一种发动机节能减排的多级节流膨胀法

摘要

本发明公开了一种发动机节能减排的多级节流膨胀法，通过设置突缩节流结构将高压窜气的压力能转换成动能，然后再通过设置突扩膨胀结构使高速窜气的动能耗散为热能，多级节流膨胀法的关键在于构造一个从发动机燃烧室到曲轴箱的具有多级节流膨胀功能的余隙通道，该余隙通道在发动机混合气压缩，点火燃烧与膨胀做功过程中会产生足够大的流动阻力，能有效地阻止高压混合气和高温高压之燃气从发动机燃烧室和气缸到曲轴箱的窜气泄漏，而在排气过程中则能确保只有少量碳氢排放物可从余隙中逸出，既能大幅有效地减少发动机的缸内积碳和尾气排放中的碳氢排放，又能显著提升发动机的燃气效率和发动机的整机性能，适合推广应用。

主权项

一种发动机节能减排的多级节流膨胀法，其特征在于，所述发动机包括燃烧室和曲轴箱，从燃烧室到曲轴箱之间还设置有多级节流膨胀功能的余隙通道，所述的余隙通道包括气缸本体、活塞本体、第一压缩活塞环、第二压缩活塞环以及油环组件，所述余隙通道从燃烧室以下经活塞本体、第一压缩活塞环、第二压缩活塞环以及油环组件到曲轴箱依次设有至少一级或一级以上的突缩节流结构和突扩膨胀结构，每级所述突缩节流结构和突扩膨胀结构中突缩节流结构的径向余隙尺寸与相邻的突扩膨胀结构的径向余隙尺寸之比小于1.0，所述的多级节流膨胀法具体包括如下步骤：a、第一级突缩节流结构将燃烧室内部分高压燃油混合气和高温高压燃气形成的高压窜气之压力能转换为高速窜气之动能，经历压力能转换为高速窜气之动能再进入相邻的第一级突扩膨胀结构；b、相邻的第一级突扩膨胀结构将流入的高速窜气之动能膨胀耗散为高速窜气之热能，能量被大量耗散后的高速窜气之压力与速度均大幅降低；c、上述窜气带着大幅降低后的压力与速度进入第二级突缩节流结构，再经历上述将高压窜气之压力能转换为高速窜气之动能的过程，压力能转换为高速窜气之动能进入相邻的第二级突扩膨胀结构，再经历上述将高速窜气之动能膨胀耗散为高速窜气之热能的过程，窜气之压力与速度再次大幅降低；d、重复上述步骤，经历多次突缩节流结构与突扩膨胀结构之节流与膨胀耗散过程后，高压窜气之压力能与动能将被消耗殆尽，再无余力进入到曲轴箱内，从而达成阻止窜气泄漏之目的。