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燃烧室，所述气缸活塞机构的气缸上设进气口，所述进气口处设进气门，所述气缸活塞机构的气缸上设往复流通口，所述往复流通口处设往复流通控制门；所述往复流通口经往复连通通道与正时脉冲气体机构连通，在所述往复连通通道上设回热器，在所述气缸活塞机构的气缸上设乏气排出口，所述乏气排出口处设乏气门，所述燃烧室设在所述气缸活塞机构内。本发明专利技术通过将内燃机和热气机相结合，利用内燃机排气作为热气机的循环工质，从而实现了对发动机排气中余热的进一步利用，有效提高了发动机的热效率，结构简单、实用性强，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热动カ领域，尤其是ー种热气发动机。
技术介绍
近年来，传统内燃机的高能耗、高污染排放问题日显突出，所以，热气机得到了广泛重视，然而热气机都是以外燃加热方式对エ质进行加热的，众所周知，外燃加热过程很难得到温度较高的エ质，因此，造成大量化学侧损失。不仅如此，由于外燃加热的速率有限，对材料要求高，负荷响应差，所以严重制约了热气机的单机功率和整机功率密度，最终使热气机的用途严重受限。传统内燃机一般是将高温尾气直接排放棹，导致热量损耗严重。然而传统的热气机中气体エ质需要热量来加热，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，需要提供一种能对发动机排气中余热进行进ー步利用的发动机。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出的技术方案如下:方案1:ー种三类门热气发动机,包括气缸活塞机构和燃烧室,所述气缸活塞机构的气缸上设进气ロ，所述进气ロ处设进气门，所述气缸活塞机构的气缸上设往复流通ロ，所述往复流通ロ处设往复流通控制门；所述往复流通ロ经往复连通通道与正时脉冲气体机构连通，所述往复连通通道上设回热器，在所述气缸活塞机构的气缸上和/或在所述回热器与所述正时脉冲气体机构之间的所述往复连通通道上设乏气排出ロ，所述乏气排出ロ处设乏气门，所述燃烧室设在所述气缸活塞机构内和/或所述往复流通ロ与所述回热器之间的所述往复连通通道内，所述气缸活塞机构、所述正时脉冲气体机构和所述往复连通通道构成エ质回路。方案2:在方案I的基础上，所述正时脉冲气体机构设为附属气缸活塞机构。方案3:在方案2的基础上,所述气缸活塞机构和所述附属气缸活塞机构为共轴设置，且为V型布置。方案4:在方案2的基础上,所述气缸活塞机构和所述附属气缸活塞机构为a型或@型设置。方案5:在方案2的基础上，在所述附属气缸活塞机构上和/或在所述回热器与所述附属气缸活塞机构之间的所述往复连通通道上设冷却器。方案6:在方案2的基础上,在所述附属气缸活塞机构的气缸上设附属进气口和附属往复流通ロ，所述附属进气ロ处设附属进气门，所述附属往复流通ロ处设附属往复流通控制门，所述往复流通ロ经往所述复连通通道与所述附属往复流通ロ连通。方案7:在方案6的基础上，所述附属进气ロ与增压装置的压缩气体出口连通。方案8:在方案I的基础上，所述正时脉冲气体机构设为带正时控制机构的储气罐。方案9:在方案8的基础上，所述回热器经所述正时控制机构与所述储气罐连通。方案10:在方案I的基础上，所述正时脉冲气体机构设为气体压缩机，所述回热器与所述气体压缩机的压缩气体出ロ连通。方案11:在方案10的基础上，所述气体压缩机的进气道上设有增压装置。方案12:在方案I的基础上，所述三类门热气发动机还包括涡轮动カ机构和叶轮压气机，所述乏气排出ロ与所述涡轮动カ机构的エ质入ロ连通，所述涡轮动カ机构的エ质出口经冷却器与所述叶轮压气机的エ质入口连通，所述叶轮压气机的エ质出口与所述エ质回路连通；所述涡轮动カ机构的エ质出口与所述叶轮压气机的エ质入口之间的通道上设有エ质导出口。方案13:在方案I的基础上，所述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14:在方案2的基础上,所述附属气缸活塞机构设为附属活塞液体机构,所述附属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15:在方案13或14的基础上，所述气液缸内的气体エ质对所述气液隔离结构的压カ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16: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ロ与所述气缸活塞机构的气缸上的进气ロ连通，所述四类门气缸活塞机构的回充ロ与所述乏气排出ロ连通。方案17: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所述エ质回路外导入所述燃烧室的物质的质量流量。方案18: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正时脉冲气体机构中或即将进入所述正时脉冲气体机构的エ质。方案19:在方案I的基础上，在所述回热器和所述正时脉冲气体机构之间的所述往复连通通道上设有冷却器。方案20:在方案I的基础上，在所述正时脉冲气体机构上设有冷却器。方案21:在方案I的基础上,多个所述气缸活塞机构与ー个所述正时脉冲气体机构连通。方案22:在方案I的基础上，所述正时脉冲气体机构的最高脉冲气压大于0.5MPa。方案23:在方案7或11的基础上，所述增压装置的气体出ロ处的承压能力大于0.3MPa。本专利技术的原理是:在所述燃烧室设在所述气缸活塞机构内的结构中，所述气缸活塞机构先以内燃机循环工作，并在之后的工作循环中将处于排气冲程的所述气缸活塞机构作为热气机的热缸，将所述正时脉冲气体机构作为热气机的冷缸，进行至少一次热气机循环；从而将内燃机的循环和热气机的循环结合在一起；经过热气机循环后的エ质从所述乏气排出口排出，完成一个循环周期。在所述燃烧室设在所述往复流通ロ与所述回热器之间的所述往复连通通道内的结构中，所述气缸活塞机构先作为压气机工作，压缩气体供入所述燃烧室中发生燃烧化学反应，在之后的工作循环中所述气缸活塞机构作为热气机的热缸，所述正时脉冲气体机构作为热气机的冷缸，在热缸和冷缸之间进行至少一次热气机循环；经过热气机循环后的エ质从所述乏气排出ロ排出，完成一个循环周期。其中，热气机循环的エ质是内燃机排气冲程中的高温气体或经内燃燃烧直接产生的闻温闻压エ质，这样可以大幅提闻系统的热效率和功率。 本专利技术中，所谓乏气排出ロ是指所述三类门热气发动机经历以内燃机循环和热气机循环结合的组合循环，系统中的エ质在所述往复流通通道往复流通至少一次后的排气□。本专利技术中，所述三类门热气发动机中的所述气缸活塞机构可按照吸气冲程-压缩冲程-燃烧爆炸做功冲程-供气冲程-回充做功冲程-排气冲程的六冲程循环模式工作。本专利技术中，当所述正时脉冲气体机构设为附属气缸活塞机构时，可与设有所述燃烧室的所述气缸活塞机构共轴并呈V型设置。本专利技术中，当所述正时脉冲气体机构设为附属气缸活塞机构时，可与设有所述燃烧室的所述气缸活塞机构以a方式设置或以0方式设置。本专利技术中，所述冷却器的设置是为了提高对排气中热量的利用率。本专利技术中，所述增压装置的设置是为了提高所述正时脉冲气体机构的压力。本专利技术中，所谓的正时脉冲气体机构是指能够按正时关系向所述气缸活塞机构提供气体并能从所述气缸活塞机构接收气体，与所述气缸活塞机构及相关单元(例如回热器等)一同完成热力学循环的装置，例如附属气缸活塞机构、带正时控制机构的储气罐、气体压缩机等。所谓的正时关系是指所述气缸活塞机构和所述正时脉冲气体机构完成热力学循环的逻辑关系。本专利技术中，所述エ质回路是指由所述气缸活塞机构、所述正时脉冲气体机构和ニ者之间的连通通道构成的エ质可以循环流动的空间。本专利技术中，在所述燃烧室中发生燃烧化学反应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ニ氧化碳浓度高，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ニ氧化碳流化后喷入的方式输入所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三类门热气发动机，包括气缸活塞机构（1）和燃烧室（5），所述气缸活塞机构（1）的气缸上设进气口（10），所述进气口（10）处设进气门（11），其特征在于：在所述气缸活塞机构（1）的气缸上设往复流通口（13），所述往复流通口（13）处设往复流通控制门（14）；所述往复流通口（13）经往复连通通道（100）与正时脉冲气体机构（3）连通，在所述往复连通通道（100）上设回热器（4），在所述气缸活塞机构（1）的气缸上和/或在所述回热器（4）与所述正时脉冲气体机构（3）之间的所述往复连通通道（100）上设乏气排出口（15），所述乏气排出口（15）处设乏气门（12），所述燃烧室（5）设在所述气缸活塞机构（1）内和/或所述往复流通口（13）与所述回热器（4）之间的所述往复连通通道（100）内，所述气缸活塞机构（1）、所述正时脉冲气体机构（3）和所述往复连通通道（100）构成工质回路。

【技术特征摘要】
2012.01.28 CN 201210019663.9;2012.01.29 CN 2012101.一种三类门热气发动机，包括气缸活塞机构(I)和燃烧室(5),所述气缸活塞机构(I)的气缸上设进气ロ( 10)，所述进气ロ( 10)处设进气门(11 )，其特征在于:在所述气缸活塞机构(I)的气缸上设往复流通ロ( 13 )，所述往复流通ロ( 13 )处设往复流通控制门(14);所述往复流通ロ(13)经往复连通通道(100)与正时脉冲气体机构(3)连通，在所述往复连通通道(100)上设回热器(4)，在所述气缸活塞机构(I)的气缸上和/或在所述回热器(4)与所述正时脉冲气体机构(3)之间的所述往复连通通道(100)上设乏气排出ロ(15)，所述乏气排出ロ(15)处设乏气门(12)，所述燃烧室(5)设在所述气缸活塞机构(I)内和/或所述往复流通ロ(13)与所述回热器(4)之间的所述往复连通通道(100)内，所述气缸活塞机构(I )、所述正时脉冲气体机构(3)和所述往复连通通道(100)构成エ质回路。2.按权利要求1所述三类门热气发动机，其特征在于:所述正时脉冲气体机构(3)设为附属气缸活塞机构(2)。3.按权利要求2所述三类门热气发动机，其特征在于:所述气缸活塞机构(I)...

【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：