深度膨脹內燃機制造技術

本發明專利技術公開了一種深度膨脹內燃機，包括氣缸活塞機構和容積型膨脹機構，所述氣缸活塞機構的氣缸內設置燃燒室，所述氣缸活塞機構按照吸氣沖程-壓縮沖程-爆炸做功沖程-排氣沖程四沖程模式工作或按照進氣掃氣壓縮沖程和爆炸做功沖程二沖程模式工作，所述氣缸活塞機構的排氣口與所述變界容積型膨脹機構的工質入口連通。本發明專利技術所述深度膨脹內燃機具有結構簡單、效率高的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及熱能與動力領域，尤其涉及一種深度膨脹內燃機。
技術介紹
氣缸活塞機構式內燃機，例如往復活塞式汽油機、柴油機以及旋轉活塞式汽油機、柴油機等都具有壓縮過程中的容積變化量和燃燒爆炸沖程(即膨脹過程)中的容積變化量相同的基本屬性。這一屬性不可避免的造成了膨脹終了的缸內壓力遠遠大于壓縮沖程開始時的缸內壓力，這種工況實質上使膨脹不徹底，進而嚴重影響這類發動機的效率。因此，如果能夠專利技術一種發動機，使膨脹過程的最大容積大于壓縮過程開始時的容積，就可以大幅度地提高這類發動機的效率。
技術實現思路
為了解決上述問題，本專利技術提出的技術方案如下:方案1:一種深度膨脹內燃機，包括氣缸活塞機構和容積型膨脹機構，所述氣缸活塞機構的氣缸內設置燃燒室，所述氣缸活塞機構按照吸氣沖程-壓縮沖程-爆炸做功沖程-排氣沖程四沖程模式工作或按照進氣掃氣壓縮沖程和爆炸做功沖程二沖程模式工作，所述氣缸活塞機構的排氣口與所述容積型膨脹機構的工質入口連通。方案2:在方案I的基礎上，使所述容積型膨脹機構的動力軸與所述氣缸活塞機構的動力軸共軸設置或聯動設置。方案3:在方案I的基礎上，所述深度膨脹內燃機還包括容積型壓縮機構，所述氣缸活塞機構的進氣口與所述容積型壓縮機構的工質出口連通。方案4:在方案3的基礎上，所述容積型膨脹機構和所述容積型壓縮機構共軸設置或聯動設置。方案5:在方案3的基礎上，所述容積型壓縮機構與所述氣缸活塞機構共軸設置或聯動設置。方案6:在方案I至5中任一方案的基礎上，所述容積型膨脹機構的工質入口的體積流量與所述氣缸活塞機構的排量之比在I和3之間。方案7:在方案I至6中任一方案的基礎上，所述容積型膨脹機構的工質出口與速度型膨脹機構的工質入口連通。方案8:在方案I至7中任一方案的基礎上，所述容積型膨脹機構設為往復活塞機構、滑片式膨脹機、偏心轉子膨脹機、液環式膨脹機、羅茨式膨脹機、螺桿式膨脹機、旋轉活塞式膨脹機、滾動活塞式膨脹機、擺動轉子式膨脹機、單工作腔滑片式膨脹機、雙工作腔滑片式膨脹機、貫穿滑片式膨脹機、齒輪膨脹機或設為轉缸滾動活塞膨脹機。方案9:在方案I至8中任一方案的基礎上，所述容積型膨脹機構設為多級容積型膨脹機構。方案10:—種深度膨脹內燃機，包括氣缸活塞機構和變界容積型膨脹機構，所述氣缸活塞機構的氣缸內設置燃燒室，所述氣缸活塞機構按照吸氣沖程-壓縮沖程-爆炸做功沖程-排氣沖程四沖程模式工作或按照進氣掃氣壓縮沖程和爆炸做功沖程二沖程模式工作，所述氣缸活塞機構的排氣口與所述變界容積型膨脹機構的工質入口連通。方案11:在方案10的基礎上，使所述變界容積型膨脹機構的動力軸與所述氣缸活塞機構的動力軸共軸設置或聯動設置。方案12:在方案10的基礎上，使所述變界容積型膨脹機構對所述氣缸活塞機構經變速機構聯動設置。方案13:在方案10的基礎上，所述深度膨脹內燃機還包括容積型壓縮機構，所述氣缸活塞機構的進氣口與所述容積型壓縮機構的工質出口連通。方案14:在方案13的基礎上，使所述變界容積型膨脹機構和所述容積型壓縮機構共軸設置或聯動設置。方案15:在方案13的基礎上，使所述容積型壓縮機構與所述氣缸活塞機構共軸設置或聯動設置。方案16:在方案10至方案15中任一方案的基礎上，使所述變界容積型膨脹機構的工質入口的體積流量與所述氣缸活塞機構的排量之比在I和3之間、在I和2.9之間、在I和2.8之間、在I和2.7之間、在I和2.6之間、在I和2.5之間、在I和2.4之間、在I和2.3之間、在I和2.2之間、在I和2.1之間、在I和2.0之間、在I和1.9之間、在I和1.8之間、在I和1.7之間、在I和1.6之間、在I和1.5之間、在I和1.4之間、在I和1.3之間、在I和1.2之間或在I和1.1之間。方案17:在方案10至方案15中任一方案的基礎上，使所述變界容積型膨脹機構的工質入口的體積流量與所述氣缸活塞機構的體積流量之比在I和3之間、在I和2.9之間、在I和2.8之間、在I和2.7之間、在I和2.6之間、在I和2.5之間、在I和2.4之間、在I和2.3之間、在I和2.2之間、在I和2.1之間、在I和2.0之間、在I和1.9之間、在I和1.8之間、在I和1.7之間、在I和1.6之間、在I和1.5之間、在I和1.4之間、在I和1.3之間、在I和1.2之間或在I和1.1之間。方案18:在方案10至方案17中任一方案的基礎上，調整所述變界容積型膨脹機構的體積流量，使所述氣缸活塞機構的排氣口與所述變界容積型膨脹機構的工質入口的連通通道內的氣體壓力大于所述氣缸活塞機構的進氣道內的氣體壓力的1.5倍以上、1.6倍以上、1.7倍以上、1.8倍以上、1.9倍以上、2.0倍以上、2.1倍以上、2.2倍以上、2.3倍以上、2.4倍以上、2.5倍以上、2.6倍以上、2.7倍以上、2.8倍以上、2.9倍以上或3.0倍以上。方案19:在方案10至方案18中任一方案的基礎上，使所述變界容積型膨脹機構的工質出口與速度型膨脹機構的工質入口連通。方案20:在方案10至方案19中任一方案的基礎上，使所述變界容積型膨脹機構設為滑片式膨脹機、偏心轉子膨脹機、液環式膨脹機、羅茨式膨脹機、螺桿式膨脹機、旋轉活塞式膨脹機、滾動活塞式膨脹機、擺動轉子式膨脹機、單工作腔滑片式膨脹機、雙工作腔滑片式膨脹機、貫穿滑片式膨脹機、齒輪膨脹機或設為轉缸滾動活塞膨脹機。方案21:在方案10至方案20中任一方案的基礎上，使所述變界容積型膨脹機構設為多級變界容積型膨脹機構。方案22:在方案I至方案20中任一方案的基礎上，使所述變界容積型膨脹機構設為多級變界容積型膨脹機構，調整相鄰兩個所述變界容積型膨脹機構之間的相位使此兩個相鄰所述變界容積型膨脹機構中在任一時刻至少有一個所述變界容積型膨脹機構的流體入口和流體出口處于非連通狀態。方案23:—種深度膨脹內燃機，包括氣缸活塞機構和速度型膨脹機構，所述氣缸活塞機構的氣缸內設置燃燒室，所述氣缸活塞機構按照吸氣沖程-壓縮沖程-爆炸做功沖程-排氣沖程四沖程模式工作或按照進氣掃氣壓縮沖程和爆炸做功沖程二沖程模式工作，所述氣缸活塞機構的氣體入口與葉輪壓氣機的工質出口連通，所述氣缸活塞機構的工質出口與透平的工質入口連通，所述速度型膨脹機構設置在所述氣缸活塞機構的工質出口和所述透平的工質入口之間。方案24:在方案23的基礎上，使所述速度型膨脹機構的動力軸與所述氣缸活塞機構的動力軸共軸設置或聯動設置。方案25:在方案24的基礎上，使所述速度型膨脹機構對所述氣缸活塞機構經變速機構聯動設置。本專利技術人認為渦輪增壓技術或機械增壓技術僅僅是解決了氣缸活塞機構工質循環量的問題，即渦輪增壓技術和機械增壓技術提高了氣缸活塞機構的工質循環量，即空氣循環量，這樣可大幅度地提高發動機的體積功率，進而也間接地提高了發動機的效率，但是由于渦輪增壓系統除了提高進氣壓力外，并不對外輸出功率，因此，渦輪增壓系統并不能解決氣缸活塞機構式發動機所存在的膨脹不足的問題。在很多情況下，帶渦輪增壓的發動機都將連通氣缸活塞機構排氣口和渦輪工質入口之間的連通通道的壓力降低到大幅度低于燃燒爆炸沖程完了時氣缸內的工質的壓力，進而試圖通過減少氣缸排氣過程的負功達到提高效率的目的，但是，本專利技術人經過詳細分析認為這種降低排本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種深度膨脹內燃機，包括氣缸活塞機構(1)和容積型膨脹機構，其特征在于：所述氣缸活塞機構(1)的氣缸內設置燃燒室，所述氣缸活塞機構(1)按照吸氣沖程?壓縮沖程?爆炸做功沖程?排氣沖程四沖程模式工作或按照進氣掃氣壓縮沖程和爆炸做功沖程二沖程模式工作，所述氣缸活塞機構(1)的排氣口與所述容積型膨脹機構的工質入口連通。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：靳北彪，
申請(專利權)人：摩爾動力北京技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11