CN103498725A - 低温发动机 - Google Patents

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靳北彪
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Abstract

本发明公开了一种涉及能源与动力技术领域的低温发动机，该低温发动机包括发动机和强制冷却器，所述强制冷却器对所述发动机压缩过程前的进气进行强制冷却。本发明低温发动机可以降低发动机压缩前工质温度，从而提高所述发动机的效率，改善所述发动机的热负荷并减少NOX的生成。

Description

低温发动机
技术领域
本发明涉及热能与动力技术领域，尤其是涉及一种低温发动机。
背景技术
 所有以大气为氧化剂源的发动机，其压缩过程开始时的工质温度均等于或高于大气温度（即环境温度）。这样的发动机在经压缩后的气体温度较高，压力相对较低，如果我们能把压缩过程开始的气体的温度有效降低，会提高发动机的效率，降低热负荷，而且可以改善燃料的多样性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：
一种低温发动机，包括发动机和强制冷却器，所述强制冷却器对所述发动机压缩过程前的进气进行强制冷却。
所述强制冷却器设置在所述发动机的进气道内和/或设置在所述发动机的进气道上。
所述强制冷却器设为气体液化物储罐，在所述发动机的进气道内设喷嘴，所述气体液化物储罐与所述喷嘴连通。
所述发动机设为气缸活塞式发动机，在所述气缸活塞式发动机的气缸内设喷嘴，所述强制冷却器设为气体液化物储罐，所述气体液化物储罐与所述喷嘴连通。
所述强制冷却器设为以所述发动机为动力的制冷系统。
本发明的原理是：通过所述强制冷却器对所述发动机的进气和/或对所述发动机的压缩过程之前的气体进行强制有效降温，使压缩终了时的气体温度降低，改变发动机循环路径，提高发动机效率。
本发明中，所谓的气体液化物是指被液化的气体，如液氮、液氦、液体二氧化碳或液化空气等。
本发明中，所述强制冷却器是以低于环境温度的温度为冷却推动力对所述发动机进气和/或对所述发动机的压缩过程开始之前的气体进行冷却的装置。
所述强制冷却器可以是预先储存冷媒的装置，例如气体液化物储罐；也可以是以所述发动机为动力源的，能够制造出低于环境温度的制冷系统。
本发明中，应根据公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。
本发明的有益效果如下：
所述强制冷却器的确消耗一定能量，会直接或间接地影响所述发动机的效率，但是由于压缩前工质温度的降低会提高所述发动机的效率，改善所述发动机的热负荷，减少NOX的生成，最终得到更多的益处。
众所周知，汽油机的效率大幅低于柴油机的效率。其原因在于汽油机中汽油放热时的压力低，而此压力如果提高就会引起爆震。然而，本发明通过降低压缩过程开始时的气体温度，可使汽油在更高的压力下放热而不发生爆震，从而大幅提高汽油机的效率。因为爆震主要是因为汽油在即将发生燃烧时气体温度过高造成的。
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4所示的是本发明实施例4的结构示意图，
图中：
1发动机、11气缸活塞式发动机、2强制冷却器、101进气道、201气体液化物储罐、202制冷系统、3喷嘴。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的低温发动机，包括发动机1和强制冷却器2，所述强制冷却器2对所述发动机1压缩过程前的进气进行强制冷却。
所述强制冷却器2设置在所述发动机1的进气道101内。
通过所述强制冷却器2对所述发动机1压缩过程前的进气进行强制有效降温，使压缩终了时的气体温度降低，可以提高发动机的效率，改善所述发动机的热负荷并减少NOX的生成。
当所述发动机1设为汽油机时，可以使汽油在更高的压力下放热而不发生爆震，从而大幅提高汽油机的效率。
可选择地，所述强制冷却器2还可设在发动机1的进气道上。
将所述强制冷却器2设在所述发动机的进气道上和设置在所述发动机1上，同时对进气进行强制有效降温。
实施例2
如图2所示的低温发动机，其与实施例1的区别在于：
所述强制冷却器2设为气体液化物储罐201，在所述发动机1的进气道101内设喷嘴3，所述气体液化物储罐201与所述喷嘴3连通。
本实施例中，所述气体液化物储罐201中储存有气体液化物，所述气体液化物可以是液化空气、液氧等液化气体。
可选择地，所述气体液化物可以由所述发动机输出的部分能量制造获得。
实施例3
如图3所示的低温发动机，其与实施例1的区别在于：
所述发动机1设为气缸活塞式发动机11，在所述气缸活塞式发动机11的气缸内设喷嘴3，所述强制冷却器2设为气体液化物储罐201，所述气体液化物储罐201与所述喷嘴3连通。
实施例4
如图4所示的低温发动机，其与实施例3的区别在于：
所述强制冷却器2改设为以所述气缸活塞式发动机11的输出为动力的制冷系统202。所述制冷系统202设置在所述气缸活塞式发动机11的进气道101上。
作为可以变换的实施方式，所述发动机1可以改设为其它形式的发动机。
本发明中，所有的实施方式均可参照本实施例，将所述发动机1设为以所述气缸活塞式发动机11。
本发明中，所有的实施方式均可参照本实施例，将所述强制冷却器2设置为以发动机1输出为动力对进气进行强制冷却。
上述实施例中，所述低温发动机可以设为汽油发动机或柴油发动机。根据公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等，例如设置点火装置和燃料喷射装置等。
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 (5)

1.一种低温发动机，包括发动机（1）和强制冷却器（2），其特征在于：所述强制冷却器（2）对所述发动机（1）压缩过程前的进气进行强制冷却。
2.如权利要求1所述低温发动机，其特征在于：所述强制冷却器（2）设置在所述发动机（1）的进气道（101）内和/或设置在所述发动机（1）的进气道（101）上。
3.如权利要求1所述低温发动机，其特征在于：所述强制冷却器（2）设为气体液化物储罐（201），在所述发动机（1）的进气道（101）内设喷嘴（3），所述气体液化物储罐（201）与所述喷嘴（3）连通。
4.如权利要求1所述低温发动机，其特征在于：所述发动机（1）设为气缸活塞式发动机（11），在所述气缸活塞式发动机（11）的气缸内设喷嘴（3），所述强制冷却器（2）设为气体液化物储罐（201），所述气体液化物储罐（201）与所述喷嘴（3）连通。
5.如权利要求1至4任一项所述低温发动机，其特征在于：所述强制冷却器（2）设为以所述发动机（1）为动力的制冷系统（202）。
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