三類門熱氣發動機制造技術

本發明專利技術公開了一種三類門熱氣發動機，包括氣缸活塞機構和附屬氣缸活塞機構，所述氣缸活塞機構內設有燃燒室；所述氣缸活塞機構的氣缸上設有乏氣口和往復流通口，所述附屬氣缸活塞機構的氣缸上設有進氣口和附屬往復流通口；所述進氣口、所述乏氣口、所述往復流通口和所述附屬往復流通口處對應設有進氣門、乏氣門、往復流通控制門和附屬往復流通控制門，所述往復流通口與回熱器的一端連通，所述回熱器的另一端與所述附屬往復流通口連通。本發明專利技術將內燃機循環和熱氣機循環相結合，利用內燃機排氣作為熱氣機的循環工質，從而實現了對內燃機排氣中余熱的進一步利用，有效提高了發動機的熱效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于熱動力領域，特別是一種熱氣發動機。
技術介紹
傳統內燃機一般是將高溫尾氣直接排放掉，導致熱量損耗嚴重。然而傳統的熱氣機中氣體工質需要熱量來加熱，常規的加熱方式為外燃式，燃料的使用效率也較低，因此針對現有內燃機和熱氣機的燃料使用效率，需要提供一種燃料使用效率高的發動機。
技術實現思路
為了解決上述現有技術中存在的問題，本專利技術提出的技術方案如下:方案1:一種三類門熱氣發動機,包括氣缸活塞機構和附屬氣缸活塞機構,所述氣缸活塞機構的氣缸上設有乏氣口，所述乏氣口處設有乏氣門，且所述氣缸活塞機構的氣缸內設有燃燒室；所述附屬氣缸活塞機構的氣缸上設有進氣口，所述進氣口處設有進氣門，所述氣缸活塞機構的氣缸上設有往復流通口，所述往復流通口處設有往復流通控制門，所述附屬氣缸活塞機構的氣缸上設有附屬往復流通口，所述附屬往復流通口處設有附屬往復流通控制門，所述往復流通口經往復連通通道與所述附屬往復連通口連通，所述往復連通通道內設回熱器。方案2:在方案I的基礎上，在所述回熱器與所述附屬往復流通口之間的所述往復連通通道上和/或在所述附屬氣缸活塞機構上設有冷卻器。方案3:在方案I的基礎上，在所述氣缸活塞機構的氣缸上設充氣口，在所述充氣口處設充氣門；在所述附屬氣缸活塞機構的氣缸上設供氣口，在所述供氣口處設供氣門；所述供氣口與所述充氣口連通。方案4:在方案3的基礎上，所述供氣口和所述充氣口之間的連通通道上設有儲氣罐。方案5:在方案I的基礎上，所述進氣門、所述乏氣門、所述往復流通控制門和所述附屬往復流通控制門受使所述氣缸活塞機構按照充氣沖程-壓縮沖程-爆炸做功沖程-供氣沖程-充氣沖程-排氣沖程的六沖程循環模式工作且使所述附屬氣缸活塞機構與所述氣缸活塞機構的工作相位相互對應的控制機構控制。方案6:在方案I的基礎上，所述進氣門、所述乏氣門、所述往復流通控制門和所述附屬往復流通控制門受使所述氣缸活塞機構按照充氣爆炸做功沖程-供氣沖程-充氣沖程-排氣沖程的四沖程循環模式工作且使所述氣缸活塞機構與所述附屬氣缸活塞機構的工作相位相互對應的控制機構控制。方案7:在方案I的基礎上，所述三類門熱氣發動機還包括渦輪動力機構和葉輪壓氣機，所述乏氣口與所述渦輪動力機構的工質入口連通，所述渦輪動力機構的工質出口經冷卻器與所述葉輪壓氣機的工質入口連通，所述葉輪壓氣機的工質出口與工質通道連通；所述渦輪動力機構的工質出口與所述葉輪壓氣機的工質入口之間的連通通道上設有工質導出口。方案8:在方案I的基礎上,所述氣缸活塞機構和/或所述附屬氣缸活塞機構設為活塞液體機構，所述活塞液體機構包括氣液缸和氣液隔離結構，所述氣液隔離結構設在所述氣液缸內。方案9:在方案8的基礎上，所述氣液缸內的氣體工質對所述氣液隔離結構的壓力大于所述氣液缸內的液體和所述氣液隔離結構做往復運動時的慣性力之和。方案10:在方案I的基礎上，所述三類門熱氣發動機還包括四類門氣缸活塞機構，所述四類門氣缸活塞機構的供氣口與所述進氣口連通，所述四類門氣缸活塞機構的回充口與所述乏氣口連通。方案11:在方案I的基礎上，所述燃燒室排出的物質的質量流量大于從工質通道外導入所述燃燒室的物質的質量流量。方案12:在方案I的基礎上，所述三類門熱氣發動機還包括低溫冷源，所述低溫冷源用于提供低溫物質，所述低溫物質用于冷卻所述附屬氣缸活塞機構中和/或工質通道中即將進入所述附屬氣缸活塞機構的工質。方案13:在方案I至12任一方案的基礎上,所述氣缸活塞機構的活塞與所述附屬氣缸活塞機構的活塞存在工作相位差。方案14:在方案13的基礎上,所述氣缸活塞機構與所述附屬氣缸活塞機構共軸設置。方案15:在方案I至12任一方案的基礎上,所述氣缸活塞機構和/或所述附屬氣缸活塞機構設為對直氣缸活塞機構。方案16:在方案I至12任一方案的基礎上,所述附屬氣缸活塞機構的氣缸上的所述進氣口與增壓裝置的氣體出口連通。方案17:在方案I至12任一方案的基礎上,所述氣缸活塞機構和所述附屬氣缸活塞機構為α型或β型設置。方案18:在方案I至12任一方案的基礎上,所述附屬氣缸活塞機構的最高脈沖氣壓大于0.5MPa。方案19:在方案16的基礎上，所述增壓裝置的氣體出口處的承壓能力大于0.3MPa。本專利技術的原理是:利用所述附屬氣缸活塞機構將空氣進行一次或兩次壓縮后導入所述氣缸活塞機構中，直接或再經壓縮后使其發生燃燒爆炸，推動所述氣缸活塞機構中的活塞做功，再使此時所述氣缸活塞機構內的工質經所述往復流通口導入所述附屬氣缸活塞機構，進入斯特林循環，經一個或多個斯特林循環后的工質(即乏氣)由所述乏氣門導出。本專利技術通過將內燃機循環和熱氣機循環相結合，利用處于排氣沖程的內燃機的氣缸活塞機構作為斯特林發動機的熱缸，所述附屬氣缸活塞機構作為斯特林發動機的冷缸，其中斯特林循環的氣體工質是內燃機排氣沖程中的高溫氣體，從而實現對內燃機排氣中余熱的進一步利用，有效提聞發動機的熱效率。本專利技術中，所述工質回路是指由所述氣缸活塞機構、所述附屬氣缸活塞機構和二者之間的連通通道構成的工質可以循環流動的空間。本專利技術中，在所述氣缸活塞機構中發生爆炸燃燒的燃料可以是碳氫化合物、碳氫氧化合物或固體碳。固體碳具有燃燒后沒有水生成和燃燒后產物中的二氧化碳濃度高，易液化等優點；固體碳可采用固體預先裝配、粉末化后噴入或粉末化后再用液體或氣體二氧化碳流化后噴入的方式輸入熱氣機。本專利技術中，所述氣液缸是指可以容納氣體工質和/或液體，并能承受一定壓力的容器，所述氣液缸被所述氣液隔離結構分隔成氣體端和液體端，所述氣液缸的氣體端設有氣體工質流通口，所述氣體工質流通口用于與所述工質回路中的其他裝置或機構連通；所述氣液缸的液體端設有液體流通口，所述液體流通口用于與液壓動力機構和/或液體工質回送系統連通。本專利技術中，所述氣液隔離結構是指可以在所述氣液缸中做往復運動的結構體，如隔離板、隔離膜、活塞等，其作用是隔離所述氣液缸中的氣體工質和液體，優選的，所述氣液隔離結構和所述氣液缸密封滑動配合。在所述活塞液體機構工作過程中，根據所述氣液隔離結構處于所述氣液缸內的不同位置，所述氣液缸內可能全部是氣體工質，也可能全部是液體，或者氣體工質和液體同時存在。本專利技術中，所述氣液缸內的液體和所述氣液隔離結構與傳統的活塞連桿機構不同，傳統的活塞連桿機構中的活塞可受連桿的推力或拉力停下，從而實現對活塞行程的限制，而在所述氣液缸中，當所述氣液缸內的氣體工質做正功時，所述氣液隔離結構受壓力向下止點方向移動，將液體以高壓形式排出所述氣液缸并推動液壓動力機構(例如液體馬達)對外做功，當液體即將排盡時，改變液體馬達工作模式或啟動液體工質回送系統，使所述氣液缸內的液體不再減少，此時液體會對所述氣液缸內的所述氣液隔離結構施加制動力，使其停止，以防止其撞擊氣液缸的液體端底部的壁；當不斷向所述氣液缸內輸入液體時，所述氣液隔離結構會不斷向上止點方向移動，當到達上止點附近時，停止向所述氣液缸內輸入液體或者使所述氣液缸內的液體減少(流出)，盡管如此，所述氣液缸內的液體和所述氣液隔離結構仍然會由于慣性向上止點方向運動，此時，如果所述氣液缸內的氣體工質的壓力不夠高，則會導致所述氣液隔離結構繼續向上運動而撞擊氣液缸頂部的壁，為了避免這種撞擊，需要使氣液缸內氣體工質的壓力足夠高，使其本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三類門熱氣發動機，包括氣缸活塞機構（1）和附屬氣缸活塞機構（2），所述氣缸活塞機構（1）的氣缸上設有乏氣口（10），所述乏氣口（10）處設有乏氣門（11），且所述氣缸活塞機構（1）的氣缸內設有燃燒室（5）；所述附屬氣缸活塞機構（2）的氣缸上設有進氣口（20），所述進氣口（20）處設有進氣門（21），其特征在于：所述氣缸活塞機構（1）的氣缸上設有往復流通口（12），所述往復流通口（12）處設有往復流通控制門（13），所述附屬氣缸活塞機構（2）的氣缸上設有附屬往復流通口（22），所述附屬往復流通口（22）處設有附屬往復流通控制門（23），所述往復流通口（12）經往復連通通道與所述附屬往復連通口（22）連通，所述往復連通通道內設回熱器（4）。

【技術特征摘要】
2012.01.29 CN 201210020474.3;2012.02.03 CN 2012101.一種三類門熱氣發動機，包括氣缸活塞機構(I)和附屬氣缸活塞機構(2),所述氣缸活塞機構(I)的氣缸上設有乏氣口( 10 )，所述乏氣口( 10 )處設有乏氣門(I I )，且所述氣缸活塞機構(I)的氣缸內設有燃燒室(5);所述附屬氣缸活塞機構(2)的氣缸上設有進氣口(20)，所述進氣口(20)處設有進氣門(21 )，其特征在于:所述氣缸活塞機構(I)的氣缸上設有往復流通口( 12)，所述往復流通口( 12)處設有往復流通控制門(13)，所述附屬氣缸活塞機構(2)的氣缸上設有附屬往復流通口(22)，所述附屬往復流通口(22)處設有附屬往復流通控制門(23)，所述往復流通口(12)經往復連通通道與所述附屬往復連通口(22)連通，所述往復連通通道內設回熱器(4)。2.按權利要求1所述三類門熱氣發動機，其特征在于:在所述回熱器(4)與所述附屬往復流通口(22)之間的所述往復連通通道上和/或在所述附屬氣缸活塞機構(2)上設有冷卻器(3)。3.按權利要求1所述三類門熱氣發動機，其特征在于:在所述氣缸活塞機構(I)的氣缸上設充氣口(14)，在所述充氣口(14)處設充氣門(15);在所述附屬氣缸活塞機構(2)的氣缸上設供氣口(24)，在所述供氣口(24)處設供氣門(25);所述供氣口(24)與所述充氣口(14)連通。4.按權利要求3所述三類門熱氣發動機，其特征在于:在所述供氣口(24)和所述充氣口(14)之間的連通通道上設有儲氣罐(6)。5.按權利要求1所述三類門熱氣發動機，其特征在于:所述進氣門(21)、所述乏氣門(11)、所述往復流通控制門(13)和所述附屬往復流通控制門(23)受使所述氣缸活塞機構(I)按照充氣沖程- ...

【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：