压缩冲程后期充碳式碳粉发动机制造技术

一种压缩冲程后期充碳式碳粉发动机，分为点燃式和压燃式两种，所属内燃机的机械领域。石油资源日渐枯竭，利用可再生资源代替石油作为新的能源势在必行。利用碳粉解决该问题是一个可行设想。可惜在内燃机方面碳粉发动机仍存在诸多缺点：燃烧率低、动力输出不稳定、碳粉阻碍活塞运动等等，这些问题亟需解决。本发明专利技术通过改变碳粉发动机的充碳方式、燃烧室、起燃方式等以解决碳粉发动机的各种问题。本发明专利技术可作为将碳的化学能转化为机械能的装置，可用于碳粉内燃机发电、汽车用碳粉发动机等。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种压缩冲程后期充碳式碳粉发动机，分为点燃式和压燃式两种，所属内燃机的机械领域。石油资源日渐枯竭，利用可再生资源代替石油作为新的能源势在必行。利用碳粉解决该问题是一个可行设想。可惜在内燃机方面碳粉发动机仍存在诸多缺点：燃烧率低、动力输出不稳定、碳粉阻碍活塞运动等等，这些问题亟需解决。本专利技术通过改变碳粉发动机的充碳方式、燃烧室、起燃方式等以解决碳粉发动机的各种问题。本专利技术可作为将碳的化学能转化为机械能的装置，可用于碳粉内燃机发电、汽车用碳粉发动机等。【专利说明】压缩冲程后期充碳式碳粉发动机
本专利技术涉及一种固-气内燃机，一种将碳粉与氧气的化学能转化为机械能的机械 >J-U ρ?α装直。
技术介绍
目前的主流发动机为汽油发动机和柴油发动机，这两种发动机性能优越，确实是人类历史上伟大的专利技术。但由于柴油、汽油的来源为石油，而石油资源日渐减少，导致燃油价格上涨，使得该两种内燃机运行成本升高。同时，石油资源最终枯竭是必然事实，就目前探明的石油仅可供人类开采40年。由此可见，汽油、柴油发动机在不久的将来必然会退出历史舞台。 另一种可行的发动机，使用乙醇作为燃料。但是目前脱离石油或石油副产品来大量生产乙醇的方法仅为发酵，而发酵的转化率低、所需时间长。举个例子来说，巴西拟将其国内汽车发动机全部改为乙醇发动机，而真要这么干的话，为满足巴西汽车所需，巴西境内一半的耕地要用来种甘蔗用以发酵酒精。由此可见那是不现实的。 作为对比，王长锋先生在2008年5月提出专利申请的专利技术:一种汽车用碳粉发动机(专利号:200810011341)。其专利技术主要提供了一种发动机供碳系统。不过该发动机存在如下缺陷: 1、因其碳粉随空气一起充入气缸，在活塞高速压缩过程中，碳粉会与活塞发生完全非弹性碰撞，粘附在活塞上。这样就使碳粉在混合气中的浓度降低了，从而降低了点火成功率。同时，由于碳粉粘附在活塞上，被点燃后放出的大部分热量会直接传给活塞，致使活塞温度过高，更容易损坏。同时由于粘附在活塞上的碳粉燃烧后只有少部分能量传给空气，致使空气加热不足，造成发动机输出力矩下降。 2、在活塞压缩碳-空混合气过程中，由于缸壁处有润滑油，致使部分碳粉粘附在缸壁上，其导致的结果与上一缺陷所述的差不多:降低了点火成功率，使发动机输出力矩下降。而且，在缸壁燃烧的碳粉会消耗掉大量的润滑油；在缸壁不燃烧的碳粉则严重阻碍活塞的往复运动。 3、点火成功率不高导致发动机输出力矩不稳定，甚至可能死火。固体粉尘的点火成功率是做不到100%的，即使成功率为99.99%，那么对于转速为1000r/min的该种发动机，平均每20每种就会出现一次点火失败。失败的点火意味着碳粉未燃烧，这些未燃烧的碳粉即使在排气冲程结束后也不会完全排出气缸，甚至可能留下大部分。这些遗留下来的碳粉可能会使下一循环的碳粉严重过量，这样的话就使碳粉浓度超出了爆炸极限范围，于是这次点火同样会失败。如此反复，发动机最终会死火。即使下一循环过程点火成功了，但由于碳粉过量会促使了反应C+C02 = 2C0的发生，该反应是吸热反应，它降低了气体温度，进而降低了发动机的输出力矩，或者说，使输出力矩难以控制。 4、该种发动机排出的废气含有一氧化碳,其为有毒气体。
技术实现思路
本专利技术使用碳作为燃料。碳为可再生资源，制碳工艺的成熟为本专利技术提供了优良的能源来源。 要使碳在内燃机燃烧室急剧燃烧，则要把碳制成足够小的碳粉才行。但毕竟碳粉是固体，因此不能将碳-空混合气替换掉汽-空混合气直接充入内燃机进行燃烧。 为解决碳粉发动机的各种问题，本专利技术所采取的技术方案是:在压缩冲程最后的时候把碳粉充入燃烧室，从而避免了碳粉与活塞的完全非弹性碰撞，避免了碳粉粘附在涂有润滑油的气缸内壁上。 本专利技术采用上述技术方案的第一种发动机为火花塞点燃式的。碳粉经过电热式烘干器、滤网，再被抽粉机抽至发动机主体顶部以供燃烧使用。在这里，有两种充碳装置可供选择。第一种为耐高温高压喷粉装置，第二种为低压贮粉器。(在本说明书后面部分会对这两种充碳装置的工作原理作出详细说明。)燃烧室顶部装有压力传感器，用以检测缸内碳粉是否被点燃。如果点火失败，计算机系统会控制火花塞进行多次点火，或者适当调整下一次的进碳量以防止下一循环过程碳粉过量。气缸上止点处置有一圈疏润滑油的耐高温高压物质，用以避免润滑油向燃烧室润进，从而避免了碳粉会粘附在燃烧室壁上。 本专利技术采用上述技术方案的第二种发动机为压燃式的。碳粉经过电热式烘干器、滤网，再被抽粉机抽至发动机主体顶部以供燃烧使用。在这里，有两种充碳装置可供选择。第一种为耐高温高压喷粉装置，第二种为低压贮粉器。(在本说明书后面部分会对这两种充碳装置的工作原理作出详细说明。)气缸上止点处置有一圈疏润滑油的耐高温高压物质，用以避免润滑油向燃烧室润进，从而避免了碳粉会粘附在燃烧室壁上。 本专利技术有如下优点: 1、缓解石油危机。 本专利技术使用碳作为燃料，而碳为可再生资源，且生产周期短。大范围推广本专利技术后，石油资源的枯竭速度可有效降低。 2、对比于汽油发动机，本专利技术输出动力更强大。 碳与汽油和等量的氧气燃烧所释放的热量之比接近1:1，那么对于排量相同的本专利技术和汽油发动机，每次燃烧所释放的化学能一样。但是，由于汽油燃烧产物含有大量水蒸汽，水蒸汽容易液化，这使得气缸内气体分子的量在燃烧后减少了，从而降低了发动机输出力矩。而碳粉燃烧方程为C+02 = CO2，这表明Imol氧气燃烧就会产生Imol 二氧化碳，从而气缸内气体分子的量在燃烧前后保持不变，因而本专利技术可输出更大的力矩。 3、充碳量得到精确控制。 采用可控的充碳装置，可精确控制配碳量，从而使发动机输出力矩得到更好的控制。而且，由于对碳量的精确控制，避免了吸热反应C+C02 = 2C0的发生。 4、燃烧废气几乎没有污染气体和有毒气体。 基于成熟的制碳技术，及对进碳量的精确控制，使得燃烧废气仅为氮气、氧气、二氧化碳。 5、碳粉不粘附在活塞和缸壁上。 由于选择在压缩冲程最后才充入碳粉，从而避免了碳粉与活塞的完全非弹性碰撞，以及避免了碳粉粘附在涂有润滑油的缸壁上，这样使动力输出更稳定、使活塞和气缸不至于温度过高而受到破坏。 6、点火失败的防护做得更充分。 本专利技术的第一种发动机的燃烧室顶部装有压力传感器，其能有效检测点火是否成功。如果点火失败，计算机系统会控制火花塞进行多次点火，或者适当调整下一次的进碳量以防止下一循环过程碳粉过量。 【专利附图】【附图说明】 图1为压缩冲程后期充碳式碳粉发动机的结构图。其中压力传感器(9)、火花塞 (11)根据是点燃式还是压燃式而确定存不存在。 图2为耐高温高压喷粉器结构图。 图3为低压室贮粉器结构图。其中火花塞(23)根据是点燃式还是压燃式而确定存不存在。 【具体实施方式】 下面通过实施例来说明本专利技术得【具体实施方式】。 第一种为点燃式压缩冲程后期充碳式碳粉发动机。碳粉从储粉罐(I)下漏至电热式烘干器(3)，再下落至滤网(5)，其中(4)为抽风机+空气滤清器，负责吸气进来辅助碳粉过滤。抽粉机(6)把碳粉抽至发动机主体顶部。之后碳粉进入充碳装置。 本发动机为四冲程发动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种点燃式的压缩冲程后期充碳式碳粉发动机，其特征在于：由碳粉配送机构、充碳机构、发动机主体三部分组成，其中碳粉配送机构具有烘干碳粉、滤掉粗颗粒功能，发动机主体采用往复活塞式发动机主体，在压缩冲程后期由充粉机构充入碳粉，经火花塞点燃释放热量推动活塞做功。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李松，
申请(专利权)人：李松，
类型：发明
国别省市：广东;44