[發明專利]控容循環模式內燃發動機

無效

• 申請號: 201310017924.8
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103696858A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 韓志群
• 申請（專利權）人: 韓志群
• 主分類號: F02D15/04
• 分類號: F02D15/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：內燃發動機節能與減排。

背景技術：【熱效率】內燃發動機輸出能量與燃料所具有的能量的比值。

1860年法國讓*勒努瓦設計制造煤氣機【熱效率】4％。

1862年法國羅沙提出提高【熱效率】的等熵熱力循環原理：

等熵壓縮，等體積加熱。等熵膨脹和等體積排熱四個可逆過程組成的理想熱力循環。

1866年德國尼古拉斯*奧托應用羅沙等熵熱力循環原理發明四行程工作循環

煤氣發動機【熱效率】26％。

奧托循環：由吸氣過程、壓縮過程、膨脹過程和排氣過程構成的熱力循環。

1883年德國戴姆勒應用奧托循環技術發明汽油機【熱效率】30％。

1892年德國魯道夫*狄塞爾應用奧托循環技術發明柴油機【熱效率】35％。

發明內容：建立新的熱力循環模式提高內燃發動機【熱效率】：

控容循環：循環過程工作容積不相同的內燃發動機【熱效率】有希望趨向100％。

內容：由吸氣容積、壓縮容積、燃燒室容積、作功容積和排氣容積構成可以調整控制工作容積比值的熱力循環。

內燃機化學能轉換到熱能是燃料燃燒，熱能到機械能轉換的媒介是燃料燃燒氣體膨脹發生的力。燃料燃燒膨脹作功是轉換過程，燃料在容積內燃燒膨脹的體積是內燃發動機的力源。提高內燃機【熱效率】需要建立熱能到機械能新的轉換平衡概念：“燃料熱膨脹體積與可容納熱膨脹體積的氣體作功容積相同【熱效率】才有希望趨向100％理想值”。

建立新的技術術語：【熱機體容比】作為提高內燃發動機【熱效率】的理論依據，使燃料靜態能量在內燃發動機中有希望完全轉換為機械動態能量。

【熱機體容比】：燃料完全燃燒氣體膨脹體積與氣體膨脹作功容積的比值；

內容：燃料膨脹體積大于氣體膨脹作功容積【熱效率】低于100％。

燃料膨脹體積等于氣體膨脹作功容積【熱效率】達到100％。

內燃發動機燃料燃燒熱膨脹過程中機械受力面運動空間為氣體作功容積，氣體作功容積小于燃料完全燃燒膨脹的最大體積，排氣時形成正在燃燒膨脹作功的燃料熱氣體發出爆燃聲沖出氣體膨脹作功容積，內燃發動機燃料燃燒膨脹發生的力轉換為爆燃的轟鳴聲是【熱效率】低于100％理想值和排放多種有害氣體重要因素。內燃發動機在理論空燃比條件下工作狀態：

熱力循環過程燃料燃燒膨脹體積大于氣體膨脹作功容積；

碳氫化合物(HC)和空氣(N2+O2)沒有在氣體作功容積內完全燃燒的空間。

有害氣體排放有：1碳氫化合物(HC)2一氧化碳(CO)3微粒(P/M)

4氮氧化合物(NOX)5光化學煙霧和近地面臭氧

熱力循環過程燃料燃燒膨脹體積等于氣體膨脹作功容積；

碳氫化合物(HC)和空氣(N2+O2)在氣體作功容積內有完全燃燒的空間。

無害氣體排放有：6氮氣(N2)??7二氧化碳(CO2)??8水蒸氣(H2O)

氣體膨脹作功容積內燃油完全燃燒，所有的碳氧化生成二氧化碳，所有的氫氧化生成水，碳氫化合物燃燼率達到100％不會生成其它有害氣體。控容循環模式的內燃發動機廢氣排放有希望達到理論【空燃比】理想的化學平衡概念。

燃油完全燃燒二氧化碳生成量與燃油燃燒量成正比，控容循環模式的內燃發動機【熱效率】提高，燃油消耗量降低的同時減少了二氧化碳排放量。

【容積效率】是實際進入氣缸的氣體的量與理論上能夠進入氣缸的氣體的量的比值。

理想容積效率是100％由于泵氣損失受轉速的影響實際容積效率總是小于100％

發動機每分鐘1000轉時容積效率大概為75％

發動機每分鐘2000轉時容積效率增加到85％

發動機每分鐘3000轉時容積效率降到了60％

發動機每分鐘4000轉時容積效率降低到50％

控容循環模式內燃發動機【容量比】控制技術：

【容量比】：壓縮容積氣體進入量與實際壓縮容積氣體進入量的比值。

內容：吸氣容積等于壓縮容積，內燃發動機【容積效率】低于100％。

吸氣容積大于壓縮容積，內燃發動機【容積效率】達到100％。

吸氣最大極限容積，內燃發動機理論【壓縮比】的比值。

具體實施方式：

控容循環模式可燃氣體點燃式內燃發動機能量轉換技術組合控制理論：

可燃氣體燃燒發生前控制技術：容量比、壓縮比。

可燃氣體燃燒發生時控制技術：空燃比、點火正時。

可燃氣體燃燒發生后控制技術：熱機體容比。