可变燃烧室二冲程发动机（带照片）-上

g13213509738

智者见智，仁者见仁。此贴既非灌水，也非广告。此贴有人看过叫好，有人说是胡闹。不管它......我只尽力就好！

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给股市在心中等朋友的回复


首先感谢你们认真看了我写的帖子，并提出宝贵意见。看完你们的回复，我觉得我的帖子没有写好，没有把可变燃烧室二冲程发动机的工作过程讲清楚。现在我在这里再仔细讲一下，希望你们能够继续提出宝贵的意见，让我们通过相互的探讨、交流，将可变燃烧室发动机设计的更完善。
一、可变燃烧室二冲程发动机改进的前提是旧式的二冲程发动机燃烧后的废气无法彻底排出。
1、发动机在燃烧过程结束时，气缸内的废气容积=燃烧室的容积（气缸顶部的半球形）+气缸容积（活塞从下至点到上止点形成的圆柱形容积）
2、发动机进气冲程时可吸入的最大新鲜空气量=气缸容积（活塞从下至点到上止点形成的圆柱形容积）
但由于有曲轴箱容积的影响，吸气效率无法达到100%。曲轴箱容积越大，吸气效率越低。我没有这方面的资料，是按90%的效率计算设计的，这个值应该不算低了。
实际上发动机进气冲程时吸入的新鲜空气=90%的气缸容积（活塞从下至点到上止点形成的圆柱形容积）
同理，新鲜空气被压入气缸内进行排气的效率也无法达到100%，也按90%计算，此时发动机扫气的总效率就是81%。
很明显，气缸内进入的新鲜空气量是80%的圆柱形气缸容积，要小于气缸内需排出的废气量（100%的圆柱形气缸容积+燃烧室容积）。
气缸内无法排出的废气容积R=燃烧室的容积+19%的气缸容积（活塞从下至点到上止点形成的圆柱形容积）
可变燃烧室二冲程动机活顶圆柱下移使气缸减小的容积大约占R的40%，圆环形上气缸内油气进入气缸的容积大约占R的60%——按活顶小圆柱和圆环面积之比。

二、气缸在不同阶段容积的大小取决于活塞和活顶所处的位置，这和固定燃烧室发动机气缸在不同阶段发动机气缸容积的大小只取决于活塞所处的位置不同，这点和对置式发动机很相似。
固定燃烧室发动机：
压缩过程结束，活塞在上止点时：气缸容积（小）=燃烧室容积
燃烧过程结束，活塞在下止点时：气缸容积（大）=燃烧室容积+圆柱形气缸容积（活塞从下至点到上止点形成的圆柱形容积），
可变燃烧室发动机：
压缩过程结束，活塞在上止点时：气缸容积（小）=燃烧室容积
燃烧过程结束，活塞在下止点，但排气口还没打开时：气缸容积（大）=燃烧室容积+圆柱形气缸容积（活塞从下至点到上止点形成的圆柱形容积）
燃烧过程结束，活塞在下止点，但排气口已打开时：气缸容积（中）=80%圆柱形气缸容积（活塞从下至点到上止点形成的圆柱形容积）+60%气缸内无法排出的废气容积R。

从上面的公式可以看出，固定燃烧室发动机气缸的容积大小有两个，而可变燃烧室发动机气缸的容积大小有三个。
压缩过程开始时可变燃烧室发动机气缸内的进气量=气缸容积（中）=80%圆柱形气缸容积（活塞从下至点到上止点形成的圆柱形容积）+60%气缸内无法排出的废气容积R。

因此时可变燃烧室发动机气缸内的进气量（新鲜空气）比固定燃烧室发动机气缸内的进气量（新鲜空气）多60%气缸内无法排出的废气容积R，所以可变燃烧室发动机要比固定燃烧室发动机的功率大，又因为压缩过程开始时可变燃烧室发动机气缸内存在的都是新鲜空气，没有废气，故燃烧时的压缩比可以定的更高，使油气燃烧的更充分，效率更高，功率也会因此增大。

三、压缩比取决于以后经过改进的活顶小圆柱下部将要加工的燃烧槽的容积，在现在这款发动机中，燃烧室是活顶上移后小圆柱和孔形成的一个三角形的圆环，发动机的压缩比也取决于这个三角形圆环的容积。
发动机没有发动着的原因确实是因漏气造成的，因为漏气，油气无法被压缩点燃。
但这款发动机的实验还是成功的。因为，这款发动机实验时会有三种情况产生。
1、活顶上下移动、且发动机被点燃。
2、活顶上下移动、发动机没被点燃。
这两种情况的实际结论是一样的，就是这款发动机要实验的可变技术已经被证明是成功的——活顶能上下移动，将气缸内的废气彻底排出。
3、活顶不能上下移动、但发动机被点燃。
虽然发动机能被点燃，但实验是失败的，因为这和固定燃烧室发动机没有区别。

用弹簧作回弹力是可行的，大家想一想四冲程发动机的气门弹簧就会明白，况且用弹簧作回弹力也是经实验被证明是成功的。只是气门弹簧的作用是产生压力，使气门和气门底座能密封良好，不漏气。而在这款发动机上，弹簧的作用是克服活顶上的活塞环与孔的摩擦阻力，在排气孔打开后，将活顶推下去。弹簧反应的速度也不用非常快，只要在排气孔打开又关闭这个曲轴转角（时间段）能将活顶推下去就可。

也许大家还没有意识到这款发动机的前景，在省油和环保的双重要求下，这款发动机可能会满足将来汽车对发动机的要求，淘汰掉现在普遍使用的固定燃烧室发动机。
如果可能，这款发动机的发展会分这么几步走。
第一步：小功率可变燃烧室二冲程发动机，应用在摩托车上。
第二部：大功率可变燃烧室二冲程发动机，应用在长途、越野、军事等汽车上。
第三部：可变燃烧室四冲程发动机，应用在轿车上。
以到山西拉煤的汽车为例：因为山西很多都是上山的坡道，这就要求发动机马力要大。拉煤的路一般都很荒凉，这就要求发动机质量要好，不能坏在半路上。因为路很荒凉，对环保（废气排放）的要求就降低了，这几点要求较符合大功率可变燃烧室二冲程发动机的特点。所以，大功率可变燃烧室二冲程发动机可能会用在拉煤等的长途、越野、军事等汽车上。
城市里的汽车对环保（废气排放）的要求较高，所以可能会采用可变燃烧室四冲程发动机。

这款发动机目前还只是处在一个新概念、实验阶段，还没有厂家生产，所以，我希望有能力牵线搭桥的朋友能够帮助我和发动机生产厂取得联系，看是否能对这款发动机进行研发生产，谢谢。

写的内容可能比较枯涩难懂，希望大家能对照可变燃烧室二冲程发动机里的照片想一想，就会明白的。
                                                               高   岩
                                                               2011-1-1


谈谈成本问题


看完我写的帖子后，大家对这种新式发动机的燃烧比较关注、回复讨论的较多，但对发动机的成本好像没有重视。其实，这种发动机的成本也是个很重要的方面，任何产品要想拥有市场，必须价廉物美。对发动机而言，物美指——燃烧充分（省油、环保）、噪音低、安全可靠等。价廉指——结构简单成本低、体积小、重量轻、寿命长等。
二冲程发动机虽然存在着因换气不彻底造成的燃烧不充分，费油、不环保等缺点。但同时它又具有升功率大、安全可靠等优点。所以，长期以来，一些企业和个人针对二冲程发动机存在的换气不充分的缺点，总想对它的换气方式进行改进，但却难以成功。例如：据报道，有国外企业采用鼓风机从气缸下部进气口进气，从上部气门排气的方式换气，来对二冲程发动机进行改进，但没见在市场上获得推广。
我们从成本的角度对此进行下分析，可能就会看的比较透彻。当发动机采用这种方式换气时，虽然能实现换气充分的目的，但需在气缸、活塞这些发动机必须具有的零件之外增加鼓风机、曲轴与鼓风机之间的传动装置（齿轮、齿条或废气涡轮）、凸轮轴、气门、储气箱、机油润滑装置。如果不采用这种方式，而采用将鼓风机里的空气直接吹入曲轴箱，还用进、排气口的方式换气。虽然可以省掉储气箱，减少发动机的体积，但这里又存在一个矛盾——鼓风机是采用曲轴箱里的油气润滑还是另外安装一套机油润滑装置润滑。如果采用油气润滑，那么，鼓风机就很难实现高转速，体积必然要增大。如果采用机油润滑，鼓风机虽然能实现高转速，体积能减小，但增加的这套润滑装置又会增加发动机的成本。
现在二冲程发动机的这种换气方式为什么能长时间经受住市场的考验，没有被淘汰掉哪？是因为这种换气方式简单之极、成本最低——只是在气缸下部铸出了几个进、排气孔，利用活塞下表面的运动完成了吸气、压气过程。
我提出的这种改进方案，虽然给它起了一个新式发动机的名字（可变燃烧室）。但实际上，它并没有改变现在二冲程发动机的这种换气方式，只是在气缸上部做了一些改变。对现在二冲程发动机的这种换气方式存在的换气不彻底的缺点，进行了补充、完善。况且，采用这种改进方案后，还可通过改变发动机润滑机油的成分（增加润滑性能，减少燃烧性能），来延长发动机的使用寿命，降低发动机的年使用成本。同时，还可减少摩擦，提高效率。所以，从成本或性能价格比的角度来说，应该能成功。但谋事在人，成事在天，我提出了这种新式发动机的方案，并不代表将来市场上一定就会有企业会生产出这种新式发动机，二冲程发动机会重新焕发出春天。我现在将上面的内容写出来，只希望能让大家理清思路，仅供参考。

                                                  高   岩
                                                  2011-2-5

g13213509738

#35  给股市在心中的回复（二）


前几天出差路过武汉时，偶尔上网看到了你在节油论坛上写的《关于可变燃烧室二冲程发动机的感想》的帖子。心里有一些感动，觉得你应该算我的知音吧。但从你的帖子中可看出你还是没有彻底看明白我改进的这种发动机的工作原理，现在再简单的点出来，希望你能明白。
1、你将可变燃烧室称为变容燃烧室是对的，因为变容燃烧室这个名称能更好的表达这种发动机的工作原理，我在此对你表示感谢。
2、发动机的燃烧是定容燃烧，变容只是在排气和压缩冲程时发生的。排气时——气缸容积变小，压缩时——气缸容积变大，这点你一定要搞清楚。
3、不要因可变这两个字相同，就将可变燃烧室和可变气门发动机混为一谈或等同。因为从达到的目的来划分，电喷、可变气门发动机追求的是燃烧与转速的匹配。而可变燃烧室发动机追求的是如何将废气彻底排出。——这点可能说的有点深了，超范围了。
    你认为变容燃烧室是以后发动机发展的方向，这点我完全赞同。但任何新事物的成功都需要天时、地利、人和，缺一不可。所以我希望你和大家，不要以为这篇帖子发表后，中国或世界的发动机技术马上就会出现一个春天，还是抱着一颗平淡心，讨论讨论技术，只求努力，不求结果的好。

coldandh

我觉得楼主的标题与内容有点不符，叫可变燃烧室会让人误解，楼主主要是想解决换气率的问题；

这个想法不错，建议楼主把弹簧增加一个可调装置，在不同转速的时候使用不同的刚度，这样没准会好一些，或者从其他方面入手设计一套简单有效的结构来实现这个想法也不错；

g13213509738

你说的有道理，看来你是个内行，谢了！

hujt6828

有创意！做发动机真的很难，涉及的问题太多。很多东西互相矛盾的，要搞好平衡！希望能综合评价一下。

kyoucan

感觉楼主在燃烧室的顶部，安装一个可以伸缩的活塞。。。应该就算是一个伸缩的活塞吧！！！！其实就是一个储能器的原理！！！！在吸气时，弹簧压缩，储存能量。在燃烧时，弹簧推出，释放能量。。。。但是我个人认为不可能有效果。。。。因为在压缩空气时，但是此时的压缩比只有7.5。。你要顶部的弹簧缩回去。假设缩了回去。。。。。燃烧时，压缩比是几十呀！！！弹簧肯定是不会弹出来的。。。除非在燃烧的最后，快要排气的时候，因为气缸内压力减小。弹簧才会弹出。。。。。但是此时，已经没有任何作用了。根本就不会提升燃烧效率。。。。。作用仅仅是降低进气效率。。。。。。。。虽然我认为没有作用，而且楼主的实验也失败了。。。但是还是佩服楼主的动手能力。

g13213509738

#45  开拓思路


双缸可变燃烧室二冲程发动机——单缸可变燃烧室二冲程发动机的改进版
    两个气缸呈直列，工作角度相差180度。 在每个单缸可变燃烧室发动机的上盖板中间圆孔处，再加装一个进气阀和排气阀。当活顶（上活塞）上下运动时，空气就被不停地吸入、排出这个圆孔。此时的结构就相当于一个柱塞泵。另外，在气缸壁上比排气口低、进气口稍高一点的位置，再加工出一个进气口，将此进气口和相邻气缸顶部的排气阀用管路连接起来。由于相邻两气缸内的活塞运行方向相反，当一缸进气口打开时，另一缸的活塞正处于压缩冲程，并使活顶上面圆孔内（柱塞泵）的空气处于压缩状态。这样，在压力的作用下，曲轴箱内的油气和柱塞泵排气阀排出的新鲜空气先后进入气缸，混合后进行压缩燃烧。请大家特别注意：由于此种结构气缸内的油气这时是由两部分组成的，我们就可以通过将曲轴箱内的油气浓度提高的方法，来改善二冲程发动机的润滑。从而达到减少摩擦损耗，提高效率，延长寿命，降低拉缸的目的。
    实事求是的讲：我的水平是很低的，特别是在实践方面。但现在又将上面的改进介绍给大家，目的主要是想让大家开拓思路。我不希望有企业看了我写的改进后觉得好，就盲目的生产。因为不管是一开始搞的单缸的，还是现在的双缸的，都已经被我淘汰了。
    前段时间，有个生产缸套的人，看过我写的帖子后和我联系，想让我将他生产缸套的模具改进一下，我同意了。从我内心讲，也很希望通过双方真诚的合作，先对缸套、曲轴、连杆等进行一些小的改进，使企业发展壮大。在条件成熟时，再搞几个先进的发动机。但后来，因为他的下游客户不愿意（可能担心风险吧），此事就搁浅了。把此事告诉大家，就是想把这中间发生的一些小故事告诉大家一下。看来，谋事在人，成事在天，这句话真是一点都不错！

g13213509738

你没看懂，这是在二冲程发动机上试验进行的一项结构改进，目的是提高换气率。在四冲程上燃烧室结构会变成水平放置的圆柱形，虽然能将废气基本排出。但在燃烧、活塞惯性力、加工、组装等方面还存在很多问题，估计不会成功。这次改进，就当是我为大家进行的一次探索，为大家开拓思路吧。

g13213509738

GAOYAN您好：看了您的帖子，我有一点个人愚见，如有不妥，请见谅，如下是引用您的原文：
  另外，在气缸壁上比排气口低、进气口稍高一点的位置，再加工出一个进气口，将此进气口和相邻气缸顶部的排气阀用管路连接起来。由于相邻两气缸内的活塞运行方向相反......
    按原文所述，再加工出一个进气口，就是两个进气口，会不会发生可燃气体泄漏或者说是密封不严导致的其它负面影响？
    我们就可以通过将曲轴箱内的油气浓度提高的方法，来改善二冲程发动机的润滑。众所周知，油气浓度的提高 ，势必会照成排放严重超标，且增加油耗，得不偿失。
另外，此发动机共振问题不知道你考虑到没有？如何解决共振的问题？

   回复：
   压缩冲程开始时气缸内的可燃气体组成=由曲轴箱压入的浓油气+由柱塞泵压入的新鲜空气。气缸内的两种气体在燃烧开始前经混合，已使油气浓度降低，和普通的发动机浓度一样。燃烧时只会更省油，不会产生排放严重超标，且增加油耗的情况。

g13213509738

#56   


由于二冲内耗少，只要合理的运用回压，杜绝可燃气浪费，同功率自然比四冲省油，但润滑是硬伤。




2012-7-12 18:42      只看此人     介绍一下补真空胎的方法           

qulin86
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另外电喷能彻底解决可燃气浪费，但也解决不了润滑，20年前日本二冲技术已经相当成熟了，但终因润滑问题放弃了，十分可惜。




2012-7-12 19:08      只看此人     两轮车一日游           

xj007
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楼主思路真的很好 有点想法请楼主看看：改为从上活塞进气 ---当主活塞做功下行至 排气口后 排气 上活塞压回进气 主活塞继续下行 当主活塞经下止点返回时开始压缩 由于进气的压力与活塞的上行 会挤压缸内最后的废气   缺点：可变活塞兼进气门很复杂




2012-7-13 00:44      只看此人     长途旅行的装备问题           

gaoyan681123
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和你们二位的看法一致，我也认为：对二冲程发动机来说，排气不净和润滑不良是二冲程发动机的两大硬伤，但并不是没有方法解决。虽然受二冲程发动机排气和润滑方式的限制，二冲程发动机效率提高的程度有限，但解决的思路（方案）应该即简单又高效，这样才可能赢得市场，这个市场可能是目前的市场，也可能是航空发动机的一部分市场——想想二战末喷气式战斗机的诞生过程就能明白。我现在是有几个方案，但没有能力实现。很无奈！




2012-7-23 19:35      只看此人     走进西藏——53个最基本的常识           

gaoyan681123
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感谢#58这位朋友的建议，但恕我直言：从上活塞进气这种方案不可行，因为在压缩冲程时，上活塞在没法密封的情况下，是无法被增大的气体压力顶上去的，即无法实现上行、下行（进气、排气或压缩、做功）这种二冲程发动机的工作循环。
很多人想过从气缸上部进气、下部排气或下部进气、上部排气这种排气方式来解决二冲程发动机排气不净的缺点，但问题的关键是这样必然要增加一套控制进气或排气的机构，如同四冲程发动机的凸轮轴一样，会增加二冲程发动机的成本，降低它的性价比，削弱市场竞争力。

g13213509738

支持楼主

以前航模有用过一种烧乙醚的发动机...在缸盖上有一个手柄.下面连着一个类似活塞的东西...转动手柄.可以改变燃烧室容积,从而改变转速...这样的调速方法堪称一绝.(百度搜索:银燕 压燃发动机)



附件 1:  QQ截图20120723200938.GIF (2012-7-23 20:10, 42.16 K)

想看图的朋友请到摩托车论坛看，我的水平低，图转不过来