高效集能内冷的发动的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高效集能内冷的发动机，进气通道、燃烧室，气缸体活塞体具有挡热片，将所述燃烧室热量阻止于所述隔热层以使热量向内传递，以使所述燃烧室内部空间温度升高，同时也使机油及整机温度降低；所述气缸体设有喷油器和用于所述燃烧室散热的喷射器；所述活塞体向上运动时，通过所述挡热片和气缸体阻隔热量，使所述喷油器延时喷油燃烧，实现喷油或点火提前角减小；燃烧后推动所述活塞体向下动作时，所述喷射器向所述燃烧室内喷射冷却介质，所述冷却介质吸收高温产生液气变相助推所述活塞体向下运动；以驱动连接活塞体的连杆和曲轴及飞轮；排气通道，以排出废气以驱动所述涡轮增压器。该发动机有效利用了发动机燃烧室产生的热量，转化为作功和转向利用，而用具有节油减排、安全可靠、成本低廉、使用寿命长、结构紧凑牢固，散热效果好、不变形、强度高等结构优势；应用领域广，经济效益大等特点。因此，它是一种技术性和经济性均具有优越性能的产品。
【专利说明】高效集能内冷的发动机
[0001]【【技术领域】】
[0002]本实用新型涉及到一种内燃发动机，具体涉及一种高效集能内冷的发动机。
[0003]【【背景技术】】
[0004]据市场调查和专利检索，现有的内燃发动机大多采用铝合金单材料制造，导热效果较好，而且也具有较高强度的受力特性，已普通应用于内燃发动机的领域，其冷却的方式可分别风冷或水冷，这是外部间接外冷方式，有效地提高散热效率，其热传递方式是由燃烧室向外通过风或水或油散热，比如从铝合金的外壳传递出去以降低温度，就这样把燃烧室产生的热量不间断的周面复始的向外传递，这样，对于内燃发动机而言，铝质等材料向外散热的过程(外冷散热)就是一个浪费能源的过程，准确地说是一个散能的过程，热量仅浪费于空气中以换热，没有其他的作用。为了提高散热效果，发动机采用了水泵、马达、风扇，而这些动作都是在散热而浪费能源的过程，采用铝合金材料制造，强化散热散能“效果”后，使燃烧室内温度降低，还得提高压缩比，以提高燃烧室温度，也无法挽回所述的散能缺点，提高压缩比也就造就了新的缺点，比如压缩比越高，曲轴、活塞的运行阻力增加，也就等于消耗了发动机本身的功率，也是一种不良的散能技术，高压缩比发动机其燃烧室温度也特别闻，使招质材料难有更闻的耐热性而变形，因此，限制压缩比的提闻以及精密度、热效率等无法有更好提高。
[0005]【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的所要解决的技术问题:内冷就可以解决这个浪费大散能的问题，而隔热、挡热又能充分利用热能以提升压缩比，以提升燃烧室内部空间温度，得以集能，以使曲轴箱机油及整机温度降低，从而达到蓄能节能的作用后，采用内冷进一步激发高温相变集能，将内冷进一步作有效利用:一、助推动活塞运动作功，二、增加排气压力以推动涡轮增压进行燃烧热量的再利用，以实现发动机集能而节油(包括燃油、曲轴箱润滑机油)、减排环保等的有益效果，更具体一点就是提供一种高效集能内冷的发动机，该发动机能有效提高燃烧室产生的热量，提高热效率，提高热量转化有用作功，增加功率输出和转向利用，而且还具有安全可靠、成本低廉，使用寿命长，结构紧凑牢固，散热效果好，不变形，强度高等结构优势，应用领域广，具有重大经济效益的特点，因此，该发动机是一种技术性和经济性均具有优越性。
[0007]本实用新型要解决其技术问题而采用的技术方案是:一种高效集能内冷的发动机，其特征在于，燃烧室它包含:
[0008]进气通道，所述进气通道连接增压空气管，所述增压空气管由增压空气控制器以供气，以提前扫气内冷、空气填充，所述进气通道与燃烧室相通，由进气门控制所述进气通道的开或闭；
[0009]燃烧室，其包括气缸体和活塞体形成燃烧室；所述气缸体包括气缸盖具有隔热层，将所述燃烧室热量阻止于所述隔热层以使热量向内传递，达到集能于所述燃烧室；所述活塞体顶部具有挡热片，所述挡热片下方设有隔热材料层；所述气缸盖设有喷油器和用于所述燃烧室散热的喷射器；所述气缸盖内表面可贴挡热片；
[0010]所述燃烧室进气后，所述活塞体向上运动时，通过所述挡热片和气缸体阻隔热量，聚集热能；使所述的燃烧室内部空间温度升高，同时也使润滑机油及整机温度降低；使所述喷油器延时喷油燃烧，实现喷油或点火提前角减小；燃烧后推动所述活塞体向下动作时，所述喷射器向所述燃烧室内喷射冷却介质，所述冷却介质吸收高温产生液气变相助推所述活塞体向下作动运动；以驱动连接活塞体的连杆和曲轴及飞轮；
[0011 ] 排气通道，所述排气通道连接涡轮增压器，所述涡轮增压器连接增压空气管；排气通道通过排气门控制开或闭；所述的排气门在所述活塞体活动至作动行程曲轴转角大于140度左右时打开，以排出废气以驱动所述涡轮增压器；目的是为所述燃烧室提供充足高压空气填充和扫气内冷。
[0012]于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述进气通道设有进气单向阀，以阻止所述燃烧室的气体反喷；和提前打开进气门，提前用增压空气扫气、内冷及高压空气填充。
[0013]于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述活塞体在作功行程运动低至曲轴转角20度至45度时，所述喷射器向所述燃烧室内喷射冷却介质。
[0014]于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述缸体上设有气缸温度传感器；所述增压空气管设有气压传感器；所述排气管设有排气温度传感器；所述飞轮上设有转角转感器和转速传感器；
[0015]所述气缸温度传感器测检到设定的温度时，反馈到控制器以使所述喷射器执行喷射动作；或是切断喷油器工作；
[0016]所述气压传感器测检到设定的气压时，反馈给控制器以使所述增压空气控制器打开或关闭；为所述的燃烧室内提供增压空气，使发动机达成提前扫气、内冷和提前空气填充的工作任务。
[0017]所述排气温度传感器测检到超过设定的温度时，以反馈给控制器以使所述喷射器、喷油器的喷射量和喷射时间的控制，或是切断喷油器工作，使发动机停止工作；
[0018]所述转速传感器测检到超过设定的转速时，反馈给控制器以使所述喷射器执行喷射动作；或是切断喷油器工作，使发动机停止工作；
[0019]所述转角传感器测检到作功行程曲轴转角大于20度时，反馈给控制器以使所述喷射器执行喷射动作。
[0020]于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述气缸体包括主体，所述主体具有内表面层贴于内层，内层预留有热胀冷缩的收缩缝，内层与内层表面层之间可有间隙，有间隙的可焊接上端加以固定；所述隔热层设于所述内层的外侧；所述内层的热传导率大于所述内表面层，以全面吸收所述内表面层的热量。
[0021]于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述主体内表层与所述隔热层之间设有循环流体室，内设置有数个呈“U”形的水流通道，以水全面吸收所述内表面层的热量。
[0022]于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述气缸盖隔热层内设有循环流体室，所述循环流体室包括水室一、水室二、分隔层和连接压力柱组成，以水全面吸收所述内表面层的热量；所述流体室与活塞顶表面形成的燃烧室，燃烧室内顶表面可贴挡热片，并且挡热片与挡热片之间有收缩缝。
[0023]于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述气缸盖、活塞体顶表面、进气门和排气门表面贴有挡热片，除进气门、排气门外，其余内表面贴有挡热片下方设有薄的隔热层，使所述的燃烧室向内部聚集热能，使所述燃烧室外温度降低，包括所述气缸盖、气缸体、活塞体以及所述的曲轴连杆机构、配气机构、曲轴箱体和润滑机油温度降解低，同时还可以精简气缸体包括气缸盖和活塞体的材料，以及材料层数、结构层数、厚度，也包括配合间隙的精密的技术特征。
[0024]于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述挡热片和挡热片下方设有隔热薄层；所述挡热片由若干挡热片单体构成，所述挡热片单体为耐热耐压的金属、合金钢或非金属，且于挡热片单体之间留有收缩缝，由所述的挡热片隔热薄层组成的所述燃烧室产生的集能效果特征可以使所述的主体、气缸盖省去隔热层、内层或流体室，由单层材料结构构成，所述的主体或气缸盖主体，让单层的主体、气缸盖主体外面有散热的空间。
[0025]本实用新型同【背景技术】相比所产生的有益效果:
[0026]本实用新型采用了上述技术方案，该发动机有效利用了发动机燃烧室产生的热量，转化为作功和转向利用，而用具有热效能高、功率增大、安全可靠、成本低廉、使用寿命长、结构紧凑牢固，散热效果好、不变形、强度高等结构优势；还具有节油(燃油、机油)减排、应用领域广，具有重大经济效益大的特点。
[0027]【【专利附图】
【附图说明】】
[0028]图1为本实用新型的实施例中的高效集能内冷的发动机左视面结构示意图。
[0029]图2为本实用新型的实施例中的高效集能内冷的发动机的结构示意图一。
[0030]图3为图2中A处放大图。
[0031]图4为本实用新型的其他实施例中的高效集能内冷的发动机的结构示意图。
[0032]图5为本实用新型的其他实施例中的循环流体室的结构示意图一。
[0033]图6为本实用新型的其他实施例中的循环流体室的结构示意图二。
[0034]图7为本实用新型的其他实施例中的循环流体室的结构示意图三。
[0035]图8为本实用新型的其他实施例中的高效集能内冷的发动机的结构示意图二。
[0036]图9为本实用新型的其它实施例中的活塞顶面挡热片的结构示意图。
[0037]图10为本实用新型的其它实施例中的气缸盖内表面挡热片的结构示意图。
[0038]图11为本实用新型的其他实施例中的高效集能内冷的发动机的结构示意图三。
[0039]【【具体实施方式】】
[0040]下面详细描述本实用新型的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0041]在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。
[0042]此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0043]在本实用新型中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本实用新型中的具体含义。
[0044]在实用新型中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
[0045]下面结合附图1-11所示的，通过对本实用新型的【具体实施方式】作进一步的描述，使本实用新型的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。
[0046]参见附图1至6所示的，为本实用新型较佳地提供的其中一个实施例，它为高效集能内冷的发动机，它具体的构造包含:
[0047]进气通道1，所述进气通道1连接增压空气管2，所述增压空气管2由增压空气控制器3以供气，实现提前扫气内冷、提前高压空气填充；所述进气通道1与燃烧室4相通，由进气门5控制所述进气通道1的开或闭；燃烧室4，其包括气缸体6和活塞体7形成燃烧室；所述气缸体6具有隔热层8，隔热层8将所述燃烧室4热量阻止于所述隔热层8以使热量向内传递；所述活塞体7顶部具有挡热片9，所述挡热片9下方设有隔热材料层10 ;所述气缸体6设有喷油器11和用于所述燃烧室4散热的喷射器12 ；
[0048]所述燃烧室4进气后，所述活塞体7向上运动时，通过所述挡热片9和气缸体6阻隔热量，聚集热能，使所述燃烧室内部空间温度升高，同时也使润滑油及整机温度降低；使所述喷油器11延时喷油燃烧以实现喷油或点火提前角减小；燃烧后推动所述活塞体7向下运动时，所述喷射器12向所述燃烧室4内喷射冷却介质，所述冷却介质吸收高温产生液气变相助推所述活塞体7向下作功运动；以驱动连接活塞体7的连杆13和曲轴14及飞轮18 ；
[0049]排气通道15，所述排气通道15连接涡轮增压器16，所述涡轮增压器16连接增压空气管2，为燃烧室4提供扫气内冷，提供高压空气填充；排气通道15通过排气门17控制开或闭；所述的排气门17在所述活塞体7作功行程活动至曲轴转角大于140度左右时打开，以排出废气以驱动所述涡轮增压器16。
[0050]较佳地，所述进气通道1设有进气单向阀19，以阻止所述燃烧室4的气体反喷，和有利提前打开进气门，利用增压空气提前扫气内冷及高压空气填充。
[0051]较佳地，所述气缸体6包括主体61，与所述主体61相密封配合的气缸盖62组合而成，所述喷油器11和喷射器12装设于所述气缸盖62上。
[0052]所述活塞体7作功运动低至曲轴转角20度至45度时，所述喷射器12向所述燃烧室4内喷射冷却介质。
[0053]较佳地，所述缸体6上设有气缸温度传感器20 ;所述增压空气管设有气压传感器21 ;所述排气管15设有排气温度传感器22 ;所述飞轮18上设有转角转感器23和转速传感器24 ;所述气缸温度传感器20测检到设定的温度时，反馈到控制器25以使所述喷射器12执行喷射动作；所述气压传感器21测检到设定的气压时，反馈给控制器25以使所述增压空气控制器3打开或关闭；所述的燃烧室内提供增压空气，使发动机达成提前扫气内冷和空气填充的工作任务。所述排气温度传感器22测检到超过设定的温度时，以反馈给控制器25以使所述喷射器12、喷油器11的喷射量和喷射时间的控制，或是切断喷油器11工作，使发动机停止工作；所述转速传感器23测检到超过设定的转速时，反馈给控制器以使所述喷射器12执行喷射动作；所述转角传感器24测检到作功行程的曲轴转角大于20度时，反馈给控制器25以使所述喷射器12执行喷射动作，或是切断喷油器11工作。
[0054]较佳地，当由所述排气温度传感器22检测到的温度值超出预设范围时，车载计算机或控制器使所述高压喷射器12执行喷射动作、或是切断喷油器11工作，使发动机停止工作。
[0055]较佳地，所述主体61具有内表面层611贴于内层612，内层612应留有收缩缝以应对急冷急热，内层612与表面层611之间膨胀数不同，可留间隙，焊接上端加以固定；没有间隙的可以紧结合构成气缸体61。所述隔热层8设于所述内层612的外侧；所述内层612的热传导率大于所述内表面层611,以全面吸收所述内表面层611的热量。
[0056]较佳地，所述内表面层611与所述隔热层8之间设有循环流体室26。所述循环流体室26内设置有数个呈“U”形的水流通道264，以水全面吸收所述内表面层的热量。
[0057]如图7所示，作为上述方案的另一种实施，所述循环流体室26设置于所述气缸盖62中，所述循环流体室26包括水室一 261、水室二 262、分隔板263和连接作用的承压柱组成。
[0058]所述内表成层611与所述隔层8之间设有循环流体室26，以水全面吸收所述内表面层611的热量。
[0059]所述流体室26与活塞体7顶表面形成的燃烧室4，所述流体室26内表面，即是燃烧室4内顶表面可贴挡热片28，并且挡热片与挡热片之间留有收缩缝。
[0060]较佳地，所述气缸盖62、进气门5和排气门17内表面紧贴挡热片28。
[0061]综合上述内容且一并结合所有附图，对本实用新型的工作原理进一步进行描述。
[0062]工作吸气冲程，活塞体7在曲轴14的带动下由上止点移至下止点。此时进气门5在排气冲程已提前开启进行提前利有高压空气扫气内冷及高压空气填充，排气门15在排气冲程中活塞体到达上止点前关闭。曲轴14带动后转动，在活塞体7移动过程中，燃烧室4容积逐渐增大，燃烧室4内负压越来越低，空气和汽油的混合气通过进气门5被吸入燃烧室4，并在燃烧室4进一步混合形成可燃混合气；进入汽缸内的可燃混合气或纯净空气的温度，气体进入燃烧4后得到隔热层8、挡热片28、挡热片9、隔热层10的余热或是隔热保温下使气体温度升高。气缸体6中内置隔热层8吸收燃烧室4传递出来的热量，根据不同的发动机功率和大小来调整确定隔热层8的厚度和内层612或流体室水的储热能力，以阻止热量向外传递造成浪费。在压缩冲程时，所述活塞体7由下止点向上止点上行曲轴转角20度时进气门5关闭，这时进气门5、排气门17才同时关闭；活塞体7从下止点向上止点运动开始，压缩可燃混合气体或纯净空气，这时燃烧室4传出来的热量加热混合气提前能得气化，燃烧室4容积逐渐缩小，燃烧室4内混合气体受压缩后压力和温度不断升高，达成所述燃烧室4内部气体空间温度升高，到达压缩终点前的曲轴14的曲轴转角在8度左右的位置，活塞体7接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气，或所述喷油器11喷燃料点燃混合气燃烧释放出大量的热能，使燃烧室4内空间的气体的压力和温度迅速提高，高温高压的燃气推动活塞体7由上止点向下止点运动，当曲轴转角向下运动至20度到45度时，所述喷射器12向所述燃烧室4内喷射冷却介质，冷却介质可以是水，水喷射后遇到高温后，立即产生相变成高压推动介质推动活塞体7向下动作助力，使曲柄连杆机构对外输出机械能。随着活塞体7下移，燃气室4容积增加，气体压力和温度逐渐下降，当活塞体7下行至曲轴转角140度时，排气门17开启，进气门5仍然关闭，活塞体7又从下止点向上止点运动，由于冷却介质形成的混合气压进一步增加，便于高速排出，以推动增压空气管2为驱动涡轮增压器16，所述活塞体7向上止点上行，在所述进气单向阀19的作用下，可提前打开比如80度或60度利用所述增压空气控制器了 3打开，用高压空气向所述燃烧室4扫气，把水气废气彻底扫除，同时也起到内冷的作用，在上止点前，比如10度排气门关闭，进气门继续打开，利用高压空气填充而达到进气充足的目的；就是这种介质同时会吸燃烧室4中热量以形成发动机的内冷，以平衡缸内的工作允许的温度；就这样周而复始地循环工作。
[0063]其中需要强调说明的是，当曲轴转角向下运动至20度到45度，喷射器开始工作喷射冷却介质，注意过早喷射阻力大，影响热能转换；过晚活塞体7后程运行动力不足，起不到助推和及时冷却的作用；如果超过45度以后喷冷却效果和排气压力相对差，经过测算介于25度至30度效果最佳。
[0064]多层主体61的结合而成；内表面层611紧贴内层612，所述隔热层8设于所述内层612的外侧；所述内层612的热传导率大于所述内表面层611,以全面吸收所述内表面层611的热量。每层都具有不同的作用，每层厚度、功效等可以举例说明，通过实验确定，比如内表面层611可采用耐热合金,厚度为2mm,内层612 (可优选招合金材料,厚度为2mm)的热导率大于内表面层时，可以整体吸收热量，实现全方位传热量，也就是内层612吸收热量后会达到整体温度相当接近的温度，因此可以在燃烧室4的温度传出时可以保持整体的温度接近恒定，热量在遇隔热层8后储存并向缸内传递，隔热层厚度为3_，再通过内冷的方式散热释放出热能，而内冷的方式同时也是在做有用功，活塞体7在向下运动到曲轴角约20至45度的存在一个助力，冷却介质的相变来推动之后吸热降温，而且，在排气时具有冷却介质的混合强压气体进一步推动涡轮增压器16，一举多得，将传统发动机技术的热量损失再一步利用成为作功或转向生益的方式，具有突出的实质性进步。
[0065]循环流体室26会进一步吸收燃烧室4传递出来的热量，根据不同发动机的不同参数的需要来确定吸收量以定制大小和形状；收集的热量存在于水中，热水供喷射器12作为介质，喷入所述的燃烧室4的温度比如可以高达150摄氏度以上至400摄低度以下时，比常温下的水更加有利气化变相增压，进一步地利用回收的热能，具有突出的实质性进步。
[0066]气缸盖62、进气门5和排气门17内表面紧贴挡热片28，进一步提高了保温的作用，使热量不往这些部件的方向传递出热量；不能影响其他零件或部件的正常工作。
[0067]如图11所示，本实用新型的又一实施例:高效集能内冷的发动机，它具体的构造包含:
[0068]进气通道1，所述进气通道1连接增压空气管2，所述增压空气管2由增压空气控制器3以供气，实现扫气内冷、高压空气填充；所述进气通道1与燃烧室4相通，由进气门5控制所述进气通道1的开或闭；燃烧室4，其包括气缸体6和活塞体7形成燃烧室；所述气缸体6包括气缸盖61、气缸盖62上的挡热片281、气门上的挡热片28_1和28_2，隔热层28-3和所述活塞体7顶部的挡热片281隔热层10，将所述燃烧室4热量阻止于所述隔热层28-3、挡热片281、28-1和28_2、隔热层10以使热量向内传递；所述气缸体盖62设有喷油器11和用于所述燃烧室4散热的喷射器12 ；
[0069]所述燃烧室4进气后，所述活塞体7向上运动时，通过所述隔热层28-3、挡热片281,28-1和28-2和隔热层10阻隔热量，使所述喷油器11延时喷油燃烧以实现喷油或点火提前角减小；燃烧后推动所述活塞体7向下运动时，所述喷射器12向所述燃烧室4内喷射冷却介质，所述冷却介质吸收高温产生液气变相助推所述活塞体7向下运动；以驱动连接活塞体7的连杆13和曲轴14及飞轮18 ；
[0070]排气通道15，所述排气通道15连接涡轮增压器16，所述涡轮增压器16连接增压空气管2，为燃烧室4提供扫气内冷，提供高压空气填充；排气通道15通过排气门17控制开或闭；所述的排气门17在所述活塞体7活动至曲轴转角大于140度左右时提前打开，以排出废气以驱动所述涡轮增压器16。
[0071]所述进气门5、排气门17及气缸盖的内表面、活塞体7的顶表面分别贴有挡热片28，所述活塞体7顶表面与挡热片之间还设有耐热钢薄层30 ;所述挡热片28由若干挡热片单体281构成，所述挡热片单体281为耐热耐压的金属、合金或非金属合成材质，且于挡热片单体281之间留有收缩缝283。
[0072]所述挡热片单体281通过点式点焊方式焊接于所述进气门5、排气门17及气缸盖的内表面，耐热钢薄层30的表面，于挡热片单体281上形成若干点式点焊接点282。
[0073]所述活塞体7顶面贴有多个挡热片单体281，所述挡热片单体281沿相同圆心的环状分布的。
[0074]所述气缸盖内表面贴有排气门挡热片28-1、进气门挡热片28-1以及若干挡热片单体281，所述挡热片单体281之间留有收缩缝283。
[0075]说明书中的控制器25可以选用EQJ (Electronic Control Unit)电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等。从用途上讲则是汽车专用微机控制器，它和普通的单片机一样，由微处理器(CPU)、存储器(ROM、、RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路组成。电控单元的功用是根据其内存的程序和数据对空气流量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断，然后输出指令，向喷油器提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油量。电控单元由微型计算机、输入、输出及控制电路等组成。本实施例中的气缸温度传感器20、气压传感器21、设有排气温度传感器22 ;转角转感器23和转速传感器24 ;它们通过控制器25可以使所述气缸温度传感器20测检到设定的温度时，反馈到控制器25以使所述喷射器12执行喷射动作；所述气压传感器21测检到设定的气压时，反馈给控制器25以使所述增压空气控制器3打开或关闭；所述排气温度传感器22测检到超过设定的温度时，以反馈给控制器25以使所述喷射器12的喷射量和喷射时间的控制；所述转速传感器23测检到超过设定的转速时，反馈给控制器以使所述喷射器12执行喷射动作；所述转角传感器24测检到曲轴转角大于20度时，反馈给控制器25以使所述喷射器12执行喷射动作；这些信号采集、反馈、判断、执行相应机构动作的信号传输或反馈或执行的原理为本领域技术人员可以容易获知理知，不再具体提供。
[0076]如图11所示，本实用新型的又一实施例:高效集能内冷的发动机，它的具体构造特征和技术特征在于燃烧室，在于步及燃烧室气盖62上的挡热片281，28-1，28-2，隔热层28-3和活塞体7上的挡热片281，隔热层10，在上止点前或后20度时，可达成所述燃烧室4内表面积的90%以上，可有效阻隔燃烧室4的热量向其它部件传递，实现气缸体6、气缸盖62，活塞体7，进气门5，排气门17以及润滑机油，曲轴连杆机构，配气机构等燃烧室4以外的配件能在不直接受燃气的加热，能在低温条件下工作，不变形，无高热应力产生，能使所述的部件使用寿命会更长，能使所述的燃烧室4的内部空间温度4快速升高，工作压力升高，可以精密各滑动件，滚动件之间的配合间隙精密度，因此可以精密气缸盖62上的进气门5，排气门17与导管之间的配合间隙，精密气缸体61上的内表面层611与活塞体7，活塞体7与活塞环之间的配合间隙，以此就可以进一步提高所述燃烧室4的气密性，提高气密性可直接提高发动机功率，热效率，节能节油环保等等的有益技术效果特征，(有益技术效果特征就是在没有消耗本身产生的功率，或是没有增加燃料消耗的情况下产生的有益技术效果)，可以简化气缸体6包括气缸盖62，主体61和活塞体7等的结构特征，材料层数用间特征，可以减少层数，减薄厚度，使燃烧室4升温升压快，降温降压也快，更主要的还是降低生产成本，能适合大批量大规模生产需要，简化生产过程等起着重要的重大经济意义。
[0077]所述的高效集能内冷发动机在气缸盖62上的挡片281，隔热层28_3和活塞体7上的挡热片281，隔热层10，可使所述的燃烧室4内部空间温度升高，工作压力升高，外面部件温度降低，包括所述的挡热片281，隔热层28-3和10受热温度降低，可使所述喷油器延时喷油燃烧，实现喷油或点火提前角减小，可使燃料在充分加热气化的情况下快速高效充分燃烧，燃料释放热能效率高，以使所述燃烧室4空间温度更高，工作压力大，损失少，功率高，热效率就更高，燃烧后推动所述活塞体7作功向下动动时，所述喷射器12向所述燃烧室4内喷射冷却介质吸收高温产生液气变相助推所述活塞体7向下作功或助推动运动，之后继续利用，冷却介质形成的混合增压气体推动所述涡轮增压器16工作，产生的增压空气以进行扫气内冷及高压空气填充，在作功行程大于20度时喷水内冷之后又空气内冷，使挡热片281，隔热层28-3和10散热，在燃烧时由气缸体61，气缸盖62，活塞体7吸收一小部分热量，使挡热片281，和隔热层28-3和10温度降低，这就是要控制隔热层28-3和10和挡热片281厚薄度原因，过厚影响散热，挡热片，隔热层所吸收到的热量，或上述吸收到的一小部分热量，由喷水内冷散热之后再用空气内冷散热，使水气吸热增压而得到回收利用，实现散效果好，不变形，排气彻底，进气充足，具有重大的突出实质性时步。
[0078]本实用新型的高效集能内冷发动机具有如下特征:一、产生更低的稳定怠速，更低的怠速油耗。二、能消除各种复杂工作状态下影响燃烧的冷激面。三、能有效提高循环的工作压力温度以及压缩时产生温度压力，燃烧速度快，热效率高。四、可降低发动机相对的压缩比。五、可减少点火或喷油提前解，减少或彻底消除振噪音。六、可减少气缸与活塞的配合间隙，气门与导管的配合间隙，可提高所述燃烧室4的气密性。七、可减少多层主体61的层数结构，包括所述的隔热层8，内层612，流体室26，精简发动机结构，节少工程，节省原材料，可适合大规模大批量生产。八、使气门，活塞体，气缸体在高速高负荷的情况下，刚度大大提高，克服高温燃烧拉缸，烧断气门的不良现象。九、由于活塞体7上的挡热片281，隔热层10和气缸盖62上的挡热片281，隔热层28-3，直接喷水内冷，在曲轴转角20度时喷水，使主体61的受热温度大大降低，从而可以使主体61的材料选择上有更广的空间。比如可以是导热优等的铝合金，或是导热性差的耐热合金钢或金属，或是绝热性非常好的非金属材料，比如氧化铝材料做气缸全61。因此，涉及的技术范围就会更广，令高效集能内冷发动机有更广的开发利用空间，而存在的巨大经济效益。十、能使润滑机油的温度降低能保持机油在各种工况下的润滑效果，克服磨擦力，减少机件磨损都非常有利。克服机油高温蒸发，结炭结胶的不良现象，进而可以大大延长机油使用周期以及使用的润滑效果。十一、燃烧室4温度的提高可令所述喷射器喷水吸收高温变相增压作功或助推活塞体下行，变相产生的水汽与废气进一步混合降温。作功后所得到的高压底纹废气驱动涡轮增压器产生的增压空气使发动机提前扫气内冷，提前高压空气填充。十二、排气彻底进气充足，无论是怠速、低速。中速或高速高负荷，因采取了强制及时内冷高压空气填充的作用下，都能做到排气彻底进气充足。
[0079]于本实用新型的一个或多个实施例中，所述的燃烧室内挡热片、隔热薄层。由若干个挡热片单体贴成，挡热片单体比如可以使耐热合金钢薄层，挡热片的厚薄度，越薄越好，只要能适应发动机燃烧工作温度而定，一般在1mm左右；同样道理，隔热层也在1至2mm左右，能起到阻隔热量又能快速散热，过厚不利快速散热，隔热层可由粉煤灰和金属丝合成或氧化铝，或氧化锆灯材料做成的隔热薄层。且于挡热片单体之间留有收缩缝，以应对所述燃烧室内部空间的高温喷水内冷适成的热应力见到最小，使挡热片不变形而挡温高压，使挡热片、隔热薄层更适合内冷发动机的需要而延长工作寿命，工作可靠性。所述挡热片，要求做到具有相对小的质量，外形是相对薄的层状，且相对小的受热面积，这样有利于挡热片散热降温有利于向所述燃烧室内部空间升压升温，所述挡热片单体的受热受压不会影响气缸、活塞气门等重要部件的安全工作。保护所述燃烧室意外的其它部件阻隔挡热，使工作温度大大降低或不受热，使发动机工作安全，使用寿命延长。保护所述气缸全体气缸盖温度降低及活塞体等温度降低，不发热不变形。正如实验保护了玻璃瓶使其温度低不发热，用水激冷不变形。
[0080]于本实用新型的一个或多个实施例中，所述的燃烧室内贴挡热片、隔热层。经本人多年多次的研究发现，发动机在上止点附近时，无论是压缩升温或是燃烧时升温，这时温度最高，而这时所处的受热面积最多是所述的气缸盖内表面和活塞体顶表面占总受热面积的90%多。而气缸体或气缸体内表面层最少，占总受热面积的8%左右。这个数字是指所述活塞体在上止点前或后20°左右时，而作功下行20°喷水内冷后所述的内表面层吸热量就会更少，因此气缸或气缸体内表面层温度降低，喷水内冷时失去热应力作用，而保证气缸体气缸盖、活塞体、气门等不发热不变形的原理所在。以上可知，给气缸盖内表面或活塞体顶表面贴挡热片、隔热层。就控制了 90%以上的热传递，气缸体和气缸盖、活塞体气门等就能在低温条件下正常工作的实用新型构思。所述的气缸盖、气缸主体、活塞体、气门等就可以得到精简及精密的配合间隙的重大技术特征。比如气缸体可以使两层或是单层主体结构让主体或气缸盖外面有散热的空间，保护挡热片、隔热薄层在燃烧时有散热的介质。可选择的材料就更广，比如可以使优质铝合金导热材料或是优质耐热合金钢导热性差的金属或绝热材料，可根据发动机功率或不同的发动机性能要求去选择合适的材料生产气缸盖、气缸体或活塞体。可由气缸盖、气缸体、活塞体组成各种不同的燃烧室就多种多样的集能内冷发动机。总之选择绝热性好的材料制造发动机省油效果明显。
[0081]实验模仿挡热片或是隔热层、内层、流体室、内表面层的原理可通过简单的实验加以说明，仅为原理说明便于理解而描述，不具体涉及本专利的机构运动。采用3只750毫升空的白酒玻璃瓶带有盖3，3条约3丽直径粗的绳子，长度约25mm，刚好能捆绑酒瓶腰部一圈，把多余的切掉，能让绳子固定在酒瓶腰部，汽油或酒精一小瓶；打火机一个；A4纸3张；
浆糊一瓶。
[0082]实验1，把3个空酒瓶的标纸撕开，把3要绳子同时浸在汽油的其中，一条绑在全裸酒瓶腰部，用打火机点着绳子的汽油，待汽油燃烧完约1分钟后，用手拿酒瓶底部，上部很烫不能拿，然后用水小量慢慢倒在燃烧过的地方，这时酒瓶会发出啲啲喟喟的响声，瓶子一下子就被里面加热过的气压炸开，很明显在系有绳子的地方以下一圈半个酒瓶保留不碎不裂开，而绳子以上的玻璃瓶即爆炸式碎开。
[0083]实验2，剩下的两个全裸玻璃白酒瓶，将1张A4纸全面涂上少量浆糊薄层，全面包住整个玻璃瓶，另一个酒瓶同样的方法以包二层A4纸把整个玻璃瓶包住。实验模仿玻璃瓶为气缸体或气缸盖，或活塞体，薄的浆糊内层或流体室的水，A4纸为内表面层或挡热层或隔热层。实验开始，将剩下浸在汽油里的二条绳子分别绑在贴有一张A4纸瓶子的腰部和另一个贴有二张A4纸的瓶子腰部，然后用打火机点燃。约1分钟左右，两瓶子的火灭了，同样的方法用水倒在两个瓶子的腰部以下。分段点评:结果出现两个瓶子被水淋后没有发生上述情况，而且贴有一张和二张A4纸都没有烧坏浇焦。两个瓶子完整无损无发热，无发出啲啲喟喟爆炸现象。证明薄A4纸和薄浆糊层对玻璃酒瓶能起着有效的保护，使玻璃瓶体隔热，隔开火苗的燃烧加热作用，保护了玻璃瓶吸不到热量，所以不会产生热胀冷缩现象，或产生的热应力不足以破坏玻璃瓶，使玻璃能在安全的范围内用激冷不变形，不裂开等致命性破坏；A4纸薄层在薄的浆糊层全面吸收传递过来的热量，保护了 A4纸完好不被烧坏的作用；而没有保护层的裸体玻璃酒瓶在火苗的加热下升温，同时也使瓶子里的空气受热激发膨胀，使瓶子在高温高压的情况下，用水激冷产生的应力裂开，气体的加热增压爆开。
[0084]在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“优选地”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点，包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中，在本说明书中对于上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或者示例中以合适方式结合。
[0085]通过上述的结构和原理的描述，所属【技术领域】的技术人员应当理解，本实用新型不局限于上述的【具体实施方式】，在本实用新型基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本实用新型的保护范围，应由各权利要求限定之。
【权利要求】
1.一种高效集能内冷的发动机，其特征在于，燃烧室它包含:进气通道，所述进气通道连接增压空气管，所述增压空气管由增压空气控制器以供气，以提前扫气内冷、空气填充，所述进气通道与燃烧室相通，由进气门控制所述进气通道的开或闭； 燃烧室，其包括气缸体和活塞体形成燃烧室；所述气缸体包括气缸盖具有隔热层，将所述燃烧室热量阻止于所述隔热层以使热量向内传递；所述活塞体顶部具有挡热片，所述挡热片下方设有隔热材料层；所述气缸盖设有喷油器和用于所述燃烧室散热的喷射器；所述气缸盖内表面可贴挡热片； 所述燃烧室进气后，所述活塞体向上运动时，通过所述挡热片和气缸体阻隔热量，聚集热能；使所述的燃烧室内部空间温度升高，同时也使润滑机油及整机温度降低；使所述喷油器延时喷油燃烧，实现喷油或点火提前角减小；燃烧后推动所述活塞体向下动作时，所述喷射器向所述燃烧室内喷射冷却介质，所述冷却介质吸收高温产生液气变相助推所述活塞体向下作动运动；以驱动连接活塞体的连杆和曲轴及飞轮； 排气通道，所述排气通道连接涡轮增压器，所述涡轮增压器连接增压空气管；排气通道通过排气门控制开或闭；所述的排气门在所述活塞体活动至作动行程曲轴转角大于140度左右时打开，以排出废气以驱动所述涡轮增压器。
2.根据权利要求1所述的高效集能内冷的发动机，其特征在于:所述进气通道设有进气单向阀，以阻止所述燃烧室的气体反喷。
3.根据权利要求1所述的高效集能内冷的发动机，其特征在于:所述活塞体在作功行程运动低至曲轴转角20度至45度时，所述喷射器向所述燃烧室内喷射冷却介质。
4.根据权利要求3所述的高效集能内冷的发动机，其特征在于:所述缸体上设有气缸温度传感器；所述增压空气管设有气压传感器；所述排气管设有排气温度传感器；所述飞轮上设有转角转感器和转速传感器； 所述气缸温度传感器测检到设定的温度时，反馈到控制器以使所述喷射器执行喷射动作；或是切断喷油器工作； 所述气压传感器测检到设定的气压时，反馈给控制器以使所述增压空气控制器打开或关闭； 所述排气温度传感器测检到超过设定的温度时，以反馈给控制器以使所述喷射器、喷油器的喷射量和喷射时间的控制，或是切断喷油器工作，使发动机停止工作； 所述转速传感器测检到超过设定的转速时，反馈给控制器以使所述喷射器执行喷射动作，或是切断喷油器工作，使发动机停止工作； 所述转角传感器测检到曲轴转角大于20度时，反馈给控制器以使所述喷射器执行喷射动作。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的高效集能内冷的发动机，其特征在于:所述气缸体包括主体,所述主体具有内表面层贴于内层，内层预留有热胀冷缩的收缩缝，内层、内层表面层之间可有间隙，有间隙的可焊接上端加以固定；所述隔热层设于所述内层的外侧；所述内层的热传导率大于所述内表面层，以全面吸收所述内表面层的热量。
6.根据权利要求5所述的高效集能内冷的发动机，其特征在于:所述主体内表层与所述隔热层之间设有循环流体室，内设置有数个呈“U”形的水流通道，以水全面吸收所述内表面层的热量。
7.根据权利要求5所述的高效集能内冷的发动机，其特征在于:所述气缸盖隔热层内设有循环流体室，所述循环流体室包括水室一、水室二、分隔层和连接压力柱组成；所述流体室与活塞顶表面形成的燃烧室，燃烧室内顶表面可贴挡热片，并且挡热片与挡热片之间有收缩缝，以水全面吸收所述内表面层的热量。
8.根据权利要求1或6或7所述的高效集能内冷的发动机，其特征在于:所述气缸盖、活塞体顶表面、进气门和排气门表面贴有挡热片，除进气门、排气门外，其余内表面贴有挡热片下方设有薄的隔热层，使所述的燃烧室向内部聚集热能，使所述燃烧室外温度降低，包括所述气缸盖、气缸体、活塞体以及所述的曲轴连杆机构、配合机构、曲轴箱体和润滑机油温度降解低，同时还可以精简气缸体包括气缸盖和活塞体的材料，以及材料层数、结构层数、厚度，也包括配合间隙的精密的技术特征。
9.根据权利要求8所述的高效集能内冷的发动机，其特征在于:所述挡热片和挡热片下方设有隔热薄层；所述挡热片的若干挡热片单体构成，所述挡热片单体为耐热压的金属、合金钢或非金属，且于挡热片单体之间留有收缩缝，由所述的挡热片隔热薄层组成的所述燃烧室产生的集能效果特征可以使所述的主体、气缸盖省去隔热层、内层或流体室，由单层材料结构构成，所述的主体或气缸盖主体，让单层的主体、气缸盖主体外面有散热的空间。
【文档编号】F02B75/40GK204253182SQ201420540347
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】陈名辉 申请人:陈名辉