三类门热气发动机制造技术

本发明专利技术公开了一种三类门热气发动机，包括气缸活塞机构和附属气缸活塞机构，所述气缸活塞机构内设有燃烧室；所述气缸活塞机构的气缸上设有乏气口和往复流通口，所述附属气缸活塞机构的气缸上设有进气口和附属往复流通口；所述进气口、所述乏气口、所述往复流通口和所述附属往复流通口处对应设有进气门、乏气门、往复流通控制门和附属往复流通控制门，所述往复流通口与回热器的一端连通，所述回热器的另一端与所述附属往复流通口连通。本发明专利技术将内燃机循环和热气机循环相结合，利用内燃机排气作为热气机的循环工质，从而实现了对内燃机排气中余热的进一步利用，有效提高了发动机的热效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热动力领域，特别是一种热气发动机。
技术介绍
传统内燃机一般是将高温尾气直接排放掉，导致热量损耗严重。然而传统的热气机中气体工质需要热量来加热，常规的加热方式为外燃式，燃料的使用效率也较低，因此针对现有内燃机和热气机的燃料使用效率，需要提供一种燃料使用效率高的发动机。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出的技术方案如下:方案1:一种三类门热气发动机,包括气缸活塞机构和附属气缸活塞机构,所述气缸活塞机构的气缸上设有乏气口，所述乏气口处设有乏气门，且所述气缸活塞机构的气缸内设有燃烧室；所述附属气缸活塞机构的气缸上设有进气口，所述进气口处设有进气门，所述气缸活塞机构的气缸上设有往复流通口，所述往复流通口处设有往复流通控制门，所述附属气缸活塞机构的气缸上设有附属往复流通口，所述附属往复流通口处设有附属往复流通控制门，所述往复流通口经往复连通通道与所述附属往复连通口连通，所述往复连通通道内设回热器。方案2:在方案I的基础上，在所述回热器与所述附属往复流通口之间的所述往复连通通道上和/或在所述附属气缸活塞机构上设有冷却器。方案3:在方案I的基础上，在所述气缸活塞机构的气缸上设充气口，在所述充气口处设充气门；在所述附属气缸活塞机构的气缸上设供气口，在所述供气口处设供气门；所述供气口与所述充气口连通。方案4:在方案3的基础上，所述供气口和所述充气口之间的连通通道上设有储气罐。方案5:在方案I的基础上，所述进气门、所述乏气门、所述往复流通控制门和所述附属往复流通控制门受使所述气缸活塞机构按照充气冲程-压缩冲程-爆炸做功冲程-供气冲程-充气冲程-排气冲程的六冲程循环模式工作且使所述附属气缸活塞机构与所述气缸活塞机构的工作相位相互对应的控制机构控制。方案6:在方案I的基础上，所述进气门、所述乏气门、所述往复流通控制门和所述附属往复流通控制门受使所述气缸活塞机构按照充气爆炸做功冲程-供气冲程-充气冲程-排气冲程的四冲程循环模式工作且使所述气缸活塞机构与所述附属气缸活塞机构的工作相位相互对应的控制机构控制。方案7:在方案I的基础上，所述三类门热气发动机还包括涡轮动力机构和叶轮压气机，所述乏气口与所述涡轮动力机构的工质入口连通，所述涡轮动力机构的工质出口经冷却器与所述叶轮压气机的工质入口连通，所述叶轮压气机的工质出口与工质通道连通；所述涡轮动力机构的工质出口与所述叶轮压气机的工质入口之间的连通通道上设有工质导出口。方案8:在方案I的基础上,所述气缸活塞机构和/或所述附属气缸活塞机构设为活塞液体机构，所述活塞液体机构包括气液缸和气液隔离结构，所述气液隔离结构设在所述气液缸内。方案9:在方案8的基础上，所述气液缸内的气体工质对所述气液隔离结构的压力大于所述气液缸内的液体和所述气液隔离结构做往复运动时的惯性力之和。方案10:在方案I的基础上，所述三类门热气发动机还包括四类门气缸活塞机构，所述四类门气缸活塞机构的供气口与所述进气口连通，所述四类门气缸活塞机构的回充口与所述乏气口连通。方案11:在方案I的基础上，所述燃烧室排出的物质的质量流量大于从工质通道外导入所述燃烧室的物质的质量流量。方案12:在方案I的基础上，所述三类门热气发动机还包括低温冷源，所述低温冷源用于提供低温物质，所述低温物质用于冷却所述附属气缸活塞机构中和/或工质通道中即将进入所述附属气缸活塞机构的工质。方案13:在方案I至12任一方案的基础上,所述气缸活塞机构的活塞与所述附属气缸活塞机构的活塞存在工作相位差。方案14:在方案13的基础上,所述气缸活塞机构与所述附属气缸活塞机构共轴设置。方案15:在方案I至12任一方案的基础上,所述气缸活塞机构和/或所述附属气缸活塞机构设为对直气缸活塞机构。方案16:在方案I至12任一方案的基础上,所述附属气缸活塞机构的气缸上的所述进气口与增压装置的气体出口连通。方案17:在方案I至12任一方案的基础上,所述气缸活塞机构和所述附属气缸活塞机构为α型或β型设置。方案18:在方案I至12任一方案的基础上,所述附属气缸活塞机构的最高脉冲气压大于0.5MPa。方案19:在方案16的基础上，所述增压装置的气体出口处的承压能力大于0.3MPa。本专利技术的原理是:利用所述附属气缸活塞机构将空气进行一次或两次压缩后导入所述气缸活塞机构中，直接或再经压缩后使其发生燃烧爆炸，推动所述气缸活塞机构中的活塞做功，再使此时所述气缸活塞机构内的工质经所述往复流通口导入所述附属气缸活塞机构，进入斯特林循环，经一个或多个斯特林循环后的工质(即乏气)由所述乏气门导出。本专利技术通过将内燃机循环和热气机循环相结合，利用处于排气冲程的内燃机的气缸活塞机构作为斯特林发动机的热缸，所述附属气缸活塞机构作为斯特林发动机的冷缸，其中斯特林循环的气体工质是内燃机排气冲程中的高温气体，从而实现对内燃机排气中余热的进一步利用，有效提闻发动机的热效率。本专利技术中，所述工质回路是指由所述气缸活塞机构、所述附属气缸活塞机构和二者之间的连通通道构成的工质可以循环流动的空间。本专利技术中，在所述气缸活塞机构中发生爆炸燃烧的燃料可以是碳氢化合物、碳氢氧化合物或固体碳。固体碳具有燃烧后没有水生成和燃烧后产物中的二氧化碳浓度高，易液化等优点；固体碳可采用固体预先装配、粉末化后喷入或粉末化后再用液体或气体二氧化碳流化后喷入的方式输入热气机。本专利技术中，所述气液缸是指可以容纳气体工质和/或液体，并能承受一定压力的容器，所述气液缸被所述气液隔离结构分隔成气体端和液体端，所述气液缸的气体端设有气体工质流通口，所述气体工质流通口用于与所述工质回路中的其他装置或机构连通；所述气液缸的液体端设有液体流通口，所述液体流通口用于与液压动力机构和/或液体工质回送系统连通。本专利技术中，所述气液隔离结构是指可以在所述气液缸中做往复运动的结构体，如隔离板、隔离膜、活塞等，其作用是隔离所述气液缸中的气体工质和液体，优选的，所述气液隔离结构和所述气液缸密封滑动配合。在所述活塞液体机构工作过程中，根据所述气液隔离结构处于所述气液缸内的不同位置，所述气液缸内可能全部是气体工质，也可能全部是液体，或者气体工质和液体同时存在。本专利技术中，所述气液缸内的液体和所述气液隔离结构与传统的活塞连杆机构不同，传统的活塞连杆机构中的活塞可受连杆的推力或拉力停下，从而实现对活塞行程的限制，而在所述气液缸中，当所述气液缸内的气体工质做正功时，所述气液隔离结构受压力向下止点方向移动，将液体以高压形式排出所述气液缸并推动液压动力机构(例如液体马达)对外做功，当液体即将排尽时，改变液体马达工作模式或启动液体工质回送系统，使所述气液缸内的液体不再减少，此时液体会对所述气液缸内的所述气液隔离结构施加制动力，使其停止，以防止其撞击气液缸的液体端底部的壁；当不断向所述气液缸内输入液体时，所述气液隔离结构会不断向上止点方向移动，当到达上止点附近时，停止向所述气液缸内输入液体或者使所述气液缸内的液体减少(流出)，尽管如此，所述气液缸内的液体和所述气液隔离结构仍然会由于惯性向上止点方向运动，此时，如果所述气液缸内的气体工质的压力不够高，则会导致所述气液隔离结构继续向上运动而撞击气液缸顶部的壁，为了避免这种撞击，需要使气液缸内气体工质的压力足够高，使其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三类门热气发动机，包括气缸活塞机构（1）和附属气缸活塞机构（2），所述气缸活塞机构（1）的气缸上设有乏气口（10），所述乏气口（10）处设有乏气门（11），且所述气缸活塞机构（1）的气缸内设有燃烧室（5）；所述附属气缸活塞机构（2）的气缸上设有进气口（20），所述进气口（20）处设有进气门（21），其特征在于：所述气缸活塞机构（1）的气缸上设有往复流通口（12），所述往复流通口（12）处设有往复流通控制门（13），所述附属气缸活塞机构（2）的气缸上设有附属往复流通口（22），所述附属往复流通口（22）处设有附属往复流通控制门（23），所述往复流通口（12）经往复连通通道与所述附属往复连通口（22）连通，所述往复连通通道内设回热器（4）。

【技术特征摘要】
2012.01.29 CN 201210020474.3;2012.02.03 CN 2012101.一种三类门热气发动机，包括气缸活塞机构(I)和附属气缸活塞机构(2),所述气缸活塞机构(I)的气缸上设有乏气口( 10 )，所述乏气口( 10 )处设有乏气门(I I )，且所述气缸活塞机构(I)的气缸内设有燃烧室(5);所述附属气缸活塞机构(2)的气缸上设有进气口(20)，所述进气口(20)处设有进气门(21 )，其特征在于:所述气缸活塞机构(I)的气缸上设有往复流通口( 12)，所述往复流通口( 12)处设有往复流通控制门(13)，所述附属气缸活塞机构(2)的气缸上设有附属往复流通口(22)，所述附属往复流通口(22)处设有附属往复流通控制门(23)，所述往复流通口(12)经往复连通通道与所述附属往复连通口(22)连通，所述往复连通通道内设回热器(4)。2.按权利要求1所述三类门热气发动机，其特征在于:在所述回热器(4)与所述附属往复流通口(22)之间的所述往复连通通道上和/或在所述附属气缸活塞机构(2)上设有冷却器(3)。3.按权利要求1所述三类门热气发动机，其特征在于:在所述气缸活塞机构(I)的气缸上设充气口(14)，在所述充气口(14)处设充气门(15);在所述附属气缸活塞机构(2)的气缸上设供气口(24)，在所述供气口(24)处设供气门(25);所述供气口(24)与所述充气口(14)连通。4.按权利要求3所述三类门热气发动机，其特征在于:在所述供气口(24)和所述充气口(14)之间的连通通道上设有储气罐(6)。5.按权利要求1所述三类门热气发动机，其特征在于:所述进气门(21)、所述乏气门(11)、所述往复流通控制门(13)和所述附属往复流通控制门(23)受使所述气缸活塞机构(I)按照充气冲程- ...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳北彪，
申请(专利权)人：摩尔动力北京技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：