[发明专利]超高始燃压往复活塞式内燃机及其设计制造方法

权利要求书

1.一种往复活塞式内燃机，其特征是：构造带有弹性的燃烧室或者是半刚性半弹性的燃烧室，此弹性燃烧室是内燃机的弹性储能结构；通过设置足够的弹性空间，并设计制定燃烧室的最高弹性压强，可以控制燃烧最大压强在燃烧室最高弹性压强之下，通过设定半刚性半弹性燃烧室的起始弹性强度，可以设定燃烧室的开始弹性变形的压强；在内燃机气体压缩末期，在燃料混合气体着火前的燃烧室压强，即始燃压，大幅超越了现有内燃机的始燃压，达到10MPa压强以上，并使得始燃压以最有效率的方式接近或达到、甚至超过燃烧室开始弹性变形的压强，设定此始燃压趋向于接近燃烧最大压强，使得内燃机趋向和接近于理论上的等压加热循环模式；燃烧室弹性变形前的压强越大，越接近燃烧最大压强，则内燃机越接近于等压加热循环模式，内燃机的燃烧热效率也就越大；也就是说，关键的特征是，始燃压在10MPa至燃烧最大压强之间，并且始燃压尽量接近燃烧最大压强。

2.根据权利要求1所述的往复活塞式内燃机的一种设计制造方法，其特征是：在内燃机气体压缩过程中，使用高压缩比，使得燃烧室始燃压达到10MPa至燃烧最大压强之间。

3.根据权利要求2所述的往复活塞式内燃机的一种设计制造方法，其特征是：通过调节进气量以实现压缩比(膨胀比)的动态调节，以满足不同负载的需要：在负载较小时，空气进气量也较小，始燃压与燃烧室开始弹性变形的压强基本相同，压缩比(膨胀比)较大；在负载较大时，空气进气量也较大，当压缩空气的压强大于燃烧室开始弹性变形的压强时，燃烧室会弹性变形增大，而始燃压也会比燃烧室开始弹性变形的压强大，压缩比(膨胀比)会变小，可以有更多的空气进气量以支持更多的燃料燃烧，以实现更大的负载。

4.根据权利要求2所述的往复活塞式内燃机的一种设计制造方法，其特征是：在内燃机气体压缩过程中，使用高压缩比的米勒循环以调节空气进气量和始燃压，使得燃烧室始燃压维持达到权利要求2所述的燃烧室始燃压；当负载较小或发动机转速较小时，所需要的空气进气量也较小，在米勒循环下发动机的实际压缩比要比膨胀比小得多，但确保发动机始燃压达到本发明方案的超高始燃压；当负载较大或发动机转速较大时，所需要的空气进气量也较大，实现米勒循环调节，发动机的实际压缩比也要相应地动态提高，以保证发动机维持同样水平的超高始燃压，以保持同样水平的燃烧热效率。

5.根据权利要求2所述的往复活塞式内燃机的一种设计制造方法，其特征是：在内燃机气体压缩过程中，使用高压缩的进气增压以调节空气进气量和始燃压，使得燃烧室始燃压达到权利要求2所述的燃烧室始燃压；当负载较小或发动机转速较小时，所需要的空气进气量也较小，可以不使用进气增压或者比较小的进气增压，但确保发动机始燃压达到本发明方案的超高始燃压；当负载较大或发动机转速较大时，所需要的空气进气量也较大，使用较大的进气增压进行调节，以保证发动机维持同样水平的超高始燃压，以保持同样水平的燃烧热效率。

6.根据权利要求2所述的往复活塞式内燃机的一种设计制造方法，其特征是：通过控制每次喷射燃料的量，使得混合气燃烧时其浓度低于爆炸浓度极限，以实现稀薄燃烧，以防止爆燃的发生；通过多次脉冲式燃料喷射，分阶段燃烧，以满足每次循环燃烧所需要的燃料燃烧的量，来达到满足每次循环负载的需要；根据每种不同燃料的特性来调节脉冲式燃料喷射燃烧，对每次燃料喷射的量以及脉冲喷射的时间间隔，根据燃料燃烧的不同特性进行适当的调节；对于不同的燃油燃料，还要根据其燃烧特性控制调节发动机的最大转速；以此实现可以使用各种不同燃料的往复活塞式燃油一体发动机。