[发明专利]中冷绝热内燃机

摘要

一种中冷绝热内燃机，包括缸盖和汽缸内装有的活塞，在缸盖底面分别设有通气口和压缩空气出口，压缩空气出口经汽缸阀、可控单向阀、中间冷却器(20)和充气阀后通向燃烧室(4)，燃烧室再经阀门与下面的汽缸连通，由于在压缩过程中经中间冷却器实现了中间冷却过程，在使用汽油燃料并采用15∶1的较高压缩比时也没有爆震现象，中间冷却大幅度降低了空气的压缩后压力和初始燃烧温度，让机械效率提高并减少了氮氧化物等的排放，因有充足的燃油雾化时间，能让燃烧在蓝焰下进行，使排气中的有害物质更少，因中冷后压缩空气温度降幅可达到500℃，所带来的效率提高潜力可达到25％，而在对发动机绝热后又让效率提高。

主权项

1.一种中冷绝热内燃机，包括缸盖(1)和汽缸(5)内装有的活塞(10)，其特征在于：在汽缸上面的缸盖底面(59)上分别设有通气口(38)和压缩空气出口(70)，压缩空气出口(70)经控制其开启关闭的上下布置式汽缸阀(6)和可控单向阀(7)后与出气管路(71)连通，出气管路再经中间冷却器(20)、供气管路(73)与汽缸盖内的被充气阀(2)控制的燃烧室(4)的充气口(18)相连通，燃烧室(4)再经被燃烧室阀(3)控制的通气口(38)与下面的汽缸(5)连通；设置中间冷却器(20)后，至少可在燃烧室的内壁、缸盖底面和活塞顶面设置隔热层，压缩空气出口(70)的汽缸阀(6)不被控制时，经顶杆(51)和上面的弹簧座(52)被弹簧(53)上拉作用顶在压缩空气出口(70)的下锥面(76)上使压缩空气出口关闭，由凸轮轴(65)上的开启凸轮(56)经摇臂(55)和顶杆(51)向下压动可让汽缸阀(6)开启，处于汽缸阀(6)上侧的可控单向阀(7)套装在汽缸阀的顶杆(51)下部位置，并被套在顶杆上的压簧(48)和压管(43)的下端下压作用落座在压缩空气出口(70)的上锥面(57)上使压缩空气出口关闭，可控单向阀(7)还利用其上的拉套(41)和其内的减阻弹簧(42)套装在套管(43)的下部，压缩空气出口(70)被关闭时，汽缸阀(6)和可控单向阀(7)分别夹在压缩空气出口的的上锥面(57)和下锥面(76)上，并让汽缸阀和可控单向阀之间的间隙很小；在中冷绝热内燃机的活塞(10)上行进行压缩过程时，当活塞上行半程后，开启凸轮(56)控制汽缸阀(6)首先下移开启，在活塞(10)继续上行让汽缸(5)内的压缩空气压力与中间冷却器(20)内的气体压力接近时，控制可控单向阀的松开凸轮(46)经摇臂(81)和套管(43)先经减阻弹簧(42)对可控单向阀(7)施加一个向上的开启作用力，随着活塞(10)继续上行压缩，在汽缸(5)内的压缩空气压力与中间冷却器内的气体压力相等时，被减阻弹簧(42)作用的可控单向阀的(7)便会主动向上开启，让汽缸内被活塞推动的压缩空气不受阻碍的经开启的压缩空气出口(70)和出气管路(71)进入中间冷却器(20)内，让空气的压缩热被导至外界，使所进行的压缩过程接近等温状态、降低了压缩空气的压力、也相应减少了活塞所消耗的压缩功；与此同时，在汽缸阀(6)未开启前，被中间冷却器(20)冷却了的低温压缩空气已经沿供气管路(73)和被充气凸轮(22)控制开启的充气阀(2)从充气口(18)进入燃烧室(4)，在低温压缩空气充满燃烧室后，充气阀(2)被阀杆(11)和弹簧(14)作用上移关闭，随后喷油器(9)向密封的燃烧室(4)内喷油，形成燃油空气混合气，在控制压缩空气出口(70)的可控单向阀的(7)开启、上行的活塞(10)让汽缸内的压缩空气向中间冷却器流动后，燃烧室(4)的燃烧室阀(3)也同时被通气凸轮(33)、上顶摇臂(32)和阀杆(24)上拉开启，让燃烧室(4)经通气口(38)与下面的汽缸(5)连通，在活塞(10)行到上止点时，被控制上移的汽缸阀(6)也同时关闭了压缩空气出口(70)，此时，燃烧室(4)内的燃烧室阀(3)已移到最上部位置，并利用阀杆(24)上部的弹簧套筒(27)和其内的顶簧(26)使燃烧室阀(3)上的密封挡座(23)上移密封住沿阀杆(24)下端的泄漏，这时，火花塞(8)被控制点火，让燃烧室(4)内的已充分混合的燃油空气混合气燃烧形成高温高压作功燃气，作功燃气经开通的通气口(38)进入下面的汽缸(5)，推动活塞(10)下行作功；在火花塞(8)点火、作功过程开程后，可控单向阀的(7)也随后被控制下移到关闭位置；作功过程结束后，在进行排气过程时，燃烧室(4)的燃烧室阀(3)被下压弹簧(30)作用下移关闭，以便重复进行下一次汽缸内的压缩排出、中间冷却、油气混合和点火燃烧过程。