CN110094258A - 一种发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种发动机，包括燃烧缸、冷却缸、燃烧室、燃烧汽缸活塞、冷却缸活塞、排气机构、回热腔、曲柄连杆动力输出轴。燃烧缸通过回热腔与冷却缸相连通，发动机以双缸四冲程的汽缸工作模式循环做功。发动机的燃气工质经过回热器的换热，充分利用了燃气工质的剩余能量，提高了发动机的效率。

Description

一种发动机

技术领域

本发明属于一种机械装置。具体涉及一种双汽缸内燃机的动力机械装置。

背景技术

内燃机是一种通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换成动力的热力发动机。以活塞式内燃机最为普遍。活塞式内燃机将燃料与空气混合，在其汽缸内燃烧，释放出热能使汽缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞做功，再通过曲柄连杆机构将机械功输出，驱动从动机械工作。活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程叫一个冲程。普通内燃机大多为四冲程内燃机。它分为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。主要有四冲程汽油机和四冲程柴油机两种。

随着世界能源危机的日益严重，环境污染更加恶劣，为了减少温室气体排放，提高能源生产使用效率，对内燃机的节能与环保性能方面提出越来越严格的要求。现有内燃机工作时，燃料在汽缸内放出的总热量，汽油机最多只有38%能转变为机械功，柴油机最多只有45%能转变为机械功。其它部分均以不同的热传递方式最终流失在发动机之外了。这部分消失的热量一般包括传递给冷却介质的热量、排气损失的热量、辐射损失的热量。改善汽缸的热力指标，就能提高内燃机的热效率。

发明内容

本发明的目的是，提供一种高效率的内燃机，有效减少石油供应紧张的压力，缓解二氧化碳排放带来的环境压力。

本发明的技术方案是一种发动机，包括燃烧缸、冷却缸、燃烧室、燃烧汽缸活塞、冷却缸活塞、排气机构、回热腔、曲柄连杆动力输出轴。燃烧缸做保温处理，冷却缸做散热处理。燃烧室配有进气气门，火花塞，喷油器。排气机构配有排气门，消声器。燃烧缸配有燃烧室，冷却缸配有排气机构。燃烧缸通过回热腔与冷却缸相连通，为了简化计算和说明，本发动机的冲程概念为两个缸加起来运动一个汽缸行程距离，发动机是以双缸四冲程的汽缸工作模式循环做功。

第一冲程阶段，燃烧汽缸活塞在下止点上向下运行，燃烧缸进气门关闭，燃烧缸上燃烧室内的高压混合燃料气点火燃烧，膨胀做功。冷却缸排气门关闭，燃烧缸内的做功后的高温高压燃气通过回热腔进入冷却缸，同时冷却缸活塞在上止点向下运行，经过回热后的燃气工质进入冷却缸内膨胀做功。

第二冲程阶段，燃烧汽缸活塞在下止点向上运行，燃烧缸进气门关闭，燃烧缸内的做功后的高温高压燃气通过回热腔对燃气工质换热。冷却缸排气门关闭，冷却缸活塞在下止点上向下运行，经过回热腔后的燃气工质进入冷却缸内膨胀做功。做功后，冷却缸排气门打开，废气通过排气门排出到大气中。

第三冲程阶段，燃烧汽缸活塞在上止点下向上运行，燃烧缸进气门打开，高压空气通过进气门进入燃烧室内，高温高压燃气通过回热腔进入冷却缸，回热腔对燃气工质换热。冷却缸排气门打开，换热后的废气通过排气门排出到大气中。冷却缸活塞在下止点向上运行，冷却缸排气门关闭，冷却缸内燃气工质压缩冷却。

第四冲程阶段，燃烧汽缸活塞在上止点向下运行，燃烧缸进气门关闭，回热腔内的换热后的燃气工质进入燃烧缸，燃烧汽缸活塞向下膨胀做功。燃烧缸内喷油，高压空气与燃油混合。冷却缸排气门关闭，冷却缸活塞在上止点下向上运行，冷却缸内燃气工质压缩进入回热腔。由此，发动机进入第一阶段冲程开始状态，完成一个工作循环。汽缸推动曲柄连杆动力输出轴循环做功。

本发明的有益效果是，发动机有两个做功冲程，分别是第一冲程、第四冲程。第二冲程和第三冲程中的燃气工质经过回热器的换热，充分利用了燃气工质的剩余能量，提高了发动机的效率。发动机的燃烧缸做保温处理，燃料混合气燃烧和膨胀做功时相当于绝热，汽缸做功的效率与出力都有相应的提高 。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图1为实施例1的结构示意图：

图中：1. 燃烧缸， 2.冷却缸， 3.燃烧室， 4. 燃烧汽缸活塞，5. 冷却缸活塞，6.排气机构，7.回热腔， 8.曲柄连杆动力输出轴。

具体实施方式

实施例1：

参照附图1，本实施例的结构是，它包括燃烧缸1， 冷却缸2，燃烧室3，燃烧汽缸活塞4,冷却缸活塞5, 排气机构6,回热腔7, 曲柄连杆动力输出轴8,燃烧缸1外贴保温材料做保温处理，冷却缸2通水路做散热处理。燃烧室3配有进气门，火花塞，喷油器。排气机构6配有排气门，消声器。燃烧缸1配有燃烧室3，冷却缸2配有排气机构6。燃烧缸1通过回热腔7与冷却缸2相连通，发动机以四冲程的汽缸工作模式循环做功。

第一冲程阶段，燃烧汽缸活塞4在下止点上向下运行，燃烧缸1进气门关闭，燃烧缸1上燃烧室3内的高压混合燃料气点火燃烧，膨胀做功。冷却缸2排气门关闭，燃烧缸1内的做功后的高温高压燃气通过回热腔7进入冷却缸2，同时冷却缸活塞5在上止点向下运行，经过回热后的燃气工质进入冷却缸1内膨胀做功。

第二冲程阶段，燃烧汽缸活塞4在下止点向上运行，燃烧缸1进气门关闭，燃烧缸1内的做功后的高温高压燃气通过回热腔7对燃气工质换热。冷却缸2排气门关闭，冷却缸活塞5在下止点上向下运行，经过回热腔7后的燃气工质进入冷却缸2内膨胀做功。做功后，冷却缸1排气门打开，废气通过排气机构6排出到大气中。

第三冲程阶段，燃烧汽缸活塞4在上止点下向上运行，燃烧缸1进气门打开，大于3个大气压的高压空气通过进气门进入燃烧室3内，高温高压燃气通过回热腔7进入冷却缸2，回热腔7对燃气工质换热。冷却缸2排气门打开，换热后的废气通过排气机构6排出到大气中。冷却缸活塞5在下止点向上运行，冷却缸排气门关闭，冷却缸2内燃气工质压缩冷却。

第四冲程阶段，燃烧汽缸活塞4在上止点向下运行，燃烧缸1进气门关闭，回热腔7内的换热后的燃气工质进入燃烧缸1，燃烧汽缸活塞4向下膨胀做功。燃烧缸1内喷油，高压空气与燃油混合。冷却缸2排气门关闭，冷却缸活塞5在上止点下向上运行，冷却缸2内燃气工质压缩进入回热腔7。由此，发动机进入第一阶段冲程开始状态，完成一个工作循环。汽缸推动曲柄连杆动力输出轴8循环做功。

实施例2：

与实施例1不同的是，它由多组实施例1中汽缸组合在一根动力输出轴上。发动机运行时各组汽缸各自以双缸四冲程的时序循环做功。

实施例3：

与实施例1不同的是，它由多组实施例1中汽缸组合在两根动力输出轴上。

两根动力输出轴通过齿轮链条绞合一起旋转输出动力，发动机运行时各组汽缸各自以双缸四冲程的时序循环做功。

实施例4：

与实施例1不同的是，冷却缸活塞在运行工作时曲轴角落后燃烧汽缸活塞80度至120度。

实施例5：

与实施例1不同的是，燃烧室3配有电热塞，高压电点火火花塞，高压喷油器，可实现多种燃料在发动机上应用。

实施例6：

与实施例1不同的是，回热腔7外装有蓄热器和保温层，可以实现发动机不同工况下的热量回收。

实施例7：

与实施例1不同的是，回热腔7和冷却缸2之间装有散热器，可以实现发动机快速散热，提高发动机效率。

以上所述实施例仅仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体，但并不能理解为对本发明范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种发动机，具有燃烧缸，冷却缸，燃烧室，燃烧汽缸活塞，冷却缸活塞，排气机构，回热腔，曲柄连杆动力输出轴，其特征在于燃烧缸配有燃烧室，冷却缸配有排气机构，燃烧缸通过回热腔与冷却缸相连通。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征是以双缸四冲程的汽缸工作模式循环做功。

3.根据权利要求1所述的发动机，其特征是冷却缸活塞在运行工作时曲轴角落后燃烧汽缸活塞80度至120度。

4.根据权利要求1所述的发动机，其特征是回热腔外装有蓄热器和保温层。

5.根据权利要求1所述的发动机，其特征是发动机的进气为压力大于3个大气压的高压空气。