[發明專利]一種內燃機做功效率提升的方法

在審

• 申請號: 202110734032.4
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113294260A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 王尚禮;卓昱同
• 申請（專利權）人: 王尚禮
• 主分類號: F02F1/00
• 分類號: F02F1/00;F02B75/32;F02D13/02;F02P5/00
• 代理公司: 深圳市華盛智薈知識產權代理事務所(普通合伙) 44604
• 代理人: 胡國英

本發明公開了一種內燃機做功效率提升的方法，調整內燃機的缸體、活塞、曲柄和連桿，以優化工作過程，提高內燃機輸出扭矩矩。缸體的中心線為N,曲柄的轉心與活塞的上止點連線為M，其特征在于：N與M呈夾角δ，且δ為銳角；內燃機的行程缸徑比不小于1.2；曲柄和連桿的曲柄連桿比不小于1:3.2；曲柄的最高轉速小于3000轉每分、怠速轉速小于600轉每分；缸體的排氣門打開推遲5?12°的曲軸轉角；內燃機的點火角在活塞上止點之后0?7°曲軸轉角；缸體的進氣門打開推遲5?12°的曲軸轉角。本發明主要通過斜置內燃機的缸體，并適配調整曲柄連桿比、行程缸徑比、曲柄的轉速、氣缸的排氣門打開時序、內燃機點火時序和氣缸的進氣門打開時序來組合式提升內燃機的作用效率，效果良好。

技術領域

本發明涉及往復式活塞式機械技術領域，特別涉及一種內燃機做功效率提升的方法。

背景技術

內燃機是一種動力機械，它是通過使燃料在機器內部燃燒，并將其放出的熱能直接轉換為動力的熱力發動機，廣義上的內燃機不僅包括往復活塞式內燃機、旋轉活塞式發動機和自由活塞式發動機，也包括旋轉葉輪式的噴氣式發動機，但通常所說的內燃機是指往復活塞式內燃機。

活塞式內燃機以往復活塞式作為普遍，廣泛見于汽車和船舶等的柴油機和汽油機。往復活塞式內燃機將燃料和空氣混合，在其氣缸內燃燒，釋放出的熱能使氣缸內產生高溫高壓的燃氣。燃氣膨脹推動活塞做功，在通過曲柄連桿機構或其他機構將機械功輸出，驅動機械工作。

對于往復式活塞內燃機在原理上的幾何特性，及技術指標，請參見圖1和圖2，其中曲柄的長度為r，連桿的長度為l，連桿與活塞的連接點位A，活塞運動的上止點為A’，下止點為A”,曲柄半徑與連桿的夾角為θ，連桿擺角為β，曲軸轉角為α。如圖1和圖2所示，該圖形為現有技術中常規模式下，曲柄連桿和氣缸的布置關系，其重要特點是，所述N與M呈夾角δ，且δ為銳角。

關于往復式活塞內燃機的屬性，曲柄半徑r不變，不同曲柄連桿比對連桿夾角θ的影響如圖3所示，從圖3(虛線—r/l＝1/2,實線—r/l＝1/4)可知，曲軸轉角0-65°CA范圍，曲柄連桿比越大，曲柄半徑與連桿夾角θ越接近90°，θ越接近90°，切向力F_t越大，輸出扭矩(力矩)越大。

在曲柄半徑r不變時，不同曲柄連桿比對連桿擺角β的影響如圖4(虛線—r/l＝1/2,實線—r/l＝1/4)所示，如圖4可知，曲柄連桿比越大，連桿擺角β越大，β越大，摩擦力越大摩擦損失越大，會制約0-90°CA范圍缸內工質壓力的增大。

在曲柄半徑r不變時，不同曲柄連桿比對活塞行程的影響，從圖5(虛線—r/l＝1/2,實線—r/l＝1/4)所示，曲軸轉角15-165°CA、215-330°CA范圍，曲柄連桿比越大，活塞行程S越大，當排量相同，缸徑相同時，等容度越小，即相同曲軸轉角時，燃燒室的體積越大。

當曲柄半徑r不變，不同曲柄連桿比對活塞速度v的影響，如圖6(虛線—r/l＝1/2,實線—r/l＝1/4)所示，從圖6可知，曲軸轉角0-85°CA范圍，曲柄連桿比越大，活塞速度v越大，v越大，氣流速度越大，氣流速度越大有助于快速燃燒，曲柄連桿比越大其對應的發動機的最高曲軸轉速會越低?；蛘哒f，同樣的活塞速度，曲柄轉速更低。

當曲柄半徑r不變，不同曲柄連桿比對活塞加速度a的影響，如圖7(虛線—r/l＝1/2,實線—r/l＝1/4)所示，從圖7可知，曲柄連桿比越大，最大加速度越大。

當曲柄半徑r不變，不同曲柄連桿比對往復慣性力的影響，從圖8(虛線—r/l＝1/2,實線—r/l＝1/4)可知，曲柄連桿比越大，往復慣性力的最大值越大。