CN101131137A - 高效喷水型发动机 - Google Patents

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CN101131137A CNA2006100371134A CN200610037113A CN101131137A CN 101131137 A CN101131137 A CN 101131137A CN A2006100371134 A CNA2006100371134 A CN A2006100371134A CN 200610037113 A CN200610037113 A CN 200610037113A CN 101131137 A CN101131137 A CN 101131137A
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梅勇
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Abstract

本发明涉及高效喷水型发动机，其特征是进气压缩气缸，做功排气气缸，燃烧室分别独立。燃烧室(10)和燃烧室(11)中的燃料遇到气缸(21)压入的高温高压空气而剧烈燃烧体积膨胀。燃烧膨胀的气体冲入气缸(20)和(22)中推动活塞做功。在做功冲程接近末端时，气缸(20)和(22)上的喷水嘴(15)和(16)向气缸内喷水。调节这种发动机的燃烧室可以调节压缩比，更换相应的燃烧室可以使用相应的液体燃料或气体燃料，做功冲程末端喷水可以提高能量的利用率和减少尾气中有害物质的排放。采用内燃活塞发动机的基本结构，所以不会增加企业投资。进气压缩气缸，燃烧室，做功排气气缸相对独立的按原设计值工作，因此结构更简单，性能更稳定，能量利用率也更高。

Description

高效喷水型发动机
技术领域
本发明涉及到一种使用液体或气体燃料的内燃式活塞发动机，适用于需要提供动力的机械。
背景技术
现有使用液体或气体燃料的发动机一般有三种结构：一是活塞式，二是转子式，三是喷气式。广泛用于民用的以活塞式发动机为主。活塞式发动机从发明到现在经不断改进具有结构简单可靠，维修方便，成本低等特点。活塞式发动机中又以柴油和汽油发动机占多数。活塞式发动机的最大的缺点是能量利用率偏低，约为30％左右。各国的发动机机企业都在不断研究如何提高发动机能量利用率和机械性能。由于国外企业在这方面的研究比中国企业早，所以很多发动机的相关技术大多掌握在他们手里，中国企业只有四种选择：一是放弃，二是模仿，三是高价购买产品和技术，四是绕开他们的技术而另行开发。无论哪种结果对于中国企业都要付出高昂代价，但是对于企业来说又必须掌握这方面技术，它关系到企业和国家的核心利益和主动权。
社会上有很多新式的高效发动机的设计，但都没有量产。主要原因有两个：一是机械性能的可靠性，二是制造使用和维修的成本。因此很多企业都是基于现有产品而研究如何提高性能的，为此也投入了大量资源但结果并没有大的突破。那有没有一种更好的突破性的设计，既革命性的提高发动机的能量利用率和机械性能又不增加企业投资和不改变现在的活塞式发动机的生产线。于是经过几年努力我设计出这款可以使用液体或气体燃料的梅勇喷水型发动机。
发明内容
本发明的目的是：提供一种能量利用率更高，机械性能更可靠并可以使用不同的液体或气体燃料的内燃式活塞发动机。
本发明的技术解决方案是：在现有的活塞式内燃发动机的基础上将原来在一个发动机气缸内完成的进气，压缩，做功，排气的过程分解成三部分：一部分只负责进气和压缩，一部分只负责燃烧，一部分只负责做功和排气。三个结构相互连接并通过气门相通或隔开。在做功冲程末端时有喷水嘴向做功气缸内喷水，水吸收热变成水蒸汽体积变大继续推动活塞做功。一个进气和压缩结构可以同时为两个或以上的燃烧室提供压缩空气，提高工作效率。
本发明有三个气缸和两个燃烧室，一个只负责进气压缩的气缸通过两个只负责燃烧的燃烧室和两个只负责做功排气的气缸相连。负责做功排气的两个气缸上分别有一个喷水嘴。三个气缸的结构和一般的内燃式活塞发动机相同，利用活塞的上下运动通过连杆带动曲轴转动。
本发明的进气压缩气缸利用活塞的上下运动完成进气和压缩冲程。当压缩气体完全进入燃烧室时，燃烧室关闭与进气压缩气缸相通的气门。同时另一个只负责做功排气的气缸完成排气而关闭排气气门。这时燃烧室内的喷油嘴喷出燃料，燃料遇到高温高压的空气而剧烈燃烧，燃烧的混合气体体积急剧膨胀，燃料燃烧时打开燃烧室与做功排气气缸相连的气门，体积膨胀的燃烧气体冲入做功排气气缸推动活塞运动做功。当做功排气气缸的活塞运动到接近末端时，关闭做功排气气缸与燃烧室相连的气门，同时位于该做功排气气缸内的喷水嘴开始喷水，水吸收热能而变成水蒸汽体积膨胀继续推动活塞运动做功。
本发明有以下几个优点：一，因为燃烧室为独立结构，所以调整燃烧室可以调整压缩比，提高燃料燃烧效率。二，更换相应的燃烧室可以使用不同的液体或气体燃料。三，做功末端喷水可以提高燃料的使用效率和减少尾气中有害物质的排放。四，结构更简单，性能更可靠，机械效率更高，本发明只有三个气缸，而在每个冲程中都有一个做功过程，已达到现在四发动机的工作效果。五，由于进气压缩气缸，燃烧室，做功排气气缸可以相互独立的按设计值工作，因此他们的控制更简单，工作更稳定，制造成本更低但工作效率却更高。
附图说明
图1为本发明气缸21进气，气缸20做功，气缸22排气示意图；
图2为本发明气缸21压缩，气缸20做功，气缸22排气示意图；
图3为本发明气缸21进气，气缸20排气，气缸22做功示意图；
图4为本发明气缸21压缩，气缸20排气，气缸22做功示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行描述：
根据图1，2，3，4所示，本发明有三个气缸，三个气缸内均有活塞通过连杆和曲轴相连。气缸20中活塞17和气缸22中活塞19每上下运动一次，气缸21中活塞18则上下运动两次。气缸21只负责进气和压缩，气缸20和气缸22只负责做功和排气。
如图1所示，气缸21完成进气冲程，进气管12的气门4打开。气缸20正进行做功冲程，其排气管8的气门1关闭。燃烧室10的气门2打开，气门3关闭。气缸22正进行排气冲程，其排气管9的气门7打开。燃烧室11的气门5关闭，气门6关闭。
如图2所示，气缸21完成压缩冲程，气缸20完成做功冲程，气缸22完成排气冲程。进气管12的气门4关闭。燃烧室10的气门2关闭，气门3关闭。燃烧室11的气门5打开，气门6关闭。排气管9的气门7关闭。排气管8的气门1打开。
燃烧的过程是当活塞18将空气全部压进燃烧室11内时气门5关闭，在气门5关闭后喷油嘴14向燃烧室内喷入燃料，燃料遇高温高压的空气燃烧体积膨胀，这时打开气门6，燃烧膨胀的气体冲入气缸22中推动活塞19向下运动做功。当活塞19接近气缸22的底部时，燃烧室11的气门6关闭，这时喷水嘴16向气缸22内喷水。水吸收热量变成水蒸汽体积膨胀而推动活塞19继续向下运动做功。
如图4所示，当活塞19到达气缸22最底部时，则气缸22完成了做功过程，接着进入排气冲程，活塞向上运动，排气管9的气门7打开排出气缸内22内的已燃烧的废气。
燃烧室10和气缸20与气缸21的配合工作过程和上述的气缸21与气缸22和燃烧室11的配合工作过程相同。

Claims (6)

1.高效喷水型发动机其特征是燃烧室(10)将气缸(21)和气缸(20)相连，燃烧室(11)将气缸(21)和气缸(22)相连。
2.根据权利要求1所述的高效喷水型发动机，其特征是燃烧室(10)通过气门(2)与气缸(20)相通或隔开，通过气门(3)与气缸(21)相通或隔开。燃烧室(11)通过气门(5)与起缸(21)相通或隔开，通过气门(6)与气缸(22)相通或隔开。
3.根据权利要求1或2所述的高效喷水型发动机，其特征是气缸(20)上有喷水嘴(15)。气缸(22)上有喷水嘴(16)。燃烧室(10)上有喷油嘴(13)。燃烧室(11)上有喷油嘴(14)。
4.根据权利要求1或2所述的高效喷水型发动机，其特征是燃烧(10)和燃烧室(11)只负责燃烧。气缸(21)只负责进气和压缩。气缸(20)和气缸(22)只负责做功和排气。
5.根据权利要求1或2所述的高效喷水型发动机，其特征是气缸(21)分别为燃烧室(10)和燃烧室(11)提供压缩空气。
6.根据权利要求1或2所述的高效喷水型发动机，其特征是气缸(21)为燃烧室(10)和燃烧室(11)提供压缩空气。燃烧室内的燃料遇高温的的压缩空气而燃烧。燃烧的气体冲入气缸(20)或气缸(22)中推动活塞上下运动做功。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102392731A (zh) * 2011-09-16 2012-03-28 白云龙 四冲程内燃机高倍压缩比方法
CN108869105A (zh) * 2018-06-21 2018-11-23 浙江吉利控股集团有限公司 一种发动机喷水系统

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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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