使用液体二氧化碳的六冲程内燃机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种使用液体二氧化碳的六冲程内燃机，其特征是包括内燃机舱、乘客舱、储罐舱、回气管和三套热循环装置。本实用新型专利技术的三套热循环装置将内燃机排气废热、冷却废热、人体散热和气候热的一部分转化为机械能，极大地提高了内燃机的热效率。本实用新型专利技术与喷水式六冲程内燃机相比不需要废水排放冷凝器，没有水油混合污染堵塞管道问题，液体二氧化碳冷能的释放省去了传统车船的空调压缩机，减重、降低造价的同时节省发动机的机械动力。

【技术实现步骤摘要】
使用液体二氧化碳的六冲程内燃机
本技术涉及使用液体二氧化碳的六冲程内燃机。
技术介绍
目前车船使用的四冲程内燃机热效率不高，外冷却和排出的废气难于转换成机械能被浪费，为了提高四冲程内燃机的热效率申请号为中国专利ZL0113997.5通过给四冲程内燃机增加两个冲程，即向内燃机气缸内喷水的方式让水变成蒸汽膨胀推动活塞再次作功，这种喷水式六冲程内燃机虽能大幅度提升热效率但它的缺点也显而易见：首先，在第五冲程向气缸内喷水，确实可以利用气缸余热多作功，但是必须考虑这些水对气缸的腐蚀以及润滑问题。其次，作功之后的水蒸气需要冷凝，这就需要体积重量都很大的冷凝器，加重了汽车的整备质量，增加了单位油耗，同时会使汽车的动力性能严重恶化。接下来还是一个技术上的问题，第五、六冲程中如果不润滑，那么气缸的磨损腐蚀会十分严重，如果润滑，那么作功后排出来的水蒸气就被润滑油污染，进入冷凝器之后，润滑油凝结，时间稍长就会堵塞管路。因此喷水式六冲程内燃机至今都未得到实际应用。
技术实现思路
本技术的目的是在于提供一种使用液体二氧化碳的六冲程内燃机，以解决喷水式六冲程内燃机的上述缺陷。为了解决上述问题，本技术采用下述技术方案来：一种使用液体二氧化碳的六冲程内燃机，其特征是包括内燃机舱、乘客舱、储罐舱、回气管，在储罐舱内设有液体二氧化碳储罐，在乘客舱内设有散热器和管路热交换器，在内燃机舱内设有内燃机和增压储气罐；液体二氧化碳储罐上设有加注口，输液管的一端连接液体二氧化碳储罐，输液管上依次设置安全阀、出液阀、输液泵和管路热交换器，管路热交换器通过循环管连接散热器和制冷循环泵形成的环路与循环管中的介质共同组成第一套热交换系统，液体二氧化碳储罐流向输液管中的液体二氧化碳所含的冷能通过管路热交换器、循环管、散热器和制冷循环泵与乘客舱中人体散热和气候热进行冷热交换，省去传统车船上的空调压缩机；输液管的另一端连接了第一单向阀后再连接设置在增压储气罐的一端，在增压储气罐内设置内燃机冷却热交换器和排气散热器；内燃机冷却热交换器与冷却循环泵通过冷却循环管和内燃机上的内燃机冷却通道相连组成第二套热交换系统，冷却气缸的同时将内燃机的冷却废热传递至增压储气罐中的二氧化碳上；排气散热器与排气热循环泵通过排气循环管和排气管热交换器相连组成第三套热交换系统把排气管中的排气废热传递至增压储气罐中的二氧化碳上；内燃机气缸上设置的二氧化碳喷嘴与配气机构通过输气管与增压储气罐另一端相连；回气管的一端通过三通控制阀连接输气管的一端，另一端连接回气阀门和第二单向阀后与液体二氧化碳储罐连接；三套热交换系统吸收了人体散热和气候热、冷却废热和排气废热的高压二氧化碳进入输气管中后在配气机构的控制下在第五冲程通过二氧化碳喷嘴向缸内喷射，二氧化碳遇热膨胀推动活塞作功。一种使用液体二氧化碳的六冲程内燃机，其特征是在内燃机舱内的二氧化碳输送管路上设有灭火阀门，在乘客舱内设有灭火阀门开关，控制灭火阀门的开启。一种使用液体二氧化碳的六冲程内燃机，其特征是配气机构与内燃机转子凸轮相连。如图1所示，内燃机完成一个工作循环包括吸气冲程、压缩冲程、作功冲程，放气压缩冲程，喷射二氧化碳气体膨胀冲程和排气冲程。所述的吸气冲程是，进气门打开，活塞由上止点向下止点移动，混合气被吸入气缸，压缩冲程是，进气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，气缸内混合气被压缩。作功冲程是，活塞移动接近上止点时，火花塞点火或压燃混合气燃烧，燃烧产生高温高压气体在气缸内膨胀，将活塞由上止点向下止点推动，活塞移动到下止点时，开始放气压缩冲程，排气门打开，一部分废气迅速排出，排气门关闭，活塞由下止点移动到下止点，气缸内剩余的部分高温气体被压缩，活塞移动到上止点，气缸上设有的喷嘴向气缸内喷二氧化碳,二氧化碳接触到焰热的气体产生热膨胀，然后高压气体推动活塞从上止点向下止点移动，最后是排气冲程，排气门第二次打开，废气和膨胀的二氧化碳气体迅速排出。本技术的使用液体二氧化的六冲程内燃机的原理是：液体二氧化碳储罐14与输液泵6和管路热交换器10连接，再通过配气机构15连接到内燃机气缸的二氧化碳喷气嘴21，管路热交换器10通过循环管9连接散热器7和制冷循环泵8形成的环路与循环管9中的介质共同组成第一套热交换系统，利用人体散热和气候热为乘客舱降温，液体二氧化碳吸收废热获能后沿管路进入增压储气罐14。设置了两套热交换系统：内燃机冷却热交换器12与和内燃机22上的内燃机冷却通道23相连组成第二套热交换系统，冷却气缸的同时将内燃机22的冷却废热传递至增压储气罐14中的二氧化碳上。排气散热器13和排气管热交换器20相连组成第三套热交换系统把排气管19中的排气废热传递至增压储气罐14中的二氧化碳上。二氧化碳吸收排气废热和冷却废热同时为内燃机气缸和排气管19降温，第一单向阀11使得增压储气罐14中获能带高压的二氧化碳沿管道流向内燃机方向并在配气机构15的控制下在第五冲程通过二氧化碳喷嘴向气缸内喷射，这时二氧化碳遇热膨胀推动活塞作功。由于液体二氧化碳含有大量的冷能，输液管5中流动的液体二氧化碳通过管路热交换器10置换了冷能供乘客舱33降温制冷，这样就可省去传统发动机的空调压缩机，减轻车船的重量也降低了内燃机的负荷，无压缩机的制冷降低了车船运行时的噪音，提升了乘车的体验，由于有液体二氧化碳的供应，使用本技术的车船可在内燃机不工作的时候将二氧化碳出液阀3开启，车内制冷循环泵工作时照样制冷还节省了燃料，同时可避免因内燃机工作而造成的一氧化碳中毒的风险。依靠水冷风扇散热的传统内燃机冷却结构复杂，体积大，维护不方便，本技术在增压储气罐中的热交换设计可使内燃机冷却结构简化体积减小，省去散热风扇还减少了噪声，排气管、散热器的设计让排气管外表温度降低，减少内燃机舱自燃的潜在风险。本技术还在发动机舱内的二氧化碳的输送管路上设置有灭火阀门，在乘客舱设有灭火阀门开关，在车内可控制灭火阀门喷射二氧化碳灭火。本技术的有益效果是：本技术的三套热循环装置将内燃机排气废热、冷却废热、人体散热和气候热的一部分转化为机械能，极大地提高了内燃机的热效率，由于二氧化碳在常温下是一种气体存在，不会黏附气缸壁产生腐蚀，也不与水油结合堵塞管路，二氧化碳优异的除污性能对减少缸内的积碳有积极作用，相比喷水式六冲程内燃机实用性大为增强，无压缩机的取冷既节能又静音，发动机舱内的灭火阀门解决了内燃机自燃的扑灭难题，二氧化碳是一种优质的阻燃气体，使用本技术的车船相当于是一个流动的灭火器，二氧化碳液体储气站与加油站的一体化配置还能有效阻止油气爆燃的灾害，本技术的普及还能有效转移储存工业排放的二氧化碳，减轻这种温室气体对环境的压力。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术的技术方案，下面将实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用液体二氧化碳的六冲程内燃机，其特征是包括内燃机舱(32)、乘客舱(33)、储罐舱(34)、回气管(29)，在储罐舱(34)内设有液体二氧化碳储罐(1)，在乘客舱(33)内设有散热器(7)和管路热交换器(10)，在内燃机舱(32)内设有内燃机(22)和增压储气罐(14)；/n液体二氧化碳储罐(1)上设有加注口(4)，输液管(5)的一端连接液体二氧化碳储罐(1)，输液管(5)上依次设置安全阀(2)、出液阀(3)、输液泵(6)和管路热交换器(10)，管路热交换器(10)通过循环管(9)连接散热器(7)和制冷循环泵(8)形成的环路与循环管(9)中的介质共同组成第一套热交换系统，液体二氧化碳储罐(1)流向输液管(5)中的液体二氧化碳所含的冷能通过管路热交换器(10)、循环管(9)、散热器(7)和制冷循环泵(8)与乘客舱(33)中人体散热和气候热进行冷热交换，省去传统车船上的空调压缩机；/n输液管(5)的另一端连接了第一单向阀(11)后再连接设置在增压储气罐(14)的一端，在增压储气罐(14)内设置内燃机冷却热交换器(12)和排气散热器(13)；/n内燃机冷却热交换器(12)与冷却循环泵(15)通过冷却循环管(18)和内燃机(22)上的内燃机冷却通道(23)相连组成第二套热交换系统，冷却气缸的同时将内燃机(22)的冷却废热传递至增压储气罐(14)中的二氧化碳上；/n排气散热器(13)与排气热循环泵(16)通过排气循环管(17)和排气管热交换器(20)相连组成第三套热交换系统，把排气管(19)中的排气废热传递至增压储气罐(14)中的二氧化碳上；/n内燃机(22)气缸上设置的二氧化碳喷嘴(21)与配气机构(25)通过输气管(26)与增压储气罐(14)另一端相连；/n回气管(29)的一端通过三通控制阀(24)连接输气管(26)的一端，另一端连接回气阀门(30)和第二单向阀(31)后与液体二氧化碳储罐(1)连接；/n三套热交换系统吸收了人体散热和气候热、冷却废热和排气废热的高压二氧化碳进入输气管(26)中后在配气机构(25)的控制下在第五冲程通过二氧化碳喷嘴(21)向缸内喷射，二氧化碳遇热膨胀推动活塞作功。/n...

【技术特征摘要】
20190905 CN 20192147487831.一种使用液体二氧化碳的六冲程内燃机，其特征是包括内燃机舱(32)、乘客舱(33)、储罐舱(34)、回气管(29)，在储罐舱(34)内设有液体二氧化碳储罐(1)，在乘客舱(33)内设有散热器(7)和管路热交换器(10)，在内燃机舱(32)内设有内燃机(22)和增压储气罐(14)；
液体二氧化碳储罐(1)上设有加注口(4)，输液管(5)的一端连接液体二氧化碳储罐(1)，输液管(5)上依次设置安全阀(2)、出液阀(3)、输液泵(6)和管路热交换器(10)，管路热交换器(10)通过循环管(9)连接散热器(7)和制冷循环泵(8)形成的环路与循环管(9)中的介质共同组成第一套热交换系统，液体二氧化碳储罐(1)流向输液管(5)中的液体二氧化碳所含的冷能通过管路热交换器(10)、循环管(9)、散热器(7)和制冷循环泵(8)与乘客舱(33)中人体散热和气候热进行冷热交换，省去传统车船上的空调压缩机；
输液管(5)的另一端连接了第一单向阀(11)后再连接设置在增压储气罐(14)的一端，在增压储气罐(14)内设置内燃机冷却热交换器(12)和排气散热器(13)；
内燃机冷却热交换器(12)与冷却循环泵(15)通过冷却循环管(18)和内燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：文东红，
申请(专利权)人：文东红，
类型：新型
国别省市：陕西;61