[发明专利]隔热内冷发动机

说明书

发明前技术 

活塞往复式内燃机中，无论是四冲程、二冲程发动机，燃料和空气形成的可燃混合气燃烧做功，其做功部份只占燃烧总能量的25％-35％左右，剩余75％-65％的能量有一半左右随废气排到发动机外，另一半被燃烧室内缸盖壁面、气缸筒壁面和活塞顶面所吸收。这些壁面如果不加以冷却将使其温度过高，甚至使吸入的混合气一下子燃烧起来，这样破坏发动机的工作过程。 

因此必须对气缸筒，气缸盖和活塞外面周围进行冷却，一般采用风冷或水冷。风冷利用气缸体、气缸盖本身的优或良的导热体本身具有的性能，由里向外散热。为了提高散热效果，在气缸、气缸盖外增加散热片，扩大散热面积。就这样由里向外把燃烧室内，气盖壁面、气缸筒壁面和活塞顶面所吸收的热能，从大气中散发出去，达到每循环进行时，保持正常的冷却，使发动机达到正常工作要求。这必须采用导热性好的材料制造气缸、气缸盖、活塞，而采用水冷也是这种方法。在气缸体和气缸盖中必须布置水流的通道，这部份结构叫水套，水在水套中被加热之后进入散热器和水泵。为了吹送冷风，使用了风扇，为了调节工作中的冷却液温度，在冷却系中布置了恒温器。 

而活塞只靠风冷或水冷还不够，必须使用曲轴箱机油冷却，因为活塞采用了优质导热全铝活塞。活塞吸收了大量热能，导至膨胀量增大，加大了活塞与气缸磨擦力。如果在这时散热不及时，机油润滑不良，及易造成发动机拉缸，缩短发动机工作寿命，增加磨擦力，增加燃油消耗量，以上造成发动机高速无力，燃油消耗增多的根本原因。造成发动机曲轴箱机油温度过高，产生结胶炭化变色沉着，机油高温生成气体，加速机油消耗变质，进而影响发动机应有的工作寿命，缩短机油使用周期。 

以上是现有发动机采用冷却方式(风冷、水冷)散热方法由气缸、气缸盖里面向气缸体、气缸盖外面导热，利用冷却介质吸热带走其表面所吸收的温度，从而达到降低其表面温度的这样一种冷却方式散热方法的活塞往复式内燃机。气缸、气缸盖、活塞在用材结构上，都是使用优质导热材料，没有任何的隔热措施。特别是水冷发动机，有的是全铝的气缸、气缸盖、活塞。可燃气在燃烧室内燃烧，就像是火在水中燃烧一样。其中就是一个免费加热的热水器，同时燃烧同时散热降温多浪费，没办法啊，为了燃烧工作的顺利进行，燃烧室被整个散热器包围着。在发动机冷机时，特别是冬天，就好像是用冰包着火球燃烧，燃烧室四周都是冰冷的，这就是 现有发动机燃烧室材料结构自然产生的冷激面，冷激面就是内燃机的克星。显而易见，导热性越好其散热降温能力越好，缸筒越薄其散热越直接，散热也越快。在每工作循环中所散的热能也越多，造成每循环热能大量消耗。众所周知提高压缩比、压缩力可提高燃烧前温度，可使混合气得到进一步汽化的重要技术措施。但是过量过大的冷激面正好作用相反，是吸热降温的。影响压缩燃烧前温度升高，影响发动机燃烧过程、燃烧质量、燃烧速度，这都是现有发动机技术存在的最大问题。也是热能效率25％-35％，已到极限无法提高的根本原因。 

为了针对上述问题，在现有发动机中大都采用了增大压缩比，但压缩比过高，新的问题又不断出现，所以对增大压缩比来提高热效率也已达到顶峰，治标不治本。 

为了提高热效率在现有技术中不断出现绝热发动机，即是陶瓷发动机，其气缸、气缸盖都是陶瓷，绝热性非常明显。好象有了针对性解决了上述所提出的问题，但是从上世纪至今还无法推广应用，原因是陶瓷发动机有很大的不足之处。陶瓷既硬又脆，因细微裂纹就导致制件的脆性破坏而报废。陶瓷绝热性越好，导热性越差。在发动机工作过程中，其陶瓷都是绝对吸热，而且所吸的热相对难以及时散热，给发动机造成积热。这种热量也会随发动机高速运转越积越易升高陶瓷温度。特别容易使陶瓷表、里温差大，热应力大，致使陶瓷体裂开，致使发动机产生致命性破坏。由于气缸体陶瓷高温致使活塞受热高温，又无法有更好散热，机油高温变质无法起润滑作用，再加上活塞顶也没有采取隔热措施，致使活塞过热膨胀变形，活塞胀裂陶瓷气缸或烧熔铝活塞，等原因使陶瓷发动机技术得不到发展而停止不前。 

二、发明内容、作用与目的： 

发明一种隔热、内冷发动机。这种发动机技术适用于四冲程、二冲程发动机，下面以四冲程发动机为例说明隔热内冷发动机。