CN103104373A - 气缸内燃斯特林发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气缸内燃斯特林发动机，包括两个气缸活塞机构和冷却器，两个所述气缸活塞机构的气缸经往复通道连通，在所述往复通道上设回热器，在至少一个所述气缸活塞机构的气缸内设内燃燃烧室，所述内燃燃烧室上设燃料供给机构，在所述气缸活塞机构的气缸上和所述往复通道中的至少一处设配气口，所述配气口处设配气门，在设置所述内燃燃烧室的所述气缸活塞机构与所述往复通道连通的往复配气口处设往复配气门。本发明通过将内燃机循环与热气机循环相结合，使得发动机的热效率得以提高，有利于节约能源，且结构简单、实用性强，具有广阔的应用前景。

Description

气缸内燃斯特林发动机

技术领域

本发明涉及热动力领域，尤其是一种热气发动机。

背景技术

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，因此为提高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。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

一种气缸内燃斯特林发动机，包括两个气缸活塞机构和冷却器，两个所述气缸活塞机构的气缸经往复通道连通，在所述往复通道上设回热器，在至少一个所述气缸活塞机构的气缸内设内燃燃烧室，所述内燃燃烧室上设燃料供给机构，在所述气缸活塞机构的气缸上和所述往复通道中的至少一处设配气口，所述配气口处设配气门，在设置所述内燃燃烧室的所述气缸活塞机构与所述往复通道连通的往复配气口处设往复配气门。

两个所述气缸活塞机构V型设置，两个所述气缸活塞机构的活塞分别与同一曲轴的同一连杆轴颈连接。

两个所述气缸活塞机构的活塞与同一曲轴的不同连杆轴颈连接，且此两个连杆轴颈的相位差小于180度。

所述配气门、所述往复配气门和所述燃料供给机构受使设置所述内燃燃烧室的所述气缸活塞机构按吸气冲程-压缩冲程-燃烧做功冲程-供气冲程-回充冲程-排气冲程循环模式工作的正时控制机构控制。

本发明的原理是：将内燃循环（即狄赛尔循环或奥拓循环）与斯特林循环用一个工质进行循环的联合循环，即将设置所述内燃燃烧室的并处于排气冲程的所述气缸活塞机构作为斯特林发动机的热缸，将另一个所述气缸活塞机构作为斯特林发动机的冷缸，在进行内燃循环后转入斯特林循环，在完成至少一个斯特林循环后再转入内燃循环，周而复始；在这些循环中，斯特林循环的工质是内燃机排气冲程中的高温气体，这样可以大幅提高系统的热效率；在两个所述气缸活塞机构均设置所述内燃燃烧室的结构中，两者在时间上存在错位，因此，当一个所述气缸活塞机构为斯特林发动机热缸时，另一个为斯特林发动机的冷缸，每一个所述气缸活塞机构在不同时段中被作为内燃机气缸活塞机构、斯特林热缸和斯特林冷缸使用。

本发明中，应根据发动机、热气机及热动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统。

本发明的有益效果如下:

本发明公开的气缸内燃斯特林发动机通过将内燃机循环与热气机循环相结合，在内燃机的一个工作循环中嵌入一个或多个热气机循环，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的能量进行进一步利用，从而使得发动机的热效率得以提高，有利于节约能源，且结构简单、实用性强，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1所示的是本发明实施例1的结构示意图；

图2所示的是本发明实施例2的结构示意图；

图3所示的是本发明实施例3的结构示意图。

图中：

1气缸活塞机构、2冷却器、3往复通道、4回热器、5内燃燃烧室、6配气口、61配气门、7往复配气口、71往复配气门。

具体实施方式

实施例1

一种气缸内燃斯特林发动机，包括两个气缸活塞机构1和冷却器2，两个所述气缸活塞机构1经往复通道3连通，在所述往复通道3上设回热器4，在一个所述气缸活塞机构1内设内燃燃烧室5，所述内燃燃烧室5上设燃料供给机构，在所述往复通道上设配气口6，所述配气口6处设配气门61，在设置所述内燃燃烧室5的所述气缸活塞机构1与所述往复通道3连通的往复配气口7处设往复配气门71。

其中，所述配气门61、所述往复配气门71和所述燃料供给机构受使设置所述内燃燃烧室5的所述气缸活塞机构1按吸气冲程-压缩冲程-燃烧做功冲程-供气冲程-回充冲程-排气冲程循环模式工作的正时控制机构控制。

所述冷却器2的位置根据公知技术设置，本实施例中，所述冷却器2设置在没有设置的内燃燃烧室5的所述气缸活塞机构1的气缸上。

实施例2

一种气缸内燃斯特林发动机，其与实施例1的区别在于：两个所述气缸活塞机构1V型设置，两个所述气缸活塞机构1的活塞分别与同一曲轴的同一连杆轴颈连接；在设置的内燃燃烧室5的所述气缸活塞机构1的气缸上增设一个配气口6及对应的配气门61；在所述冷却器2改为设置在所述连通通道3上的靠近没有设置的内燃燃烧室5的所述气缸活塞机构1的位置上。

作为可以变换的实施方式，还可以在没有设置的内燃燃烧室5的所述气缸活塞机构1的气缸上也增设一个配气口6及对应的配气门61；或者，在两个所述气缸活塞机构1上、所述连通通道3三处上择一设置若干配气口6及对应的配气门61，或任择两处设置若干配气口6及对应的配气门61。

实施例3

一种气缸内燃斯特林发动机，其与实施例1的区别在于：两个所述气缸活塞机构1的活塞与同一曲轴的不同连杆轴颈连接，且此两个连杆轴颈的相位差小于180度；在设置的内燃燃烧室5的所述气缸活塞机构1的气缸上增设一个配气口6及对应的配气门61。

作为可以变换的实施方式，上述所有实施方式中，可以在两个所述气缸活塞机构1的气缸内同时设置所述内燃燃烧室5。

显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种气缸内燃斯特林发动机，包括两个气缸活塞机构（1）和冷却器（2），其特征在于：两个所述气缸活塞机构（1）的气缸经往复通道（3）连通，在所述往复通道（3）上设回热器（4），在至少一个所述气缸活塞机构（1）的气缸内设内燃燃烧室（5），所述内燃燃烧室（5）上设燃料供给机构，在所述气缸活塞机构（1）的气缸上和所述往复通道（3）中的至少一处设配气口（6），所述配气口（6）处设配气门（61），在设置所述内燃燃烧室（5）的所述气缸活塞机构（1）与所述往复通道（3）连通的往复配气口（7）处设往复配气门（71）。

2.如权利要求1所述气缸内燃斯特林发动机，其特征在于：两个所述气缸活塞机构（1）V型设置，两个所述气缸活塞机构（1）的活塞分别与同一曲轴的同一连杆轴颈连接。

3.如权利要求1所述气缸内燃斯特林发动机，其特征在于：两个所述气缸活塞机构（1）的活塞与同一曲轴的不同连杆轴颈连接，且此两个连杆轴颈的相位差小于180度。

4.如权利要求1至3中任一项所述气缸内燃斯特林发动机，其特征在于：所述配气门（61）、所述往复配气门（71）和所述燃料供给机构受使设置所述内燃燃烧室（5）的所述气缸活塞机构（1）按吸气冲程-压缩冲程-燃烧做功冲程-供气冲程-回充冲程-排气冲程循环模式工作的正时控制机构控制。

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