啟閉及噴油量的調(diào)節(jié)，缸體1 的進(jìn)氣口 7和排氣口 8開設(shè)于缸蓋3上；缸體1的下口連接曲柄箱4，曲柄箱4內(nèi)設(shè)有曲柄連桿機(jī)構(gòu)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)由相互鉸鏈的曲柄10和連桿9構(gòu)成；缸體1內(nèi)配合有活塞2，活塞 2與連桿9鉸鏈。發(fā)動機(jī)啟動時，曲柄10的轉(zhuǎn)動、連桿9的擺動轉(zhuǎn)化為活塞2在缸體1內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(發(fā)動機(jī)啟動后，活塞2在缸體1內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為曲柄10的轉(zhuǎn)動)，活塞2運(yùn)動的上止點(diǎn)A與缸蓋3之間的腔室為燃燒室，活塞2運(yùn)動的下止點(diǎn)B與缸蓋3之間的腔室為進(jìn)氣室(包括燃燒室)。所述活塞2的往復(fù)運(yùn)動分為進(jìn)氣、壓縮、爆炸做功和排氣四個過程1、進(jìn)氣(即吸氣)?；钊?自上止點(diǎn)A向下運(yùn)動時打開進(jìn)氣口 7的氣門，關(guān)閉排氣口 8的氣門?；钊?自上止點(diǎn)A向下運(yùn)動至下止點(diǎn)B的過程中，進(jìn)氣口 7的氣門處于開狀態(tài)，排氣口8的氣門處于關(guān)閉狀態(tài)?；钊?自上止點(diǎn)A向下運(yùn)動時控制裝置控制噴油裝置從噴油嘴5噴油，當(dāng)噴油動作完成后，且活塞2吸氣行程在90% 100%之間時，控制裝置控制噴水裝置從高壓噴水嘴6直接向缸體內(nèi)噴出霧化水，噴水量為每次0. 2克 3克。2、壓縮?；钊?自下止點(diǎn)B向上運(yùn)動時，關(guān)閉進(jìn)氣口 7氣門?；钊?自下止點(diǎn)B 向上運(yùn)動至上止點(diǎn)A的過程中，進(jìn)氣口 7氣門和排氣口 8氣門均處于關(guān)閉狀態(tài)。3、爆炸做功。活塞2向上運(yùn)動至上止點(diǎn)A，油與霧化水的混合燃燒體于燃燒室內(nèi)點(diǎn)燃，混合燃燒體瞬間燃燒爆炸(霧化水瞬間汽化爆膨)，推動活塞2向下止點(diǎn)B運(yùn)動輸出功率。4、排氣?；钊?自下止點(diǎn)B向上運(yùn)動至上止點(diǎn)A，此時進(jìn)氣口 7的氣門關(guān)閉，排氣口 8的氣門打開將混合燃燒體燃燒爆炸產(chǎn)生的廢氣排出。本高效內(nèi)燃發(fā)動機(jī)與其它結(jié)構(gòu)及參數(shù)與之完全一致，僅不包括噴水裝置的發(fā)動機(jī)相比，在不同的路況等外界條件下，可節(jié)油20% 30%，輸出功率可增加15% 25%。
權(quán)利要求1.高效內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，包括缸體(1)，缸體(1)的上口由缸蓋(3)封蓋，缸體(1)或缸蓋 (3)上設(shè)有與缸體內(nèi)腔導(dǎo)通的進(jìn)氣裝置、排氣裝置和噴油裝置，缸體(1)內(nèi)還設(shè)有做往復(fù)運(yùn)動的的活塞(2)，其特征在于至少還包括一個可將水霧化且將霧化水導(dǎo)入缸體(1)中的噴水裝置，以及一個控制噴水裝置啟閉及調(diào)節(jié)噴水量的控制裝置；所述控制裝置控制噴水裝置使之在活塞(2)做吸氣運(yùn)動時、噴油裝置噴油動作完畢后噴出霧化水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其特征在于所述噴水裝置設(shè)有至少一個高壓噴水嘴(6)，噴水裝置通過通過高壓噴水嘴(6)將水霧化；所述高壓噴水嘴(6)設(shè)置于缸蓋(3)上，或者設(shè)置于進(jìn)氣裝置的氣流通道中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其特征在于所述控制裝置控制噴水裝置使之在活塞(2)做吸氣運(yùn)動且吸氣行程在50% 100%之間時噴出霧化水。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其特征在于所述控制裝置控制噴水裝置使之在活塞(2)做吸氣運(yùn)動且吸氣行程在70% 100%之間時噴出霧化水。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其特征在于所述控制裝置控制噴水裝置使之在活塞(2)做吸氣運(yùn)動且吸氣行程在90% 100%之間時噴出霧化水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任意一項(xiàng)所述的高效內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其特征在于高壓噴水嘴 (6)噴出的霧化水的溫度T > 0°C，T彡10°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的高效內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其特征在于高壓噴水嘴(6)噴出的霧化水的溫度 T>0°C，T 彡 5°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任意一項(xiàng)所述的高效內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其特征在于噴水裝置的噴水量與發(fā)動機(jī)的容積成正比，每次噴水量為每升發(fā)動機(jī)的容積噴水量為0. 2克 3克。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高效內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，包括缸體，缸體上設(shè)有與缸體內(nèi)腔導(dǎo)通的進(jìn)氣裝置和噴油裝置，以及在缸體內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動的的活塞，其特征在于至少還包括有一個可將水霧化并將霧化水導(dǎo)入缸體內(nèi)腔中的噴水裝置，以及一個控制噴水裝置啟閉及調(diào)節(jié)噴水量的控制裝置，所述控制裝置控制噴水裝置使之在活塞做吸氣運(yùn)動時噴出霧化水。本實(shí)用新型采取向燃燒室噴霧化水進(jìn)行冷卻的措施，可有效防止提前爆燃，發(fā)動機(jī)的壓縮比得以提高，結(jié)合霧化水的爆膨，增大發(fā)動機(jī)功率輸出。
文檔編號F02B41/04GK202117763SQ201120153239
公開日2012年1月18日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者麥鎮(zhèn)榮 申請人:林建超, 申云華, 麥鎮(zhèn)榮