[发明专利]一种内燃机做功效率提升的方法

说明书

本发明公开了一种内燃机做功效率提升的方法，调整内燃机的缸体、活塞、曲柄和连杆，以优化工作过程，提高内燃机输出扭矩矩。缸体的中心线为N,曲柄的转心与活塞的上止点连线为M，其特征在于：N与M呈夹角δ，且δ为锐角；内燃机的行程缸径比不小于1.2；曲柄和连杆的曲柄连杆比不小于1:3.2；曲柄的最高转速小于3000转每分、怠速转速小于600转每分；缸体的排气门打开推迟5‑12°的曲轴转角；内燃机的点火角在活塞上止点之后0‑7°曲轴转角；缸体的进气门打开推迟5‑12°的曲轴转角。本发明主要通过斜置内燃机的缸体，并适配调整曲柄连杆比、行程缸径比、曲柄的转速、气缸的排气门打开时序、内燃机点火时序和气缸的进气门打开时序来组合式提升内燃机的作用效率，效果良好。

技术领域

本发明涉及往复式活塞式机械技术领域，特别涉及一种内燃机做功效率提升的方法。

背景技术

内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机，广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的喷气式发动机，但通常所说的内燃机是指往复活塞式内燃机。

活塞式内燃机以往复活塞式作为普遍，广泛见于汽车和船舶等的柴油机和汽油机。往复活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞做功，在通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动机械工作。

对于往复式活塞内燃机在原理上的几何特性，及技术指标，请参见图1和图2，其中曲柄的长度为r，连杆的长度为l，连杆与活塞的连接点位A，活塞运动的上止点为A’，下止点为A”,曲柄半径与连杆的夹角为θ，连杆摆角为β，曲轴转角为α。如图1和图2所示，该图形为现有技术中常规模式下，曲柄连杆和气缸的布置关系，其重要特点是，所述N与M呈夹角δ，且δ为锐角。

关于往复式活塞内燃机的属性，曲柄半径r不变，不同曲柄连杆比对连杆夹角θ的影响如图3所示，从图3(虚线—r/l＝1/2,实线—r/l＝1/4)可知，曲轴转角0-65°CA范围，曲柄连杆比越大，曲柄半径与连杆夹角θ越接近90°，θ越接近90°，切向力F_t越大，输出扭矩(力矩)越大。

在曲柄半径r不变时，不同曲柄连杆比对连杆摆角β的影响如图4(虚线—r/l＝1/2,实线—r/l＝1/4)所示，如图4可知，曲柄连杆比越大，连杆摆角β越大，β越大，摩擦力越大摩擦损失越大，会制约0-90°CA范围缸内工质压力的增大。

在曲柄半径r不变时，不同曲柄连杆比对活塞行程的影响，从图5(虚线—r/l＝1/2,实线—r/l＝1/4)所示，曲轴转角15-165°CA、215-330°CA范围，曲柄连杆比越大，活塞行程S越大，当排量相同，缸径相同时，等容度越小，即相同曲轴转角时，燃烧室的体积越大。

当曲柄半径r不变，不同曲柄连杆比对活塞速度v的影响，如图6(虚线—r/l＝1/2,实线—r/l＝1/4)所示，从图6可知，曲轴转角0-85°CA范围，曲柄连杆比越大，活塞速度v越大，v越大，气流速度越大，气流速度越大有助于快速燃烧，曲柄连杆比越大其对应的发动机的最高曲轴转速会越低。或者说，同样的活塞速度，曲柄转速更低。

当曲柄半径r不变，不同曲柄连杆比对活塞加速度a的影响，如图7(虚线—r/l＝1/2,实线—r/l＝1/4)所示，从图7可知，曲柄连杆比越大，最大加速度越大。

当曲柄半径r不变，不同曲柄连杆比对往复惯性力的影响，从图8(虚线—r/l＝1/2,实线—r/l＝1/4)可知，曲柄连杆比越大，往复惯性力的最大值越大。