專利名稱：實用分隔式緊湊型快速燃燒汽油機的制作方法
技術領域：
本發明是具有高熱效率的汽油機燃燒室的設計，主要是中、大缸徑∮100～160，及特大缸徑∮160以上汽油發動機的設計。
燃燒室是汽油發動機的心臟，混合氣在那里燃燒而發揮其內蘊的能量。提高壓縮比從而提高熱效率一直是研究人員的努力方向;而近年來的研究，采用稀混合比，利用渦流、紊流加速燃燒速度也是提高熱效率的重要途徑。
本人前所發明的“實用緊湊型快速燃燒汽油機”(申請號89109083.5，申請日1989年12月4日，下簡稱“實用機”)已將停滯在試驗階段的“緊湊型快速燃燒汽油機”改變成為可以實用的高壓縮比、稀混合比、快速燃燒的高熱效率的汽油發動機。采用的辦法是在燃燒最激烈的階段，將主燃燒室與其末端(氣墊間隙)隔開，籍以降低末端的溫度和壓力，從而擺脫爆燃的干擾。然而在此型汽油機中，火焰總行程仍不宜過長，所以只適用于中、小型汽油機，最大缸徑不宜大于∮100。
本人的另一發明“雙室同燃高壓汽油機”(申請號89100886.1，申請日1989年2月18日，下簡稱“雙室機”)，在燃燒最激烈的階段，其原為整體的燃燒室自動分隔成兩個較小的燃燒室，并也都與其末端(氣墊間隙)相隔離。由于較小直徑的燃燒室可以經受較高的壓縮比，所以原來壓縮比為7、缸徑為∮103.5(4″)的汽油機經改造后，壓縮比可提高到9或更高，(指燃用辛烷值為76的普通汽油而言)，熱效率可在原來的基礎上提高7%左右。
這兩種發明都是根據本人所創的“分隔燃燒原理”設計創制的。燃燒室間及其與末端(氣墊間隙)的分隔，是由活塞頂部的楞邊和缸蓋下(內)部的楞邊在活塞接近上頂點時相互楔入而形成(參閱圖1)。所以在燃燒最激烈的階段，原為整體的直徑與缸徑相同的燃燒室分成兩個較小的燃燒室(雙室機)，小燃燒室還與氣墊間隙相隔離，(雙室機與實用機)。
本發明的第一個目的是提供一各缸徑∮100～160的高壓縮比、稀混合比和快速燃燒的汽油發動機，其熱效率在現行汽油發動機的基礎上提高25%，達到現代柴油機的同樣水平。
第二個目的是提供一種缸徑為∮160～240的高熱效率的特大型汽油發動機，此種發動機的產生可能將對航空工業發生較大的影響。
本發明是1實用緊湊型快速燃燒汽油機(89109083.5)和2、雙室同燃高壓汽油機(89100886.1)兩種發明的組合發明。由這一組合產生的“實用分隔式緊湊型快速燃燒汽油機”，既具有與現代柴油機同樣水平的熱效率;而又適用于缸徑擴大到∮100～160的中、大型及∮160～240的特大型汽油機。
1、本發明使汽油發動機的熱效率由現在的基礎上提高25%，達到現代柴油機的同樣水平，在全國及全世界的節能效果將是十分巨大的。
2、本發明所適用的缸徑∮100～160的中、大型汽油發動機，對汽車和飛機都能廣泛使用。
3、本發明還創制缸徑為∮160～240的特大型汽油機，在此以前是無法想像的，將對航空工業發生很大的影響。
發明的


圖1是實用分隔式緊湊型快速燃燒汽油機的剖面圖，此時活塞在上頂點。
圖中(1)是活塞頂部的園形小燃燒室，其直徑約為汽缸直徑的40%～50%;
圖中(2)是包含進、排汽門的橢園形小燃燒室，其最大直徑與(1)的直徑相同;
CL-1，CL-2分別是(1)，(2)室內安置火花塞的中線;
圖中(3)是防止活塞頂與缸蓋下(內)部相撞的氣墊間隙。
圖1表示出活塞在上頂時，二個燃燒室(1)與(2)是相互分隔的，它們與氣墊間隙(3)也是分隔的。可以設想，活塞的下行至一定距離后，二個燃燒室(1)、(2)的間隙消失，它們與氣墊間隙(3)的間隙也消失，于是它們三者合并成為一個直徑與缸徑相同的一個整體燃燒室。設計這個間隔的深度時可以考慮當活塞在上頂點前-18°至上頂點后+18°，(1)、(2)、(3)三者相分隔，這時正是燃燒最激烈的階段。
很明顯，如(1)、(2)二室與氣墊間隙(3)不分隔，在燃燒過程中(1)、(2)二室的已燃氣體必須膨脹而沖進氣墊間隙(3)，于是(3)內混合氣的溫度，壓力和質量必然猛增，于是那里必然成為最易發生爆燃的末端。而有了分隔，(1)、(2)室的燃燒不會影響(3)內的混合氣，而這些混合氣正處在缸蓋下面的部位，得到較好的冷卻效果;一待活塞下行至+18°，間隔自動消失，而沿著間隔的楞邊同時沖出(1)、(2)二室已燃的熾熱的氣體，立即引燃(3)內的混合氣并迅速燃燒完畢，不會引起爆燃。這就是本發明能夠擺脫爆燃干擾的緣故。
圖2是缸徑為∮100～160的中、大型實用分隔式緊湊型快速燃燒汽油機，圖中表示出小燃燒室(1)、(2)及氣墊間隙(3)的平面布置情況。
圖3是缸徑為∮160～240特大型實用分隔式緊湊型快速燃燒汽油機。圖中表示出小燃燒室(1)-1，(1)-2和(2)，氣墊間隙(3)的平面布置情況。
發明的具體實施方案1、燃燒室間和它與氣墊間隙(末端)之間的分隔，都是在活塞接近上頂點時，由活塞頂部和缸蓋下(內)部的楞邊相互楔入而構成。二者楔入的深度，直接關系分隔延續時間的久暫，(可考慮設計為上頂點前-18°至后+18°)務使燃燒最激烈的階段，存在這二種分隔。于是各燃燒室的燃燒互不干擾或干擾甚微，燃燒室的燃燒也不影響氣墊間隙里的少量混合氣，這就可使本型汽油機擺脫爆燃的干擾。
2、對于缸徑∮100～160的汽油機，在燃燒最激烈的階段，只須分隔成二個小燃燒室，其一個包含進、排氣門;另一個在活塞中部稍偏。二小燃燒室各裝一個火花塞，點火時間相同。
3、對于缸徑為∮160～240的汽油機，在燃燒最激烈的階段須分隔成三個小燃燒室，其一個包含進、排氣門;另二個在活塞中部附近對稱排列。三個小燃燒室內各裝一個火花塞，點火時間相同。
4、不論是包含進排氣門的橢圓形小燃燒室和活塞頂部的小燃燒室，都須有高低不同的深度，且須挖有溝槽，籍以造成渦流及紊流，從而加快火焰行進的速度，促成快速燃燒。
5、將一個直徑與缸徑相同的整體燃燒室分隔成幾個小燃燒室，是提高壓縮比的主要手段;加速燃燒也有利于提高壓縮比，所以本型汽油機的壓縮比可提高到13或更大。
6、稀混合比可由改造化油器的油、氣通道獲得，當然必須經過試驗，從而獲得最佳比值。
7、雙室或三室同時點火的系統，須專門設計制造。
權利要求
1.實用分隔式緊湊型快速燃燒汽油機是1、實用緊湊型快速燃燒汽油機(89109083.5，下簡稱“實用機”)和2、雙室同燃高壓汽油機(89100886.1，下簡稱“雙室機”)的組合發明。由于二者的組合，本發明的熱效率與“實用機”相同，達到現代柴油機的水平；而適用發動機的缸徑由“實用機”原來的∮100以下，擴大到∮100～160，和∮160～240系列，創汽油發動機的先例。
2.本發明和“實用機”、“雙室機”相同，都是按本人創造的“分隔燃燒原理”設計并創制。此型汽油發動機的活塞頂部和汽缸下(內)部都有凹或凸的楞邊，當活塞上行接近上頂點，也即是燃燒開始時，二者的楞邊互楔入而將原為整體的燃燒室“分隔”成為二或三個小室(其中有一個包含進、排氣門);這些小燃燒室還與氣墊間隙相“分隔”。所以在燃燒階段(或燃燒最激烈的階段)，各小室的燃燒互不干擾;也不干擾氣墊間隙(這里原是燃燒的末端)，那里面存有的少量混合氣可以保持較低的溫度和壓力，必待各小室燃燒完畢(或基本燃畢)，大量熾熱已燃氣體沿楞邊全線沖出，這才引燃并迅速燃燒完畢。這就有效地避免爆燃發生。
3.根據1和2所述的汽油發動機，其活塞頂部和汽缸蓋下(內)部楞邊相互楔入的深度，關系著各小室及其與氣墊間隙“分隔”時間延續的久暫。一般延續時間以曲軸角度-18°～+18°為宜，最合適的角度須按發動機的具體情況，通過試驗來決定。
4.根據1、2、3所述的汽油發動機，須在各小室里盡量利用渦流和紊流，提高火焰傳播速度，促成快速燃燒。
5.根據1、2、3、4所述的汽油發動機，可以按其結構原理設計制造新型發動機;也可以改造現行汽油機。改造現行汽油機時，只須更換活塞、汽缸蓋和電氣點火系統。
全文摘要
本發明汽油發動機中的活塞頂部和缸蓋下(內)均有楞邊，當活上行接近上頂點、燃燒最激烈的階段，二者的楞邊相互楔入將整體的燃燒室分隔成為兩個或三個較小的燃燒室，(其中一個包含著進、出汽門)，由于壓縮比與燃燒室的直徑緊密相關，較小的燃燒室可選用較大的壓縮化；本發明還在這些小燃燒室中盡可能利用渦流和紊流，促進快速燃燒；燃用稀混合氣。本發明具有高熱效率，并適用于中、大型及特大型汽油發動機。
文檔編號F02B1/04GK1053471SQ9010029
公開日1991年7月31日 申請日期1990年1月20日 優先權日1990年1月20日
發明者薛止眾 申請人:薛止眾