[发明专利]内燃机

说明书

本发明涉及一种内燃机。

内燃机可分为分离式内燃机和非分离式内燃机。所有这些内燃机利用压缩冲程，压缩冲程在与空气混合的燃料点火与燃烧之前进行。

在非分离式内燃机中，压缩冲程开始之前，燃料和空气混合，这种情况如同通常称之为SIGE发动机的电火花点燃汽油机。在一些目前尚未广泛使用的称之分层进气发动机的SIGE发动机中在压缩冲程期间，用电火花开始点火之前很久，将燃料引进空气中。在所有非分离式内燃机中，最大压缩压力受到限制，因为预先混合的燃料/空气的气体混合物可能被压缩过程中、电火花出现之前所产生的高温引燃。

SIGE内燃机需要几乎是标准化学配比的空气燃料混合物。这种限制，加之较低的压缩比，和部分负载时需要对输入的空气节流(它们均与燃烧系统有关)，这些一起导致了SIGE内燃机的热效率比较低。它的主要优点是快速燃烧过程，由于燃料和空气预先混合的气态混合物快速燃烧，所以产生较高的内燃机速度和功率。

分离式内燃机能够压缩所有的或大部分没有燃料的空气，并在接近将要开始点燃的压缩冲程终点时，将燃料引入空气中。常见的分离式

内燃机是柴油机，该机在接近压缩冲程终点，在非常高的压力下，将

液体燃料喷射到燃烧室。分离式内内燃机和SIGE内燃机相比较，特别是在部分负载时，具有比较高的热效率，它的压缩力不受预点火危险性的限制，提高了效率，在部分负载时，不需要节流，避免了抽吸损失。同时，在部分负载时，稀薄燃烧是可能的，同样也提高了热效率。

柴油分离方法的缺点是，在燃料点火和快速燃烧之前，喷射液体燃料和汽化液体燃料需要花很长时间，因而，柴油机比SIGE内燃机的热效率高，但不能在和SIGE内燃机相同的高转速下运转，而根据所给的尺寸和重量所产生的功率较低。在高负荷和高转速情况下，燃烧继续到膨胀冲程，这对柴油机热效率极为不利。

已知的由申请人发明的各种分离式内燃机有，如GB-A-2155546，GB-A-2186913，GB-A-2218153，GB-A-2238830和GB-A-2246394。这些内燃机目前称作梅里特(Merritt)内燃机。

CN1054473A叙述了一种内燃机，包括：

至少一组第一和第二气缸，第一气缸的工作容积大于第二气缸的工作容积：

第一和第二活塞分别在所述的气缸中运行：

与第一气缸连通的空气进气装置；

与第一气缸连通的排气装置；

将燃料供给第二气缸的第一燃料源；

当所述活塞基本处在内死点位置时，形成燃烧空间的装置，至少在膨胀冲程的部分过程中，燃烧空间和两个气缸同时连通；

阻尼装置，用来阻挡燃料/空气混合物自第二气缸进入该燃烧空间的运动，直到接近压缩冲程的末端为止。

梅里特内燃机有一组或多组第一和第二气缸和分别在所述气缸中移动的第一和第二活塞。第一气缸的工作容积大于第二气缸的工作容积，一个空气进给阀和/或通道及一个排气阀和/或通道和第一气缸相通。燃料源将燃料供给第二气缸。当活塞基本上处在内死点位置处，这些装置形成燃烧空间，至少在膨胀冲程初期，燃烧空间和两个缸连通，阻尼装置用来阻止气，也就是阻止燃料/空气混合物从第二气缸进入燃烧空间。

因此，梅里特内燃机是一种分离式内燃机，类似于柴油机，其不同是，在比较小的第二气缸中，所有燃料仅需压缩少量空气，而大部分空气在较大的第一气缸压缩，第二个气缸中，非常浓的燃料/空气混合物在压缩过程中，由于太浓而不会爆燃。也可以看出，在第一气缸中，少量燃料也能和空气混合，由于燃料混合气非常稀，所以，在压缩冲程期间也不会发生爆燃。

与分离式柴油机相比较，分离式柴油机在压缩冲程端点处将燃料喷入发动机中。而梅里特内燃机在内燃机较长的一部分循环期间，允许将燃料输送到内燃机中。按照这种方式，所给的燃料由液体汽化成气体的时间比较长，但燃料并未完全和大部分最初在第一气缸压缩的空气相混合，直到燃烧室中燃烧发生。

由上述专利说明书可以得知并已确定了这种带有不等工作容积气缸的结构，气缸和一个普通燃烧室连通，燃烧容纳在小气缸中，这个过程本文称作“气动分离”效应。