專利名稱：汽柴合一通用內(nèi)燃機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機，特別是涉及一種汽柴合一通用內(nèi)燃機。
背景技術(shù)：
已知傳統(tǒng)的內(nèi)燃機工作循環(huán)主要有下述三種，艮P: 用于點燃式汽油機的定容(奧托)工作循環(huán)。在初始溫度、壓縮比、 供熱量相同時，熱效率最高。如圖1所示，l-2為絕熱壓縮，2-3為 定容加熱Q,， 3-4為絕熱膨脹，4-1為定容放熱Q2。
用于燃氣輪和早期柴油機的定壓(狄塞爾)循環(huán)，在初始溫度、最 大燃燒壓力、供熱量相同時，熱效率最高。如圖2所示為1-2絕熱壓 縮，2-3為定壓加熱Q,， 3-4為絕熱膨脹，4-1為定容放熱(32。
廣泛用于當代壓燃式柴油機的復(fù)合(薩巴特)循環(huán)，在壓縮比越大， 壓力升高比越大，等壓比越接近1時，熱效率越高。如圖3所示，1-2 為絕熱壓縮，2-3的Ch為定容加熱，3-3 '的Q,'為定壓加熱，3 ' -4 為絕熱膨脹，4-1為定容放熱Q2。復(fù)合循環(huán)可以看作是定容循環(huán)和定 壓循環(huán)的綜合和折中。
現(xiàn)有汽油機由于顧忌到爆震帶來的影響，限制了壓縮比的提高， 并由此而阻滯了動力性和經(jīng)濟性的改善；柴油機采用質(zhì)調(diào)節(jié)，節(jié)流損 失小，部分負荷效率高，但是由于高壓縮比帶來高燃燒壓力，燃燒粗 暴，不得不將零件承力面加大，影響了柴油機向輕量化、高速化的發(fā) 展。
早在100年前，瑞士工程師(schweitzer)施魏策爾提出將汽油 機、柴油機各自的優(yōu)點綜合起來，研制混合式發(fā)動機。遺憾的是多年 來的實踐表明，有的在結(jié)構(gòu)上無法實現(xiàn)，有的則是達不到預(yù)期指標， 至今進展不大，仍然脫離不了火花塞點火，還未見到單純壓燃點火的 汽油機問世。
2007年，UAES技術(shù)中心提出的一種CAI(壓縮)可控自燃式發(fā)動 機，利用廢氣提高壓縮溫度，稀釋可燃混合氣，實現(xiàn)壓縮點火，多點 燃燒，壓縮比達到了12.5，壓縮比也不高，目前還處于研究階段。
燃料快速供入燃燒室的定容加熱汽油機，采用高壓縮比時，雖然 動力性和經(jīng)濟性好，但不可避免地帶來過高的燃燒壓力Pbz,和爆震。 如圖4所示，如果不加以控制，將損害發(fā)動機的工作平穩(wěn)性、可靠性
以及動力性和經(jīng)濟性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有柴油機特征、汽油機 特色，并可根據(jù)需要燃用不同燃料和混合燃料的高動力性、高經(jīng)濟性 以及排放性能好的汽柴合一通用內(nèi)燃機。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的汽柴合一通用內(nèi)燃機，包 括氣缸蓋和活塞組成的燃燒室，所述的燃燒室為高壓縮比燃燒室，在 所述的氣缸蓋上設(shè)有與所述的高壓縮比燃燒室連通的防爆儲能裝置。
所述的防爆儲能裝置的結(jié)構(gòu)是在安裝于氣缸蓋燃燒室壁上的緩 沖儲壓閥體上的一端設(shè)有連通燃燒室和所述的緩沖儲壓閥體的連通 管，另一端設(shè)有具第一通孔的壓緊螺母和具第二通孔的調(diào)整墊片，在 所述的緩沖儲壓閥體內(nèi)設(shè)有襯套和錐形密封活塞及其彈簧和密封環(huán)， 在所述的壓緊螺母上設(shè)有與所述的錐形密封活塞對應(yīng)的調(diào)整螺栓，在 所述的緩沖儲壓閥體上設(shè)有儲壓室，所述的緩沖儲壓閥體上設(shè)有溝通 儲壓室與燃燒室的第三通孔，所述的錐形密封活塞處于最底部時切斷 所述的第三通孔。
在所述的緩沖儲壓閥體與所述的襯套之間設(shè)有與大氣連通的間隙。
采用上述技術(shù)方案的汽柴合一通用內(nèi)燃機，由于燃燒室為高壓縮 比燃燒室，在氣缸蓋壁上設(shè)有與所述的燃燒室連通的防爆儲能裝置， 防爆儲能裝置將大于容許燃燒壓力Ph的Pbz,所產(chǎn)生之能量q,，儲存 起來，消除爆震。在活塞下行時儲存的能量q,逐步轉(zhuǎn)換成q2放出， 使發(fā)動機在Ph至Ph區(qū)間形成等壓燃燒，得到一個豐滿的示功圖。
本發(fā)明用汽油做燃料時，取消了電子點火裝置，只依靠壓縮終了 的高溫，"點燃"燃料，且不產(chǎn)生爆震，簡化了發(fā)動機結(jié)構(gòu)，減少了 發(fā)動機零件數(shù)量，從而為大幅度降低成本和提高動力性、經(jīng)濟性以及 排放性能，提供了廣闊的前景。同樣，本發(fā)明用于柴油機時，由于消 除了燃燒粗暴的缺點，零件承受了 "平穩(wěn)"的載荷，為柴油機進一步 向輕量化、高速化發(fā)展提供了條件，從而可全面提高其性能，并且在 冷啟動、怠速、暖機、低負荷、低溫狀態(tài)工作時，更為有利。本發(fā)明 在于集合兩種發(fā)動機的優(yōu)點，相互借鑒，揚長避短，化不利為有利， 大幅度提高動力性和經(jīng)濟性，降低排放指標，具有定容加熱、等壓燃 燒、控壓膨脹的特點。
綜上所述，本發(fā)明是一種具有柴油機特征、汽油機特色，并可根 據(jù)需要燃用不同燃料和混合燃料的高動力性、高經(jīng)濟性以及排放性能 好的汽柴合一通用內(nèi)燃機。


圖1是用于點燃式汽油機的定容(奧托)工作循環(huán)示意圖； 圖2是用于燃氣輪和早期柴油機的定壓(狄塞爾)循環(huán)示意圖； 圖3是廣泛用于當代壓燃式柴油機的復(fù)合(薩巴特)循環(huán)示意圖； 圖4是汽柴合一通用內(nèi)燃機示功圖5為汽柴合一通用內(nèi)燃機的定容加熱、等壓燃燒、控壓膨脹的
工作循環(huán)示意圖6是為一種安裝在發(fā)動機氣缸蓋上的防爆儲能裝置示意圖7是防爆儲能裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。 參見圖6和圖7，氣缸蓋17和活塞14組成的燃燒室16，燃燒室 16為高壓縮比燃燒室，在緩沖儲壓閥體1上一端設(shè)有連通緩沖儲壓閥 體1的連通管13，連通管13安裝于氣缸蓋17上，另一端設(shè)有具第一 通孔4的壓緊螺母2和具第二通孔6的調(diào)整墊片3，在緩沖儲壓閥體 1內(nèi)設(shè)有襯套15和錐形密封活塞9及其彈簧8和密封環(huán)10，在壓緊 螺母2上設(shè)有與錐形密封活塞9對應(yīng)的調(diào)整螺栓5，在緩沖儲壓閥體 1上設(shè)有儲壓室11，緩沖儲壓閥體1上設(shè)有溝通儲壓室11與燃燒室 16的第三通孔12，錐形密封活塞9處于最底部時切斷第三通孔12， 緩沖儲壓閥體1與襯套15之間設(shè)有間隙7，間隙7用于冷卻介質(zhì)的流 通、交換，保障各密封零件的適宜工作溫度。壓緊螺母2與大氣相通 的第一通孔4，通過調(diào)整墊片3上的第二通孔6與錐形密封活塞9后 面的空腔相通，從而進一步保證密封零件可靠的工作環(huán)境。
參見圖4、圖6和圖7，彈簧8對錐形密封活塞9施加的不會產(chǎn) 生爆燃的壓力Pz，大于高壓縮比發(fā)動機的壓縮壓力P。，故在壓縮過程 中，錐形密封活塞9被緊壓在底部，封閉了與發(fā)動機高壓縮比燃燒室 16相連的連通管13與儲壓室11相通的第三通孔12，工作按高壓縮 比進行。燃料噴入燃燒室16著火燃燒后，燃燒室16內(nèi)的溫度和壓力 迅速提高，在無本發(fā)明防爆緩沖儲壓閥的情況下，將引起爆燃。本發(fā) 明在燃燒壓力大于設(shè)定的Pz的作用力時，錐形密封活塞9后移，壓縮 彈簧8,同時打開了第三通孔12，燃氣通過連通管13、第三通孔12 流入儲壓室ll，燃燒室16容積增大，缸內(nèi)壓力、溫度下降，從而消 除了爆燃。當活塞14下行，燃燒室16內(nèi)壓力減小時，儲壓室11的 高壓氣體通過第三通孔12及連通管13進入燃燒室16，使缸內(nèi)壓力增 高，并恢復(fù)至設(shè)定的Pz值，直至儲壓室11無法供給足夠的高壓氣體， 燃燒室16內(nèi)壓力下降，錐形密封活塞9下行，第三通孔12關(guān)閉。由 于緩沖儲壓閥開啟時的密封面小于錐形密封活塞5的錐形面積，故發(fā) 動機燃燒室16內(nèi)壓力低于壓縮壓力時，第三通孔12仍可維持通暢供
壓，直至其作用力小于彈簧8的壓力，第三通孔關(guān)閉。
參見圖4和圖5，防爆儲能裝置的儲壓室11將大于容許燃燒壓力 P"的Pbz,所產(chǎn)生之能量qi，儲存起來，消除爆震。儲存的能量q,， 在活塞14下行時，逐步轉(zhuǎn)換成q2放出，使發(fā)動機在P^至Ph區(qū)間形 成等壓燃燒，得到一個豐滿的示功圖。
本發(fā)明用汽油做燃料時，取消了電子點火裝置，只依靠壓縮終了 的高溫，"點燃"燃料，且不產(chǎn)生爆震，簡化了發(fā)動機結(jié)構(gòu)，減少了 發(fā)動機零件數(shù)量，從而為大幅度提高動力性和經(jīng)濟性以及排放性能， 提供了廣闊的前景。同理，本發(fā)明用于柴油機時，由于消除了燃燒粗 暴的缺點，零件承受了 "平穩(wěn)"的載荷，為柴油機進一步向輕量化、 高速化發(fā)展提供了條件，從而可全面提高其性能。在冷啟動、怠速、 暖機、低負荷、低溫狀態(tài)工作時，更為有利。本發(fā)明在于集合兩種發(fā) 動機的優(yōu)點，相互借鑒，揚長避短，化不利為有利，大幅度提高動力 性和經(jīng)濟性，降低排放指標，具有定容加熱、等壓燃燒、控壓膨脹工 作過程的特點。
本發(fā)明是一種具有柴油機特征、汽油機特色，并可根據(jù)需要燃用 不同燃料和混合燃料的高動力性、高經(jīng)濟性以及排放性能好的汽柴合 一通用內(nèi)燃機。
權(quán)利要求
1一種汽柴合一通用內(nèi)燃機，包括氣缸蓋(17)和活塞(14)組成的燃燒室(16)，其特征是所述的燃燒室(16)為高壓縮比燃燒室，在所述的氣缸蓋(17)上設(shè)有與所述的高壓縮比燃燒室(16)連通的防爆儲能裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了汽柴合一通用內(nèi)燃機，燃燒室(16)為高壓縮比燃燒室，在氣缸蓋(17)上設(shè)有與高壓縮比燃燒室(16)連通的防爆儲能裝置。本發(fā)明通過防爆儲能裝置，將燃燒過程中大于容許燃燒壓力P_1z的P_{bz max}能量q₁，儲存起來，消除峰值，避免爆震；在活塞下行時，儲存的能量q₁在受控條件下轉(zhuǎn)換成q₂放出，形成P_1z至P_2z的等壓燃燒區(qū)間，從而得到一個豐滿的示功圖。本發(fā)明無電子點火系統(tǒng)，通過高壓縮比產(chǎn)生的高溫進行壓燃點火，具有動力性和經(jīng)濟性以及排放性能好的優(yōu)勢，在冷啟動、怠速、暖機、低負荷、低溫工作時尤為有利。本發(fā)明用于柴油機時，也可改善排放，消除燃燒粗暴帶來的影響，有利于柴油機向輕量化、高速化發(fā)展，全面提高其性能。
文檔編號F02B23/02GK101338696SQ20081003211
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月19日
發(fā)明者張保中 申請人:湖南奔騰動力科技有限公司