图解机械理想内燃发动机：

可雪

图解机械理想内燃（发动）机

1，        机械理想内燃机的意义
机械理想内燃机具有发展方向指导意义，有必要图解讨论，以便人们能深入了解。

2，        从自由活塞发气机谈起
①        自由活塞发气机构造原理如下，见图一：


② 自由活塞发气机的缺点
输出气体温度不高，仅t=750度k，气压力不高，仅为4个大气力，所以整机笨重，单位马力重量大。

③ 自由活塞发气机的优点
自由活塞发气机完成热力循环的机械效率很高，可说是最高。

这是因为，完成热力循环过程没有机械传动（的机构和过程）。换句话说，因为没有机械传动机构，如果不计活塞部件摩擦，完成热循环的机械效率就最高，且恒等于1。也就是说，因为没有机械传动，如果不计活塞部件摩擦，完成热循环的机械损耗为零。
这是自由活塞发气机十分重要优点，研究表明对今后内燃机的技术进展具有特别重要意义。

④ 结论
很有必要将这种“如果不计活塞部件的摩擦，发动机完成热循环的机械效率就最高且恒等于1”的内燃机，定义为“机械理想内燃机”。这对于内燃机技术进展具有重要指导意义。

3，        机械理想发气机
仿照“自由活塞发气机”可以构造“机械理想发气机”。“机械理想发气机”可有两种基本构造形式：
①        构造一，见图二：

② 结构二，见图三：

4，“机械理想发气机”与“自由活塞发气机”的共同点
很明显共同点是：都因为没有传动机构而实现了“机械理想”。
换句话说：如果不计活塞部件摩擦，发动机完成热循环的机械效率最高且恒等于1。

5，“机械理想发气机”与“自由活塞发气机”不同点
① 自由活塞发气机采用二冲程热循环，而机械理想发气机采用四冲程热循环。因热循环完善，热效率明显高于自由活塞。

② 自由活塞发气机只能输出t=750度k，4个大气压力的气体低熵工质，机器笨重。
③ 机械理想发气机通过增压和提前排气手段，可输出8个大气压力，t=950度k的高熵气体工质。降低了机器的比重量。

④ 由于结构原因，自由活塞发气机只能工作在，每分钟往复运动570次的速度（相当于570转/分）。而机械理想发气机的最高工作速度没有限制，再次提高了发动机整机出力和比功率。

⑤ 机械理想发气机，只要有一刚爆发，就会自动完成进排气和压缩三过程，其间没有机械传动，因此如果不计活塞部件摩擦，完成进排气和压缩三过程的机械摩擦损耗为零。明显区别于传统曲柄连杆内燃机，传统内燃机在完成进排气和压缩三过程中有明显的机械摩擦不可逆损耗。

所以，机械理想内燃机，如果不计活塞部件摩擦，完成热循环的机械效率就最高且恒等于1。而传统内燃机，即使不计活塞部件摩擦，完成热循环的机械效率总小于1。

6，机械理想内燃机技术小结
① 以上几种机型都可统称为“机械理想内燃机”。
② 如果不计活塞部件摩擦，所有的机械理想内燃机完成热循环的机械效率都最高且恒等于1。因为都没有传动机构，因而完成热循环的机械损耗为零。

③ 以上机型都是用来输出“燃气”工质的。并不能直接输出机械动力。
④ 本文主要目的在于，如何将“机械理想内燃机”直接输出机械动力，如下：

7，机械理想内燃发动机
①        机械理想内燃发动机形式之一
在图二中加入曲柄滑块机构就成了图四——刚性连接活塞式机械理想内燃发动机：

图四结构影片如下：

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②        图四结构技术要点
需要指出，图四中虽然出现了曲柄滑块机构，但曲柄滑块机构并不是为了完成进排气和压缩冲程的。即使没有曲柄滑块机构，发动机仍能正常运转，而且速度没有上限。

所以，“如果不计活塞部件摩擦，发动机完成热循环的机械效率最高且恒等于1”的结论仍然成立。所以，曲柄滑块机构只有单一的任务——输出机械动力。

这点和传统的曲柄连杆发动机完全不同。传统发动机的曲柄除了完成动力输出外，还要担负回传动力——完成进排气和压缩三冲程所必需的，否则传统发动机无法完成热力循环。

正因为传统发动机在完成进排气和压缩三个冲程中存在不可逆摩擦损失，所以，即使不计活塞部件摩擦，传统发动机完成热循环的机械效率总小于1——机械不理想。

③        机械理想内燃发动机形式二
在图三中加入曲柄滑块机构就成了图五：

图五结构影片如下：

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图五的结构要点：采用铸造铝合金材料做缸体，可以很薄很轻，有利减小惯性力。高速往复运动，可以达到自动风冷效果。

8，机械理想内燃发动机设计要点
① 宜采用短行程，有利于提高转速，还可以减小配气阻力。
例如图五结构，行程/缸径比可取为S/D=0.618 (黄金分割)。
② 图五结构，缸径D=100时，安全转速为6000转/分，实现10000转/分是技术可能的。传统发动机望尘莫及。

③ 图五结构活塞最大侧向力约为传统曲柄连杆发动机的一半。
    ④ 曲柄滑块只有单一工作任务——输出功率，不再像传统发动机那样担负回传功率任务——为了完成进排气和压缩三冲程。

⑤ 具有“机械理想内燃机”的效率属性：如果不计活塞部件摩擦，发动机完成热循环的机械效率最高且恒等于1。

⑥ 虽然往复运动部件的往复惯性力绝对值较大，但是曲柄滑块最大机械负荷远远小于传统曲柄连杆发动机。这是因为，这种发动机的往复惯性力是非常有用的——有效的抵消了最高燃烧压力的冲击。所以往复惯性力成了难得的好处。

⑦ 机械理想发动机没有了笨重的又复杂平面惯性运动的连杆部件，明显的减小了重量提高了整机效率和动力性能。

⑧ 所有内燃发动机中，机械理想内燃机是结构最为紧凑的，因而可以具有很高的比功率。

⑨ 采用高增压技术并提前排气，可以输出8个大气压力的燃气，供给汽轮机的同时，自身用曲柄滑块直接输出动力。这就是一种复合发动机——同时输出机械动力和燃气的发动机。还可以采用超高压增压技术，例如进气压力为2个大气压是可能的。

⑩ 机械理想发动机可以代替空压机使用，其成本仅为空压机的一半左右。
总之，机械理想内燃机代表着内燃机技术的发展方向。

9，活塞不受侧向力的机械理想内燃发动机
①        图六是没有侧向力的机械理想内燃发动机方案一：

这种方案的好处和特点是：
A，        八个燃烧室两两对称燃烧对称循环，活塞不再受/很少受侧向力，大大改善了工况。
B，        八缸内燃机只用一个曲拐，好处多多。
C，        省掉了八个沉重的疯狂运动的连杆，好处又多多。
D，        机械理想高效率。
E，为了整机动平衡，需要8X4=32个气缸，显然适用于大中型内燃机。
F，对于中型内燃机可以用8X4=32缸，实现高速微型化。

②        图七是没有侧向力的机械理想内燃发动机方案二：


十六缸整机自平衡活塞不受侧向力理想发动机影片：

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③ 活塞不受侧向力其他形式，略。

10，活塞摩擦力为零的机械理想内燃发动机——臻美发动机
所谓臻美发动机就是臻于完美的发动机。
①，以下影片就是活塞摩擦力为零的臻美发动机介绍：

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② 臻美发动机技术特征
A，臻美发动机仍然是机械理想内燃机。
B，臻美发动机因为活塞刚好与缸壁脱离接触，所以，臻美发动机活塞的摩擦力为零。只有活塞环与缸壁相接触。也所以，臻美发动机的机械效率比理想发动机还要好！
C，不言而喻臻美发动机可以有极高的速度，机高的强化指标，比功率可以很大。

③        臻美发动机的传动
臻美发动机可以有多种传动形式，下面只介绍一种传动方式：
例如：将影片中的臻美发动机8个一组串连起来，总共有8X4=32个气缸，只用两付曲柄连杆，就可以实现整机动力输出。相同摆动方向的活塞共用一付曲柄连杆，共需两付曲柄连杆就成。显然这种传动十分简单高效。

可雪2008/08/10首发内燃机论坛
kexx003@163.com

[ 本帖最后由 可雪 于 26-8-2008 14:35 编辑 ]

可雪

第三次世界工业革命从这里开始

如果说：
由于蒸汽机的发明，人类在十九世纪从英国开始了第一次世界工业革命。
由于内燃机的发明，人类在二十世纪从德国开始了第二次世界工业革命。

那么说：
由于机械理想内燃机的发明，人类在廿一世纪从中国开始了第三次世界工业革命。

这是因为，机械理想内燃发动机机械效率最高，比传统发动机省油10%以上，代表着新世纪内燃机发展方向。

本发明现在起全球公开技术转让，对第一投资商无偿转让，下不为例。
有识之士请联系：
kexx003@163.com

可雪2008/08/18

可雪

抱歉！
每个动画都有音乐，相互干扰。
动画都有背景，帖子不能显示，降低了观赏质量。

老车友

这只是改变了形式。在发动机发展过程中是不是都被人考虑过了已被放弃的。

可雪

赫赫！
机械理想发动机是全新概念，所有发动机中，机械效率最高！
这东西怎么能放弃呢？！
谢谢关注。
顺便给一个十六缸改进的动画（没音乐）：

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[ 本帖最后由 可雪 于 27-8-2008 17:40 编辑 ]

可雪

1，机械理想：如果不计活塞部件磨擦，发动机完成热循环的机械效率最高且恒等于1。
2，十六缸两两对称燃烧，动力自动平衡，活塞不受（很少）受侧向力。
3，结构最为紧凑。保持了传统发动机最为生命力的优点之一——可靠的环式密封。
4，没有了16个疯狂运动的连杆。
5，活塞往复惯性力是非常有用的。
6，可以实行高增压超高增压。
7，十六缸只有两个曲拐，曲柄滑块只有单一任务——输出功率。不像传统发动机那样，传统发动机还要担负回传功率任务，以便能够完成进排气和压缩三冲程。
8，具有很高的比功率。
9，整机效率很高，比传统发动机省油10%以上。
10，所以，第三次世界工业革命就这么的开始吧。

[ 本帖最后由 可雪 于 27-8-2008 17:42 编辑 ]

无刃剑

真是大开眼界!

可雪

本技术现国内外广泛征寻合作开发。
为了尽快转化生产力，对第一投资商无偿转让开发权。
第二及以后投资，酌情收取技术转让费用。
先下手为强，这发展方向性节能新技术。

可雪

1，内燃发动机节能减排，是21世纪世界头等课题。
2，机械理想发动机正式建能减排首选节目。
3，因为机械理想，比传统发动机节能10%以上，经济效益社会效益可观。
4，欢迎讨论。特别欢迎不同意见。
谢谢关注。

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[ 本帖最后由 可雪 于 3-9-2008 08:34 编辑 ]

可雪

欢迎讨论。
欢迎不同意见、改进意见。

请欣赏美图时钟屏保：
http://up.qzone.net.cn/qzone/20080904062848_xnuivsp;bk.swf

[ 本帖最后由 可雪 于 6-9-2008 01:13 编辑 ]

tanktank98

缸体转动带动曲轴和活塞转动带动曲轴有什么区别???
本质上没有突破
你的缸体不停的左右运动 却没有别的方式来抵消这运动带来的惯性 这惯性必然会传递给车体

相比之下 活塞的运动可以通过对称布局来抵消自己的惯性

第4次工业革命?

tanktank98

还有 那个臻美发动机 4个活塞都只有90度的行程 用什么方式将动力传递出去?

曲轴是不可能的吧?

昊气天下

以上的发动机因该是水平对至发动机，不过将发动机的作工顺序进行了调整，将平衡重块省去了，提高了机器的有用功，因该原理就是这样，不过那个臻美发动机没看懂他是怎样将动力传出去的，如果可以能将这款发动机的原理在仔细的讲一下吗

可雪

看得出您对内燃机技术很内行，提出宝贵意见。
其实，机械理想发动机，总机械效率明显提高，节能至少10%以上，因此是内燃机节能减排新世纪更新换代产品。

关于臻美发动机，的传动是有些困难。但是也会有多种传动形式，离题太远，又很费笔墨，简单的一下子难以说清楚。

就是上面的“机械理想发动机”说得已经很清楚明了了，可就是人们惯性思维难以接受。所以，具体讨论“臻美发动机”的传动，人们会很反感的。

谢谢关注。

可雪

本技术对国内投资商有条件免费转让。
条件是：签订协议。

[ 本帖最后由 可雪 于 13-9-2008 12:05 编辑 ]