[发明专利]一种提高内燃机压缩比的方法及可压缩内燃机活塞连杆

说明书

本发明涉及一种提高内燃机压缩比的方法及相应的可压缩内燃机连杆。

目前，通用的往复式内燃机不论是奥托(OTTO)循环、狄赛尔(DIESEL)循环，二行程内燃机或四行程内燃机，亦不论是用于汽车、轮船或动力厂，其热效率完全取决于压缩比，压缩比越高，热效率越高。以汽油内燃机为例，空气与C8H18混合比正确时，在压缩比为9∶1时，其理论热效率为0.4175；压缩比为13∶1时，理论热效率为0.4679，后者比前者增加12％以上。一般二行程内燃机压缩比在5∶1-6∶1。最近开发出的高效率汽车内燃机压缩比约在8∶1-11∶1间。再提高压缩比，爆震将对内燃机造成极大破坏。为解决爆震问题，技术人员多在研究如何进一步改善燃料的耐爆震性，解决爆震问题的方式比较单一。

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种解决爆震的新的技术方案，设计可压缩内燃机连杆。

本发明的目的是这样实现的：设计可压缩内燃机连杆，当内燃机内的燃料压缩比达到爆震临界值时，内燃机连杆可被压缩，使得燃烧室不再继续缩小，压力不再继续增大。

本发明可压缩内燃机活塞连杆是分体式结构，刚性构件中间放置缓冲材料。

本发明可压缩内燃机活塞连杆所述的刚性构件可以是上下两件，中间设置有主弹簧。

本发明可压缩内燃机活塞连杆所述的刚性构件中间可上下设置两个弹簧，主弹簧和缓冲弹簧。

本发明可压缩内燃机活塞连杆所述的缓冲材料可以是装有气体的组件，设置在刚性构件中间。

本发明是采用可压缩内燃机连杆取代现有技术的单一刚性连杆，来达到提高压缩比。当内燃机内的燃料压缩比达到爆振临界值时，内燃机连杆可被压缩，不使燃烧时压力升高过多，从而可以避免内燃机的爆震，提高内燃机压缩比。

结合附图及实施例对本发明作进一步说明：

附图1(a)、本发明可压缩内燃机活塞连杆实施例1主视图；

附图1(b)、本发明可压缩内燃机活塞连杆实施例1A-A剖视图；

附图2(a)、汽油内燃机不同压缩比P-V理论曲线对比图；

附图2(b)、采用本发明可压缩内燃机活塞连杆实施例1的P-V理论曲线图；

附图3(a)、本发明可压缩内燃机活塞连杆实施例2主视图；

附图3(b)、本发明可压缩内燃机活塞连杆实施例2B-B剖视图；

附图4(a)、本发明可压缩内燃机活塞连杆实施例3主视图；

附图4(b)、本发明可压缩内燃机活塞连杆实施例1C-C剖视图；

实施例1，如附图1所示，本发明的可压缩内燃机活塞连杆为两组件式，上杆(1)内开有导向孔(11)，下杆(4)的上部插入导向孔(11)内，并用定位销(2)轴向固定，主弹簧(3)套在下杆(4)上，放置在上杆(1)与下杆(4)之间。常态下，下杆(4)的顶面与导向孔(11)底面有一定的间隙。

如附图2(a)所示，为汽油内燃机不同压缩比P-V理论曲线对比图。1-2-3-4-1代表压缩比为9∶1时P-V曲线；1-2-2’-3’-3”-4’-1代表压缩比为13∶1时P-V曲线，压力的最高点有3点升到3’点。若内燃机的内径及行程皆为90毫米，燃烧室也为圆筒形，内径90毫米，压缩比9∶1时燃烧室高10毫米；压缩比13∶1时燃烧室高6.92毫米，两者相差3.02毫米。本实施例，设计主弹簧(3)的压力点3以下可保持刚性不被压缩，应用于13∶1压缩比的内燃机，其可压缩长度为3.08毫米。

如附图2(b)所示，使用高级汽油，在9∶1压缩比之下不会产生爆震。在压缩比13∶1时使用本发明实施例1可压缩内燃机连杆，内燃机经四行程，其P-V曲线图如附图2(b)曲线所示，由于压力未超过3，且燃烧过程的半段以后部分，由于主弹簧(3)被压缩，使连杆的下杆(4)向上杆(1)推进，燃烧室容积不再继续减小。燃烧时火焰的传播扩散极似在压缩比9∶1的情况，燃烧顺畅无爆震发生。

使用本发明用于奥托循环内燃机，可提高压缩比达15∶1以上；用于狄赛尔循环内燃机，可提高压缩比20∶1以上。

实施例2、如附图3所示，本发明的可压缩内燃机活塞连杆为两组件双弹簧式，上杆(1)内开有导向孔(11)，下杆(4)的上部插入导向孔(11)内，并用定位销(2)轴向固定，主弹簧(3)套在下杆(4)上，放置在上杆(1)与下杆(4)之间；缓冲弹簧(5)也套在下杆(4)上，放置在定位销(2)与上杆(1)之间。在常态下，下杆(4)的顶面与导向孔(11)底面有一定的间隙。

实施例3、如附图4所示，本发明的可压缩内燃机活塞连杆为两组件式，上杆(1)内开有导向孔(11)，下杆(4)的上部插入导向孔(11)内，并用定位销(2)轴向固定，装有气体的可压缩组件(6)套在下杆(4)上，放置在上杆(1)与下杆(4)之间。常态下，下杆(4)的顶面与导向孔(11)底面有一定的间隙。