[发明专利]高燃料效率内燃引擎

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机。

背景技术

现今正在大量使用的曲轴连杆引擎及未能或少量使用的转子活塞引擎(Wankel engine)，不能提高燃料效率的原因，是它们都有与机具来的缺陷有关，这些缺陷是不能克服的，其原由有很多，例如对于曲轴连杆引擎，汽缸的行程恒等于曲柄长的两倍，增加曲柄长度，会直接影响到汽缸的行程，也就影响了汽缸的容量，例如：曲柄长是2呎(60.96cm)，汽缸行程长必为4呎(121.92cm)，汽缸径最小也将为3.5呎(106.68cm)，故汽缸容量为：106.68x106.68x0.785x121.92＝1,089,207.504cm³。汽缸容量太大，为配合汽缸的尺寸，也会使曲轴、连杆、活塞及配重铁等加重。这样大的汽缸和笨重的曲轴等部件，若制一四缸的引擎，其庞大及重量颇为可观，显难实用，不能提高燃料效率。

一个汽缸在一个旋转中，二行程循环有一个爆发行程。四行程循环，则有1/2个爆发行程，若要在一转中有多个爆发行程，必须多加汽缸。每行程必须占用180度，这样的关系是牢不可破的。

在运转中，有效力臂是变化的：有效力臂是r x sin θ(r是曲柄长)随着曲柄所转的角度θ而变化，即活塞在上死点时，θ等于零，有效力臂亦为零。在θ＝90度时，有效力臂等于曲柄长，θ大于90度时其有效力臂又开始缩短，到θ＝180度时，有效力臂又归零。

在此变化过程中，造成了力与有效力臂，产生了不利的配合，因而造成了力矩“M”的百分比很大损失。即在压力高时，有效力臂很短，压力低时，有效力臂很长，因而造成了力矩“M”的百分比很大的损失(请参阅图7)，其损失估计如下：

选取最高压力点为1200psi(1psi＝0.006895MPa)，约发生在角度θ＝10度，若曲柄长r为2呎，其有效力臂将为2xsin10＝0.347呎，力矩M＝力Fx有效力臂re，F是活塞顶上的压力，即曲线图上一点之力(请参阅图7)，有效力臂是变化的(有效力臂＝r x sin θ，M＝1200x0.347＝416.4呎磅；若有效力臂不变，r＝2呎，则M＝1200x2＝2400呎磅；2400/100＝24％；416.4/24＝17.35％；100-17.35＝82.65％。也就是说，只有百分之17.35％的力矩是有效的，百分之82.65％的力矩是无效的，其损失之大，至为明显。

无论将曲柄长，加到多长，其力矩“M”损失的百分比是不变的：将曲柄长自2呎加长到3呎，力点仍选1200psi，其“M”将是：有效力臂是变化的：M＝3xsin10x1200＝625.2呎磅；有效力臂是不变的：M＝3x1200＝3600呎磅；3600/100＝36％，625.2/36＝17.36％，100-17.36＝82.64％，其结果是一样的。

二行程的引擎是以使用混合油的方式来润滑，在排出的废气中燃烧过的机油含量太多污染环境，也影响充分燃烧。汽缸中的气流状况直接影响燃烧的充分与否，必须加以控制及调整才能得到充分的燃烧，将排气阀装在汽缸盖上，在缸套底部的孔中进气或使用燃烧室等，均帮助不大。

旋转(Wankel’s)引擎(请参阅图8)世界上使用的不多，其燃料效率也不能提高，其原因是：作用于三角活塞上的力分配不良，一部分的力，推着三角活塞向一个方向转，另一部分力，推着三角活塞向相反的方向转，产生的功为二力之差，有效力臂，关系到中心轴的半径，其半径，不能太大，例如其中心轴半径是2呎，其直径将为4呎，三角活塞外圆径将超过10呎，庞大到不能使用。此种引擎，未能普遍使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内燃引擎，其旨在提高引擎的燃料效率，解决汽缸中气流的控制，二行程引擎润滑及便于制成油电混合机等问题。

为实现前述目的，本发明的高燃料效率内燃引擎，包括汽缸、位于汽缸内的活塞以及带动活塞往复移动的推杆，其特点是，还包括凸轮以及中心轴，凸轮上形成有成对的峰谷槽，中心轴穿过凸轮中心并与凸轮连接，凸轮通过该峰谷槽与该推杆实现彼此之间的传动，并通过该中心轴输出扭矩。

所述的高燃料效率内燃引擎，其进一步的特点是，汽缸为二行程循环汽缸。

所述的高燃料效率内燃引擎，其进一步的特点是，在汽缸内的活塞内设置有进气门，进气门与活塞之间通过弹簧连接，该弹簧的弹力足够弱小从而使得在该引擎起动遇到非爆发行程活塞下行时进气门可打开，从而汽缸中不产生真空；在活塞上设置一活塞上盖，活塞上盖上钻多个孔，这些孔具有喷嘴作用，让空气或混合气通过打开的进气门后自这些孔通过进入汽缸，使汽缸中的气流有所控制及调整。