[发明专利]可实用紧凑型快速燃烧汽油机

说明书

本发明涉及可实用紧凑型快速燃烧汽油机。

燃烧室是汽油机的心脏，汽油和空气的混合气是在那里燃烧而发挥其能量的。压缩比是关系汽油机热效率的主要因素，所以提高压缩比一直是研究人员的努力方向。近些年来，研究人员一般用两种办法来提高汽油机的压缩比：第一是“分层燃烧法”，第二是“紧凑型快速燃烧法”。可是前者由于制造高压汽油泵的难度大，迄今未能彻底过关；后者要求尽量均匀的稀混合气及精确调节点火时间，否则容易导致爆燃发生。

但不论是“分层燃烧法”和“紧凑型快速燃烧法”，现在都还存在问题，而仍停留在试验研究阶段。

本发明的目的在于提供一种可以实用的紧凑型快速燃烧汽油机。

本发明是一种新型的紧凑型快速燃烧汽油机。它包括缸盖、缸体、活塞、火花塞，所述缸体内设有一气缸，所述活塞可滑动地装在气缸中，所述缸盖上设有紧凑型快速燃烧室，所述火花塞装于该燃烧室中，所述紧凑型快速燃烧室与由活塞、缸盖、缸体围成的位于气缸中的空间，构成燃烧空间。其特征在于：所述缸盖底平面上制有一个凹窝，所述活塞顶部有一凸台，它们都是长园形的，形状相同，而凹窝稍大，稍有间隙。在汽油机运转活塞上行接近上顶点时，凹窝与凸台相互契入，将燃烧空间分隔成燃烧室与挤气间隙两个部分。(参阅[图2])

汽缸盖上凹窝与活塞顶部的凸台相互契入的深度，关系燃烧室与挤气间隙分隔时间的长短，以曲轴角度计时，分隔的角度应为：±8°～±9°。

缸盖上的凹窝应是长园形的，稍大于燃烧室的开口，其中线应是缸体的中线，左右两侧形状对称，所以加工时可用园铣刀一次铣成。(参阅[图3])

活塞顶部凸台的形状与凹窝形状相同，而宽度较小0.03～0.04毫米；前后两头较短0.40～0.50毫米。凸台的中线与活塞轴的中线一致。加工时亦是用铣刀铣制。

紧凑型快速燃烧汽油机的燃烧室的形状系按燃烧火焰的流动路线制成，形状特殊，左右不对称，前后不一致，缸盖上的凹窝只要求包容燃烧室的全部开口，所以制作是容易办到的。(参阅[图3])

按上述条件制成的缸盖与活塞，就可以保证汽油机运转中，活塞在近上顶点的-8～9°至+8～9°期间，燃烧室里的已燃气体与挤气间隙里的混合气是分隔的。这一分隔，保证了挤气间隙里的混合气保持较低的温度和压力，避免爆燃在这里发生。而在+8～9°以后，已燃气体冲进挤气间隙，也减少爆燃在燃烧室里发生。这是本机优于一般紧凑型快速燃烧汽油机的特点。(本人所写〈关于实用紧凑型快速燃烧汽油机的探讨〉一文已由《中国科学技术文库》收录)

简单地说，凡是研究人员已经在试验室里得到的紧凑型快速燃烧汽油机所有的优点，诸如压缩比达到11～13，油耗降至245克每千瓦小时(注意：不是指“马力小时”等等)，可实用紧凑型快速燃烧汽油机同样都能达到。而后者能够摆脱“爆燃”的干扰，从而使本型汽油机进入“可实用”的阶段。

提到积极效果，只须知道现行汽油机的最低油耗约为250克/马力小时，就可知道可实用紧凑型快速燃烧汽油机可以节约25％左右。

图纸说明

图1为现行紧凑型快速燃烧汽油机简图，CL1表出火花塞的安装位置；

图2为可实用紧凑型快速燃烧汽油机的简图，(1)为快速燃烧室；(2)为挤气间隙；

图3为可实用紧凑型快速燃烧汽油机缸盖的简图，图中表出其下的凹窝部分；

图4为可实用紧凑型快速燃烧汽油机活塞的简图，图中表出其上部的凸台。

可实用紧凑型快速燃烧汽油机的主要特点在于：缸盖下燃烧室开口处制一个凹窝，活塞顶部制一凸台。(1)二者相互契入的深度，决定活塞在上顶点时燃烧室与挤气间隙的隔离的时间。(2)凹窝与凸台相互契入后，其隔离燃烧室与挤气间隙的严密性，在于凹窝与凸台的间隙大小，过小则增添加工的难度，过大则隔离的严密性不足。下面就汽油机正常运转时对这两方面的要求，分别简叙如下：

(1)如果此汽油机的活塞行程为100毫米，那末设活塞从曲轴角度0°～+8°时的行距为d。

d=(1-cos8°)×50=0.49

(2)凸台与凹窝相互配合间隙的大小。

左右间隙直接影响燃烧室与挤气间隙的严密性，所以不宜过大，要求每一旁间隙为0.015～0.02毫米，那末凹窝宽度与凸台宽度之差，应小于0.03～0.04毫米。这一精度要求对精密加工是容易办到的。

前后间隙不影响密封性，故可稍于放宽，能达到0.40～0.50毫米即可。

由此可知，对于缸盖凹窝与活塞凸台加工精度的要求并不太高，只须达到这个要求，活塞与缸盖的互换性就不成问题。这在现代汽车配件生产中是已经达到的。

根据以上叙述，可知可实用紧凑型快速燃烧汽油机的加工精度要求，并不高于现行汽油机的生产条件。所以现行汽油机生产厂都有条件生产这一新型高效的新汽油机。