專利名稱：一種壓燃式低辛烷值汽油發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機械工業(yè)的內(nèi)燃機技術(shù)領(lǐng)域，是一種新型的內(nèi)燃機產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
1、柴油發(fā)動機和汽油發(fā)動機的比較汽油發(fā)動機一般將汽油噴入進氣管同空氣混合成為可燃氣后進入汽缸，在汽缸被壓縮后經(jīng)火花塞點火燃燒膨脹作功。人們通常稱它為點燃式發(fā)動機。而柴油機一般是通過噴油泵和噴油咀將柴油直接噴入發(fā)動機氣缸，柴油與在氣缸內(nèi)經(jīng)壓縮后的空氣均勻混合， 在高溫、高壓下自燃，推動活塞作功。人們把這種發(fā)動機稱為壓燃式發(fā)動機。通常，柴油發(fā)動機(壓燃式發(fā)動機)與汽油發(fā)動機(點燃式發(fā)動機)相比熱工效率高30%，因而從節(jié)約能源、降低燃料成本角度上講，柴油發(fā)動機的推廣使用具有重大意義。 柴油發(fā)動機與汽油發(fā)動機相比具有功率大，壽命長，動力性能好的特點，它排放產(chǎn)生的溫室效應(yīng)低45%，一氧化碳與碳氫排放也低，在整車的使用壽命期氮氧化合物排放略大于汽油機。柴油機結(jié)構(gòu)簡單故障率低。柴油機的不足之處是有害顆粒物排放大。近年來，柴油發(fā)動機采用渦輪增壓、中冷、直噴、尾氣催化轉(zhuǎn)換和顆粒捕集器等先進技術(shù)，柴油發(fā)動機汽車的排放已達到歐III、歐IN排放標準。在歐洲，柴油轎車已經(jīng)比較普及，隨著環(huán)保與節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展的嚴格要求，今后汽車，特別是柴油小轎車將是一個發(fā)展趨勢。目前我國一汽大眾已經(jīng)開發(fā)出捷達、寶來柴油轎車，并已在國內(nèi)部分城市上市。汽油機與柴油機相比，燃料的存儲、輸送系統(tǒng)有所不同，汽油的揮發(fā)性和侵潤性比較強。汽油機與柴油機給油方式也不同，汽油機將汽油噴入進氣道與空氣混合后進入汽缸； 而柴油機是在汽缸活塞將空氣壓縮之后才經(jīng)過噴嘴將柴油噴入汽缸。2、汽油標號的意義市場上常見的汽油是90號、93號、97號(90#、93#、97#)無鉛汽油。所謂90號、93 號、97號是汽油的“辛烷值”含量指標，相當于它們分別含有90<%、93%、97%的抗爆震能力強的“異辛烷”，以及10<%、7%、3%的抗爆震能力差的“正庚烷”。于是辛烷值的高低就成了汽油發(fā)動機對抗爆震能力高低的指標。應(yīng)該用97號汽油的發(fā)動機，如果使用90號汽油，當然容易產(chǎn)生爆震。以前市場曾經(jīng)流行70號汽油，隨著內(nèi)燃機技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在乘用車已經(jīng)很少使用 70號汽油，市場上很少看到70號或者70號以下的汽油產(chǎn)品。3、發(fā)動機壓縮比與爆震壓縮比是指活塞在氣缸中運動時，氣缸中出現(xiàn)氣體的最大體積和最小體積之比。 活塞在最低點時氣缸中氣體體積最大，活塞在最高點時氣缸中氣體體積最小，前者叫氣缸總?cè)莘e，后者叫氣缸燃燒室容積。壓縮比=汽缸總?cè)莘e/燃燒室容積。壓縮比是內(nèi)燃機的重要指標。壓縮比越大，其壓強越大，溫度越高。從理論上講，壓縮比越大，發(fā)動機效率越高。 汽油機的壓縮比一般為4 6。乘用車使用的汽油機為了獲得更高的體積動力比，壓縮比增加到7 9. 5，因此需要使用高辛烷值(高標號)汽油。柴油機的壓縮比一般為15 18。 但因為氣缸受材料強度的限制，而且氣缸內(nèi)工質(zhì)的溫度不能超過燃料的燃點，所以壓縮比不能太大。四行程汽油發(fā)動機是利用活塞在氣缸里往復(fù)運動，包括“進氣、壓縮、爆發(fā)、排氣” 四個行程，它吸入汽油與空氣的混合物，然后壓縮它，再用火花塞點爆它而獲得動力，得到動力后，再排出點爆后的廢氣(尾氣)。四行程發(fā)動機用的燃料不一定是汽油，壓縮天然氣、液化石油氣，甚至酒精，都可用來作為發(fā)動機的燃料。汽油之所以會成為主要燃料，是因為它相對容易取得，較容易儲存，相對價廉。正因為發(fā)動機可使用多種燃料，因此，在發(fā)動機發(fā)展之初，工程師們也做過許多嘗試，除了嘗試發(fā)動機不同的設(shè)計會有不一樣的性能之外，也嘗試使用不同的燃料會得到什么不同的效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當其它條件不變時，只要把發(fā)動機的壓縮比提得愈高，就會得到更大的馬力輸出。然而，壓縮比卻不是可以無限制提高的，當壓縮比提得太高時，發(fā)動機就會出現(xiàn)爆震現(xiàn)象。所謂爆震是指經(jīng)過壓縮的油和空氣的混合氣在被火花塞點火之后形成火焰燃燒面，在火焰燃燒面向前推進的過程中，尚未燃燒的油氣混合氣因為被進一步壓縮而產(chǎn)生的高溫點燃，形成自燃(爆燃)，當兩團高爆火球在燃燒室里劇烈碰撞時，會產(chǎn)生如敲門一般的“喀、喀、喀”聲，同時引起發(fā)動機震動。為了避免爆震現(xiàn)象發(fā)生，需要提高汽油的抗爆性， 即提高汽油燃點，使其在較高溫度和較高壓力下不容易自燃，只能夠被點燃。因此，對于高壓縮比的發(fā)動機應(yīng)該選用高標號汽油。4、爆震與辛烷值知道了爆震與燃料的關(guān)系后，工程師們開始把煉油廠里所產(chǎn)生的，可以作為發(fā)動機的各種油料逐一拿來測試和實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，抗爆震效果最差的是“正庚烷”，因此工程師們就把最強的抗震指數(shù)100給了異辛烷，而最差的正庚烷則給了它一個0的抗震指數(shù)。即 異辛烷的標準辛烷值是100 ；正庚烷的標準辛烷值是0。于是，辛烷值的高低就成了汽油發(fā)動機對抗爆震能力高低的指標。工程師們在實驗室里，利用一部可調(diào)整壓縮比的單缸發(fā)動機做試驗，測得各種燃料的數(shù)據(jù)。在實驗中，隨著壓縮比的逐漸提高，測試燃料從沒有爆震、燃燒順暢的狀況，逐漸調(diào)整到開始出現(xiàn)爆震。當爆震一開始出現(xiàn)的時候，就去比對異辛烷與正庚烷混合物的狀況， 如果出現(xiàn)爆震的狀況時機，正好與97份異辛烷和3份正庚烷的測試狀況一模一樣，那么這個測試油料的辛烷值就是97。所以，當我們說90號、93號、97號無鉛汽油的時候，其實它的辛烷值只是一個對比值。5、正確選擇汽油標號許多汽車用戶誤認為，汽油的標號就是油品純凈度和質(zhì)量的標準，車輛使用標號越高的汽油越好，這種想法是錯誤的。汽油標號的高低只是表示汽油辛烷值的大小，應(yīng)根據(jù)發(fā)動機壓縮比的不同來選擇不同標號的汽油。壓縮比在8. 5-9. 5之間的中檔轎車一般應(yīng)使用93號汽油；壓縮比大于9. 5的轎車應(yīng)使用97號汽油。高壓縮比的發(fā)動機如果選用低標號汽油，會使汽缸溫度劇升，汽油燃燒不完全，機器強烈震動，從而使輸出功率下降，機件受損。低壓縮比的發(fā)動機硬要用高標號汽油，就會出現(xiàn)“滯燃”現(xiàn)象，即壓到了頭它還不到自燃點，一祥會出現(xiàn)燃燒不完全現(xiàn)象，對發(fā)動機也沒什么好處。6、表1是從網(wǎng)絡(luò)上搜索到的純碳氫化合物的辛烷值表1 烴類結(jié)構(gòu)與辛烷值的關(guān)系(網(wǎng)絡(luò)資料，不盡準確)正庚烷CH3-(Cffi) 5-CH3辛烷值為 0正辛烷CH3-(Cffi) 6-CH3辛烷值為 -17正己烷CH3-(CH2)4_CH3辛烷值為 25辛烯-1CH2= CH-(Cffi) 5-CH3辛烷值為 34.7戊烷CH3-(CH2) 3-CH3辛烷值為 61乙基環(huán)己烷CH3-CH2_(環(huán)己烷)辛烷值為 44ニ甲基環(huán)己烷CH3_(環(huán)己烷)_CH3辛烷值為 62環(huán)己烷辛烷值為 77己烯-4CH3- (CH2) 2-CH = CH- (CH2) 2-CH3 辛烷值為 74. 3己烯-1CH2 = CH-(Cffi) 3-CH3辛烷值為 80異辛烷(CH3)3C-CH2_CH(CH3)2辛烷值為 100丁烯-1CH2 = CH-CH2-CH3辛烷值為 106乙苯C6H5-C2H5辛燒值為98ニ甲苯CH3—CH3辛烷值為103甲苯C6H5-CH3辛烷值為104苯C6H6辛烷值為1087、芳香烴與辛烷值汽油中含有ニ甲苯、乙苯、甲乙苯、甲苯以及少量苯和苯的其它衍生物，它們的辛 烷值一般都比較高。例如ニ甲苯的辛烷值為103 ；甲苯的辛烷值為104 ；乙苯的辛烷值為 98。由于它們是重要的化工原料，它們被提取之后，汽油的辛烷值會大幅度下降，不能滿足 市場對汽油品質(zhì)的要求，出現(xiàn)了化工產(chǎn)品與汽油產(chǎn)品爭原料的現(xiàn)象。為了提高汽油的辛烷值，煉油廠往往采用“重整”エ藝，將直鏈烷烴轉(zhuǎn)化為芳香烴。 這個過程需要消耗大量能源，而且損耗一部分原料。8、抗爆添加劑除了汽油“重整”増加辛烷值之外，工程師還研究了通過添加抗爆劑的方法增加汽 油的辛烷值。汽油抗爆劑主要有烷基鉛、甲基環(huán)戊ニ烯三羰基錳(MMT)、甲基叔丁基醚(MTB^、 甲基叔戊基醚、叔丁醇、乙醇等。MTBE不僅能有效提高汽油辛烷值，而且還能改善汽車性能，降低排氣中CO含量， 同時降低汽油生產(chǎn)成本。目前世界汽油用MTBE年產(chǎn)能力超過2100萬噸。我國現(xiàn)有MTBE 生產(chǎn)裝置増加到27套，總年產(chǎn)能力達62萬噸。但是，國外也有人認為MTBE對環(huán)境對人體 有毒副作用，燃燒之后的尾氣含有微量人體致癌物質(zhì)。據(jù)說美國有ー些州已經(jīng)立法禁止使 用 MTBE。醇類用作汽油添加劑由于含有羥基而顯示出不良效果，乙醇、丙醇和叔丁醇等低 碳醇或其混合物用作汽油添加劑具有MTBE相似功能，還有價格優(yōu)勢，用作汽油調(diào)合劑具有 較大的市場潛力。在汽油中加入10%乙醇可使調(diào)合汽油升級，經(jīng)濟價值極為可觀。由于乙醇價格較高，其應(yīng)用受到一定限制。9、石油、汽油、柴油、煤油從地下抽出的原油是一種黑色的液體，稱為石油。這種液體包含脂肪族碳氫化合物，或者僅由氫和碳組成的碳氫化合物。碳原子鏈接在一起，形成不同長度的碳鏈。前四種鏈[CH4(甲烷)、C2H6(乙烷)、C3H8 (丙烷)和C4H10 (丁烷)]都是氣體， 它們的沸點分別是-107、-67，-43和-18°C。從C5H12開始以上的鏈，一直到C18H38，在室溫下均為液體，而C19以上的鏈在室溫下則全都是固體。不同長度的碳鏈，其沸點將隨長度升高，因此可以通過蒸餾的方式將它們分離。這就是在煉油廠所要進行的處理，對原油進行加熱，不同長度的碳鏈將在各自的汽化溫度時被分離出來。(有關(guān)詳細信息，請參見如何進行石油精煉。)在C5、C6和C7范圍內(nèi)的碳鏈都是非常輕、極易蒸發(fā)的清澈液體，稱為石腦油(另有資料顯示，石腦油又稱為化工輕油，其餾分應(yīng)該覆蓋C5-C11，或者C5-C12)。從C7H16到CllHM的碳鏈混合在一起，可用作汽油(汽油的餾分為C7-C11。汽油餾分或許可以擴大到C6-C12，但是未見包括C5的報道)。所有這些碳鏈的蒸發(fā)溫度都低于水的沸點。煤油在C12到C15的范圍內(nèi)，后面緊跟著的是柴油燃料(柴油的餾分為C16到C18 范圍)和更重的燃料油(例如供房子取暖用的取暖用油)。汽油、煤油和柴油的實際餾分可以根據(jù)市場的需求情況適當向上下兩邊拓展1-2個碳原子。接下來是潤滑油。這些油在常溫下不會蒸發(fā)。例如，機油可以長時間在121°C的條件下運行而不蒸發(fā)。這些油當中，既包含非常輕(如3合1油)的油，也包含不同粘稠度的車用機油，還包含非常粘稠的齒輪油以及半固體潤滑脂。凡士林也屬于這類油。高于C20范圍的碳鏈將形成固體，從石蠟開始，然后是焦油，最后是用于鋪設(shè)浙青路面的浙青。以上這些不同的物質(zhì)可以不全都源于原油。少部分成分可以來源于煤、植物油。它們之間的唯一區(qū)別就是碳鏈的長度不一樣。10、結(jié)合柴油發(fā)動機優(yōu)點和汽油發(fā)動機優(yōu)點的創(chuàng)新型發(fā)動機柴油發(fā)動機與汽油發(fā)動機相比所具有的優(yōu)點，并不是因為柴油比汽油“優(yōu)越”很多，雖然柴油的碳氫比比汽油高。柴油機比汽油機的熱工效率高，主要是因為它的壓縮比高和空氣燃料比高，當然點火方式也不同。本發(fā)明就是要開發(fā)和設(shè)計一種高壓縮比、壓燃式“汽油”發(fā)動機，這種新型內(nèi)燃發(fā)動機迄今為止未見報道。這種“壓燃式汽油機”與點燃式汽油機相比，熱工效率有望高30%，因而從節(jié)約能源、降低燃料成本角度上講，壓燃式汽油發(fā)動機的推廣使用具有重大意義。壓燃式汽油發(fā)動機與點燃式汽油發(fā)動機(普通汽油機)相比具有功率大，壽命長，動力性能好的特點，它排放產(chǎn)生的溫室效應(yīng)也有望降低45%，一氧化碳與碳氫排放也低。發(fā)明人的實驗證實，低辛烷值汽油可以在與柴油機相當?shù)膲嚎s比條件下被壓燃， 并且順利燃燒。實驗結(jié)果也證明，專業(yè)設(shè)計和專門制造壓燃式低辛烷值汽油發(fā)動機是可行的。新的發(fā)動機將同時具有柴油發(fā)動機的優(yōu)點和汽油發(fā)動機的優(yōu)點，尤其是當壓縮比
8選擇在7-15范圍時，新的發(fā)動機具有汽油機“體積小、震動小、運行平穩(wěn)”的優(yōu)點，同時具有柴油機“效率高、馬力大、排放所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)低”等優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
眾所周知，汽油發(fā)動機提高效率的主要途徑就是提高汽缸的壓縮比，壓縮比提高后，汽油容易在汽缸內(nèi)高溫高壓存在空氣的環(huán)境下自燃，從而產(chǎn)生爆震。為了避免爆震，汽油的生產(chǎn)者想方設(shè)法增加汽油的辛烷值以適應(yīng)新設(shè)計的汽油發(fā)動機不斷增加的壓縮比。因此，汽油的生產(chǎn)過程日益復(fù)雜，生產(chǎn)成本不斷增加。本發(fā)明反其道而行之，利用低辛烷值汽油容易自燃的特點，利用壓燃式內(nèi)燃機熱工效率高于點燃式內(nèi)燃機的特點，設(shè)計出以低辛烷值汽油為燃料的壓燃式汽油發(fā)動機。降低汽油生產(chǎn)過程的難度和復(fù)雜程度，提高了汽油機(壓燃式低辛烷值汽油發(fā)動機)的熱工效率，把汽油機的熱工效率提升到了柴油機的水平，同時降低了發(fā)動機排放所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)。這種壓燃式低辛烷值汽油機已經(jīng)不再是普通汽油機的概念。一、低辛烷值汽油的概念所謂低辛烷值汽油，是指那些在現(xiàn)在的普通汽油機(點燃式)使用時會產(chǎn)生爆震的汽油。一般情況下，低辛烷值汽油的標號(辛烷值)小于69，汽油的標號(辛烷值)越低，適應(yīng)不同壓縮比(汽缸)的壓燃式汽油機的能力越強。例如10號汽油(辛烷值為10) 比30號汽油(辛烷值為30)適應(yīng)更低壓縮比的壓燃式汽油機，適用性更強。換句話說，能夠使用10號汽油的壓燃式汽油機——能夠?qū)?0號汽油壓燃(點火)并順利燃燒，不一定能正常使用30號汽油；而能夠正常使用30號汽油的壓燃式汽油機一定能夠使用10號汽油。一般情況下，低辛烷值汽油的主要構(gòu)成為C6-C12的碳氫化合物，包括直鏈烷烴和其異構(gòu)體。必要時碳鏈還可以擴大到C5，以及部分C13-C18。這種壓燃式汽油機的主要工作特點是當活塞將空氣壓縮進燃燒室，活塞到達上止點位置或者接近上止點位置時，低辛烷值汽油經(jīng)過噴油泵和噴油嘴被噴入汽缸，在汽缸內(nèi)的高溫高壓空氣中自動燃燒，產(chǎn)生更高壓力，推動活塞向下止點運行，做功。這種特定的做功工作過程，不同于普通汽油機先將汽油與空氣混合，再壓縮汽油和空氣的混合氣，然后依靠火花塞等電子點火系統(tǒng)點燃油氣混合氣，產(chǎn)生更高壓力，推動活塞做功的過程；這種特定的做功工作過程，也不同于普通的柴油機，因為它們的壓縮比不同，使用的燃料更是不同。低辛烷值汽油是汽油新產(chǎn)品，由于其低辛烷值、低抗爆性，不能直接應(yīng)用于現(xiàn)在的普通汽油發(fā)動機。否則，爆震現(xiàn)象將非常嚴重。燃料不同，這是壓燃式汽油機區(qū)別于普通汽油機和柴油機的特征之一。點火方式不同，是壓燃式汽油機區(qū)別于普通汽油機的特征之二。二、壓燃式汽油機的汽缸壓縮比有三種情況1、壓縮比(7-15)低于柴油機高于普通汽油機。這種情況使得壓燃式汽油機具有比普通汽油機高的熱工效率(可以比使用97號以上標號汽油的、最先進的高壓縮比汽油機具有更高的壓縮比)，同時兼有普通汽油機體積小、質(zhì)量輕、震動小等優(yōu)點，兼有柴油機結(jié)構(gòu)簡單(缺省了電子點火系統(tǒng))、故障率低的優(yōu)點。早期汽油發(fā)動機的壓縮比為4-6，現(xiàn)在一般汽油機的壓縮比為5-8，乘用車的汽油發(fā)動機壓縮比一般為6-10，高檔乘用車的汽油發(fā)動機壓縮比一般在9以上。汽油發(fā)動機的壓縮比越高，對汽油辛烷值含量的要求越高。有資料稱壓縮比9. 5以上的汽油機必須使應(yīng) 97號汽油，燃料成本很高。顯而易見，汽缸壓縮比為14的壓燃式低辛烷值汽油機的熱工效率會輕松地超過汽缸壓縮比為10的點燃式汽油發(fā)動機。對于點燃式汽油機，壓縮比從9提高到10就是一件不容易的事情了，而且對汽油辛烷值的要求也從95號提高到了 97號。2、壓縮比(15-18)與柴油機相當。這種情況使得壓燃式汽油機具有與柴油機相當?shù)臒峁ば?，扣除柴油的碳氫比例略高于汽油的?yōu)勢，壓燃式低辛烷值汽油機仍然可以獲得比普通汽油機高將近30 %的熱工效率，排放所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)比普通汽油機低將近45%。由于柴油與汽油的結(jié)構(gòu)、組成不同，柴油的碳氫比例高于汽油的碳氫比例，相同質(zhì)量(單位g、kg)的柴油的燃燒值高于汽油；又由于汽油的揮發(fā)性、滲透性、浸潤性比柴油強，柴油的(粘稠度高)運動粘度比汽油大，壓燃式低辛烷值汽油機的燃料箱、燃料油管線、 燃料油泵、噴嘴、過濾器等部件和機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、性能要求都與柴油機有很大差別，因此普通柴油機不能直接作為低辛烷值汽油發(fā)動機使用。反之，壓燃式汽油機不但可以使用低辛烷值汽油，也可以正常使用柴油做燃料。這是壓燃式低辛烷值汽油機的進步。結(jié)論是即使壓燃式汽油機的壓縮比與柴油機相當時，壓燃式汽油機與柴油機也是完全不同的兩種內(nèi)燃機產(chǎn)品。3、壓縮比(18-2 超過柴油機。由于汽油的揮發(fā)性比柴油好很多，汽油噴入燃燒室之后的分散性優(yōu)于柴油，能夠與空氣更均勻混合；另一方面，汽油的點火溫度雖然高于柴油，但是燃燒性(易燃性)優(yōu)于柴油；第三，本發(fā)明采用創(chuàng)新的延長點火時間的技術(shù)，即延長向燃燒室噴油的時間，針對特定的客戶群，不追求在最短時間將燃料噴入汽缸燃燒室的目標(柴油機通常如此)，使得燃料在汽缸內(nèi)燃燒更平穩(wěn)、更完全，所以汽缸的壓縮比可以更高，壓燃式汽油機的汽缸的壓縮比超過柴油機的汽缸壓縮比。延長向燃燒室噴油時間的方法，同樣適用于壓縮比與柴油機相當?shù)膲喝际狡蜋C和壓縮比低于柴油機的壓燃式汽油機。這種壓燃式汽油發(fā)動機兼有汽油機和柴油的優(yōu)點，但是它不同于以往的汽油機和柴油機。所以，本發(fā)明在具有實用性的同時，具備新穎性和創(chuàng)造性。關(guān)于壓燃式發(fā)動機和點燃式發(fā)動機的工作原理、機械結(jié)構(gòu)以及二者的區(qū)別，是內(nèi)燃機業(yè)內(nèi)技術(shù)人員所熟悉的，本說明書不做詳細敘述不會影響業(yè)內(nèi)技術(shù)人員對本發(fā)明的理解。關(guān)于汽油和柴油的區(qū)別，也應(yīng)該是內(nèi)燃機業(yè)內(nèi)技術(shù)人員所熟悉的，但是肯定是石油煉制行業(yè)技術(shù)人員所熟悉的。壓縮比不同，是壓燃式汽油機區(qū)別于普通汽油機和柴油機的特征之三。壓燃式汽油機，一旦壓縮比確定了，所使用的低辛烷值汽油的辛烷值(汽油標號) 就有一個上限。只有使用低于這個標號(辛烷值含量)的汽油，壓燃式汽油發(fā)動機才能正常工作。多大的汽缸壓縮比需要使用多少標號以下的汽油——這種標準數(shù)據(jù)，業(yè)內(nèi)技術(shù)人員可以很方便地利用測試汽油辛烷值的試驗裝置反向試驗得到。辛烷值越低的汽油，適用于各種類型壓燃式汽油機(壓縮比不同)的適應(yīng)性越強。反之，對于壓燃式汽油發(fā)動機，汽油標號越低，發(fā)動機的壓縮比可以越低(選擇范圍為7-2 ，發(fā)動機的運行越加輕柔平穩(wěn)。三、延長噴油時間降低燃燒對發(fā)動機的震動1、時間的概念本說明書關(guān)于發(fā)動機活塞運行行程對應(yīng)的時間、排氣門開啟和關(guān)閉的時間、噴油嘴開始噴油和結(jié)束噴油的時間，都是相對時間，是以曲軸轉(zhuǎn)動的角度為參照的。例如活塞從上止點到下止點的運行時間為180度角，對應(yīng)曲軸轉(zhuǎn)動180度角；假設(shè)噴油嘴從上止點之前5度角開始噴油，到經(jīng)過上止點30度噴油結(jié)束，則噴油時間為35度角，相當于曲軸轉(zhuǎn)動 35度經(jīng)過的相對時間。當噴油時間為60度角時，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速為1200轉(zhuǎn)/分鐘(1/20 秒/轉(zhuǎn))，則噴油時間為1/120秒(一百二十分之一秒)。2、燃燒與爆炸的區(qū)別這是一個常識問題。爆炸是燃燒的一種形式，只是燃燒的時間很短；燃燒也是爆炸的一種形式，只是持續(xù)的時間相對比較長。相同當量的氧化劑與還原劑，無論爆炸是還是燃燒，所釋放的熱量是相同的，但是所產(chǎn)生的沖擊波卻是相差很大的。因此延長汽油在汽缸內(nèi)燃燒的時間，是降低壓燃式發(fā)動機震動的一個好方法，這種方法也是壓燃式內(nèi)燃機所特有的而點燃式內(nèi)燃機所無法做到的。點燃式發(fā)動機的燃油與空氣混合后一次進入汽缸，再被活塞壓縮進燃燒室。燃燒室內(nèi)的油氣被火花塞點火之后，混合油氣的燃燒是失控的。壓燃式內(nèi)燃機則可以通過調(diào)整噴油速度，使得降低燃料進入燃燒室(汽缸)的速度，使得一個做功周期所消耗的燃料的燃燒速度降低。3、延長噴油時間降低燃燒速度的影響(1)、震動變小。當噴油時間為60度角時，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速為1200轉(zhuǎn)/分鐘(1/20 秒/轉(zhuǎn))，則噴油時間為1/120秒；當噴油時間為15度角時，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速為1200轉(zhuǎn)/分鐘(1/20秒/轉(zhuǎn))，則噴油時間為1/480秒(四百八十分之一秒)。顯然后者的燃燒時間比前者短，燃燒對發(fā)動機震動的作用要大。隨著噴油時間延長，活塞離開上止點的距離增加， 燃燒室空間增加，此時燃料完全燃燒所造成的燃燒室壓力相對較??；而噴油時間很短，燃燒室所承受的瞬間最大壓強也比噴油時間延長的情況大很多，但是此時活塞、連桿機構(gòu)相對于曲軸的力臂很小，短時間的高壓強對做功的貢獻卻不大。(2)、燃料的燃燒更充分、更完全，尾氣中一氧化碳含量和碳氫物含量更低。因為延長噴油時間，燃料有時間與燃燒室里面的空氣更均勻地混合，所以燃料燃燒更完全。柴油機的工作原理是立足于用最短的時間將燃料噴入燃燒室，因此傳統(tǒng)的柴油機的震動比普通汽油機大。為了對抗這種震動，柴油機的機殼以及內(nèi)部機械部件也都非常堅固但是相對笨重。延長噴油時間降低燃料“爆燃”對發(fā)動機的震動，是壓燃式汽油機區(qū)別于柴油機的特征之四。這個“延長噴油時間”的技術(shù)，也可以用于改造傳統(tǒng)的柴油機。
四、壓燃式6沖程低辛烷值汽油機的結(jié)構(gòu)和原理本發(fā)明壓燃式低辛烷值汽油機可以是4沖程的(進氣、壓縮、做功、排氣)，也可以是6沖程的(進氣、壓縮、做功、排氣、二次做功(尾氣做功)、再排氣)。曲軸旋轉(zhuǎn)3周為汽缸、活塞、氣門系統(tǒng)的1個工作周期(活塞運行3個往復(fù)，對應(yīng)曲軸轉(zhuǎn)動3X2X 180度角)。壓燃式6沖程低辛烷值汽油機的結(jié)構(gòu)與壓燃式4沖程低辛烷值汽油機的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是增加了將汽缸內(nèi)推動活塞做功后的尾氣引入另外一個汽缸的通道、途徑，相關(guān)排氣門、進氣門，以及開關(guān)氣門的操作控制部件。尾氣進入另外一個汽缸之前的途徑有兩種情況，一種是直接進入，另外一種是先進入一個尾氣儲罐(一個保溫性和密封性很好的有進氣門(第一排氣門)和出氣門(第二進氣門)的空腔)。理論上壓燃式6沖程汽油發(fā)動機的功率與壓燃式4沖程汽油發(fā)動機相同，但是燃料的熱工效率增加33. 3% (相當于節(jié)省33. 3%燃料)；排放所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)可以再降低 25%。實際情況按照理論值得60%估算，燃料的熱工效率增加20%，排放所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)再降低15%。其中“二次做功”(尾氣做功)行程的理論功率大約相當于“做功”行程功率的50%。壓燃式6沖程低辛烷值汽油機的工作原理是1、進氣行程活塞從上止點往下止點運行，第一進氣門開啟，吸進空氣(空氣可以經(jīng)過渦輪增壓泵增壓、中冷器冷卻)。2、壓縮行程第一進氣門關(guān)閉，活塞從下止點向上止點運行，將空氣進一步壓縮進燃燒室。3、做功行程當壓縮行程末期活塞到達上止點或者接近上止點位置時，噴油嘴開始向燃燒室噴入低辛烷值汽油，低辛烷值汽油均勻分散到燃燒室內(nèi)高溫高壓的空氣中，被自動點燃和燃燒，燃燒產(chǎn)生更高壓力的氣體推動活塞向下止點運行；當活塞接近下止點距離下止點15度角附近(距離下止點10到25度角)的位置時，開啟第一排氣門，將尾氣(第一尾氣)引入另外一個汽缸的燃燒室，推動另一個汽缸中的活塞二次做功。第一排氣門的出口與“另一個汽缸(通過第二進氣門入口)”之間有密封通道相連。第一排氣門開啟與關(guān)閉之間的間隔時間是尾氣利用另外一個汽缸做功的動力輸出時間。在第一排氣門開啟，活塞到達下止點之前，汽缸內(nèi)的高壓氣體仍然在推動活塞做功，只是此時推動活塞做功的氣體壓力有所降低(部分氣體進入了另外一個汽缸做功)；當活塞經(jīng)過下止點后，第二排氣門開啟之前，曲軸、連桿機構(gòu)、活塞對系統(tǒng)反向做功，只不過此時連桿相對于曲軸的力臂很小， 所以扭矩很小(反向做功很小)；但是此時與這個汽缸相通連的另外一個汽缸中的活塞正處于有利的做功位置，二次做功的功率遠遠超過這個汽缸很小的反向做功功率，所以本發(fā)明的設(shè)計使得活塞超過下止點而不立即開啟第二排氣門。從第一排氣門開啟，到活塞到達下止點，汽缸內(nèi)壓力降低，降低了活塞做功的力，好在這個時候連桿對于曲軸的扭矩也比較小，功力損失很??；當活塞經(jīng)過下止點到達15度角附近(超過下止點5-25度角，甚至10-30 度角)時，關(guān)閉第一排氣門，開啟第二排氣門，開始卸壓排出廢氣(第二尾氣)，廢氣經(jīng)過渦輪增壓裝置、尾氣催化處理裝置、顆粒捕集器等，之后排入大氣(第五尾氣)。4、排氣行程當活塞超過下止點達到15度角(5到25度角，或者10-30度角)附近時，關(guān)閉第一排氣門，開啟第二排氣門，將剩余尾氣排出廢氣處理系統(tǒng)，經(jīng)過(渦輪)回收能量、尾氣催化轉(zhuǎn)換和顆粒捕集器等，排入大氣；活塞上行過程中將廢氣壓縮，廢氣(經(jīng)過第二排氣門)被趕出汽缸；當活塞上行到達或者接近上止點5-15度角附近(上止點之前) 時，關(guān)閉第二排氣門。5、二次(尾氣)做功行程，當汽缸開始第二次排氣后，活塞到達上止點或者接近上止點(5-15度角附近)時，關(guān)閉第二排氣門，開啟第二個進氣門，引入正在做功的某一個汽缸中活塞做功行程末端開啟第一排氣門時排出的尾氣(第一尾氣)，利用這個新鮮的高品質(zhì)的尾氣(高溫高壓氣體)推動活塞向下止點運行，二次做功。如果此時“某一個”正在做功的汽缸尚未到達開啟第一排氣門的位置(例如兩個汽缸之間的相位角相差90度角。四缸發(fā)動機相鄰汽缸之間的相位角彼此相差90度角；六缸發(fā)動機相鄰汽缸之間的相位角相差60度角；兩缸發(fā)動機的汽缸之間相位角相差180度角)，此時開啟第二進氣門，汽缸中的活塞將利用“通道”中剩余的尾氣(第三尾氣)做功。以四缸發(fā)動機為例汽缸內(nèi)的活塞利用相位角滯后于自己270度角的“某一正在做功的汽缸”的第一尾氣二次做功。當“某一正在做功的汽缸”的活塞剛剛到達距離上止點 90度角位置時(行程中間位置)，二次做功的汽缸活塞到達上止點；當“某一正在做功的汽缸”的活塞到達距離下止點15度角附近位置開啟時第一排氣門時，二次做功的汽缸活塞離開上止點約75度角(180度角-90度角-15度角)距離(附近位置)，此時正是活塞做功效率最高的位置(曲軸在活塞行程80-85度角位置附近的力臂最長、扭矩最大)。利用第一尾氣(第一排氣門開啟與關(guān)閉之間的大約30度角(30-50度角)時間)做最有大的功(最有效功率)對于六缸發(fā)動機汽缸內(nèi)的活塞利用相位角滯后于自己180度角的“某一正在做功的汽缸”的第一尾氣二次做功。當“某一正在做功的汽缸”的活塞到達距離下止點15度角(10-25度角)附近位置時，開啟第一排氣門，二次做功的汽缸活塞到達距離上止點15度角(10-25度角)附近位置；當“某一正在做功的汽缸”的活塞超過下止點，距離下止點15 度角(10-25度角)附近位置時關(guān)閉第一排氣門時，二次做功的汽缸活塞有30-50度角的時間接受第一尾氣，其它做功時間利用第三尾氣，第三尾氣的補充也來源于第一尾氣。6、二次排氣行程當二次做功的汽缸活塞到達下止點或者到達下止點前5度角附近時，關(guān)閉第二進氣門，再次開啟第二排氣門，活塞繼續(xù)從下止點向上止點運行，壓縮廢氣，將廢氣(第四尾氣)排出汽缸。與第二尾氣一樣，廢氣經(jīng)過渦輪增壓裝置、尾氣催化處理裝置、顆粒捕集器等，之后排入大氣(第五尾氣)。7、關(guān)于汽缸之間的尾氣通道從第一排氣門開啟始，到第一排氣門關(guān)閉止，第一尾氣進入汽缸之間的尾氣通道與第三尾氣混合。第一排氣門關(guān)閉之后，汽缸之間的尾氣通道中，剩余的尾氣被稱為第三尾氣。兩兩相鄰汽缸之間的尾氣通道是最近的，這個通道越短，越有利于保持第一尾氣的品質(zhì) (高溫高壓)，使之盡快進入“另一個汽缸”，用于二次做功。然而對于汽缸數(shù)目超過2的發(fā)動機，排列在兩側(cè)的汽缸之間的通道就很長。這種情況會使得同一臺發(fā)動機內(nèi)部，汽缸之間的尾氣通道不完全相同，使得各個汽缸中的活塞二次做功的大小不是很均勻，但是這種結(jié)構(gòu)仍然是有優(yōu)越性的。其優(yōu)越性就是發(fā)動機各個汽缸的二次做功功率的總和最大化。作為替換方案一，兩兩汽缸之間的尾氣通道不再彼此獨立，而是共用一個通道，即第一排氣門所排出的第一尾氣進入的通道也是第二進氣門引入尾氣(第三尾氣和“某一個”正在做功的汽缸的第一尾氣)的通道。這樣做的好處有三個，一是結(jié)構(gòu)簡單；二是各個汽缸活塞二次做功所得到的第一尾氣(混合了第三尾氣)的壓力等品質(zhì)大致相同，發(fā)動機運行更加穩(wěn)定；三是增加了第三尾氣的儲存空間(相當于第一尾氣的儲罐)，在第一尾氣不能直接提供到二次做功汽缸的時間段，由第三尾氣推動活塞作為二次做功的動力來源。第一排氣門開閉間隔時間相當于30-65度角(曲軸旋轉(zhuǎn)角)，而第二進氣門的開閉時間間隔差不多是180 度角。當?shù)谝慌艢忾T和第二進氣門與汽缸間尾氣通道之間的動密封性能很好時，這個通道 (儲罐)的容積可以是單一汽缸容積的1-5倍，容積越大，二次做功的高壓氣體的均勻性越好；但是，通道(儲罐)的容積越大，第一尾氣到達二次做功汽缸的品質(zhì)(溫度、壓力)降低幅度越大。8、關(guān)于“某一個”正在做功的汽缸的選擇對于汽缸之間彼此第一尾氣通道相互獨立的情況，對于四缸發(fā)動機，在汽缸二次做功的約180度角行程過程中，理論上經(jīng)歷一個“某一個”汽缸正在做功的情況；對于六缸發(fā)動機，在汽缸二次做功的約180度角行程過程中，理論上經(jīng)歷二個“某一個”汽缸正在做功的情況。因此，選擇二次做功汽缸的里活塞行進在60-120度角位置區(qū)間，對應(yīng)開啟合關(guān)閉第一排氣門時間重合度最高的“某一個”正在做功的汽缸通連汽紅，效果最好；如果不能重合，則選擇在二次做功行程上半行程同步的“某一個”正在做功的汽缸(的第一尾氣)通連。在氣缸容量相同的情況下，壓燃式6沖程低辛烷值汽油機與普通的4沖程汽油機相比額定功率高30 %，燃油消耗卻降低三分之一(與壓燃式4沖程低辛烷值汽油機相比，額定功率相同，燃料節(jié)省30% )。五、壓燃式2沖程低辛烷值汽油發(fā)動機的結(jié)構(gòu)和原理壓燃式辛烷值汽油發(fā)動機除了采用4沖程和6沖程工作機理和機械結(jié)構(gòu)外，還可以采用2沖程(行程)工作機理和機械結(jié)構(gòu)。在氣缸容量和壓縮比相同的情況下，壓燃式 2沖程低辛烷值汽油發(fā)動機的額定功率幾乎是壓燃式4沖程低辛烷值汽油發(fā)動機額定功率的2倍。在氣缸容量相同的情況下，壓燃式2沖程低辛烷值汽油發(fā)動機的額定功率幾乎是普通汽油發(fā)動機額定功率的2. 6倍。這種壓燃式低辛烷值汽油發(fā)動機的特征除了只有2個行程(做功行程和壓縮行程)，發(fā)動機額定功率(機械的效率)高之外，還有一個特征是汽缸只有進氣門沒有排氣門， 排氣改為在活塞到達下止點之前3-5度角位置在汽缸壁設(shè)置排氣孔，所以發(fā)動機結(jié)構(gòu)更簡做功行程時，低辛烷值汽油被噴入燃燒室，在經(jīng)過壓縮的高溫高壓空氣中自動點燃，燃燒產(chǎn)生更高壓力氣體推動活塞從上止點向下止點運行，當活塞到達下止點之前3-5 度角時，排氣孔開啟(活塞本體超過排氣孔位置，讓開了排氣孔)，汽缸排氣，當活塞到達下止點時，處于燃燒室的進氣門開啟，壓縮空氣經(jīng)過進氣門進入汽缸，將剩余的尾氣趕出排氣孔，活塞經(jīng)過下止點上行，及時封閉排氣孔，進氣門也隨即關(guān)閉，活塞繼續(xù)上行，將壓縮空氣進一步壓縮到燃燒室，完成2個行程4個步驟。六、對頂式雙活塞汽缸結(jié)構(gòu)的壓燃式低辛烷值汽油發(fā)動機采用對頂式雙活塞汽缸結(jié)構(gòu)的發(fā)動機(一缸二塞發(fā)動機)，市場上已經(jīng)出現(xiàn)，目的也是為了提高發(fā)動機的熱工效率。但是，將對頂式雙活塞汽缸結(jié)構(gòu)應(yīng)用到壓燃式低辛烷值汽油機，卻是一種創(chuàng)新，具有新穎性和創(chuàng)造性。對頂式雙活塞汽缸結(jié)構(gòu)，一個汽缸對應(yīng)一對活塞、兩組連桿機構(gòu)和兩根曲軸；汽缸中，兩個活塞到達上止點時距離最近，此時兩個活塞之間的空間是它們共同的燃燒室。這種發(fā)動機甚至省略了進氣門和排氣門，作為壓燃式低辛烷值汽油發(fā)動機，其結(jié)構(gòu)更加簡單，故障率進一步降低；而熱工效率卻可以原來超過普通汽油機30%左右的基礎(chǔ)上再增加30%。對頂式雙活塞汽缸結(jié)構(gòu)的壓燃式汽油發(fā)動機結(jié)構(gòu)如《說明書附圖》

圖1所示，噴油嘴對應(yīng)的燃燒室位置在兩個活塞中間。常規(guī)的對頂式雙活塞汽缸結(jié)構(gòu)的發(fā)動機(一缸二塞發(fā)動機)的結(jié)構(gòu)和工作原理， 是內(nèi)燃機業(yè)內(nèi)技術(shù)人員所熟悉的，七、壓燃式低辛烷值汽油機與汽油機不同之處1、點火方式不同壓燃式汽油機采用燃料在汽缸內(nèi)自燃點火的方式，而普通汽油機采用火花塞等電子點火系統(tǒng)點燃。壓燃式汽油機由于缺省了電子點火系統(tǒng)，所以比普通汽油機結(jié)構(gòu)簡單，故障率低。2、壓縮比不同壓燃式汽油機的壓縮比高于普通汽油機。3、進油方式不同壓燃式汽油機采用噴油嘴噴油的方式將燃料送入汽缸，普通汽油機采用噴油嘴將燃料噴入進氣管，與壓縮空氣混合后進入汽缸。當然現(xiàn)在也有部分汽油機采用直噴的技術(shù)。4、效率不同 壓燃式汽油機的熱工效率比普通汽油機高大約30 %。壓燃式6沖程低辛烷值汽油機的熱工效率比普通汽油機高大約69%，排放所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)降低55%以上。壓燃式低辛烷值一缸二塞汽油機(對頂式雙活塞汽缸結(jié)構(gòu)的壓燃式汽油機)的熱工效率比普通汽油機高大約69%，排放所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)比普通汽油機降低55%以上。舉例說明如果一臺使用普通汽油機的汽車，百公里油耗為8升汽油(假設(shè)為93 號汽油，40升汽油可行駛500公里)；當這臺汽車采用壓燃式低辛烷值汽油機時，百公里油耗大約為6. 15升(40升汽油可行駛650公里)；若采用壓燃式6沖程低辛烷值汽油機，這臺汽車的百公里油耗大約為4. 7升(40升汽油可行駛845公里)。5、燃料不同低辛烷值汽油相比較高辛烷值汽油，清潔、環(huán)保、低成本。6、溫室氣體排放標準不同使用相同單位質(zhì)量燃料，壓燃式汽油機的排放所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)比普通汽油機降低45%左右。八、壓燃式低辛烷值汽油機與柴油機不同之處1、燃料不同壓燃式汽油發(fā)動機使用的雖然是低辛烷值汽油，但是其辛烷值一般仍然比柴油高。柴油的碳鏈長度比低辛烷值汽油高，柴油的碳氫比比低辛烷值汽油高，柴油的粘稠度比低辛烷值汽油高，柴油的凝固點比低辛烷值汽油高，柴油的燃點比汽油高(點火點比汽油低)；柴油的揮發(fā)性比汽油低，柴油的浸潤性、滲透性、溶劑性(溶解能力)比汽油差。所以壓燃式低辛烷值汽油發(fā)動機的所有與燃料接觸的部件和容器、管道等，都區(qū)別于柴油機。低辛烷值汽油是輕質(zhì)油，揮發(fā)性強，雖然點火溫度高于柴油，但是易燃性超過柴油，燃點低于柴油，所以，低辛烷值汽油在氣缸中與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)的速度遠高于柴油。2、壓縮比不同(1)、為了使得發(fā)動機運行平穩(wěn)輕柔，壓燃式汽油機的壓縮比可以設(shè)置在10-14范圍(甚至7-10范圍)。這樣，使用低辛烷值汽油產(chǎn)品中標號偏低的那些汽油品種，可以采用壓縮比相對較低的壓燃式汽油機(例如壓縮比為12-14的壓燃式汽油機)。即使如此，這種壓燃式汽油機的壓縮比仍然比點燃式(普通)汽油機高，熱工效率也高，排放所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)也低。O)、為了使得發(fā)動機的效率更高，壓燃式汽油機的壓縮比可以設(shè)計在18-20范圍 (甚至在19-22范圍)，這類壓燃式汽油劑可以使用低辛烷值汽油產(chǎn)品中標號偏高的那些汽油品種。3、燃料存儲和輸送系統(tǒng)不同低辛烷值汽油的揮發(fā)性和侵潤性均超過柴油，壓燃式低辛烷值汽油機必須采取相應(yīng)的、與柴油機不同的燃料密封措施和使用抗侵潤性、抗?jié)B透性的存儲(油箱、油泵)和輸送(管道)材料。油泵和噴油嘴也不同。4、噴油速度不同為了降低發(fā)動機的震動，壓燃式汽油機的進油速度(噴油速度)為柴油機噴油速度的1. 1-2. 5倍，相當于降低了汽缸內(nèi)燃料混合氣的燃燒速度，減輕了爆燃氣體對汽缸和活塞的沖擊。當然，對于追求高熱工效率的壓燃式低辛烷值汽油機，可以將機殼和機械部件做得結(jié)實些，其噴油速度可以跟柴油機相當，甚至為柴油機的0. 8-1. 0倍，噴油速度更快。5、啟動方式不同(1)、壓燃式汽油發(fā)動機在空載啟動時，通過控制噴油嘴，減少噴油嘴的供油量。O)、使用搖把手動啟動壓燃式汽油發(fā)動機時，在釋放汽缸封閉閥的開閉杠桿前， 切斷油路，停止向汽缸供油。采取以上兩項措施，可以減少和消除柴油機啟動階段產(chǎn)生大量炭黑等顆粒性廢氣雜質(zhì)的現(xiàn)象。6、潤滑原理和潤滑油系統(tǒng)以及潤滑油不同壓燃式低辛烷值汽油機的潤滑油系統(tǒng)與柴油機不同，更接近于普通汽油機。九、采用渦輪增壓、中冷、直噴、尾氣催化轉(zhuǎn)換和顆粒捕集器等現(xiàn)代內(nèi)燃機的其它先進技術(shù)由于壓燃式低辛烷值汽油機是一個創(chuàng)新產(chǎn)品，所以將采用渦輪增壓、中冷、直噴、 尾氣催化轉(zhuǎn)換和顆粒捕集器等現(xiàn)代內(nèi)燃機的其它先進技術(shù)應(yīng)用于壓燃式低辛烷值汽油機也是創(chuàng)新，是前所未有的，不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動是不能得到的。十、壓燃式低辛烷值汽油機具有清潔、高效、環(huán)保三個方面的優(yōu)越性1、高效由于這種新的內(nèi)燃機采用壓燃點火方式，所以壓燃式低辛烷值汽油發(fā)動機可以采用高壓縮比和高空氣與燃料比，這種內(nèi)燃機新產(chǎn)品的熱工效率比普通汽油發(fā)動機的熱工效率高。
2、清潔由于本發(fā)明的汽油機新產(chǎn)品采用辛烷值低汽油(辛烷值可以是30、0，甚至為負數(shù))，因此高辛烷值的二甲苯、乙苯、甲乙苯、甲苯等芳香烴以及苯及其各種衍生物的含量在低辛烷值汽油中含量可以很低，甚至為零(這一點與現(xiàn)在的汽油產(chǎn)品不同)，也不需要為了提高汽油的辛烷值而添加MTBE(甲基叔丁基醚)等添加劑。從嚴格的意義上講，上述芳香烴和添加劑以及添加劑的制造過程對人體都是有害的。低辛烷值汽油不含有或者很少含有芳香烴，不含有提高辛烷值的添加劑，因此是更加清潔的燃料油。所以壓燃式低辛烷值汽油發(fā)動機是清潔的發(fā)動機。3、環(huán)保相對于直鏈烷烴和支鏈烷烴而言，芳香烴和MTBE等添加劑的燃燒尾氣中含有微量的對環(huán)境有害和對人體有害的氮氧化合物或者碳氮氧化合物，因此低辛烷值汽油更加環(huán)保，壓燃式低辛烷值汽油機更加環(huán)保，此為其一。其二，現(xiàn)在的汽油產(chǎn)品為了增加或者保有辛烷值指標，生產(chǎn)環(huán)節(jié)多、工藝復(fù)雜，單位汽油產(chǎn)品的加工能耗和原料消耗均低辛烷值汽油高。因此，本發(fā)明的壓燃式低辛烷值汽油發(fā)動機更加環(huán)保，更加環(huán)境友好。十、吉油機的命名為了區(qū)別于現(xiàn)在的汽油機和柴油機，本發(fā)明“壓燃式低辛烷值汽油機”因為其清潔、高效和環(huán)境友好等優(yōu)異的性能而被發(fā)明人命名為“吉油機”。取意于“吉祥如意”?！凹蜋C”的英文名稱被發(fā)明人命名為“jiler”、“jil engine”或者“petrojiler”。相關(guān)權(quán)利要求是一種壓燃式低辛烷值汽油發(fā)動機，它的特征是使用低辛烷值汽油作為燃料，同時采用“壓燃式”點火方式，因此這種發(fā)動機的汽缸可以采用10-22的高壓縮比；當使用辛烷值更低的汽油時，這種壓燃式汽油機的壓縮比可以為10-15 ；當汽油的辛烷值足夠低的時候，這種汽油機汽缸的壓縮比可以為7-10 ；當它的壓縮比在汽油機和柴油機之間時，即壓縮比為7-15時，它除了獲得比汽油機優(yōu)越的動力性、高效率、低排放等性能外，還可以兼有汽油機的體積小、震動小以及其它相關(guān)的優(yōu)越性，因為它的壓縮比畢竟不算太高，發(fā)動機的結(jié)構(gòu)不必那么笨重；當它的壓縮比為15-22時，它的強勁的動力性能和高熱工效率的優(yōu)越性就得到充分的體現(xiàn)；使用渦輪增加技術(shù)和使用中冷器，可以有效提高這種發(fā)動機的效率；而使用中冷器可以使它的壓縮比達到18-22 ；由于缺省了電子點火系統(tǒng)，這種發(fā)動機的結(jié)構(gòu)簡單，故障率低。它同時采用輕質(zhì)燃料油所需要的潤滑油系統(tǒng)和燃料油存儲、輸送系統(tǒng)(類似于汽油發(fā)動機的油箱、油路系統(tǒng))，以及壓燃式發(fā)動機所需要的噴油泵和噴油嘴(類似于柴油發(fā)動機的噴油泵和噴油嘴，但是專門為適應(yīng)輕質(zhì)燃料油而設(shè)計的噴油泵和噴油嘴)。為了降低燃料經(jīng)噴油嘴噴入汽缸后混合油氣爆燃對汽缸、活塞乃至對發(fā)動機的沖擊和震動，可以采取降低做功行程噴油速度(延長噴油時間)的措施，將噴油結(jié)束的時間延遲到曲軸旋轉(zhuǎn)15-40度角(活塞在上止點時，曲軸旋轉(zhuǎn)角度為0)，甚至更大的度角，例如 60度角，使得燃油燃燒時間接近于普通汽油發(fā)動機，同時努力使得曲軸旋轉(zhuǎn)角在45-60度角之前，燃料燃燒完全，曲軸在60-120度角之間獲得最大扭矩(燃料在60度角之前燃燒完全，活塞獲得最大推力)，延長噴油嘴噴油時間的缺點是犧牲了少部分熱工效率，好處是降低了發(fā)動機的震動；
噴油的起始時間可以適當提前到活塞到達上止點之前5-10度角。在它的啟動階段，可以采取兩項措施減少尾氣中炭黑等不完全燃燒造成的顆粒狀排放物(1)、啟動狀態(tài)時減少噴油嘴每次向汽缸噴油的量；甚至在發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到一定程度(例如怠速的轉(zhuǎn)速)之前，切斷油路停止向汽缸供油，等轉(zhuǎn)速達到較高時，才開始向汽缸供油，避免第一次壓燃時汽缸內(nèi)部燃油積聚過多，引起燃燒不完全，出現(xiàn)炭黑和顆粒狀雜質(zhì)；O)、使用搖把手動啟動發(fā)動機時，在釋放汽缸封閉閥的杠桿(手柄)前，切斷噴油嘴的油路，停止向汽缸噴油，即按動開啟汽缸封閉閥的杠桿(手柄)，就切斷噴油嘴的油路，關(guān)閉向噴油嘴供油的閥門；手柄釋放后，向噴油嘴供油的閥門隨即開啟。它采用四沖程工作機理和機械結(jié)構(gòu)。壓燃式低辛烷值汽油機可以是對頂式雙活塞汽缸結(jié)構(gòu)(一缸二塞)，雙曲軸結(jié)構(gòu)， 如圖1所示，兩個活塞有小角度相位差，左邊的活塞先行，在下止點附近先后開啟和封閉排氣孔(口)，右邊的活塞在下止點附近先后開啟和封閉進氣孔(口)；左邊活塞到達下止點時，排氣孔開啟，此時進氣孔尚未開啟，大量尾氣排出汽缸，隨后右邊活塞到達下止點，開啟了進氣(壓縮空氣)孔，進氣孔開啟時，排氣孔尚未封閉，壓縮空氣將汽缸內(nèi)剩余的尾氣趕出汽缸，左邊活塞經(jīng)過下止點后封閉了排氣孔，然后是右邊的活塞經(jīng)過下止點封閉進氣孔； 在兩個活塞運行到中間位置彼此距離最近時(左邊活塞已過上止點，右邊活塞尚未到達上止點時)，活塞中間的空隙為燃燒室，此時噴入低辛烷值汽油，汽油在燃燒室自動點燃和完全燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體推動兩個活塞向兩邊運動做功；這種汽缸結(jié)構(gòu)缺省了氣門機構(gòu)和部件，結(jié)構(gòu)更簡單。它也可以采用二沖程工作機理和機械結(jié)構(gòu)這種壓燃式低辛烷值汽油發(fā)動機的特征除了只有2個行程(做功行程和壓縮行程)，發(fā)動機效率高之外，還有一個特征是只有進氣門沒有排氣門，排氣改為在活塞到達下止點之前3-5度角位置在汽缸壁設(shè)置排氣孔，所以發(fā)動機結(jié)構(gòu)更簡單；做功行程時，低辛烷值汽油被噴入燃燒室經(jīng)過壓縮的高溫高壓空氣中自動點燃，產(chǎn)生更高壓力的氣體推動活塞從上止點向下止點運行，當活塞到達下止點之前3-5度角時，排氣孔開啟(活塞本體超過排氣孔位置，讓開了排氣孔)，汽缸排氣，當活塞到達下止點時，處于燃燒室的進氣門開啟，壓縮空氣經(jīng)過進氣門進入汽缸，并將剩余的尾氣趕出排氣孔，活塞經(jīng)過下止點上行，及時封閉排氣孔，進氣門也隨即關(guān)閉，活塞繼續(xù)上行，將壓縮空氣進一步壓縮到燃燒室，完成2個行程4個步驟。它采用六沖程工作機理和機械結(jié)構(gòu)，6個行程分別是(1)、進氣行程活塞從上止點往下止點運行，第一進氣門開啟，吸進空氣(空氣可以經(jīng)過渦輪增壓泵增壓、中冷器冷卻)；O)、壓縮行程第一進氣門關(guān)閉，活塞從下止點向上止點運行，將空氣進一步壓縮進燃燒室；(3)、做功行程當壓縮行程末期活塞到達上止點或者接近上止點位置時，噴油嘴開始向燃燒室噴入低辛烷值汽油，低辛烷值汽油均勻分散到燃燒室內(nèi)高溫高壓的空氣中， 被自動點燃和燃燒，燃燒產(chǎn)生更高壓力的氣體推動活塞向下止點運行；當活塞接近下止點距離下止點15度角附近的位置時，開啟第一排氣門，將尾氣引入另外一個汽缸的燃燒室，推動另一個汽缸中的活塞二次做功；第一排氣門的出口與“另一個汽缸”之間有密封通道相連；當活塞經(jīng)過下止點到達15度角附近位置時，關(guān)閉第一排氣門，開啟第二排氣門，開始卸壓排出廢氣，廢氣經(jīng)過渦輪增壓裝置、尾氣催化處理裝置、顆粒捕集器，之后排入大氣；0)、排氣行程當活塞超過下止點達到15度角附近位置時，關(guān)閉第一排氣門，開啟第二排氣門，將剩余尾氣排出廢氣處理系統(tǒng)，經(jīng)過(渦輪)回收能量、尾氣催化轉(zhuǎn)換和顆粒捕集器，排入大氣；活塞上行過程中將廢氣壓縮，廢氣(經(jīng)過第二排氣門)被趕出汽缸； 當活塞上行到達或者接近上止點10度角附近(上止點之前)時，關(guān)閉第二排氣門；(5)、二次(尾氣)做功行程當汽缸開始第二次排氣后，活塞到達上止點或者接近上止點(5度角附近)時，關(guān)閉第二排氣門，開啟第二進氣門，引入正在做功的某一個汽缸中活塞做功行程末端開啟第一排氣門時排出的尾氣，利用這個新鮮的高品質(zhì)的尾氣(高溫高壓氣體)推動活塞向下止點運行，二次做功；以四缸發(fā)動機為例汽缸內(nèi)的活塞利用相位角滯后于自己270度角的“某一正在做功的汽缸”的第一尾氣二次做功；當“某一正在做功的汽缸”的活塞剛剛到達距離上止點 90度角位置時(行程中間位置)，二次做功的汽缸活塞到達上止點；當“某一正在做功的汽缸”的活塞到達距離下止點15度角位置開啟時第一排氣門時，二次做功的汽缸活塞離開上止點約75度角(180度角-90度角-15度角)距離，此時正是活塞做功效率最高的位置(曲軸在活塞行程80-85度角位置的力臂最長、扭矩最大)；利用第一尾氣(第一排氣門開啟與關(guān)閉之間的時間為30度角)做最有大的功，其它做功時間利用第三尾氣，第三尾氣的補充也來源于第一尾氣；對于六缸發(fā)動機汽缸內(nèi)的活塞利用相位角滯后于自己180度角的“某一正在做功的汽缸”的第一尾氣二次做功；當“某一正在做功的汽缸”的活塞到達距離下止點15度角位置，開啟第一排氣門，二次做功的汽缸活塞到達距離上止點15度角位置；當“某一正在做功的汽缸”的活塞超過下止點，距離下止點15度角位置時關(guān)閉第一排氣門時，二次做功的汽缸活塞有30度角的時間接受第一尾氣，其它做功時間利用第三尾氣，第三尾氣的補充也來源于第一尾氣；(6)、二次排氣行程當二次做功的汽缸活塞到達下止點或者到達下止點前5度角時，關(guān)閉第二進氣門，再次開啟第二排氣門，活塞繼續(xù)從下止點向上止點運行，壓縮廢氣，將廢氣排出汽缸；廢氣經(jīng)過渦輪增壓裝置、尾氣催化處理裝置、顆粒捕集器，之后排入大氣。這種壓燃式低辛烷值汽油發(fā)動機已經(jīng)不再是原來意義上的汽油發(fā)動機，為了區(qū)別于現(xiàn)在的汽油發(fā)動機，也區(qū)別于柴油發(fā)動機，本發(fā)明命名該內(nèi)燃機為“吉油機”；命名“吉油機”的英文名稱為 “jiler” 和 “petrojiler” 或者 “jil engine”。
具體實施例方式實施例1 四沖程壓燃式低辛烷值汽油機發(fā)明人借用一臺壓縮比大約為17的4沖程單缸內(nèi)燃機進行可行性試驗，結(jié)果發(fā)動機順利地分別將辛烷值為39、25和12. 5的三個低標號汽油樣品壓燃，發(fā)動機啟動后運行正常，直至將試驗所添加的低標號汽油燃燒耗盡，發(fā)動機因為缺少燃料而熄火。實施例2 六沖程壓燃式低辛烷值汽油機
壓燃式6沖程低辛烷值汽油機的6個行程是進氣、壓縮、做功、排氣、二次做功 (尾氣做功)、再排氣。曲軸旋轉(zhuǎn)3周為汽缸、活塞、氣門系統(tǒng)的1個工作周期(活塞運行3 個往復(fù)，對應(yīng)曲軸轉(zhuǎn)動3 X 2 X 180度角)。1、進氣行程活塞從上止點往下止點運行，第一進氣門開啟，吸進空氣(空氣可以經(jīng)過渦輪增壓泵增壓、中冷器冷卻)。2、壓縮行程第一進氣門關(guān)閉，活塞從下止點向上止點運行，將空氣進一步壓縮進燃燒室。3、做功行程當壓縮行程末期活塞到達上止點或者接近上止點位置時，噴油嘴開始向燃燒室噴入低辛烷值汽油，低辛烷值汽油均勻分散到燃燒室內(nèi)高溫高壓的空氣中，被自動點燃和燃燒，燃燒產(chǎn)生更高壓力的氣體推動活塞向下止點運行；當活塞接近下止點距離下止點15度角的位置時，開啟第一排氣門，將尾氣引入另外一個汽缸的燃燒室，推動另一個汽缸中的活塞二次做功。第一排氣門的出口與“另一個汽缸”之間有密封通道相連。當活塞經(jīng)過下止點到達15度角時，關(guān)閉第一排氣門，開啟第二排氣門，開始卸壓排出廢氣，廢氣經(jīng)過渦輪增壓裝置、尾氣催化處理裝置、顆粒捕集器等，之后排入大氣。4、排氣行程當活塞超過下止點達到15度角時，關(guān)閉第一排氣門，開啟第二排氣門，將剩余尾氣排出廢氣處理系統(tǒng)，經(jīng)過(渦輪)回收能量、尾氣催化轉(zhuǎn)換和顆粒捕集器等， 排入大氣；活塞上行過程中將廢氣壓縮，廢氣(經(jīng)過第二排氣門)被趕出汽缸；當活塞上行到達或者接近上止點10度角(上止點之前)時，關(guān)閉第二排氣門。5、二次(尾氣)做功行程當汽缸開始第二次排氣后，活塞到達上止點或者接近上止點(5度角)時，關(guān)閉第二排氣門，開啟第二個進氣門，引入正在做功的某一個汽缸中活塞做功行程末端開啟第一排氣門時排出的尾氣，利用這個新鮮的高品質(zhì)的尾氣(高溫高壓氣體)推動活塞向下止點運行，二次做功。以四缸發(fā)動機為例汽缸內(nèi)的活塞利用相位角滯后于自己270度角的“某一正在做功的汽缸”的第一尾氣二次做功。當“某一正在做功的汽缸”的活塞剛剛到達距離上止點90度角位置時(行程中間位置)，二次做功的汽缸活塞到達上止點；當“某一正在做功的汽缸”的活塞到達距離下止點15度角位置開啟時第一排氣門時，二次做功的汽缸活塞離開上止點約75度角(180度角-90度角-15度角)距離，此時正是活塞做功效率最高的位置 (曲軸在活塞行程80-85度角位置的力臂最長、扭矩最大)。利用第一尾氣(第一排氣門開啟與關(guān)閉之間的時間為30度角)做最有大的功。對于六缸發(fā)動機汽缸內(nèi)的活塞利用相位角滯后于自己180度角的“某一正在做功的汽缸”的第一尾氣二次做功。當“某一正在做功的汽缸”的活塞到達距離下止點15度角位置，開啟第一排氣門，二次做功的汽缸活塞到達距離上止點15度角位置；當“某一正在做功的汽缸”的活塞超過下止點，距離下止點15度角位置時關(guān)閉第一排氣門時，二次做功的汽缸活塞有30度角的時間接受第一尾氣，其它做功時間利用第三尾氣。第三尾氣的補充也來源于第一尾氣。6、二次排氣行程當二次做功的汽缸活塞到達下止點或者到達下止點前5度角時，關(guān)閉第二進氣門，再次開啟第二排氣門，活塞繼續(xù)從下止點向上止點運行，壓縮廢氣，將廢氣排出汽缸。廢氣經(jīng)過渦輪增壓裝置、尾氣催化處理裝置、顆粒捕集器等，之后排入大氣。
實施例3 二沖程壓燃式低辛烷值汽油機壓燃式2沖程低辛烷值汽油發(fā)動機的做功行程低辛烷值汽油被噴入燃燒室，在經(jīng)過壓縮的高溫高壓空氣中自動點燃，燃燒產(chǎn)生更高壓力氣體推動活塞從上止點向下止點運行，當活塞到達下止點之前3-5度角時，排氣孔開啟(活塞本體超過排氣孔位置，讓開了排氣孔)，汽缸排氣，當活塞到達下止點時，處于燃燒室的進氣門開啟，壓縮空氣經(jīng)過進氣門進入汽缸，將剩余的尾氣趕出排氣孔，活塞經(jīng)過下止點上行，及時封閉排氣孔，進氣門也隨即關(guān)閉，活塞繼續(xù)上行，將壓縮空氣進一步壓縮到燃燒室，完成2個行程4個步驟。實施例4 對頂式雙活塞汽缸結(jié)構(gòu)的(一缸二塞)壓燃式低辛烷值汽油機對頂式雙活塞汽缸結(jié)構(gòu)，一個汽缸對應(yīng)一對活塞、兩組連桿機構(gòu)和兩根曲軸；汽缸中，兩個活塞到達上止點時距離最近，此時兩個活塞之間的空間是它們共同的燃燒室。這種發(fā)動機甚至省略了進氣門和排氣門，作為壓燃式低辛烷值汽油發(fā)動機，其結(jié)構(gòu)更加簡單，故障率進一步降低；而熱工效率卻可以原來超過普通汽油機30%左右的基礎(chǔ)上再增加30%。對頂式雙活塞汽缸結(jié)構(gòu)的壓燃式汽油發(fā)動機結(jié)構(gòu)如《說明書附圖》圖1所示，噴油嘴對應(yīng)的燃燒室位置在兩個活塞中間。
權(quán)利要求
1.一種壓燃式低辛烷值汽油發(fā)動機，它的特征是使用低辛烷值汽油作為燃料，同時采用“壓燃式”點火方式，因此這種發(fā)動機的汽缸可以采用10-22的高壓縮比；當使用辛烷值更低的汽油時，這種壓燃式汽油機的壓縮比可以為10-15 ；當汽油的辛烷值足夠低的時候，這種汽油機汽缸的壓縮比可以為7-10 ；當它的壓縮比在汽油機和柴油機之間時，即壓縮比為7-15時，它除了獲得比汽油機優(yōu)越的動力性、高效率、低排放等性能外，還可以兼有汽油機的體積小、震動小以及其它相關(guān)的優(yōu)越性，因為它的壓縮比畢竟不算太高，發(fā)動機的結(jié)構(gòu)不必那么笨重；當它的壓縮比為15-22時，它的強勁的動力性能和高熱工效率的優(yōu)越性就得到充分的體現(xiàn)；使用渦輪增加技術(shù)和使用中冷器，可以有效提高這種發(fā)動機的效率；而使用中冷器可以使它的壓縮比達到18-22 ；由于缺省了電子點火系統(tǒng)，這種發(fā)動機的結(jié)構(gòu)簡單，故障率低。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，它同時采用輕質(zhì)燃料油所需要的潤滑油系統(tǒng)和燃料油存儲、輸送系統(tǒng)(類似于汽油發(fā)動機的油箱、油路系統(tǒng))，以及壓燃式發(fā)動機所需要的噴油泵和噴油嘴 (類似于柴油發(fā)動機的噴油泵和噴油嘴，但是專門為適應(yīng)輕質(zhì)燃料油而設(shè)計的噴油泵和噴油嘴)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，為了降低燃料經(jīng)噴油嘴噴入汽缸后混合油氣爆燃對汽缸、活塞乃至對發(fā)動機的沖擊和震動，可以采取降低做功行程噴油速度(延長噴油時間)的措施，將噴油結(jié)束的時間延遲到曲軸旋轉(zhuǎn)15-40度角(活塞在上止點時，曲軸旋轉(zhuǎn)角度為0)，甚至更大的度角，例如60度角，使得燃油燃燒時間接近于普通汽油發(fā)動機；噴油的起始時間可以適當提前到活塞到達上止點之前5-10度角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，在它的啟動階段，可以采取兩項措施減少尾氣中炭黑等不完全燃燒造成的顆粒狀排放物(1)、啟動狀態(tài)時減少噴油嘴每次向汽缸噴油的量；甚至在發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到一定程度 (例如怠速的轉(zhuǎn)速)之前，切斷油路停止向汽缸供油，等轉(zhuǎn)速達到較高時，才開始向汽缸供油，避免第一次壓燃時汽缸內(nèi)部燃油積聚過多，引起燃燒不完全，出現(xiàn)炭黑和顆粒狀雜質(zhì)；O)、使用搖把手動啟動發(fā)動機時，在釋放汽缸封閉閥的杠桿(手柄)前，切斷噴油嘴的油路，停止向汽缸噴油，即按動開啟汽缸封閉閥的杠桿(手柄)，就切斷噴油嘴的油路，關(guān)閉向噴油嘴供油的閥門；手柄釋放后，向噴油嘴供油的閥門隨即開啟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，它采用四沖程工作機理和機械結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1，壓燃式低辛烷值汽油機可以是對頂式雙活塞汽缸結(jié)構(gòu)(一缸二塞)，雙曲軸結(jié)構(gòu)，如圖1所示，兩個活塞有小角度相位差，左邊的活塞先行，在下止點附近先后開啟和封閉排氣孔(口)，右邊的活塞在下止點附近先后開啟和封閉進氣孔(口)；左邊活塞到達下止點時，排氣孔開啟，此時進氣孔尚未開啟，大量尾氣排出汽缸，隨后右邊活塞到達下止點，開啟了進氣(壓縮空氣)孔，進氣孔開啟時，排氣孔尚未封閉，壓縮空氣將汽缸內(nèi)剩余的尾氣趕出汽缸，左邊活塞經(jīng)過下止點后封閉了排氣孔，然后是右邊的活塞經(jīng)過下止點封閉進氣孔；在兩個活塞運行到中間位置彼此距離最近時(左邊活塞已過上止點， 右邊活塞尚未到達上止點時)，活塞中間的空隙為燃燒室，此時噴入低辛烷值汽油，汽油在燃燒室自動點燃和完全燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體推動兩個活塞向兩邊運動做功；這種汽缸結(jié)構(gòu)缺省了氣門機構(gòu)和部件，結(jié)構(gòu)更簡單。
7.根據(jù)權(quán)利要求1，它也可以采用二沖程工作機理和機械結(jié)構(gòu)這種壓燃式低辛烷值汽油發(fā)動機的特征除了只有2個行程(做功行程和壓縮行程)，發(fā)動機效率高之外，還有一個特征是只有進氣門沒有排氣門，排氣改為在活塞到達下止點之前3-5度角位置在汽缸壁設(shè)置排氣孔，所以發(fā)動機結(jié)構(gòu)更簡單；做功行程時，低辛烷值汽油被噴入燃燒室經(jīng)過壓縮的高溫高壓空氣中自動點燃，產(chǎn)生更高壓力的氣體推動活塞從上止點向下止點運行，當活塞到達下止點之前3-5度角時，排氣孔開啟(活塞本體超過排氣孔位置，讓開了排氣孔)，汽缸排氣，當活塞到達下止點時，處于燃燒室的進氣門開啟，壓縮空氣經(jīng)過進氣門進入汽缸，并將剩余的尾氣趕出排氣孔，活塞經(jīng)過下止點上行，及時封閉排氣孔，進氣門也隨即關(guān)閉，活塞繼續(xù)上行，將壓縮空氣進一步壓縮到燃燒室，完成2個行程4個步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1，它采用六沖程工作機理和機械結(jié)構(gòu)，6個行程分別是(1)、進氣行程活塞從上止點往下止點運行，第一進氣門開啟，吸進空氣(空氣可以經(jīng)過渦輪增壓泵增壓、中冷器冷卻)；O)、壓縮行程第一進氣門關(guān)閉，活塞從下止點向上止點運行，將空氣進一步壓縮進燃燒室；(3)、做功行程當壓縮行程末期活塞到達上止點或者接近上止點位置時，噴油嘴開始向燃燒室噴入低辛烷值汽油，低辛烷值汽油均勻分散到燃燒室內(nèi)高溫高壓的空氣中，被自動點燃和燃燒，燃燒產(chǎn)生更高壓力的氣體推動活塞向下止點運行；當活塞接近下止點距離下止點15度角附近的位置時，開啟第一排氣門，將尾氣引入另外一個汽缸的燃燒室，推動另一個汽缸中的活塞二次做功；第一排氣門的出口與“另一個汽缸”之間有密封通道相連； 當活塞經(jīng)過下止點到達15度角附近位置時，關(guān)閉第一排氣門，開啟第二排氣門，開始卸壓排出廢氣，廢氣經(jīng)過渦輪增壓裝置、尾氣催化處理裝置、顆粒捕集器，之后排入大氣；G)、排氣行程當活塞超過下止點達到15度角附近位置時，關(guān)閉第一排氣門，開啟第二排氣門，將剩余尾氣排出廢氣處理系統(tǒng)，經(jīng)過(渦輪)回收能量、尾氣催化轉(zhuǎn)換和顆粒捕集器，排入大氣；活塞上行過程中將廢氣壓縮，廢氣(經(jīng)過第二排氣門)被趕出汽缸；當活塞上行到達或者接近上止點10度角附近(上止點之前)時，關(guān)閉第二排氣門；(5)、二次(尾氣)做功行程當汽缸開始第二次排氣后，活塞到達上止點或者接近上止點(5度角附近)時，關(guān)閉第二排氣門，開啟第二進氣門，引入正在做功的某一個汽缸中活塞做功行程末端開啟第一排氣門時排出的尾氣，利用這個新鮮的高品質(zhì)的尾氣(高溫高壓氣體)推動活塞向下止點運行，二次做功；以四缸發(fā)動機為例汽缸內(nèi)的活塞利用相位角滯后于自己270度角的“某一正在做功的汽缸”的第一尾氣二次做功；當“某一正在做功的汽缸”的活塞剛剛到達距離上止點90度角位置時(行程中間位置)，二次做功的汽缸活塞到達上止點；當“某一正在做功的汽缸”的活塞到達距離下止點15度角位置開啟時第一排氣門時，二次做功的汽缸活塞離開上止點約75度角(180度角-90度角-15度角)距離，此時正是活塞做功效率最高的位置(曲軸在活塞行程80-85度角位置的力臂最長、扭矩最大)；利用第一尾氣(第一排氣門開啟與關(guān)閉之間的時間為30度角)做最有大的功，其它做功時間利用第三尾氣，第三尾氣的補充也來源于第一尾氣；對于六缸發(fā)動機汽缸內(nèi)的活塞利用相位角滯后于自己180度角的“某一正在做功的汽缸”的第一尾氣二次做功；當“某一正在做功的汽缸”的活塞到達距離下止點15度角位置，開啟第一排氣門，二次做功的汽缸活塞到達距離上止點15度角位置；當“某一正在做功的汽缸”的活塞超過下止點，距離下止點15度角位置時關(guān)閉第一排氣門時，二次做功的汽缸活塞有30度角的時間接受第一尾氣，其它做功時間利用第三尾氣，第三尾氣的補充也來源于第一尾氣；(6)、二次排氣行程當二次做功的汽缸活塞到達下止點或者到達下止點前5度角時，關(guān)閉第二進氣門，再次開啟第二排氣門，活塞繼續(xù)從下止點向上止點運行，壓縮廢氣，將廢氣排出汽缸；廢氣經(jīng)過渦輪增壓裝置、尾氣催化處理裝置、顆粒捕集器，之后排入大氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1，這種壓燃式低辛烷值汽油發(fā)動機已經(jīng)不再是原來意義上的汽油發(fā)動機，為了區(qū)別于現(xiàn)在的汽油發(fā)動機，也區(qū)別于柴油發(fā)動機，本發(fā)明命名該內(nèi)燃機為“吉油機”；命名“吉油機”的英文名稱為“jiler”和“petrojiler”或者“jil engine”。
全文摘要
本發(fā)明一種壓燃式低辛烷值汽油發(fā)動機，采用低辛烷值汽油燃料和“壓燃式”點火方式。它汽缸的壓縮比可以達到10-22。它使用低辛烷值汽油，做功時所產(chǎn)生的汽缸壓力超過普通汽油機使用高辛烷值汽油所能產(chǎn)生的汽缸壓力。它的結(jié)構(gòu)簡單，故障率低。它的熱工效率高于普通汽油機約30％，排放所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)卻低于普通汽油機約45％。由于低辛烷值汽油的芳烴含量可以很低，而且不需要添加MTBE、MMT等抗爆劑，因此這種新型汽油發(fā)動機是一種清潔的、高效的、環(huán)境友好的內(nèi)燃機。
文檔編號F02B23/02GK102312719SQ201010227388
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者周向進 申請人:周向進