專利名稱：隔熱內冷發動機的制作方法
隔熱內冷發動機發明前技術活塞往復式內燃機中，無論是四沖程、二沖程發動機，燃料和空氣形成的可燃混合氣燃燒做功，其做功部份只占燃燒總能量的25 % -35 %左右，剩余75 % -65 %的能量有一半左右隨廢氣排到發動機外，另一半被燃燒室內缸蓋壁面、氣缸筒壁面和活塞頂面所吸收。這些壁面如果不加以冷卻將使其溫度過高，甚至使吸入的混合氣一下子燃燒起來，這樣破壞發動機的工作過程。因此必須對氣缸筒，氣缸蓋和活塞外面周圍進行冷卻，一般采用風冷或水冷。風冷利用氣缸體、氣缸蓋本身的優或良的導熱體本身具有的性能，由里向外散熱。為了提高散熱效果，在氣缸、氣缸蓋外增加散熱片，擴大散熱面積。就這樣由里向外把燃燒室內，氣蓋壁面、氣缸筒壁面和活塞頂面所吸收的熱能，從大氣中散發出去，達到每循環進行時，保持正常的冷卻，使發動機達到正常工作要求。這必須采用導熱性好的材料制造氣缸、氣缸蓋、活塞，而采用水冷也是這種方法。在氣缸體和氣缸蓋中必須布置水流的通道，這部份結構叫水套，水在水套中被加熱之后進入散熱器和水泵。為了吹送冷風，使用了風扇，為了調節工作中的冷卻液溫度，在冷卻系中布置了恒溫器。而活塞只靠風冷或水冷還不夠，必須使用曲軸箱機油冷卻，因為活塞采用了優質導熱全鋁活塞?；钊樟舜罅繜崮?，導至膨脹量增大，加大了活塞與氣缸磨擦力。如果在這時散熱不及時，機油潤滑不良，及易造成發動機拉缸，縮短發動機工作壽命，增加磨擦力， 增加燃油消耗量，以上造成發動機高速無力，燃油消耗增多的根本原因。造成發動機曲軸箱機油溫度過高，產生結膠炭化變色沉著，機油高溫生成氣體，加速機油消耗變質，進而影響發動機應有的工作壽命，縮短機油使用周期。以上是現有發動機采用冷卻方式(風冷、水冷)散熱方法由氣缸、氣缸蓋里面向氣缸體、氣缸蓋外面導熱，利用冷卻介質吸熱帶走其表面所吸收的溫度，從而達到降低其表面溫度的這樣一種冷卻方式散熱方法的活塞往復式內燃機。氣缸、氣缸蓋、活塞在用材結構上，都是使用優質導熱材料，沒有任何的隔熱措施。特別是水冷發動機，有的是全鋁的氣缸、 氣缸蓋、活塞?？扇細庠谌紵覂热紵?，就像是火在水中燃燒一樣。其中就是一個免費加熱的熱水器，同時燃燒同時散熱降溫多浪費，沒辦法啊，為了燃燒工作的順利進行，燃燒室被整個散熱器包圍著。在發動機冷機時，特別是冬天，就好像是用冰包著火球燃燒，燃燒室四周都是冰冷的，這就是現有發動機燃燒室材料結構自然產生的冷激面，冷激面就是內燃機的克星。顯而易見，導熱性越好其散熱降溫能力越好，缸筒越薄其散熱越直接，散熱也越快。 在每工作循環中所散的熱能也越多，造成每循環熱能大量消耗。眾所周知提高壓縮比、壓縮力可提高燃燒前溫度，可使混合氣得到進一步汽化的重要技術措施。但是過量過大的冷激面正好作用相反，是吸熱降溫的。影響壓縮燃燒前溫度升高，影響發動機燃燒過程、燃燒質量、燃燒速度，這都是現有發動機技術存在的最大問題。也是熱能效率25%-35%，已到極限無法提高的根本原因。為了針對上述問題，在現有發動機中大都采用了增大壓縮比，但壓縮比過高，新的問題又不斷出現，所以對增大壓縮比來提高熱效率也已達到頂峰，治標不治本。
為了提高熱效率在現有技術中不斷出現絕熱發動機，即是陶瓷發動機，其氣缸、氣缸蓋都是陶瓷，絕熱性非常明顯。好象有了針對性解決了上述所提出的問題，但是從上世紀至今還無法推廣應用，原因是陶瓷發動機有很大的不足之處。陶瓷既硬又脆，因細微裂紋就導致制件的脆性破壞而報廢。陶瓷絕熱性越好，導熱性越差。在發動機工作過程中，其陶瓷都是絕對吸熱，而且所吸的熱相對難以及時散熱，給發動機造成積熱。這種熱量也會隨發動機高速運轉越積越易升高陶瓷溫度。特別容易使陶瓷表、里溫差大，熱應力大，致使陶瓷體裂開，致使發動機產生致命性破壞。由于氣缸體陶瓷高溫致使活塞受熱高溫，又無法有更好散熱，機油高溫變質無法起潤滑作用，再加上活塞頂也沒有采取隔熱措施，致使活塞過熱膨脹變形，活塞脹裂陶瓷氣缸或燒熔鋁活塞，等原因使陶瓷發動機技術得不到發展而停止不
、r -刖。二、發明內容、作用與目的發明一種隔熱、內冷發動機。這種發動機技術適用于四沖程、二沖程發動機，下面以四沖程發動機為例說明隔熱內冷發動機。利用絕熱材料的絕熱性，把燃燒產生的熱能包藏包圍起來，使每循環產生的熱能充分利用做功。徹底改變現有發動機利用優質導熱材料(比如鋁合金或注鐵等)導熱介質，徹底改變現有發動機的風冷或水冷由里向外的散熱方法，但又能使受熱件(燃燒室零部件)得到散熱降溫，直接向燃燒室內部吹入冷空氣或噴入冷卻液，及時掃除廢氣，起著對燃燒室壁面氣缸筒壁面、活塞頂面散熱，維持發動機正常工作。還同時利用絕熱材料的絕熱性，提高每個工作循環的壓縮力，壓縮燃燒前溫度。利用絕熱材料的絕熱性隔絕熱能向曲軸箱傳熱，可大大地降低曲軸箱機油溫度，從而真正達到節能環保，提高熱能利用率起著重要
眉、O三、發明構思用單一的一種絕熱材料做成的絕熱發動機，難滿足要求，必須在用材方面做到取長補短。要從構造上，保護絕熱材料不直接受熱脹冷縮產生的應力、工作壓力等力的直接影響，就能保證隔熱、內冷發動機的正常工作，正常工作壽命。既要保溫隔熱、同時也要散熱冷卻，這是很矛盾的。在現有發動機技術中，單一的或兩種優質散熱材料結構，利用優質散熱材料由里向外的散熱，水冷或風冷的舊方式方法是無法做到的。本發明就是要為發動機創造特有的工作條件，絕熱保溫，及時內冷散熱，這就是隔熱內冷發動機的最大特征。隔熱、內冷發動機具有絕熱，更須要內冷。隔熱就是讓燃燒產生的熱能在每循環更多地用于做功，把熱能隔絕不向外散熱，而又能使燃燒室受熱件迅速降溫，有利于下次工作循環順利進行。首先明確什么是導熱體、什么是絕熱體。比如任何材料在1秒鐘時間內，在同等的條件下，同重量的物體吸熱多的為良導熱材料，相反極少的為絕熱材料。絕熱性比較明顯的為好，適合內燃機用的，具有耐高溫、高壓等工作壓力的絕熱材料為好。眾所周知絕熱材料是相對絕熱的，即是所有絕熱材料都會吸熱。而且吸熱難，散熱也難。從時間上吸熱慢，散熱也慢。絕熱材料一旦高溫，要想在極短的時間降溫是很難的。所以可從時間上去開發利用絕熱材料吸熱慢這種時間特性。因為內燃機每分鐘轉速可達6000轉計算，四沖程發動機每分鐘有3000次點火燃燒過程，即是0. 02秒鐘點火燃燒工作一次。所以采用絕熱材料制造氣缸、氣缸蓋，在0. 02秒點火燃燒工作一次所吸的熱是很少的。只要每次把吸的熱都清除，那么發動機工作就正常了。如果每次所吸的熱都無法清除，發動機工作溫度就越積越多，越來越高溫就無法正常工作。也就是說采用絕熱材料制造氣缸、氣缸蓋、活塞(燃燒室受熱件)必須及時內冷至關重要。隔熱、內冷發動機的氣缸、氣缸蓋、活塞等受熱件要有絕熱材料，也要有散熱材料。 散熱只能在燃燒室內部進行。上述提到的陶瓷發動機就是因為不注重及時內冷，認為陶瓷材料可耐高溫不需要冷卻，就算采用現有技術的水冷或風冷根本無法達到冷卻效果，因為絕熱材料吸熱慢散熱也慢。受熱件所吸的熱等到從里面傳到外表面時，發動機已經工作幾十次了，無法及時散熱。燃燒室表面溫度越積越高溫，就算有潤滑機油也燒得干干凈凈，這時機油根本不起作用，所以現有的陶瓷發動機是無法正常工作的。所以絕熱發動機，絕熱，必須內冷，才有可靠的正常的工作。隔熱內冷發動機就順
理成章了。四、隔熱內冷發動機的構造用內、外兩層金屬材料層包住絕熱材料，保證絕熱材料不直接受熱脹冷縮產生的應力，工作壓力等力的直接影響。即使絕熱材料出現裂紋也不會造成氣缸、氣缸蓋、活塞漏氣，充分發揮絕熱材料的絕熱性。用內外兩層金屬材料層包住絕熱材料，就是利用金屬的合金鋼的長處補五、與現有四沖程發動機的根本區別1、不同的是在氣缸體上、活塞上有明顯的絕熱材料層，里層、外層、內層之區別?，F有四沖程發動機氣缸，氣缸蓋都沒有明顯的絕熱層，而陶瓷發動機氣缸只是單獨的陶瓷，沒有明顯的里層、外層、內層之區別，和相互之間的互補關系，活塞也沒有明顯的隔熱裝置，更加沒有強調內冷的重要作用。2、在進氣道設置進氣單向閥與進氣門構成可密氣的，可控的氣壓密室。在進氣門打開時來自氣缸內的氣壓在單向閥的作用下不會向進氣道方向反噴，形成獨特的功能區。 而現有四沖程發動機進氣道上沒有設置單向閥，在進氣門打開時，當氣缸內壓大于進氣氣壓時，氣流可向進氣道反噴，影響進氣。3、隔熱內冷發動機進氣門提前60°打開，與現有的四沖程發動機進氣門提前 10°左右打開，在提前打開的時間上意義上有明顯的差別，提前60°或更多時間打開是想提前利用冷卻液或增壓氣體強制掃氣降溫。而現有發動機提前10°左右只是想利用只有在高速時局限性小的進氣氣流才能有進入氣缸?，F有四沖程發動機進氣道都沒有設置單向閥，要想跟隔熱內冷四沖程發動機進氣門一樣都提前60°，那么進氣道就變成排氣道了，發動機無法工作。而隔熱內冷發動機由于進氣道設置單向閥，提前60°或更多的時間打開進氣門，發動機工作正常。能提前60°或更多的時間噴水或空氣使燃燒室受熱件(進、排氣門，內薄層)降溫清熱。降溫及時，為發動機下次循環工作創造更好的條件，為發動機提供更多的增壓空氣。4、隔熱內冷發動機活塞頂部，裝有絕熱材料層，保護薄層；而現有發動機活塞頂部都沒有明顯的絕熱層措施，及絕熱材料保護薄層。
5
5、在點火方面，隔熱內冷發動機能有較小的點火提前角，或噴油提前角(指柴油機)，比如上止點0°時點火工作正常，柴油機在10°左右，點火提前角小發動機工作壽命長(一般地說燃燒速度越快，提前角越小。燃燒速度越慢、提前角越大)；而現有發動機的點火提前角一般都在12-25°以上，點火提前角較大，柴油機更大，這是因為現有發動機采用了良好的導熱體材料的原因。采用風冷或水冷在壓縮時冷卻帶走很多熱，致使壓縮終了時壓縮力差，壓縮燃燒前溫度差，又因沒有隔熱措施，燃燒做功時被氣缸、氣缸蓋、活塞吸走了一大部分熱，造成燃燒速度慢，這樣只能提前更多的點火時間來完成發動機的工作要求。6、徹底改變現有發動機氣缸、氣缸蓋、活塞受熱件利用外介質由里向外傳熱降溫的傳統舊方式方法，創立絕熱保溫，把熱能包藏包圍起來做功，做功之后強制及時內冷受熱件的這樣一種方式方法特征。7、排氣徹底，隔熱內冷發動機無論是怠速、低速、中速或高速，因采取了強制內冷都能做到排氣徹底，現有發動機是無法做到的。絕熱材料的不足之處，以達到金屬材料與絕熱材料之間相互利用，取長補短的真正目的。從而達到確保隔熱內冷發動機工作壽命，工作穩定可靠。隔熱內冷發動機主要技術結構，由氣缸、氣缸蓋、活塞組成的燃燒室。氣缸、氣缸蓋可分開的，也可以是一體的。氣缸、氣缸蓋可總稱為氣缸體，氣缸體由金屬材料層和絕熱材料組成。氣缸體包括絕熱層稱里層，用金屬材料包住絕熱層外層的金屬材料層稱外層，外層起著主要的氣缸體的承壓和保護絕熱材料的作用。外層無散熱片，表面光滑光亮易做到產品美觀潔凈。用薄的合金鋼套包住絕熱層內層，內層薄的合金鋼套稱內薄層，內薄層是吸熱層散熱層，也是活塞的活動套，是隔熱內冷發動機燃燒室內薄層，具有耐高溫工作壓力、耐磨等工作特性。氣缸體由外層、里層、內層組成緊結合為一體的多層氣缸體結構。氣缸體上還包括進氣門、排氣門、進氣道、排氣道。進氣道上還包括進氣單向閥 (簧片閥)，設置在進氣道上。由進氣門、進氣道、單向閥組成可自動控制的密氣室。由進氣門單向閥自動控制。密氣室上還可以安裝噴油器，噴水器，增壓法門。噴油器、噴水器，向進氣門方向噴油或噴水，進入氣缸然燒室內，為氣缸提供燃油和冷卻液。增壓氣由增壓法門打開在單向閥的作用下向進氣門方向為氣缸提供增壓氣流。進氣單向閥與來自空氣濾清器的管口連接。氣缸體上還包括鋁活塞，鋁活塞頂的絕熱層和保護層。保護層可比氣缸內層更薄，保護層保護絕熱層。保護層是吸熱層，散熱層，保護層跟內薄層材料一樣。通過鋁活塞頂絕熱層隔熱、通過鋁活塞本身的優質導熱體由曲軸箱機散熱、通過鋁活塞頂的保護薄層在燃燒室內由噴水或空氣氣流散熱，使鋁活塞具有具可隔熱又可散熱的一種活塞。在氣缸蓋上還可安裝火花塞或噴油器(指隔熱內冷柴油機)。還包括氣缸體曲軸箱上的曲軸連桿機構等重要部件組成的活塞往復式內燃發動機。跟現有四沖程發動機基本相同，但是冷卻方式就完全不同。氣缸體還包括氣缸體燃燒室。燃燒室由氣缸、氣缸蓋、活塞頂面組成燃燒室。氣缸蓋燃燒室內表面為淺圓蓬凹面與相對面的活塞頂表面也是同樣的淺圓蓬凹面，這樣就可以使燃燒室表面圓滑流順。進而能使氣流流順，有利掃氣有利受熱件冷卻。兩相同凹面產生相同的反作用力于對方，能使活塞做功下行時平穩有力。隔熱內冷發動機結構特點是用絕熱層隔絕燃燒室的熱能，不直接通過氣缸體、氣缸蓋、活塞本身導熱由里向外散熱。用內薄層保護絕熱材料層，同時內薄層因相對的受熱面積的質量少重量輕，使其具有吸熱升溫快，使每循環壓縮燃燒前溫度高、壓力大。進而使可燃混合氣氣化質量好，燃燒質量高、速度快、爆發力強。通過上述的公開表明隔熱內冷發動機具有提高熱能效率的明顯效果，吸熱升溫快、散熱降溫也快，能有效保證發動機工作溫度正常，延長發動機工作壽命的根本保證。隔熱內冷發動機具有壓縮升溫快、壓力大，散熱降溫也快，熱能利用率高，氣缸體因沒有散熱片，也沒有水套水道使氣缸體結構更加緊湊，使外表面美觀整潔等。六、隔熱內冷發動機密氣室的作用密氣室的作用，能在每循環中，各種復雜的工作狀態下能做到有效。比如在低速時，由于單向閥的作用下，盡管進氣門提前打開60°，廢氣也不會反噴。隨著轉速的提高進氣氣流也在加速，因沒有反噴氣流的影響，更加容易能把氣體吸入氣缸(有進無出)。在進氣門關閉時，也能利用高速氣流向密氣室壓入更多的空氣。使密氣室氣壓上升，即使在低速時進氣門關閉，密氣室內也會鎖住一部分氣體。在進氣門關閉到進氣門打開這段時間(720° 460° = 460° )會得到受熱件(氣門等)加熱氣體而膨脹使密氣室內壓有所上升。等到進氣門打開時，氣缸內壓低于密氣室氣壓，利用氣壓的作用自動向氣缸內掃氣。還可根據發動機的工作要求，在進氣門提前60°打開時，噴水器向進氣門方向噴水。能加強及時對廢氣進行掃氣，冷卻受熱件，而不會影響進氣氣流，不影響進氣行程。在進氣行程開始前掃氣、冷卻任務結束。同時還可在密氣室上增設增壓法門，在單向閥的控制下，增壓氣不會向單向閥氣道方向噴氣外流，可為氣缸提供所需增壓氣流，實現用空氣向氣缸內掃氣冷卻受熱件，為氣缸填充更多的空氣，實現增壓作用。更加靈活采用具可噴水內冷，也可壓入空氣內冷、增壓等多種多樣的方案選擇。比如在低中速時利用噴水內冷，在中高速時利用渦輪增壓，用空氣內冷等。以上可看出設置密氣室的作用，使隔熱內冷發動機能在進氣行程開始之前掃氣徹底、降溫及時，還可利用增壓空氣提前向氣缸體內充氣，達到增壓的效果更加明顯，不影響進氣沖程的順利進行，密氣室起到重要作用。七、隔熱內冷發動機氣缸體說明 隔熱內冷發動機氣缸體可分層，冷熱法緊結合而成。絕熱層有兩層金屬包住，外層金屬層、里層絕熱層、內層合金鋼套薄層。三層層狀結構組成特別的氣缸體總成，每層都具有不同的功效。每層厚度、功效等可以舉例說明，可通過實驗確定。比如外層金屬層，可采用不銹鋼厚3mm，外層能單獨具有抗壓能力為準。絕熱層可采用氧化鋯陶瓷厚20-30mm，作用是絕熱不準熱能向外散發，增加熱能轉換效率等。里層也可采用多種絕熱材料合成或單獨一種絕熱材料。事先做好內外套，中間留20-30mm厚度空間，壓入超細粉末的絕熱材料， 比如粉煤灰等，在真空高溫條件下恒溫恒壓3個小時，后密封填料口，在常溫自然冷卻制成氣缸體。內層作用是受熱層，又是散熱層，是發動機氣缸內套，能降低冷熱氣體對絕熱材料的直接接觸，保護絕熱材料起著重要作用。內層是活塞的活動套，選擇材料應具有內燃機氣缸筒的技術標準。比如具有耐活塞的側壓力，來回拉力，耐高溫耐工作壓力，耐磨等，并具有薄的很輕的質量標準，薄到Imm左右，或更薄。比如0.3mm左右，可通過實驗確定。為什么內層要是吸熱層、散熱層，又是最薄的薄層？這都是為了滿足隔熱內冷發動機工作要求而設定的。0.3mm厚的薄層可行嗎？可行的。因內有外層、里層的作用，里層是固體材料具有抗壓性比如陶瓷隔熱材料等(不像現有內燃機氣缸、氣缸蓋里面水套裝的是液體不具有抗壓性，其氣缸筒是獨自的承壓部份，都是做很厚的，一般都在10-20mm以上)。而隔熱內冷發動機內薄層就不需要像現有內燃機氣缸筒那樣厚，內薄層還可以分兩層去做。做到外層、里層、內層都是取長補短相互利用，相互抵消內壓的。外層保證起著主要的承受工作氣壓等壓力不受影響。里層保證絕熱有效，耐高溫工作壓力。內層保證吸熱少，散熱快，耐高溫工作壓力，耐磨等。內薄層厚(0.3mm)受熱面積相對的質量少(很關鍵)，每次循環時間 (每次0.02秒的燃燒過程)對熱能的吸收量也少(最關鍵)所需散出去的熱量也少，所以內薄層有利于每循環散熱，有利每循環壓縮升溫升壓，致使燃燒后壓力更大，做功效果就更大，也就是說熱能利用率更加明顯提高了。八、隔熱內冷發動機工作特征、特點1、能有更低的穩定怠速、更低的怠速油耗。2、能消除各種復雜工作狀態下影響燃燒的冷激面。3、能有效地提高每循環的工作壓力，燃燒速度快，熱能效率高。4、可減少點火或噴油提前角，減少爆振噪音。5、由于活塞同時都采用了隔熱措施，大大地減少了高溫氣體對活塞直接的加熱作用。降低每循環活塞因膨脹而產生磨擦力，減少活塞與氣缸的拉缸機會，可減少氣缸與活塞的配合間隙，增強了潤滑油與氣缸、活塞、活塞環之間的潤滑能力，減少磨損，有效降低曲軸箱機油受熱溫度，對保護機油受高溫變質起著根本性的保護作用。又由于絕熱層，內薄層的作用，使發動機具有升溫升壓快、降溫也快，每個工作循環中都能有效及時隔熱，從而更大程度地提高了隔熱內冷發動機工作壽命，降低了機油消耗、燃油消耗。6設置密氣室，使進氣門有效可靠的60°左右的進氣門打開提前角，給隔熱內冷發動機創造了更多有利于進氣和掃氣的空間，有更多的時間提前掃氣內冷，保證具可絕熱又可內冷，同時又可為發動機創造多種情況下(即是冷機起動到怠速、低速、中速、高速、高負荷)選擇是否采用空氣內冷或是噴水掃氣內冷，或是增壓空氣內冷，是否采用增壓進氣或是采用自然吸氣進氣等多種可選擇的方式方法。7、排氣徹底，無論是怠速、低速、中速或高速、高負荷，因采取了強制及時內冷的作用下都能做到排氣徹底。九、隔熱內冷四沖程發動機工作原理隔熱內冷發動機改變了現有活塞往復式內燃機的散熱方法。隔熱、內冷，利用內薄層快速散熱內冷，快速升溫升壓，在進氣道上設置密氣室。在密氣室的作用下進氣門能有很大的進氣門打開提前角(提前60° )。跟現有的四沖程發動機的工作原理基本不變，利用密氣室的作用，活塞在排氣行程時，由下止點向上止點上行時，排氣門已經打開，活塞到達上止點前60°進氣門開始提前打開。此時氣缸內的壓力和溫度已經大大降低，利用提前 60°的時間，噴水器或增壓氣開始工作。在密氣室內，向進氣門方向噴水或壓入空氣，向氣缸內掃除廢氣，同時也起著冷卻氣缸內的受熱件。活塞到達排氣行程上止點時，噴水器停止工作。排氣門晚關6°排氣結束，排氣門關閉?；钊蛇M氣行程的上止點，向下止點下行。 進氣門繼續打開，進氣行程開始。此時氣缸內氣壓低于大氣壓，新鮮的空氣由單向閥進入密氣室，經進氣門口吸入氣缸，或利用增壓氣，經增壓閥門打開壓入氣缸，實現增壓空氣填充， 活塞由上止點到達下止點。在這段時間里，設置在密氣室的噴油器向進氣門方向噴入適量的燃油，使氣缸內達到所需的可燃混合氣，(這個過程同現有內燃機控制混合氣的質量、燃油量是一樣的。隔熱內冷柴油機同現有的柴油機一樣，噴油器設置在氣缸蓋上，直接向燃燒室內噴油燃燒，噴油時間在壓縮行程上止點前進行，隔熱內冷汽油機在壓縮行程上止點前進行。點火或噴油時間都可根據實驗確定，其實進氣過程也是繼續進行內冷過程)?；钊竭_進氣行程的下止點，活塞又由下止點向上止點上行時，進氣門在進氣行程的下止點后晚關20°此時進氣門關閉?；钊_始壓縮氣缸里的空氣或可燃混合氣，活塞在壓縮行程的上止點前點火或噴油燃燒。在慣性力的作用下活塞很快又從上止點向下止點下行，做功行程開始?；钊竭_下止點前30°排氣門開始打開，做功結束，排氣開始。以上隔熱內冷四沖程發動機經過進氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，就這樣周而復始地工作。進氣門在排氣行程上止點前60°打開，在進氣行程下止點后晚關20°。進氣門打開時間60° +180° +20° = 260°。排氣門在做功行程的下止點前30°打開，在排氣行程上止點后6°關閉。排氣門打開時間30° +180° +6° =216°。進氣門比排氣門打開的時間長260° -216° =44°。從上可以看出從進氣門提前打開60°到關閉的時間里沈0°是實現對氣缸內掃除廢氣，及時冷卻受熱件，空氣填充過程，在260°時間內實現內冷過程。從而使隔熱內冷發動機實現了絕熱、內冷的工作過程。改變了以往內燃機的冷卻方式，也證實了隔熱內冷發動
機真實、可靠。十、隔熱內冷發動機是一種發動機技術它的絕熱、冷卻方法不但適用于四沖程發動機，也適用于二沖程發動機，跟現有發動機用途一樣。十一、以上所有發明技術所示數字是舉例說明的數字其準確性可通過實驗完成。 本發明人的意向希望能有內燃機研發機構或專業的發動機生產廠研發試制樣機，最終變為產品用于社會，使大眾受益。
權利要求
1.隔熱內冷發動機，就是把燃燒室燃燒產生的熱能隔熱，隔絕熱能不直接向外散熱，充分利用膨脹熱能做更多的有用功輸出動力，而又可以強制及時內冷受熱件的一種活塞往復式內燃發動機，由氣缸、氣缸蓋、活塞組成的燃燒室，氣缸、氣缸蓋一體可稱為氣缸體，燃燒室其特征由絕熱材料層所包圍，絕熱材料層由金屬材料層所包圍，其特征還可以是由一種絕熱材料，或多種絕熱材料、多種金屬材料層緊結合組成氣缸、氣缸蓋、活塞的這樣一種總的內燃發動機。氣缸體特征可由三層組成，氣缸體里層是絕熱層或是絕熱材料的填充層，里層絕熱層具有隔熱、耐高溫工作壓力等特征，內層是氣缸體內薄層可以是在Imm左右的或更薄的可耐高溫工作壓力耐磨的合金鋼套做成薄層，具有薄的、相對平方面積質量輕的內薄層，在絕熱層的作用下，在壓縮時、在燃燒工作時具有吸熱升溫升壓快，降溫散熱也快特征，并具有保護絕熱層的作用，外層可以是金屬保護層，外層起著主要的氣缸體承壓作用，絕熱層就可以得到內外金屬層的保護?；钊卣髟谟阡X活塞頂部設置隔熱層、保護薄層共三部份組成的一種能隔熱又能散熱的活塞，設置的隔熱層保護薄層具有耐高溫耐工作壓力特征。
2.根據權利要求1中還可以抱括隔熱內冷四沖程發動機，其特征是采用進氣單向閥 (簧片閥)安裝設置在氣缸體進氣門的進氣道上，通過進氣門和單向閥，設置成可控的密氣室，密氣室上還可以設置安裝噴油器、噴水器、增壓法門，在單向閥的作用下可為進氣門提前打開更多的時間(60° )為氣缸燃燒室受熱件內及時內冷掃除廢氣，更好地利用增壓氣掃氣或噴水內冷，增壓更多的空氣填充，防止進氣氣流或廢氣向進氣管方向反噴等等密氣室起著重要的作用。
3.在權利要求1中其特征還在于隔熱內冷發動機是一種總的發明方案，它不但可以有隔熱內冷四沖程發動機，還可以是隔熱內冷二沖程發動機等。
4.在權利要求1中隔熱內冷發動機由氣缸、氣缸蓋、活塞組成的燃燒室其特征還在于氣缸蓋燃燒室表面形狀是淺圓蓬凹面，活塞頂表面也是同樣的淺圓蓬凹面與汽缸表面組成的燃燒室，其目的就是讓氣缸蓋燃燒室淺圓蓬凹面產生相同的反作用力于活塞淺圓蓬凹面上，使活塞做功下行時直線運動得更加平穩有力，使燃燒室內表面圓滑流順從而使氣流流順，有利內冷掃氣等。
5.以上通過絕熱層起隔熱作用、內薄層既是保護層又是活塞的活動套，內薄層、活塞頂保護層在絕熱層的作用下、在來自密氣室的冷卻液或空氣氣流的作用下，隔熱內冷發動機其特征具有吸熱升溫升壓快、降溫冷卻也快，由氣缸、氣缸蓋、活塞組成的燃燒室其特征就可以得到隔熱，把熱能包藏包圍起來做功，做功后得到噴水或空氣氣流強制內冷受熱件 (內薄層、氣門、活塞頂保護層)，使隔熱內冷發動機工作正常，熱能利用率明顯提高，從而達到節能環保、延長曲軸箱機油使用周期、延長發動機工作壽命等的真正目的。
全文摘要
隔熱內冷發動機利用絕熱材料的絕熱性，把熱能包藏包圍起來做更多有用功輸出。利用內薄層在絕熱層作用下升溫升壓快、降溫也快。在密氣室單向閥作用下能為進氣門提前60°打開，提前噴水內冷或空氣內冷?？朔藗鹘y內燃發動機因冷卻帶走大量熱能，帶走不該帶走的壓縮溫度?；钊斆娴慕^熱措施大大地降低活塞直接受熱溫度，減少活塞與氣缸配合間隙、減少因過熱產生摩擦力、減少曲軸箱機油冷卻溫度，對保護機油受高溫變質起著根本性保護，可大大延長機油使用周期。從而凸顯隔熱內冷發動機工作可靠更耐用，能比現有發動機更省油等。
文檔編號F02B77/11GK102562298SQ201210031520
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月13日 優先權日2012年2月13日
發明者陳名輝 申請人:陳名輝