[其他]油垫活塞柴油机

说明书

一种在活塞与连杆小端之间装有油压弹性环节的柴油机。此油压弹性环节利用油液的可压缩性工作，在它的作用下柴油机的气缸容积能随气缸压力的变化自动地得到调节。这一特点使柴油机能在气缸最大压力不超过规定限值的条件下采取较高压缩比，并能在负荷降低时自动提高压缩比，从而达到提高柴油机热效率和改善柴油机低负荷性能的目的。上述油压弹性环节的刚度还能方便地在柴油机运行中加以调节，以进一步改善柴油机在不同负荷下的性能。

本发明属于在活塞与连杆小端之间装有弹性环节从而使上死点处活塞与气缸盖之间的距离可以变化的活塞式内燃机，其中的弹性环节是一种利用油液的可压缩性工作的液体弹簧。

曾经出现过各种型式的在活塞与输出轴之间采取液压传动的内燃机。例如，美国专利US4，319，546所提出的“液压内燃机”就是在主动活塞（即位于燃烧室一侧的第一个活塞）与从动活塞（即位于曲轴-连杆机构一侧的第二个活塞）之间采取液压传动的。这些内燃机中所采用的液压传动装置与本发明中所采用的油压弹性环节虽有某些相近之处，然而它们都没有利用其中油液的可压缩性来使其产生弹簧的作用。此外，这些内燃机都是力求使其活塞的上死点位置保持不变，因而也就使其上死点处活塞与气缸盖之间的距离保持不变的。在这些内燃机中所采取的活塞与输出轴之间的液压传动对气缸内的热力过程都不会产生实质影响，因此不能被利用来改善内燃机的热力过程，并以此来达到提高内燃机性能的目的。

与本发明更为接近的现有技术是日本中村（Nakamura）等人的发明专利，其专利文件号为US3，964，452。这项专利所提出的“使用稀混合气的高压缩内燃机”是一种火花点火的汽油机，其活塞与连杆小端之间装有一个金属螺旋弹簧。当气缸内的气体压力在燃烧过程中升高到某一预定的数值时此弹簧开始被压缩，使活塞随之移动。这就会引起气缸容积的增大和气缸内气体压力的降低。这种弹簧装置的作用是限制气缸内的最大压力，使内燃机在气缸内最大压力不超过规定限值的条件下能够采取较高压缩比。根据上述专利文件的说明，这种内燃机在高压缩比下使用稀混合气可以减少排气中的有害成分而不会因此降低内燃机的热效率。然而，这种内燃机提高压缩比的目的只是为了弥补因气缸最大压力被限制在较低数值而引起的热效率下降。而且，装在活塞和连杆之间的弹簧在压缩过程中和在低负荷下都不发生作用;因此，具有这种弹簧装置的内燃机，其压缩比在任何时候都是不变的，其燃烧过程压力升高比在低负荷下也是不变的，它没有借助于这些参数的调节来提高热效率和其它性能的可能性。此外，金属弹簧所能承受的负荷严格地受本身尺寸的限制，它长时期在高频率的变负荷下工作还可能发生疲劳破坏。从此项专利的说明书所提供的内燃机实测示功图中看出，这种内燃机在中等以上负荷下的气缸最大压力为25Kg/cm〈`;2;`〉左右。在这样的条件下，弹簧所受的负荷较小，其尺寸可能不需要太大。然而，一般柴油机的气缸最大压力为60～140kg/cm〈`;2;`〉，如果要把金属弹簧用于这样的条件，势必大大增加其尺寸。这就使它不适于在柴油机中使用。

本发明的主要目的是要创造一种能在全负荷下采用较高压缩比并且能在低负荷下进一步提高压缩比（指废气涡轮增压柴油机而言）和燃烧过程压力升高比从而使热效率得到显著提高的柴油机。

本发明的目的之二是要创造一种在采取废气涡轮增压而且增压程度较高的情况下具有良好的低负荷工作稳定性和启动性能的柴油机。

本发明的目的之三是要创造一种不需另外增添任何辅助设备和采取任何特殊措施而能燃用发火性能较差的燃料并能燃用多种燃料的柴油机。

本发明的目的之四是要创造一种适合于装在柴油机活塞和连杆小端之间使用而且能在柴油机负荷和气缸压力的宽广变化范围内发生作用的弹性环节。