一种活塞往复内燃机的喷水冷却系统

本发明公开一种活塞往复内燃机的喷水冷却系统，该系统利用发动机结构和工作过程以及混合气在发动缸内燃烧过程的特点，准确地定部位、定时、定量、定速率地向发动缸内泵喷水液后缸内混合后发生的物理变化；针对NO、HC、CO等污染物生成的温度环境和基本上不造成发动缸内燃料 火用 值作功能力损失的目标，确定喷水工作技术手段和所采用的喷水参数的取值理念，系统在新界定的定部位、定时、定量、定速率的工作参数下工作，可从发动缸内消除各种不良燃烧污染物的生成，并且避免了现有冷却方式造成的约30％燃料热效率损失。

\u003Cbr\/\u003E1.由同步地随发动机变化且各自在自己的定时定量定速率的工作参数下泵喷水液的“二次发动缸内喷水系统”和“增压缸内中冷压缩喷水系统”构成的“一种活塞往复内燃机的喷水冷却系统”，其特征在于：该系统的“二次发动缸内喷水系统”的泵喷咀安置在发动缸内燃烧室顶面热负荷严重的部位，此部位定为“最佳喷水部位”；将发动缸内混合气的空燃比定为燃料完全燃烧下的最佳热效率空燃比，最高增压比π\u003Csub\u003Ek\u003C\/sub\u003E≥5；系统中“二次发动缸内喷水系统”挺杆头上第一次喷水工作形状上不生成污染物NO工况区段，从低工况至高工况消除“最佳喷水部位”热负荷危害每工作循环定时、定量、定速率的渗水工作参数：用“发动机在不生成NO工况下，‘最佳喷水部位’受到热负荷的危害，根据热负荷危害出现的时间、大小、速率，其渗水量以可以消除热负荷危害且最少的水液量为‘最佳渗水量’，准确地消除热负荷的危害”的界定作出；“二次发动缸内喷水系统”挺杆头上第一次喷水工作形状上生成污染物NO工况区段，工况渐次升高，每工作循环抑制生成NO温度出现的定时、定量、定速率的喷水工作参数：用“发动机在生成NO临界温度以上工况工作，依生成NO临界温度出现的时刻，生成NO温度燃气的量，生成NO温度出现的速率，以及喷水量以可以抑制生成NO温度出现且最少的水液量为‘最佳喷水量’，准确地抑制生成NO的温度出现”的界定作出；当发动缸内生成NO的温度受到抑制且不再出现而需消除“最佳喷水部位”热负荷危害的各工作循环定时定量定速率的渗水工作参数，仍依“根据热负荷危害出现的时间、大小、速率，其渗水量以可以消除热负荷的危害且最少的水液量为‘最佳渗水量’准确地消除热负荷危害”的界定作出；“二次发动缸内喷水系统”挺杆上第二次喷水工作形状上从低至高全工况每工作循环定时、定量、定速率的喷水工作参数：定时用“第二次喷水的始点选择在发动缸内预排气结束的时刻，终点选择在扫气工作即将结束的时刻即排气阀即将关闭的时刻”的界定作出；喷水量“以可以消除发动缸内壁上段、排气阀、排气口、排气管进风区段、排气系统及动力涡轮内工作部件热负荷的危害且最少的水液量为‘二次最佳喷水量’”的界定作出，喷水速率用“以喷入水量与喷水始点至终点的时间确定”的界定作出；“增压缸内中冷压缩喷水系统”扇形凸轮上，增压机构非满负荷工作工况区段即发动机非满负荷工况工作区段，每工作循环喷水量的参数：用“以增压缸内吸入空气的量和温度以及基本上不影响发动缸内燃料的‘最佳热效率’确定”的界定作出；扇形凸轮上增压机构满负荷工作区段每工作循环的喷水量参数：“用以满足‘二次发动缸内喷水系统’抑制发动缸内生成NO温度出现的需要确定”的界定作出；从低至高全工况每工作循环喷水的定时和定速 率的工作参数：用“增压缸内从低至高全工况每工作循环喷水的定时和速率与增压缸内从低至高全工况每工作循环吸入空气的定时和速率同步”的界定作出。\u003Cbr\/\u003E2.如权利要求1所述的“一种活塞往复内燃机的喷水冷却系统”，其特征在于：“将发动缸活塞的长度设置为发动缸活塞总长度＝发动缸活塞行程+发动缸活塞环区段的长度，使活塞向下运动至下止点时，除活塞环区段位于发动缸进风口区段接受供风的冷却外，其余全部伸出发动缸外，接受流经机体横隔板上通风口向下流入增压缸的空气冷却，且大幅度地减少传统的活塞与发动缸内壁面的摩擦；发动缸活塞内腔设有与活塞顶面燃烧室外壁面连接的散热片，当发动缸内燃烧活塞下行时，在从通风口流向增压缸的空气和齿轮高速转动所扰动的空气和机油的共同冷却作用下，通过发动缸活塞内腔设有的散热片将发动缸活塞顶段及燃烧室内壁的热负荷导出，使发动缸活塞不受热负荷的危害而安全可靠地工作”，以此消除发动缸活塞在中冷压缩空气进入发动缸时未完全消除的热负荷危害，达到全面地消除发动装置热负荷的危害，确保整个发动系统安全可靠地工作的目的。