[發(fā)明專(zhuān)利]一種提高內(nèi)燃機(jī)熱效率的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810089270.9
• 申請(qǐng)日: 2008-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101280721A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王元慶
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 奇瑞汽車(chē)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F02B75/32
• 分類(lèi)號(hào): F02B75/32
• 代理公司: 北京五月天專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 吳寶泰;朱成蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)熱效率、節(jié)約能源領(lǐng)域。

背景技術(shù)

內(nèi)燃機(jī)誕生近150年以來(lái)，所采用的連桿機(jī)構(gòu)一直襲用著傳統(tǒng)的直線型連桿機(jī)構(gòu)。這種連桿機(jī)構(gòu)的主要弊病是：當(dāng)氣缸壓力處于峰值階段時(shí)，因曲柄與連桿間的夾角關(guān)系、致使連桿作用在曲柄上的切向分力(產(chǎn)生的扭矩值)很小，因此，機(jī)構(gòu)的熱能動(dòng)力驅(qū)動(dòng)效率很低；而當(dāng)兩者間的夾角關(guān)系朝著有利于驅(qū)動(dòng)效率提升的方向變化時(shí)、氣缸壓力已呈指數(shù)關(guān)系急速下降(后勁乏力)。

由于常規(guī)連桿機(jī)構(gòu)的曲柄上止點(diǎn)相位始終處于與氣缸中心線重合的位置，因其機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性所致、缸內(nèi)熱力循環(huán)所產(chǎn)生的熱能動(dòng)力難以有效地輸出、致使大量的熱能被熱幅射散失、冷卻介質(zhì)和排氣過(guò)程所帶走。這就是常規(guī)內(nèi)燃機(jī)熱效率長(zhǎng)期處于較低水平的根本原因。

為了提高內(nèi)燃機(jī)的有效熱效率，國(guó)內(nèi)、外學(xué)者百年以來(lái)，都是試圖通過(guò)不斷完善氣缸內(nèi)部的熱力循環(huán)來(lái)提高內(nèi)燃機(jī)的熱效率，卻忽視了連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性及其熱能動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)效率對(duì)內(nèi)燃機(jī)有效熱效率的直接影響。鑒于常規(guī)連桿機(jī)構(gòu)的熱能動(dòng)力驅(qū)動(dòng)效率低下這一關(guān)鍵原因，當(dāng)今，相當(dāng)完善的熱力循環(huán)和高水平的燃燒效率也無(wú)法改變內(nèi)燃機(jī)熱效率長(zhǎng)期不見(jiàn)明顯提升的客觀現(xiàn)實(shí)。可見(jiàn)，常規(guī)連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性及其熱能動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)效率嚴(yán)重地阻礙著內(nèi)燃機(jī)有效熱效率的提升。

發(fā)明內(nèi)容

一種提高內(nèi)燃機(jī)熱效率的方法，采用非常規(guī)的連桿機(jī)構(gòu)，使發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄位于活塞上止點(diǎn)時(shí)的相位按需要設(shè)定在沿發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向、相對(duì)于氣缸中心線偏移(-10～+36)°曲柄轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)某一最佳位置，使發(fā)動(dòng)機(jī)在同等的輸入條件下所輸出的扭矩值大幅增加，因而，可以顯著提高發(fā)動(dòng)機(jī)的有效熱效率。

本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)方案是，采用新的連桿機(jī)構(gòu)、以改變常規(guī)連桿機(jī)構(gòu)曲柄上止點(diǎn)的相位始終位于與氣缸中心線重合位置的歷史狀態(tài)、消除其制約內(nèi)燃機(jī)熱效率提升的固有障礙。通過(guò)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使曲柄對(duì)應(yīng)于活塞上止點(diǎn)時(shí)的相位沿著發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向、相對(duì)于氣缸中心線偏移到(-10～+36)°曲柄轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)的最佳位置，從而顯著提高連桿機(jī)構(gòu)熱能動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)效率，最終達(dá)到提高內(nèi)燃機(jī)有效熱效率、降低燃油消耗率、減少排氣污染的目的。

附圖說(shuō)明：

圖1：發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端的指示扭矩對(duì)比曲線圖。

具體實(shí)施方式

采用非常規(guī)的連桿機(jī)構(gòu)，使發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄位于活塞上止點(diǎn)時(shí)的相位按需要設(shè)定在沿發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向、相對(duì)于氣缸中心線偏移(-10～+36)°曲柄轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)某一最佳位置，使發(fā)動(dòng)機(jī)在同等的輸入條件下所輸出的扭矩值大幅增加，因而，可以顯著提高發(fā)動(dòng)機(jī)的有效熱效率。

若選擇某款現(xiàn)有常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品作為研究對(duì)象，將其改制成采用本項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利和新型連桿機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)可靠的分析計(jì)算，在發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入條件不變的前提下，得出前后兩種發(fā)動(dòng)機(jī)凈扭矩的對(duì)比曲線，如附圖所示。由此可知：采用本專(zhuān)利技術(shù)改制成的發(fā)動(dòng)機(jī)，其輸出扭矩值的增幅相當(dāng)可觀。