活塞式节能发动机制造技术

一套多种新型活塞式节能发动机组合设计方案，由曲轴机构、机腔、燃油泵、换热器、Ⅰ型缸、Ⅱ型缸和压缩器等组成．使用本方案不仅可以设计出星型外燃式废热发动机，星型内燃回热式发动机、星型三高蒸汽机和星型空气压缩机，而且还可以设计出Ｖ型外燃式废热发动机，Ｖ型内燃回热式发动机，Ｖ型高压气体发动机和Ｖ型空气压缩机等．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是涉及内燃机和蒸汽机减少排气能量损失、提高效率的一项多种新型活塞式节能发动机组合设计方案，它由曲轴机构图1〔1-15〕、机腔图4〔16-21〕、燃油泵图5〔22-43〕、换热器图6〔44-48〕、Ⅰ型缸图7〔49-60〕、Ⅱ型缸图10〔61-71〕和压缩器图14〔72-88〕组成。使用本方案能产生以Ⅰ型缸〔49-60〕为特征的外燃发动机，如实施例图15及本说明书第5页;或以Ⅱ型缸〔61-71〕为特征的内燃发动机，如实施例图16及本说明书第7页;或者以多个Ⅰ型缸〔49-60〕为特征的蒸汽发动机，如实施例图17及本说明书第9页;以及以压缩器〔72-88〕为特征的气体压缩机等。一、曲轴机构曲轴机构图1，是使活塞的往复运动变为旋转运动作功的部件。它主要由前轴1、主连杆2-9、副连杆10、联轴器11、滑油喷枪12、平衡器13、起动齿轮14和后轴15组成。本机构有两套连杆，每套连杆由一个主连杆和五个副连杆组成。主连杆附图2，由衬套3、总承4、销挡5、轴衬6、连杆销7、销芯8和紧固挡9组成。而副连杆附图3，它的大头和活塞连接;而小头和主连杆的总承连接。二、机腔机腔附图4，是安装曲轴机构和气缸以及其它零部件的机体。它由轴承盖16、前腔17、中腔18、后腔19、轴承盖20和螺栓21装配而成，并且具有油泵的安装孔②、滑油输出孔③、滑油输入孔④、机座安装孔⑤、在气缸安装孔①的周围还有安装气缸的螺孔(图中未画)。三、燃油泵燃油泵附图5，是一种特制的单体泵，它是利用柱塞30的往复运动将燃油从泵咀43吸入泵腔后经过泵咀41供给气缸燃烧作功的部件。它的零件27、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40和41等均采用柴油机高压泵的标准件装配而成，只有传动柱22、销钉23、限位架24、泵体25、安装螺母26、顶丝28、高压垫42和泵咀43是配制的。四、换热器换热器附图6，是实现加热和冷却的一种设备，在这种设备里热量能够从一种介质传递给另一种介质。所以，为了使热机排气的大部分热量能够循环利用，暂为一种新型热机设计一种圆住形、旋流程、逆流式的换热器。它主要由稳流室44、换热缸45、换热管46、保热层47和保护壳48组成。工作时，热流体从入口①进入通过螺旋式流程从出口②流出。而冷流体从入口③进入通过换热管46从出口④输出。五、Ⅰ型缸Ⅰ型缸附图7，是利用外部形成的高压气体在本缸膨胀活塞运动作功的部件。它由弹簧49、排气阀50、缸体51、气门腔52、充气室53、腔盖54、管路55、小活塞56、气门57、气门咀58和活塞59组成。假如将本缸用在一种新型蒸汽机上，利用活塞销60通过连杆驱动曲轴旋转运行。从活塞59随着曲轴运行至上死点起叙述它的原理。当活塞59随着曲轴自下而上运行到上死点时(如图7)，活塞59的顶面将气门57顶开高压蒸汽充入气缸，活塞59开始在充流等压汽体膨胀地推动下向下运动。当活塞59的顶面运行逾过导气孔⑨时(如图8)，缸内部分汽体从导气孔⑨通过管路55进入活塞腔⑦，小活塞56连同气门57被汽体膨胀而下行将气门咀58堵塞使气体绝流，活塞59开始在绝流绝热汽体膨胀的状态下运行。当活塞59运行到下死点时(如图9)，膨胀过程终了的乏汽首先从排气孔①、排气道②、排气口③排出，缸内汽压下降、排气阀50被弹簧49弹起将排气孔④开放。进而活塞59随着曲轴往上运行排汽，当活塞59侧面将排气孔④封闭之后，残留在缸内的乏汽在活塞59的压缩下，通过导气孔⑥使排气阀50将排气孔④关闭(参见图8)。进而至附图7所示。综上所述，Ⅰ型缸在运行的过程中。存在着充流等压汽体膨胀V1与绝流绝热汽体膨胀V2的膨胀比。V2比V1越大，对于气体膨胀的特性发挥的作用越大，而蒸汽机的效率也就越高，但蒸汽机功率就越低。因此，对于膨胀比的确定一是取决于供汽压力高低;二是在满足蒸汽机功率指标的前提下，尽可能缩小V1。也就是说，缩小缸壁上的导气孔⑨至缸底面之间的距离。六、Ⅱ型缸Ⅱ型缸附图10，是利用外部形成的高温压缩空气在本缸与燃油混合燃烧形成高温高压燃气膨胀活塞运动作功的部件。它主要由弹簧61、排气阀62、缸体63、气门腔64、气门塞65、气门咀66喷油器67、活塞68、涨圈69、活塞销70和火花塞71等组成。本缸属于二冲程高速工作缸。为了在一般风冷情况下能够安全运行，对缸体63内部受热面及活塞68顶部燃烧室的受热面，可用等离子喷射法喷涂一层0.4-0.6毫米厚、性能极为稳定的氧化锆材料。假如利用本缸设计一种新型柴油机，使活塞销70通过连杆驱动曲轴旋转运行作功。设喷油提前角为27°30′;从活塞68随着曲轴运行至曲轴的上死点前35°30′开始叙述本缸的工作原理。当活塞68随着曲轴自下而上运行到曲轴的上死点前35°30′时，活塞68的顶部与气门塞65的下端相接(如图10)，活塞68稍微往上移动气门塞65就被顶开，来至气源的压缩空气从气门塞65的中部充气孔通过从气门咀66的出口喷入气缸，将缸内的残余废气从还没有完全被活塞68封闭的排气孔④、排气口③排出。当活塞68运行到曲轴的上死点前33°15′时，排气孔④被活塞68完全封闭(如图11)，压缩空气通过导气孔⑥形成阀腔⑤的气体膨胀导致排气阀62将排气孔④封闭。当活塞68运行到曲轴的上死点前27°30′时，喷油器67(画在图10)的喷油咀开始喷油。当油雾遇到超过它的燃点温度的压缩空气时，立即燃烧形成高温高压气体膨胀。气门塞65被高压气体膨胀迅速缩进气门腔将气源关闭，如图12。而活塞68随着曲轴运行过上死点后开始往下死点运行作功。当活塞68运行到下死点时(如图13)，膨胀过程终了的废气首先从排气孔①、排气道②、排气口③排出，缸内气压迅速下降，气门塞65在气源的膨胀下与气门咀66吻合关闭;排气阀62被弹簧61弹起将排气孔④开放，以便活塞68随着曲轴往上死点运行排气至图10。七、压缩器压缩器附图14，是利用它的活塞往复运动将空气吸入后进行压缩的部件。它由气缸头72、螺母73、螺帽74、气门腔75、进气门76、卡簧77、气门挡78、塔簧79、弹簧座80、弹簧81、排气门82、气缸83、活塞84、涨圈85、油圈86、活塞销87和刮油涨圈88等组成，利用活塞销87通过连杆在曲轴的带动下工作。外燃发动机一、简介在本说明书首页第六行描述的外燃发动机及实施例图15乃是外燃式废热发动机，它由本方案中的曲轴机构图1〔1-15〕、机腔图4〔16-21〕、换热器图6〔44-48〕、Ⅰ型缸图7〔49-60〕和压缩器图14〔72-88〕等组合设计而成。本机是利用内燃机(或燃气轮机)排气的废热作功。就是说，将本机曲轴利用联轴器和内燃机曲轴联在一起，形成一种依内燃机为主(下称主机)废热发动机为副(下称副机)的联合作功机组。主机膨胀过程终了的高温废气(如柴油机膨胀过程终了的废气为700-900℃、汽油机膨胀过程终了的废气高达900-1200℃)从副机的供热管2进入经分配室3、支管5、换热器〔44-48〕、支管9、排气室8的出口13排出。副机Ⅰ型缸〔49-60〕膨胀过程终了的气体通过支管6、汇气室4的排气管1供给主机的气缸助燃。这样，不仅能使主机排气的大部分热量变成机械能之后返回气缸，而且能使主机的充填量增大功率提高一倍以上。二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一套多种新型活塞式节能发动机组合设计方案由曲轴机构［１～１５］、机腔［１６～２１］、燃油泵［２２～４３］、换热器［４４～４８］、Ｉ型缸［４９～６０］、Ⅱ型缸［６１～７１］和压缩器［７２～８８］组成，使用本专利技术能产生以Ｉ型缸［４９～６０］为特征的外燃发动机、或以Ⅱ型缸［６１～７１］为特征的内燃发动机、或以多个Ⅰ型缸［４９～６０］为特征的蒸汽发动机、或者以压缩器［７２～８８］为特征的气体压缩机。

【技术特征摘要】
1.一套多种新型活塞式节能发动机组合设计方案由曲轴机构[1～15]、机腔[16～21]、燃油泵[22～43]、换热器[44～48]、I型缸[49～60]、Ⅱ型缸[61～71]和压缩器[72～88]组成，使用本发明能产生以I型缸[49～60]为特征的外燃发动机、或以Ⅱ型缸[61～71]为特征的内燃发动机、或以多个Ⅰ型缸[49～60]为特征的蒸汽发动机、或者以压缩器[72～88]为特征的气体压缩机。2.在权利要求1中描述的曲轴机构〔1～15〕由前轴〔1〕、主连杆〔2～9〕、副连杆〔10〕、联轴器〔11〕、滑油喷枪〔12〕、平衡器〔13〕、起动齿轮〔14〕和后轴〔15〕等组成，其特征是在前轴〔1〕和后轴〔15〕之间设有插入式联轴器〔11〕和滑油喷枪〔12〕。3.在权利要求1中描述的机腔〔16～21〕由轴承盖〔16〕、前腔〔17〕、中腔〔18〕、后腔〔19〕，轴承盖〔20〕和螺栓〔21〕组成，其特征是在中腔〔18〕的中央具有安装轴承的圆盘架。4.在权利要求1中描述的换热器〔44～48〕由稳流室〔44〕、换热缸〔45〕、换热管〔46〕、保热层〔47〕和保护壳〔48〕等组成，其特征是在换热缸〔45〕外面的周围具有保热层〔47〕。5.在权利要求1中描述的Ⅰ型缸〔49～60〕由弹簧〔49〕、排气阀〔50〕、缸体〔51〕、气门腔〔52〕、充气室〔...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春山，
申请(专利权)人：杨春山，
类型：发明
国别省市：22[中国|吉林]