[0001] 技術(shù)領(lǐng)域:內(nèi)燃發(fā)動機(jī)節(jié)能與減排。
[0002] 背景技術(shù):【熱效率】內(nèi)燃發(fā)動機(jī)輸出
能量與
燃料所具有的能量的比值。
[0003] 1860年法國讓*勒努瓦設(shè)計制造
煤氣機(jī)【熱效率】4%。
[0004] 1862年法國羅沙提出提高【熱效率】的等熵?zé)?a href='/zhuanli/list-23072-1.html' target='_blank'>力循環(huán)原理:
[0005] 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(huán)。
[0006] 1866年德國尼古拉斯*奧托應(yīng)用羅沙等熵?zé)崃ρh(huán)原理
發(fā)明四行程工作循環(huán)煤氣發(fā)動機(jī)【熱效率】26%。
[0007] 奧托循環(huán):由吸氣過程、壓縮過程、膨脹過程和排氣過程構(gòu)成的熱力循環(huán)。
[0008] 1883年德國戴姆勒應(yīng)用奧托循環(huán)技術(shù)發(fā)明汽油機(jī)【熱效率】30%。
[0009] 1892年德國魯?shù)婪?狄塞爾應(yīng)用奧托循環(huán)技術(shù)發(fā)明柴油機(jī)【熱效率】35%。
[0010] 發(fā)明內(nèi)容:控容循環(huán):循環(huán)過程工作容積不相同的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)【熱效率】有希望趨向100%。
[0011] 內(nèi)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(gòu)成可以調(diào)整控制工作容積比值的熱力循環(huán)。
[0012]
內(nèi)燃機(jī)化學(xué)能轉(zhuǎn)換到
熱能是燃料燃燒,熱能到機(jī)械能轉(zhuǎn)換的媒介是燃料燃燒氣體膨脹,氣體膨脹作功是轉(zhuǎn)換過程,力源是燃料膨脹的體積。提高內(nèi)燃機(jī)【熱效率】需要建立熱能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)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”。內(nèi)燃機(jī)熱膨脹過程中機(jī)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(fā)出爆燃聲沖出氣體作功容積,結(jié)果是內(nèi)燃機(jī)【熱效率】低于100%理想值和排放多種有害氣體的原因。建立新的技術(shù)術(shù)語:【
熱機(jī)體容比】作為提高內(nèi)燃發(fā)動機(jī)【熱效率】的理論依據(jù),使燃料靜態(tài)能量有希望完全轉(zhuǎn)換為機(jī)械動態(tài)能量。
[0013] 【熱
機(jī)體容比】:燃料完全燃燒氣體膨脹體積與氣體作功容積的比值。
[0014] 內(nèi)容:燃料膨脹體積大于氣體作功容積【熱效率】低于100%。
[0015] 燃料膨脹體積等于氣體作功容積【熱效率】達(dá)到100%。
[0016] 氣體作功容積內(nèi)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?xì)浠衔锶紶a率達(dá)到100%不會生成其它有害氣體。控容循環(huán)模式的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)廢氣排放有希望達(dá)到理論【
空燃比】理想的化學(xué)平衡概念。
[0017] 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(huán)模式的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)【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。
[0018] 控容循環(huán)模式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)【容量比】控制技術(shù):
[0019] 【容量比】:壓縮容積氣體進(jìn)入量與實際壓縮容積氣體進(jìn)入量的比值。
[0020] 內(nèi)容:吸氣容積等于壓縮容積,內(nèi)燃發(fā)動機(jī)【容積效率】低于100%。
[0021] 吸氣容積大于壓縮容積,內(nèi)燃發(fā)動機(jī)【容積效率】達(dá)到100%。
[0022] 吸氣最大極限容積,內(nèi)燃發(fā)動機(jī)理論【壓縮比】的比值。
[0023] 控容循環(huán)模式可燃?xì)怏w點燃式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)能量轉(zhuǎn)換技術(shù)組合控制理論;
[0024] 可燃?xì)怏w燃燒發(fā)生前控制技術(shù):容量比、壓縮比。
[0025] 可燃?xì)怏w燃燒發(fā)生時控制技術(shù):空燃比、點火正時。
[0026] 可燃?xì)怏w燃燒發(fā)生后控制技術(shù):熱機(jī)體容比。
[0027] 控容循環(huán)模式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)壓縮比與
排量:
[0028] 壓縮比:壓縮容積與燃燒室容積的和與燃燒室容積的比值。
[0029] 排量:壓縮容積為控容循環(huán)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排量。
[0030]
附圖說明:圖1高效汽油四行程內(nèi)燃發(fā)動機(jī)工作容積標(biāo)示圖。
[0031] 圖2高效汽油四行程內(nèi)燃發(fā)動機(jī)
活塞吸氣過程圖。
[0032] 圖3高效汽油四行程內(nèi)燃發(fā)動機(jī)活塞壓縮過程圖。
[0033] 圖4高效汽油四行程內(nèi)燃發(fā)動機(jī)活塞作功過程圖。
[0034] 圖5高效汽油四行程內(nèi)燃發(fā)動機(jī)活塞排氣過程圖。
[0035] 具體實施方式:提高熱效率的高效汽油內(nèi)燃發(fā)動機(jī)為控容循環(huán)模式的四行程活塞發(fā)動機(jī)。
[0036] 圖1活塞1、
缸套2、活塞
上止點線B,壓縮線C,吸氣線D,活塞
下止點線E。
[0037] 線A到線B為燃燒室容積,線B到線D為吸氣容積,線D到線E為無效容積,線C到線B為壓縮容積,線B到線E為作功容積,線E到線B為排氣容積。
[0038] 圖2吸氣過程:活塞1從活塞上止點線B下行,進(jìn)氣
門5開啟,排氣門3關(guān)閉。
[0039] 活塞1從活塞上止點線B下行到活塞吸氣線D進(jìn)氣門5關(guān)閉活塞1繼讀下行,通過線D到線E的吸氣無效
真空容積到達(dá)活塞下止點E吸氣過程結(jié)束。
[0040] 圖3壓縮過程:活塞1從活塞下止點線E上行,排氣門3關(guān)閉,進(jìn)氣門5關(guān)閉。
[0041] 活塞1從活塞下止點線E上行到活塞上止點線B,壓縮過程結(jié)束。
[0042] 圖4作功過程:活塞1從活塞上止點線B下行,排氣門3關(guān)閉,進(jìn)氣門5關(guān)閉。
[0043]
火花塞4在活塞1到達(dá)活塞上止點線B發(fā)生電火花可燃?xì)怏w燃燒膨脹作功開始,活塞1從活塞上止點線B下行到活塞下止點線E,作功過程結(jié)束。
[0044] 圖5排氣過程:活塞1從活塞下止點線E上行,排氣門3開啟,進(jìn)氣門5關(guān)閉。
[0045] 活塞1從活塞下止點線E上行到活塞上止點線B,排氣門3關(guān)閉,排氣過程結(jié)束。