使用液体二氧化碳的混合动力内燃机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种使用液体二氧化碳的混合动力内燃机，本实用新型专利技术在现有的技术上增加了气动马达和涡轮增压器、车载冰箱以及车外灭火吹扫装备。本实用新型专利技术以二氧化碳气体驱动的涡轮增压是继传统涡轮增压和机械增压以外的另一种尝试，液体二氧化碳制冷的车载冰箱给乘客新的驾乘体验并且方便特殊人群需求，带喷枪有气动快速接口的软管将替代传统容量有限的灭火器，行使车船外的更有效的灭火或吹扫功能。本实用新型专利技术不改变现有内燃机的主体结构，极大地提高了内燃机的热效率，有利于节省设计成本，便于推广应用。

【技术实现步骤摘要】
使用液体二氧化碳的混合动力内燃机
本技术涉及使用液体二氧化碳的内燃机。
技术介绍
按现有的理论和设计，内燃机的热效率几乎接近极限，每提高1％的热效率都可称为新一代内燃机，为了突破，申请号：2019108361180的使用液体二氧化碳的六冲程内燃机是给四冲程内燃机气缸上安装二氧化碳喷嘴，增加两个冲程，利用二氧化碳吸收内燃机排气废热和冷却废热后再次喷入气缸膨胀推动活塞再次作功的方式，虽然能大幅度提升热效率，其缺陷也显而易见：这种缸内冷却膨胀的方式由于冷热交替产生的应力对缸体材质有了新的要求，同时增加的喷嘴和改变的配气机构等，不能充分利用现有成熟的内燃机技术，造成设计浪费。本申请人于2020年4月29日申请的技术名称：使用液体二氧化碳的六冲程内燃机，申请号202010353293.7；本人于2020年6月1日申请的技术名称：使用液体二氧化碳的四冲程或两冲程内燃机，申请号202010484336.5；均对使用液体二氧化碳的内燃机进行了改进，此次的技术申请在前两次的基础上又进一步增加了气动马达和涡轮增压器，车载冰箱以及车外灭火吹扫装备。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种使用液体二氧化碳的混合动力内燃机，是在现有内燃机基本结构的基础上，先利用液体二氧化碳所含的冷能为乘客舱空调制冷，再利用二氧化碳吸收内燃机排放的排气废热和冷却废热所产生的高压二氧化碳气体推动气动马达作功的方式，以解决现有内燃机热效率低和使用液体二氧化碳的六冲程内燃机热效率虽高但需要改动内燃机配气结构，不利于液体二氧化碳在高效内燃机应用的难题。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种使用液体二氧化碳的混合动力内燃机，包括输液管、增压气罐、储罐舱、乘客舱、内燃机舱、内燃机进气道和二氧化碳回气管，其特征是在所述乘客舱内设置冰箱冷气一体机，所述冰箱冷气一体机上设有带风扇有百叶的冷气出风口和带百叶的冷气进风口，冰箱输液管的一端通过第一单向阀连接输液管的三通，所述冰箱输液管的另一端通过泄漏保护阀后再连接第一三通阀，在所述冰箱输液管上设置的制冷盘管设置在所述冰箱冷气一体机内，所述冰箱输液管以及所述制冷盘管共同组成所述乘客舱的热交换系统；在所述内燃机舱设置一气动马达，所述气动马达一端与所述增压气罐相连，另一端通过气动马达排气管与后端设备连接，所述增压气罐中的高压二氧化碳气体成为所述气动马达的动力源。一种使用液体二氧化碳的混合动力内燃机，其特征是所述气动马达的转轴与内燃机动力输出轴相连，在所述内燃机动力输出轴上设置转速感应器，所述转速感应器反馈的转速信号传递给所述增压气罐的出气调节阀，所述出气调节阀控制出气量让所述气动马达的转速与所述内燃机动力输出轴的转速保持匹配，使得所述气动马达做的功能有效地传递给所述内燃机动力输出轴上。一种使用液体二氧化碳的混合动力内燃机，其特征是在所述内燃机舱内增加一发电机和一带离合的电动机，所述电动机通过电动机电源线与蓄电池连接，所述气动马达与所述发电机同轴连接，所述发电机通过发电机输出线与所述电动机和所述蓄电池连接，所述蓄电池与外接充电插座连接，为所述蓄电池补充电力，在所述电动机电源线上设置有电动机动力开关。一种使用液体二氧化碳的混合动力内燃机，其特征是在所述内燃机舱内设置涡轮增压器，涡轮增压器动力进气口与所述气动马达排气管连，让所述气动马达的排放尾气作为所述涡轮增压器的驱动气源，在所述内燃机进气道内设置吸热盘管，所述吸热盘管的一端通过第三回气管与所述增压气罐连接，另一端通过冷却送气管和冷却送气管相连的第三输气泵与所述增压气罐的底部相连接，且所述冷却送气管的冷却送气管口深入所述增压气罐内接近进气口的位置，便于吸收罐中冷的二氧化碳，形成内燃机涡轮增压器压缩气体散热循环系统。一种使用液体二氧化碳的混合动力内燃机，其特征是所述带百叶的冷气进风口和所述带风扇有百叶的冷气出风口同时开启同时关闭。一种使用液体二氧化碳的混合动力内燃机，其特征是所述二氧化碳回气管的回气管管口深入所述液体二氧化碳储罐的中底部，所述输液管的输液管管口设置在所述液体二氧化碳储罐的口部。一种使用液体二氧化碳的混合动力内燃机，其特征是所述二氧化碳回气管的的回气管管口设置在所述液体二氧化碳储罐得口部，所述输液管的输液管管口深入所述液体二氧化碳储罐的中底部。一种使用液体二氧化碳的混合动力内燃机，其特征是在乘客舱内设置生命探测及自动控制开关分别与出液阀和分支排泄阀连接并控制这两个阀的开启，组成停车时乘客舱内意外困人时的紧急空调降温装置。一种使用液体二氧化碳的混合动力内燃机，其特征是还包括独立设置的可移动灭火软管，灭火软管的一端连接一带开关的喷枪，另一端连接气动快速接口，气动快速接口与带释放孔的气动快速接头和气动快速接头相连组成车船外接灭火或吹扫装置。本技术的有益效果是：(1)本技术的四套热循环装置将内燃机的排放废热、冷却废热、人体散热、气候热以及涡轮增压压缩空气时产生的废热的一部分转化为机械能，极大地提高了内燃机的热效率。(2)使用本技术的车船无需额外负担空调压缩机，可专心把机械动力用于行驶，车船的动力性就大大增强了，与使用传统内燃机的车船达到相同运行速度时可大大缩小内燃机排量、减少油耗、减少废气排放，由于液体二氧化碳提供充足的冷源，使得原来只有高端豪车才配置的昂贵的车载电冰箱将成为普通车船上的标配，极大地提升车船的品质，提升了用户乘车体验。(3)相比于六冲程内燃机，在不改变内燃机基本结构的情况下就能极大提高热效率，可以充分利用现有成熟的内燃机设计，节省设计成本和社会成本，便于新型内燃机的及时推广和应用。(4)传统的涡轮增压器在内燃机低转速时由于排放废气量小而响应差，涡轮增压器在极高温度条件下工作提高了使用成本和制造成本，机械增压器虽然能在内燃机低速时及时响应，但其要额外消耗内燃机动力而极少应用，本技术的高压二氧化碳气体涡轮增压既不额外消耗内燃机自身的动力，还能在内燃机低转速时及时响应，能及时提高内燃机的动力，提升了驾乘体验，同时涡轮增压器的叶轮和轴承在相对较低的环境温度工作，对叶轮的强度和材质要求相对较低，降低轴承对润滑的要求，有利于减少涡轮增压器的制造成本和维护成本，在传统的涡轮增压和机械增压后给进气增压又有了一个新的选择。(5)本技术的气动马达在增压气罐存有足够气量和压力时还可给内燃机启动提供动力或协助启动电机启动内燃机，这在冬季和蓄电池缺电时有极大的益处，甚至可以直接替代启动电机，给内燃机启动多了一种选择。(6)传统前置式内燃机散热是严格按照进气格栅、散热水箱、散热风扇顺次排布的，这种单一的布局占用很大车头空间，由于二氧化碳吸收了气缸的冷却热，本技术的内燃机无需设置传统的散热风扇，取消风阻很大的进气格栅，无风扇就降低了噪声，灵活布置散热水箱的位置也能到达很好的散热效果，这样可以简洁优化车头的布局，减少车头的长度和体积，降低汽车造价降低风阻降低油耗。(7)一般来说内燃机工作时排气歧管高温的容易引起内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用液体二氧化碳的混合动力内燃机，包括液体二氧化碳储罐(1)、输液管(5)、增压气罐(20)、储罐舱(58)、乘客舱(59)、内燃机舱(60)、内燃机进气道(46)和二氧化碳回气管(47)，其特征是在所述乘客舱(59)内设置冰箱冷气一体机(10)，所述冰箱冷气一体机(10)上设有带风扇有百叶的冷气出风口(13)和带百叶的冷气进风口(11)，冰箱输液管(9)的一端通过第一单向阀(8)连接输液管的三通(7)，所述冰箱输液管(9)的另一端通过泄漏保护阀(14)后再连接第一三通阀(6)，在所述冰箱输液管(9)上设置的制冷盘管(12)设置在所述冰箱冷气一体机(10)内，所述冰箱输液管(9)以及所述制冷盘管(12)共同组成所述乘客舱(59)的热交换系统；/n在乘客舱内设置生命探测及自动控制开关(70)分别与出液阀(3)和分支排泄阀(17)连接并控制这两个阀的开启，组成停车时乘客舱内意外困人时的紧急空调降温装置；/n在所述内燃机舱(60)设置一气动马达(25)，所述气动马达(25)一端与所述增压气罐(20)相连，另一端通过气动马达排气管(28)与后端设备连接，所述增压气罐(20)中的高压二氧化碳气体成为所述气动马达(25)的动力源。/n...

【技术特征摘要】
1.一种使用液体二氧化碳的混合动力内燃机，包括液体二氧化碳储罐(1)、输液管(5)、增压气罐(20)、储罐舱(58)、乘客舱(59)、内燃机舱(60)、内燃机进气道(46)和二氧化碳回气管(47)，其特征是在所述乘客舱(59)内设置冰箱冷气一体机(10)，所述冰箱冷气一体机(10)上设有带风扇有百叶的冷气出风口(13)和带百叶的冷气进风口(11)，冰箱输液管(9)的一端通过第一单向阀(8)连接输液管的三通(7)，所述冰箱输液管(9)的另一端通过泄漏保护阀(14)后再连接第一三通阀(6)，在所述冰箱输液管(9)上设置的制冷盘管(12)设置在所述冰箱冷气一体机(10)内，所述冰箱输液管(9)以及所述制冷盘管(12)共同组成所述乘客舱(59)的热交换系统；
在乘客舱内设置生命探测及自动控制开关(70)分别与出液阀(3)和分支排泄阀(17)连接并控制这两个阀的开启，组成停车时乘客舱内意外困人时的紧急空调降温装置；
在所述内燃机舱(60)设置一气动马达(25)，所述气动马达(25)一端与所述增压气罐(20)相连，另一端通过气动马达排气管(28)与后端设备连接，所述增压气罐(20)中的高压二氧化碳气体成为所述气动马达(25)的动力源。


2.如权利要求1所述的使用液体二氧化碳的混合动力内燃机，其特征是所述气动马达(25)的转轴与内燃机动力输出轴(26)相连，在所述内燃机动力输出轴(26)上设置转速感应器(27)，所述转速感应器(27)反馈的转速信号传递给所述增压气罐(20)的出气调节阀(23)，所述出气调节阀(23)控制出气量让所述气动马达(25)的转速与所述内燃机动力输出轴(26)的转速保持匹配，使得所述气动马达(25)做的功能有效地传递给所述内燃机动力输出轴(26)上。


3.如权利要求1所述的使用液体二氧化碳的混合动力内燃机，其特征是在所述内燃机舱(60)内增加一发电机(68)和一带离合(62)的电动机(61)，所述电动机(61)通过电动机电源线(66)与蓄电池(65)连接，所述气动马达(25)与所述发电机(68)同轴连接，所述发电机(68)通过发电机输...

【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