CN101737156A - 内燃机的燃烧系统及内部冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内燃机的燃烧系统及内部冷却方法，所述燃烧系统主要包括从燃料开始燃烧至完全燃烧后燃气排出机体外这一过程中，燃气所接触到的内燃机体内的汽缸、缸盖、活塞、涡轮及喷管装置，该系统内还设置一喷水装置，以向燃烧系统内部的空间及零部件喷入高压水或冷却液。所述方法主要包括：在内燃机燃料完全燃烧前或内燃机燃料完全燃烧后的阶段中，通过内燃机燃烧系统内部设置的喷水装置喷入高压水或冷却液。本发明采用在内燃机燃料即将完全燃烧至完全燃烧后的适当时刻向燃烧系统内部喷水或可蒸发冷却液，水或冷却液吸收燃烧热量成为水蒸气继续做功，同时降低了燃烧系统内部零部件的温度，保证内燃机正常工作。

Description

内燃机的燃烧系统及内部冷却方法

技术领域

本发明涉及内燃机的燃烧系统及内部冷却方法。

背景技术

目前世界上各种交通工具、工程机械上广泛使用的活塞式发动机、涡轮喷气式发动机、燃气轮机等各种形式的内燃机，都是采用外部冷却方式，既风冷或水冷二种方式。通过循环水及流动的空气将内燃机燃烧产生的“多余热量”带到大气中，以保证内燃机在适当的温度下正常工作，而这部分所谓多余的热量就这样浪费了。正因为如此，内燃机的效率很难再有较大幅度的提高。另外，外部冷却需要在机体上设置散热片或在机体内设置循环冷却液通道，无形中增大了内燃机的体积。

发明内容

为解决上述中存在的问题与缺陷，本发明提供了一种内燃机的燃烧系统及内部冷却方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明所涉及的内燃机的燃烧系统包括：

包括包括从燃料开始燃烧至完全燃烧后燃气排出机体外这一过程中，燃气所接触到的内燃机体内的汽缸、缸盖、活塞、涡轮及喷管装置，所述燃烧系统内还设置一喷水装置，以向燃烧系统内部的空间或零部件喷入高压水或冷却液。

所述内燃机的内部冷却方法主要包括：

在内燃机燃料完全燃烧前或内燃机燃料完全燃烧后的阶段中，通过内燃机燃烧系统内部设置的喷水装置喷入高压水或冷却液。

所述喷水装置喷入的高压水是经水箱中的水通过吸水管供给高压水泵，并将高压水泵流出的水经过送水管输送到喷水管。所述高压水吸收燃烧系统内燃气及零部件的热量或排气管内燃烧废气的热量后，变成高压水蒸汽从排气管喷出。所述冷却液吸收部分燃烧热量变为水蒸汽，并由该水蒸汽对外做功。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

采用在内燃机燃料即将完全燃烧至完全燃烧后的适当时刻向燃烧系统内部喷水或可蒸发冷却液，水吸收燃烧热量成为水蒸汽继续做功，同时降低了燃烧系统内部零部件的温度，保证内燃机正常工作。本发明可广泛应用于各种形式的内燃机，使其繁杂的外部冷却系统简单化为内部冷却系统，同时提高其效率；节约了能源，减少了废气的排放，如广泛应用将具有很大的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是内燃机的内部冷却方法流程图；

图2是实施例1发动机工作示意图；

图3是实施例2发动机剖面示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述：

内燃机的内部冷却方法主要包括：

在内燃机燃料完全燃烧前或内燃机燃料完全燃烧后的阶段中，通过内燃机燃烧系统内部设置的喷水装置即喷水嘴喷入高压水或冷却液。

该方法具体步骤主要包括：

步骤10通过喷水装置喷入高压水或冷却液。

步骤20高压水或冷却液吸收燃烧废气的热量。

步骤30变成高压水蒸汽。

步骤40高压水蒸汽对外做功。

步骤50高压水蒸汽从排气管喷出。

内燃机的燃烧系统，主要包括包括从燃料开始燃烧至完全燃烧后燃气排出机体外这一过程中，燃气所接触到的内燃机体内的汽缸、缸盖、活塞、涡轮及喷管装置，所述燃烧系统内还设置一喷水装置，以向燃烧系统内部的空间中喷入高压水或冷却液。所述喷水装置设置在内燃机的燃烧部分或排气部分。

实施例1

通过活塞式四冲程发动机的工作对本发明详细叙述：

参见图2，所述活塞式四冲程主要包括：进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程及排气冲程，所述工作状态为进气冲程时进气门打开，活塞下行，吸入空气和燃料的混合气；所述工作状态为压缩冲程时，进气门与排气门关闭，活塞上行，压缩气缸内的混合气体；当工作状态为燃烧冲程时，此时进气门与排气门关闭，燃料燃烧形成高温、高压燃气推动活塞下行做功；当工作状态为排气冲程时，活塞上行，排气门打开，将燃烧后的废气排出。在排气冲程完成排气后，由设置在缸盖顶部的喷嘴喷射高压水或可蒸发冷却液，吸收燃烧系统内部件热量后高压水成为高压水蒸汽，推动活塞向下做功，活塞到达底部后向上运动，此时排气门打开，将水蒸汽排出，进入下一个工作循环。

喷水冲程即降低了发动机燃烧系统内部零件的温度，也达到了对部件做功的目的。将原进气a、压缩b、燃烧c(爆发)排气d的四冲程发动机改变为进气a、压缩b、燃烧c(爆发)、排气d、喷水e(爆发)、排气f的六冲程发动机。

实施例2

以涡轮喷气发动机的工作对本实施例进行详细描述：

参见图3，空气通过进气道10与风扇7进入外涵道5和内涵道4后部的燃烧室，燃料在燃烧室1燃烧形成高温、由压气机9将高压燃气喷射到涡轮机6的叶片上，使涡轮机6转动，通过叶片后从喷管的喷口8处高速喷出，形成推力推动发动机所载物体做功。利用本发明可在涡轮喷气发动机的喷管内侧设喷水嘴向喷管内喷水，水吸收喷管内燃烧废气的热量变成高压水蒸汽从喷管喷出，达到推动物体做功的目的。也可将外涵道外蒙皮延长至喷管尾部，在外蒙内侧设喷水嘴，将水喷射到喷管外侧，在降低喷管温度的同时，水变成高压水蒸汽喷出，增大发动机的推力。

以上所述，仅为本发明针对各种形式的内燃机中以上两种机型的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.内燃机的燃烧系统，包括从燃料开始燃烧至完全燃烧后燃气排出机体外这一过程中，燃气所接触到的内燃机体内的汽缸、缸盖、活塞、涡轮及喷管装置，其特征在于，所述燃烧系统内还设置一喷水装置，以向燃烧系统内部的空间中喷入高压水或冷却液。

2.根据权利要求1所述的燃烧系统，其特征在于，所述喷水装置设置在燃料燃烧部分或排气部分。

3.内燃机的内部冷却方法，其特征在于，在内燃机燃料完全燃烧前或内燃机燃料完全燃烧后的阶段中，通过内燃机燃烧系统内部设置的喷水装置喷入高压水或冷却液。

4.根据权利要求3所述的内燃机内部冷却方法，其特征在于，所述喷水装置喷入的高压水是经水箱中的水通过吸水管供给高压水泵，并将高压水泵流出的水经过送水管输送到喷水管。

5.根据权利要求3或4所述的内燃机内部冷却方法，其特征在于，所述高压水吸收燃烧系统内部件的热量或排气管内燃烧废气的热量后，变成高压水蒸汽从排气管喷出。

6.根据权利要求1或5所述的内燃机内部冷却方法，其特征在于，所述冷却液吸收部分燃烧热量变为水蒸汽，并由高压水变成的水蒸汽或冷却液变成的蒸汽对外做功。

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