本发明专利技术提供一种微型发动机，包括：气缸体、活塞、曲轴、连杆、进气道、进气门、排气道、排气门、火花塞、喷油嘴、燃烧室、气缸盖；气缸体、活塞内均设置有空腔，空腔内装有相变蓄热材料；气缸盖、活塞上均镀有一层催化剂，其中，气缸盖上设置有火花塞、进气道、排气道，进气门、排气门分别装设于进气道、排气道内，火花塞、进气道、排气道与燃烧室连通；活塞设置于燃烧室内，连杆上端通过活塞销固定于活塞上，连杆下端与曲轴固定连接。本发明专利技术具有结构简单、燃烧效率与有效功率高、节约能源且重量轻等特点，可广泛应用于机车领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及蓄热催化技术，特别是涉及一种微型发动机。
技术介绍
实际应用中，传统的大尺寸发动机正常工作时，其燃烧室内产生较多的热量；同时，由于气缸壁的热传导作用，燃烧室内的一部分热量又会被散热损失掉。相比较于燃烧室内产生的总燃烧热，通过气缸壁的这部分散热损失是很少的，故传统大尺寸发动机的热效率是很高的。对于微型发动机而言，由于其微燃烧室表面积与容积的比值较大，通过气缸壁的散热损失在微燃烧室内产生的总燃烧热中所占比例也比较大。另外，在微型发动机中，由于燃料在微燃烧室内停留时间比较短，故微燃烧室内的化学反应温度与反应速率均比较低，燃料燃烧不充分。目前，各种类型的微型发动机普遍存在燃烧不充分、燃烧效率较低等问题。由此可见，在现有技术中，微型发动机存在热效率低、浪费能源等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种结构简单、燃烧效率与有效功率高、节约能源且重量轻的微型发动机。为了达到上述目的，本专利技术提出的技术方案为:一种微型发动机，包括:气缸体、活塞、曲轴、连杆、进气道、进气门、排气道、排气门、火花塞、设置在进气道内的喷油嘴、由气缸体围成的燃烧室、气缸盖；气缸体内设置有第一空腔，活塞内设置有第二空腔，第一空腔与第二空腔内均装设有相变蓄热材料；气缸盖朝向燃烧室一侧、活塞朝向燃烧室一侧均镀有一层催化剂，其中，镀有催化剂的气缸盖上设置有火花塞、进气道、排气道，进气道与排气道分别安设于火花塞两侧，进气门装设于进气道内靠近气缸盖处，排气门装设于排气道内靠近气缸盖处，火花塞、进气道、排气道与燃烧室连通；活塞设置于燃烧室内，连杆上端通过活塞销固定于活塞背向燃烧室一侧，连杆下端与曲轴固定连接。综上所述，本专利技术所述微型发动机在正常工作状态下，进气道内的喷油嘴喷出的油气与进入进气管内的空气混合物在进气门的控制下进入燃烧室，当活塞从下止点向上止点运动时，燃烧室内的油气与空气混合物受到压缩，当该混合物受到的压力达到一定程度时，火花塞点火；燃烧室内的油气与空气混合物在催化剂的作用下高效燃烧，推动活塞向下运动，完成做功过程。曲轴通过连杆带动活塞由下止点向上止点运动时，膨胀过后的燃烧气体在其自身剩余压力与活塞的推动下，并在排气门的控制下由排气道排出，完成排气过程。本专利技术所述微型发动机周而复始地进行上述进气、压缩、做功与排气过程。在做功过程中，气缸体与活塞内的相变蓄热材料通过自身的熔化、汽化、升华等相变能吸收油气与空气混合物燃烧时产生的热量，同时有效地减缓气缸体的散热损失；在排气过程中，气缸体与活塞内的相变蓄热材料再次发生凝固、凝结、固化等相变而释放热量，可有效提高催化剂与燃烧室内混合气体的温度，从而使得混合气体燃烧稳定且反应速率较快。由此可见，本专利技术所述微型发动机具有结构简单、燃烧效率高、节约能源及提高有效功率等优点。此外，由于气缸体与活塞内部设置有空腔，故本专利技术所述微型发动机还具有重量轻的优点。【附图说明】图1为本专利技术所述微型发动机的组成结构示意图。图2为本专利技术所述气缸体的横向剖视图。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步地详细描述。图1为本专利技术所述微型发动机的组成结构示意图。图2为本专利技术所述气缸体的横向剖视图。如图1、图2所示，本专利技术所述微型发动机，包括:气缸体2、活塞8、曲轴6、连杆7、进气道12、进气门13、排气道16、排气门15、火花塞14、设置在进气道12内的喷油嘴、由气缸体2围成的燃烧室10、气缸盖I ;气缸体2内设置有第一空腔3，活塞8内设置有第二空腔4，第一空腔3与第二空腔4内均装设有相变蓄热材料；气缸盖I朝向燃烧室10 —侧、活塞8朝向燃烧室10 —侧均镀有一层催化剂9，其中，镀有催化剂9的气缸盖I上设置有火花塞14、进气道12、排气道16，进气道12与排气道16分别安设于火花塞14两侧，进气门13装设于进气道12内靠近气缸盖I处，排气门15装设于排气道16内靠近气缸盖I处，火花塞14、进气道12、排气道16与燃烧室10连通；活塞8设置于燃烧室10内，连杆7上端通过活塞销5固定于活塞8背向燃烧室10 —侦1|，连杆7下端与曲轴6固定连接。总之，本专利技术所述微型发动机在正常工作状态下，进气道内的喷油嘴喷出的油气与进入进气管内的空气混合物在进气门的控制下进入燃烧室，当活塞从下止点向上止点运动时，燃烧室内的油气与空气混合物受到压缩，当该混合物受到的压力达到一定程度时，火花塞点火；燃烧室内的油气与空气混合物在催化剂的作用下高效燃烧，推动活塞向下运动，完成做功过程。曲轴通过连杆带动活塞由下止点向上止点运动时，膨胀过后的燃烧气体在其自身剩余压力与活塞的推动下，并在排气门的控制下由排气道排出，完成排气过程。本专利技术所述微型发动机周而复始地进行上述进气、压缩、做功与排气过程。在做功过程中，气缸体与活塞内的相变蓄热材料通过自身的熔化、汽化、升华等相变能吸收油气与空气混合物燃烧时产生的热量，同时有效地减缓气缸体的散热损失；在排气过程中，气缸体与活塞内的相变蓄热材料再次发生凝固、凝结、固化等相变而释放热量，可有效提高催化剂与燃烧室内混合气体的温度，从而使得混合气体燃烧稳定且反应速率较快。由此可见，本专利技术所述微型发动机具有结构简单、燃烧效率高、节约能源及提高有效功率等优点。此外，由于气缸体与活塞内部设置有空腔，故本专利技术所述微型发动机还具有重量轻的优点。本专利技术中，第一空腔3的容积为4522mm3?7536mm3，第二空腔4的容积为271mm3?912mm3。本专利技术中，催化剂9为负载型贵金属催化剂，包括:Pt/y-Al203、Pd/ γ -Al2O3, Rh/T —Al2O3O本专利技术中，气缸盖I上的催化剂9与所述气缸盖I贴合，活塞8上的催化剂9与所述活塞8贴合。本专利技术中，所述相变蓄热材料为六水氯化钙、三水醋酸钠或有机醇；所述相变蓄热材料的蓄热密度不低于200kJ/kg ;第二空腔4内的相变蓄热材料的体积为271mm3?912mm3，第二空腔4内的相变蓄热材料的蓄热量为0.108KJ?0.360KJ ;第一空腔3内的相变蓄热材料的体积为4522mm3?7536mm3，第一空腔3内的相变蓄热材料的蓄热量为1.82KJ ?3.0OKJ0本专利技术中，气缸体2的外径为20?30mm、壁厚为5mm，且气缸体2的材质为铝合金。本专利技术中，活塞8的材质为AEB5型共晶招，AEB5型共晶铝中Cu的质量含量为5%;活塞8的厚度为8?1mm0综上所述，以上仅为本专利技术的较佳实施例而已，并非用于限定本专利技术的保护范围。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。【主权项】1.一种微型发动机，包括:气缸体、活塞、曲轴、连杆、进气道、进气门、排气道、排气门、火花塞、设置在进气道内的喷油嘴、由气缸体围成的燃烧室、气缸盖；其特征在于，气缸体内设置有第一空腔，活塞内设置有第二空腔，第一空腔与第二空腔内均装设有相变蓄热材料；气缸盖朝向燃烧室一侧、活塞朝向燃烧室一侧均镀有一层催化剂，其中， 镀有催化剂的气缸盖上设置有火花塞、进气道、排气道，进气道与排气道分别安设于火花塞两侧，进气门装设于进气道内靠近气缸盖处，排气门装设于排气道内靠近气缸盖处，火花本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微型发动机，包括：气缸体、活塞、曲轴、连杆、进气道、进气门、排气道、排气门、火花塞、设置在进气道内的喷油嘴、由气缸体围成的燃烧室、气缸盖；其特征在于，气缸体内设置有第一空腔，活塞内设置有第二空腔，第一空腔与第二空腔内均装设有相变蓄热材料；气缸盖朝向燃烧室一侧、活塞朝向燃烧室一侧均镀有一层催化剂，其中，镀有催化剂的气缸盖上设置有火花塞、进气道、排气道，进气道与排气道分别安设于火花塞两侧，进气门装设于进气道内靠近气缸盖处，排气门装设于排气道内靠近气缸盖处，火花塞、进气道、排气道与燃烧室连通；活塞设置于燃烧室内，连杆上端通过活塞销固定于活塞背向燃烧室一侧，连杆下端与曲轴固定连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊杰，周龙，闫龙飞，王小松，郜旭辉，许德光，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。