專利名稱：環(huán)保節(jié)能型內燃發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及動力設備，具體為一種環(huán)保節(jié)能型內燃發(fā)動機。
背景技術：
當今世界上有兩種類型發(fā)動機一是定壓燃燒式，如燃氣輪，它的轉速很高，可以達到10000轉/分以上，但熱效率相對較低，大多用在航空發(fā)動機，馬力很大；二是空容燃燒內燃機，表現(xiàn)在車用、船用發(fā)動機，它因多活塞往復運動到上下死點轉向時慣性很大、破壞力很大，所以不能轉速太高，但選擇適當?shù)牟馁|和熱處理，則小型發(fā)動機轉速也能達到5000轉/分，另外也受燃燒過程的影響，燃油燃燒有預燃期、正燃期、后燃期三個階段，如轉速太快，使燃燒成多不準時?，F(xiàn)在，也有研究旋轉式發(fā)動機定容燃燒設備，但因密封很難保證，所以雖然理論上有若干種，但真正實施的還沒有，而往復式發(fā)動機經過若干年的改進日趨成熟，所以當今世界上占絕大多數(shù)，但從熱效率上也是很低的，不盡人意，最高的綜合利用也不到35％，也就是說有65％的燃料損失掉，目前石油緊張，如果能把熱效率提高10％，那也是非常了不起的事情，分析一下都有哪些方面損失。
一、燃燒完全燃燒損失現(xiàn)在的發(fā)動機有進氣系統(tǒng)及給油系統(tǒng)，兩者基本上是分開的，一是燃油和空氣不能按燃燒比例混合，不均勻。另外，在加速時，又增加若干油料，在空氣量一定的前提下，多給了油勢必造成有些油料不能完全燃燒，而分解成游離碳，冒黑煙排出機外，又污染了環(huán)境，現(xiàn)有的司機為節(jié)油在汽化器的主量孔增加一個銅絲，減少流量以達到節(jié)油的目的，這一項的不完全燃燒以及多噴入的燃油損失數(shù)量不少。
二、冷卻水損失汽缸內壁溫度不能超過400℃，不然汽缸變軟磨損太快，這就要冷卻，它的結果就降低了爆發(fā)溫溫及壓力，減少了作功動力。
三、排氣損失這一項損失更大，因為每一個缸同時完成四沖程吸氣—壓縮—爆發(fā)—排氣；現(xiàn)在的發(fā)動機汽缸容積相同，吸氣的容積來完成爆發(fā)作功沖程是遠遠不行的，它需要大于吸氣容積的很多才能完成該沖程，而現(xiàn)有發(fā)動機做不到這一點，結果造成高壓(4-6Kg/cm2)、高溫(700℃)的能作很多功的氣體必須提前排除汽缸，以便完成下一沖程，由于高溫高壓所以必須有消音器來完成。
以上三個原因是熱效率降低的主要原因，當前現(xiàn)有的往復式發(fā)動機是無法解決的，但為了提高熱效率，又必須解決以上三個問題，既然現(xiàn)有的往復式發(fā)動機已經普及，所以還按往復式機種進行改造以解決。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種環(huán)保節(jié)能型內燃發(fā)動機，解決已有內燃機效率低，結構復雜、制造困難、且使用污染嚴重等問題。
本實用新型的技術方案是一種環(huán)保節(jié)能型內燃發(fā)動機，包括單獨完成吸氣、壓縮的汽缸和單獨完成爆發(fā)、排氣的汽缸；其中，單獨完成吸氣、壓縮的汽缸通過進氣門與油氣供給系統(tǒng)相通，該汽缸通過進氣門與燃燒室相通，燃燒室再通過進氣門與單獨完成爆發(fā)、排氣的汽缸相通，單獨完成爆發(fā)、排氣的汽缸通過排氣門與外界相通。
所述的環(huán)保節(jié)能型內燃發(fā)動機，單獨完成吸氣、壓縮的汽缸頂部通過進氣門與油氣供給系統(tǒng)相通，該汽缸上方通過汽缸蓋與其形成燃燒室，燃燒室通過進氣門與單獨完成爆發(fā)、排氣的汽缸頂部相通，單獨完成爆發(fā)、排氣的汽缸頂部再通過排氣門與外界相通。
所述的環(huán)保節(jié)能型內燃發(fā)動機，還包括控制氣門啟閉的配氣系統(tǒng)，其上的搖臂穿置于搖臂軸上，搖臂的一端置于凸輪軸底部，搖臂另一端的叉子于進氣門或排氣門上的氣門帽下方插于氣門桿外側。
所述的環(huán)保節(jié)能型內燃發(fā)動機，汽缸體內壁及活塞頂部鑲有陶瓷襯套。
所述的環(huán)保節(jié)能型內燃發(fā)動機，油氣供給系統(tǒng)包括鼓風機、定量計、風力攪拌機、控制閥門、供油定量計、油噴霧器，鼓風機供風的管路上設有定量計，與油噴霧器相通的管路上設有供油定量計，油、氣混合室內設有風力攪拌機，為汽缸提供油、氣混合物的管路上設有控制閥門。
所述的環(huán)保節(jié)能型內燃發(fā)動機，單獨完成爆發(fā)、排氣的汽缸通過排氣門與尾氣處理裝置相通。
關于尾氣的處理現(xiàn)有的發(fā)動機的尾氣有CO2、CO、H2O、C等，污染了環(huán)境，經過本實用新型組合后的尾氣只有H2O、CO2，但就是CO2造成溫室效應，也必須加以解決。當前世界上對尾氣的處理沒有根本的解決辦法，而只是盡量使燃燒好一點，少些CO、C而已，而對于CO2的解決毫無辦法，但在化學方面可以有兩個解決辦法第一尾氣H2O+CO2→H2CO3(碳酸)需加催化劑來完成，因為雖然經過完全膨脹，但排氣溫度也不會低于200℃，以及水蒸汽有利于化學反應。
第二尾氣H2O+CO2+Na→NaHCO3(碳酸氫鈉)小蘇打，經過提純可以食用。
本實用新型的有益效果是1、本實用新型對現(xiàn)有發(fā)動機汽缸功能重新調整，以往是每個汽缸都要完成四沖程，而現(xiàn)在改為有的汽缸只完成吸氣、壓縮，而有的缸來完成爆發(fā)、排氣，這樣一來爆發(fā)、排氣這一個缸的直徑尺寸就可以根據(jù)熱力計算達到最佳膨脹的要求而定，這就可以解決排氣損失一項。
2、本實用新型的爆發(fā)、排氣這個功能缸可鑲內套(一層陶瓷材料)，及活塞頂上貼一層陶瓷材料，它抗磨耐高溫，這樣就可以充分發(fā)揮燃燒的最大壓力及溫度，水冷即可取消。
3、本實用新型把燃油經計算和一定空氣(按重量比例，燃油與空氣的比例關系約為1∶13)提前混合均勻，進氣是混合氣，改變原來進氣及進油的作法，所以汽缸無論進多少混合氣都是按油氣比例進行的，都能充分燃燒。
4、經過上述處理后的熱效率能達到60％左右，比原來能提高25％，是非?？捎^的。本實用新型結構比現(xiàn)有發(fā)動機簡單，缸體免去水套，及水冷系統(tǒng)，曲軸也簡單了，配氣系統(tǒng)也減少了，活塞、連桿、活塞環(huán)系列照用，改造起來非常容易。
5、本實用新型油料做功后尾氣經處理，又變成產品，對環(huán)境污染也沒有。
6、根據(jù)動力大小可以排列組合，本實用新型可以從最小兩缸、三缸、四缸、六缸、八缸等，也可以集中形成壓縮到10Kg/cm2的氣體(混合)，輸入汽缸內單獨來完成作功。


圖1為本實用新型構造示意圖。
圖2為本實用新型配氣系統(tǒng)構造示意圖。
圖3為本實用新型油氣供給系統(tǒng)示意圖。
圖4為本實用新型尾氣處理系統(tǒng)示意圖。
圖5為本實用新型與現(xiàn)有技術的單缸作功比較示意圖。
圖中，1軸承；2曲軸；3汽缸體；4汽缸襯套(陶瓷)；5、活塞(活塞頂貼陶瓷襯套)；6連桿；7汽缸蓋；801排氣門；802進氣門；803進氣門；804進氣門；805排氣門；806排氣門；807進氣門；808進氣門；809進氣門；810排氣門；811氣門桿；812氣門帽；9配氣系統(tǒng)；901搖臂；902搖臂軸；903凸輪軸；904叉子；10燃燒室；11火花塞；12油封；13飛輪；14鼓風機；15定量計；16風力攪拌機；17控制閥門；18閥片；19供油定量計；20油噴霧器；21孔洞；A1-A4汽缸；B1-B2汽缸。
具體實施方式
現(xiàn)有往復式發(fā)動機每個汽缸都同時完成四個沖程，這樣吸氣和爆發(fā)相同容積，所以造成很多可以做功的氣體不得不提前排除，因此功率下降。如圖1所示，本實用新型發(fā)動機把各缸的功能改變一下，就可以充分滿足爆發(fā)氣體作功，同樣是六個汽缸，而A1、A2、A3、A4變成爆發(fā)(燃燒作功)、排氣沖程，B1、B2變成吸氣、壓縮沖程，這樣在一定吸氣沖程下，爆發(fā)沖程可以計算到最佳狀態(tài)，因為雖然行程不變，但缸徑可隨意改變，本實用新型中，B1供應A1、A2，B2供應A3、A4，膨脹可以充分發(fā)揮出來，這樣一改原來每一缸做功三次，現(xiàn)在改為做功四次增加功率25％以上，如B1、B2缸徑D＝100mm，則A1、A2、A3、A4缸徑D＝80mm，則吸氣容積V＝2×52×3.14×10＝1570cm3；膨脹容積V＝4×42×3.14×10＝2000cm3；膨脹容積-吸氣容積＝2000-1570＝430cm3，大于吸氣容積27％。
如圖5所示，單缸作功比較如下實線部分是本實用新型作功情況，虛線部分是傳統(tǒng)技術作功情況，經改造后氣體可以充分膨脹作功，排氣壓力可以到常壓(1大氣壓)，而現(xiàn)有四沖程發(fā)動機，因為保證汽缸內壁不超過400℃，則冷卻這樣爆發(fā)壓力及溫度都降低，以及提前排氣壓力約為5kg/cm2，溫度約為700℃，如虛線作功部分，所以經過這樣改造，功率大大增加；圖中a點為1500℃，b點為700℃。
如圖1所示，飛輪13帶動曲軸2轉動，曲軸2兩端安裝有軸承1和油封12，曲軸2上連有連桿6，通過連桿6驅動活塞5，汽缸體3內壁及活塞5頂部鑲有陶瓷襯套4，這樣可不降低爆發(fā)溫度及壓力，取消水冷卻系統(tǒng)，使缸體翻砂更簡單。單獨完成吸氣、壓縮的汽缸B1、B2頂部分別通過進氣門803、808與油氣供給系統(tǒng)相通，汽缸B1、B2上方通過汽缸蓋7與其形成燃燒室10，燃燒室10內設火花塞11，燃燒室10通過進氣門802、804、807、809分別與單獨完成爆發(fā)、排氣的汽缸A1、A2、A3、A4頂部相通，單獨完成爆發(fā)、排氣的汽缸A1、A2、A3、A4頂部再分別通過排氣門801、805、806、810與外界相通。
現(xiàn)有的往復式發(fā)動機配氣系統(tǒng)的氣門全是下行，而本實用新型配氣系統(tǒng)結構的氣門(包括進氣門和排氣門)全是上提，具體控制過程如圖1、2所示，搖臂901穿置于搖臂軸902上，搖臂901的一端置于凸輪軸903底部，搖臂901另一端的叉子904于進氣門或排氣門上的氣門帽812下方插于氣門桿811外側，對氣門帽812施以提升力。凸輪軸903壓搖臂901，搖臂901繞搖臂軸902擺動，在搖臂901擺動下，可將進氣門或排氣門(801排氣門；802進氣門；803進氣門；804進氣門；805排氣門；806排氣門；807進氣門；808進氣門；809進氣門；810排氣門；)提起來，實現(xiàn)進氣或排氣。
如圖3所示，本實用新型油氣供給系統(tǒng)包括鼓風機14、定量計15、風力攪拌機16、控制閥門17、閥片18、供油定量計19、油噴霧器20等。鼓風機14由定量計15控制進氣量，進氣壓力不小于200mm水柱。油噴霧器20由供油定量計19控制進油量，油、氣經風力攪拌機16攪拌按比例混合后上行，經控制閥門17后，分兩條管路為汽缸供氣，每條管路上設有控制啟閉的閥片18。
油氣供給系統(tǒng)的油、氣按比例混合后，增壓(壓力大于1個大氣壓)進入汽缸中，現(xiàn)有的采用吸氣辦法進氣壓力為0.8大氣壓，而且增加功率在能充分調整爆發(fā)空間時采用增壓辦法，多給混合氣，也應增加了功率，如圖3所示。
點火系統(tǒng)原發(fā)動機都是點火提前，造成敲缸及動力損失，而本實用新型結構有足夠的空間作功，燃料燃燒完全，所以要求活塞往下行時再點火。
如圖4所示，自排氣門排出的尾氣處理裝置是一個容器分很多層帶有孔洞21，放入Na到各層面上，尾氣按2kg/cm2的壓力，溫度在200℃以上，從上面的尾氣進入口進入，在催化劑的幫助下進行如下化學反應H2O+CO2+Na→NaHCO3(碳酸氫鈉，小蘇打)沒完全反應的氣體從尾氣出口排出，此容器也相當于消音器。
權利要求1.一種環(huán)保節(jié)能型內燃發(fā)動機，其特征在于包括單獨完成吸氣、壓縮的汽缸和單獨完成爆發(fā)、排氣的汽缸；其中，單獨完成吸氣、壓縮的汽缸通過進氣門與油氣供給系統(tǒng)相通，該汽缸通過進氣門與燃燒室相通，燃燒室再通過進氣門與單獨完成爆發(fā)、排氣的汽缸相通，單獨完成爆發(fā)、排氣的汽缸通過排氣門與外界相通。
2.按照權利要求1所述的環(huán)保節(jié)能型內燃發(fā)動機，其特征在于單獨完成吸氣、壓縮的汽缸頂部通過進氣門與油氣供給系統(tǒng)相通，該汽缸上方通過汽缸蓋與其形成燃燒室，燃燒室通過進氣門與單獨完成爆發(fā)、排氣的汽缸頂部相通，單獨完成爆發(fā)、排氣的汽缸頂部再通過排氣門與外界相通。
3.按照權利要求1所述的環(huán)保節(jié)能型內燃發(fā)動機，其特征在于還包括控制氣門啟閉的配氣系統(tǒng)，其上的搖臂(901)穿置于搖臂軸(902)上，搖臂(901)的一端置于凸輪軸(903)底部，搖臂(901)另一端的叉子(904)于進氣門或排氣門上的氣門帽(812)下方插于氣門桿(811)外側。
4.按照權利要求1所述的環(huán)保節(jié)能型內燃發(fā)動機，其特征在于汽缸體(3)內壁及活塞(5)頂部鑲有陶瓷襯套。
5.按照權利要求1所述的環(huán)保節(jié)能型內燃發(fā)動機，其特征在于油氣供給系統(tǒng)包括鼓風機(14)、定量計(15)、風力攪拌機(16)、控制閥門(17)、供油定量計(19)、油噴霧器(20)，鼓風機(14)供風的管路上設有定量計(15)，與油噴霧器(20)相通的管路上設有供油定量計(19)，油、氣混合室內設有風力攪拌機(16)，為汽缸提供油、氣混合物的管路上設有控制閥門(17)。
6.按照權利要求1所述的環(huán)保節(jié)能型內燃發(fā)動機，其特征在于單獨完成爆發(fā)、排氣的汽缸通過排氣門與尾氣處理裝置相通。
專利摘要本實用新型涉及動力設備，具體為一種環(huán)保節(jié)能型內燃發(fā)動機，包括單獨完成吸氣、壓縮的汽缸和單獨完成爆發(fā)、排氣的汽缸；其中，單獨完成吸氣、壓縮的汽缸通過進氣門與油氣供給系統(tǒng)相通，該汽缸通過進氣門與燃燒室相通，燃燒室再通過進氣門與單獨完成爆發(fā)、排氣的汽缸相通，該汽缸通過排氣門與外界相通。本實用新型對現(xiàn)有發(fā)動機汽缸功能重新調整，以往是每個汽缸都要完成四沖程，而現(xiàn)在改為有的汽缸只完成吸氣、壓縮，而有的缸來完成爆發(fā)、排氣，這樣一來爆發(fā)、排氣這一個缸的直徑尺寸就可以根據(jù)熱力計算達到最佳膨脹的要求而定，這就可以解決排氣損失一項。本實用新型解決了已有內燃機效率低，結構復雜、制造困難、且使用污染嚴重等問題。
文檔編號F02D9/08GK2934598SQ20062009146
公開日2007年8月15日 申請日期2006年6月9日 優(yōu)先權日2006年6月9日
發(fā)明者王福山 申請人:王福山