CN112228214A - 一种十二冲程发动机 - Google Patents

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CN112228214A CN202011280631.5A CN202011280631A CN112228214A CN 112228214 A CN112228214 A CN 112228214A CN 202011280631 A CN202011280631 A CN 202011280631A CN 112228214 A CN112228214 A CN 112228214A
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Abstract

本发明公开了一种十二冲程发动机,包括有第一汽缸及第二汽缸,第一汽缸设置为四冲程燃料汽缸并包括有供高温废气排出的排气口,第二汽缸设置有第二活塞、进气门、排放门及供增压流体进入的喷嘴,喷嘴与容纳增压流体的容器相连通,以使增压流体进入第二汽缸,进气门与排气口相连通以使燃料汽缸排出的气体进入第二汽缸,第二活塞受第二汽缸的缸内压力推动而输出动力,第一活塞及第二活塞均与曲柄连杆机构相连接。本发明提供的十二冲程发动机,设有利用燃料汽缸排出的高温废气的热量再次做功而输出动力的汽缸,提高了热能利用率及输出的动力。

Description

一种十二冲程发动机
技术领域
本发明涉及发动机技术领域,更具体地说,涉及一种十二冲程发动机。
背景技术
通常所说的发动机是指活塞式发动机,利用燃料燃烧产生的热能推动活塞做功而产生动力。现有的发动机,燃料燃烧后产生的热量,部分会被缸体吸收而后散失、部分消耗于机械损耗、部分用于推动活塞转换成机械能、部分以余热形式会随高温废气排出,热效率较低;现在,汽油机的热效率多在35%左右,热效率最高才可以超过40%,在运行过程中能量损失大致为:摩擦等机械损失占10%,尾气排放带走的热量和散热器散发的热量以及机体散发的热量占50%至55%;柴油机的热效率多在45%左右,热效率最高才可以超过50%,在运行过程中能量损失大致为:摩擦等机械损失占10%,尾气排放带走的热量和散热器散发的热量以及机体散发的热量占40%至45%。如何提高发动机的热效率,一直是本领域技术人员的重点研究方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种十二冲程发动机,设有利用燃料汽缸排出的高温废气的热量再次做功而输出动力的汽缸,提高了热能利用率及输出的动力。
为实现上述目的,本发明提供的一种十二冲程发动机,包括有第一汽缸及第二汽缸,所述第一汽缸设置为四冲程燃料汽缸并包括有第一活塞、喷油嘴、火花塞、供燃油与空气进入的进气口及供高温废气排出的排气口,所述第二汽缸设置有第二活塞、进气门、排放门及供增压流体进入的喷嘴,所述喷嘴与容纳所述增压流体的容器相连通,以使所述增压流体进入所述第二汽缸,所述进气门与所述排气口相连通以使所述第一汽缸排出的气体进入所述第二汽缸,所述第二活塞受所述第二汽缸的缸内压力推动而输出动力,所述第一活塞及所述第二活塞均与曲柄连杆机构相连接。
优选地,还包括有第三汽缸,所述第三汽缸设置为四冲程燃料汽缸,所述第三汽缸的排气口与所述第二汽缸的进气门相连通,所述第二活塞的行程频率与所述第一汽缸及所述第三汽缸的活塞行程频率相一致。
优选地,所述第二汽缸的工作循环包括有做功冲程及排气冲程,所述工作循环的过程中还包括有气体注入过程及增压流体注入过程,所述气体注入过程与所述做功冲程同步启动,所述增压流体注入过程在所述做功冲程或所述排气冲程进行。
优选地,所述增压流体设置为水。
优选地,所述第二活塞的底端与所述曲柄连杆机构相连接、顶端端面上设置有向下凹陷的凹槽。
优选地,还包括有循环冷却系统,所述循环冷却系统包括有水箱、位于所述水箱内的冷凝管及增压泵,所述冷凝管的进口与所述排放门相连通、出口位于所述水箱内且高于水位线,所述水箱上设置有补水口、出水口及尾气外排口,所述出水口通过所述增压泵与所述第二汽缸的喷嘴相连通。
优选地,所述循环冷却系统还包括有冷却水套,所述冷却水套套设在所述第一汽缸、所述第二汽缸及所述第三汽缸的外部。
优选地,所述循环冷却系统还包括有换热器,所述换热器包括有用于进行热交换的散热管及吸热管,所述吸热管的进口与所述水箱的出水口相连通、出口与所述第二汽缸的喷嘴相连通,所述散热管的出口与所述冷却水套的进口相连通、进口与所述冷却水套的出口相连通,所述冷却水套内设置有冷却介质。
优选地,所述循环冷却系统还包括有混合装置,所述混合装置包括混合箱、控制器、温度传感器及流量控制阀;所述冷凝管上设置有温水出口,所述温水出口处于所述冷凝管进口的下方,所述温水出口及所述水箱的出水口分别与所述混合箱的进口相连通,所述冷却水套的进口与所述混合箱的出口相连通、出口与所述第二汽缸的喷嘴相连通;所述温度传感器设置在所述混合箱内,所述流量控制阀设置有两个、分别连接在所述温水出口及所述水箱的出水口处,所述控制器与所述温度传感器及所述流量控制阀均通信连接以根据温度来调节两路水量。
优选地,所述循环冷却系统还包括有排水阀及液体过滤器,所述液体过滤器及所述排水阀均位于所述水箱的出水口下游;所述循环冷却系统还包括罩设在所述换热器外的可拆卸式保温套。
本发明提供的技术方案中,十二冲程发动机配置第二汽缸,第二汽缸利用第一汽缸的增压流体和高温废气接触后体积膨胀产生的强大压力推动进行动力输出,可以将燃料汽缸内燃料燃烧并做功后排出的高温废气的能量进行利用和动力转化,与现有技术中将燃料汽缸做功后的高温废气直接排放到空气中相比,本发明提供的发动机,显著提高了对燃油的能量利用率,提高热效率,提高动力输出,降低能源损耗,具有显著的实用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中十二冲程发动机第二汽缸的结构示意图;
图2为本发明一些实施例中十二冲程发动机循环冷却系统的结构示意图;
图3为本发明其它实施例中十二冲程发动机循环冷却系统的结构示意图;
图4为本发明实施例中第二活塞的结构示意图。
图1-图4中:
1、第一汽缸;101、排气口;120、排气通道;2、第二汽缸;201、排放门;202、喷嘴;203、第二活塞;204、进气门;205、凹槽;3、第三汽缸;4、水箱;401、出水口;402、尾气外排口;5、冷凝管;501、温水出口;6、增压泵;7、换热器;8、冷却水套;9、液体过滤器;10、排水阀;11、排气阀;12、混合装置。
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,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。
本具体实施方式的目的在于提供一种十二冲程发动机,设有利用燃料汽缸排出的高温废气的热量再次做功而输出动力的汽缸,显著提高了热能利用率及输出的动力。
以下,结合附图对实施例作详细说明。此外,下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明的内容起任何限定作用。另外,下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
请参考附图1-4,本实施例提供的一种十二冲程发动机,至少设置有两个汽缸,即包括有第一汽缸1及第二汽缸2,第一汽缸1内的活塞设为第一活塞,第二汽缸2内的活塞设为第二活塞203,第一活塞及第二活塞203均与发动机的曲柄连杆机构相连接,可以是共用一根曲轴输出动力。其中,第一汽缸1设为现有技术中的四冲程往复活塞式内燃机汽缸,可以是汽油机也可以是柴油机的四冲程汽缸,燃料还可以天然气或油气双料,该汽缸通过燃料燃烧来推动活塞做功,包括有第一活塞、喷油嘴、火花塞、供燃油与空气进入的进气口及供高温废气排出的排气口101等部件,第一活塞在第一汽缸1内往复运动进行吸气、压缩、做功及排气四个冲程并完成一个工作循环,燃油及空气的混合气体经进气口进入第一汽缸1内,被第一活塞压缩后点燃并推动第一活塞下行做功而输出动力,之后的高温废气经排气口101排出。现有技术中,燃料燃烧产生的高温气体在推动活塞做功后都是当成尾气直接排出,而本实施例中,第二汽缸2设置有第二活塞203、进气门204、排放门201及供增压流体进入的喷嘴202,第一汽缸1的排气口101通过排气通道120与进气门204相连通以使第一汽缸1内排出的高温废气进入第二汽缸2,高温废气的压力在3到6个大气压之间,温度在700到1000摄氏度之间。高温废气进入第二汽缸2内,会有推动第二活塞203下行的作用,可以将部分热量转化为动力,而同时,为避免高温废气的压力不足,喷嘴202与容纳增压流体的容器相连通,增压流体通过喷嘴202喷入第二汽缸2内,第一汽缸1内排出的高温废气仍然含有大量剩余热量,其不经冷却并直接注入第二汽缸2内,使得进入第二汽缸2内的气体具有高温、具有大量热量,增压流体可以是遇热膨胀或蒸发的水、液氮、液态二氧化碳等液体,增压流体的沸点可低于高温废气的温度,则增压流体遇到高温废气,吸收热量并升温汽化,体积急剧膨胀,快速增大缸内压力,推动第二活塞203下行做功,则增压流体和高温废气共同作用可使第二活塞203被快速推动而有效输出动力。为防止空气污染,可优先使用水作为增压流体。喷嘴202可以是雾化喷头,喷嘴202与容纳增压流体的容器如水箱4之间还设置有增压泵6,当水带有压力喷入第二汽缸2后,水雾与从第一汽缸1过来的高温废气相接触,会快速被汽化,形成大量水蒸气,增大第二汽缸2内的压力,并推动第二活塞203下行做功,第二汽缸2相当于一个蒸汽做功汽缸。
如此设置,本实施例中提供的十二冲程发动机,通过对燃料汽缸排出的高温废气加以利用,可以将高温废气中的热量转换为动力,并与燃料汽缸共同输出动力,显著提高对燃油的热量利用,提高热效率,提高动力输出,降低能源损耗,同时,燃油热效率增高,可以在同等动力需求下降低油耗。
由于第二汽缸2是利用第一汽缸1的高温余热来汽化增压流体从而做功,第二汽缸2不需要点火,也可以不需要压缩过程,因此,本实施例中,第二汽缸2可以两个行程完成一次做功,工作循环包括做功冲程和排气冲程。当第二活塞203在上止点时,第一汽缸1正好处于下止点,属于做功冲程完毕阶段,第一汽缸1进行排气冲程并将高温气体排入第二汽缸2内,第二活塞203通过高温废气和增压流体的共同推动下行而输出动力,当第二活塞203下行至下止点做功完毕,第一行程结束、做功冲程完成;而后第二活塞203上行使增压流体和降温后的废气经排放门201排出,第二行程结束、排气冲程完成,两个行程输出一次动力,随后再次进行下行做功,如此循环。
本实施例中,第二活塞203的行程频率与四冲程的第一汽缸1的活塞行程频率相一致,此时,四冲程燃料汽缸配置有两个,即增设第三汽缸3,第三汽缸3是和第一汽缸1相同的现有技术中的四冲程燃料汽缸,第三汽缸3的排气口101也通过管道与第二汽缸2的进气门204相连通,以使第三汽缸3的高温废气直接排入第二汽缸2内。而第一汽缸1和第三汽缸3交替向第二汽缸2内排入高温废气,三个汽缸的冲程配合,可以如此设置,第一汽缸1和第三汽缸3的活塞同步同向运行、但冲程不同,第二汽缸2的活塞与第一汽缸1和第三汽缸3的活塞同频率反向运行;以首次运行为例进行说明:第一汽缸1首先正式工作,进行吸气、压缩、做功和排气冲程,当开始进行做功冲程时,第三汽缸3开始工作(之前可为空转),进行吸气、压缩、做功和排气冲程,即第一汽缸1的做功冲程对应第三汽缸3的吸气冲程;而当第一汽缸1的做功冲程完毕,开始进行排气冲程时,第二汽缸2发动(之前可为空转),第一汽缸1的高温废气注入及第二汽缸2的做功冲程同步开始,即第一汽缸1的排气冲程对应第二汽缸2的做功冲程;然后第一汽缸1进行吸气冲程,第二汽缸2进行排气冲程,第三汽缸3进行压缩冲程,之后第三汽缸3进行排气冲程,此时第三汽缸3的高温废气注入,第二汽缸2同时进行另一个做功冲程。如此设置,四个行程中,二冲程的第二汽缸2进行两次做功,分别对应第一汽缸1和第三汽缸3的两个排气冲程,如此交替,第一汽缸1完成进气、压缩、做工、排气四个冲程;第三汽缸3完成进气、压缩、做工、排气四个冲程;第二汽缸2完成进“第一汽缸1的高温废气”做工、排气、进“第三汽缸3的高温废气”做工、排气四个冲程;三个气缸一共完成十二个冲程,三个气缸以十二冲程为一个工作循环,详见下表。该发动机的四个行程中,每个行程都有一个汽缸在输出动力,动力输出连贯,且整体而言,动力输出效率高。
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在第二汽缸2的工作循环过程中,还涉及向第二汽缸2内注入高温废气的过程及向第二汽缸2内注入增压流体的过程,高温废气注入过程与第二汽缸2的做功冲程同步启动进行,而第二汽缸2的四个行程内进行两次增压流体注入过程,分别与第一汽缸1及第三汽缸3的气体注入过程相对应,增压流体的注入过程可以在第二汽缸2的做功冲程内进行,也可以在排气冲程内进行。
增压流体设为水,根据向第二汽缸2内喷水的时机,可以分为两种工作模式。第一种,喷水可以与第一汽缸1或第三汽缸3向第二汽缸2内排气同时进行,喷水注入过程与气体注入过程同时进行,如此,水和高温废气直接快速接触,水会快速形成水蒸气;另一方面,当第二汽缸2的排气门打开进行排气冲程时,降温后的气体与水蒸气同时外排,此时,缸内压力下降,水的沸点也会下降,可避免水蒸气液化,可以使第二汽缸2内的基本没有液态水。第二种,喷水可以在气体注入第二汽缸2之前进行,即在第二活塞203上行并进行排气冲程时,即可进行喷水、完成喷水注入过程,如此,液态水会与上个冲程留下的水蒸气进行一次热交换,可以吸收上冲程的残留热量,提高热利用率,降低能源损耗,也可以加快液态水汽化和上冲程水蒸气冷凝的过程;此方案,可以能会造成,会有液态水存留在第二汽缸2内,为避免水流入曲轴箱,如图4所示,第二活塞203的顶部端面上可以设有凹槽205,如顶端呈向下凹陷的凹面结构,用于存储液态水。
需要说明的是,三个汽缸串联,三个活塞共用一根曲轴的技术特征为现有技术,此处不在赘述,而发动机的其余配件如配气机构、燃料供给系统、润滑系统、点火系统和起动系统等,不是本实施例的论述重点和改进方面,也不影响本领域技术人员对本技术方案的理解和应用,故不进行过多描述。第一汽缸1及第三汽缸3的进气口和排气口,以及第二汽缸的排放门201均为现有的发动机上的气门结构,由凸轮轴控制开合。
对于一个第二汽缸2,四冲程燃料汽缸可以配置有一个,也可以配置有两个、三个或多个,或者,第二汽缸2也可以设置有两个或三个或多个,对于汽缸的组合可以有多种,本文论述的是三个汽缸的组合,还可以是以下情况,比如:四个汽缸——两个燃料汽缸和两个蒸汽汽缸,工作状态是,两个燃料汽缸交替的同时向两个蒸汽汽缸排入高温废气;五个汽缸——四个燃料汽缸和一个蒸汽汽缸,四个燃料汽缸分成两组,交替的向一个蒸汽汽缸排放高温废气,等。
第一汽缸1和第三汽缸3的排量相同,第二汽缸2的缸内容积可大于第一汽缸1或第三汽缸3的单次排量,如三个汽缸的内容积比例可以是1:2:1,第二汽缸2的排量是第一汽缸1或第三汽缸3的两倍,如此可以吸收更多的热量,容纳更多的水蒸气。为防止第二汽缸2内的气体反向流入第一汽缸1和第三汽缸3,第二汽缸2的两个进气门204处都设有单向阀,单向阀的出口朝向进气门204。
为了向水箱4内注水,水箱4上设置有补水口,补水口处可设置有用于遮盖补水口的水箱盖。而循环冷却系统的管路上设置有排气阀11,以和补水口形成连通而平衡管路内的压力。
如图2所示,本实施例中,十二冲程发动机还包括有循环冷却系统,循环冷却系统包括有水箱4、位于水箱4内的冷凝管5及增压泵6,水箱4上除设置有补水口及出水口401外,还设置有供尾气排出的尾气外排口402,出水口401与第二汽缸2的喷嘴202相连通。增压泵6连接在水箱4的出水口401与第二汽缸2的喷嘴202之间,将水箱4内的水注入第二汽缸2。冷凝管5的进口与第二汽缸2的排放门201相连通、出口位于水箱4内与水箱4内部连通且高于水位线。而第二汽缸2输出动力之后,缸内的降温之后的废气和水蒸气通过排放门201排出进入冷凝管5。由于冷凝管5内置于水箱4内,废气和水蒸气会与水箱4内的水进行热交换,水蒸气冷凝液化,而后液化的水和废气从冷凝管5出口排出进入水箱4,水留在水箱4内进行循环使用,而废气从水箱4上的尾气外排口402排出。如此设置,不仅水可以循环使用,而且水在水箱4内吸收了冷凝管5内废气和水蒸气的热量,进行了初步加热,利于在进入第二汽缸2后快速汽化;且,也进一步回收利用了从第二汽缸2排出的热量,进一步降低能源损耗;其次,从第二汽缸2的排放门201排出的废气和水蒸气经冷却,随着水蒸气冷凝,可以对气体中的颗粒物质起到过滤和吸附沉淀的作用,而含有颗粒的水进行防污处理相对于大气污染显然易于处理,如此,经本发动机排出的尾气相比于现有技术,可以降低对大气的污染程度;再次,废气和水蒸气经冷凝管5和水箱4再外排,相比于直接外排,可以降低排放噪音。
冷凝管5可呈螺旋状设置在水箱4内,来增长水箱4内冷凝管5的长度,利于热量充分交换,也可使水蒸气充分液化。如图2和图3所示,从第二汽缸2外排的水蒸汽在冷凝管5冷却液化并会进行循环使用,为保证喷入第二汽缸2内的水杂质含量低,循环冷却系统的管路上还可以设置有液体过滤器9,来对水进行过滤,液体过滤器9可位于水箱4的出水口401下游。液体过滤器9可使有现有技术中的液体过滤器9或管道过滤器。
燃油燃烧散发的热量,会有部分被汽缸吸收而散失掉,本实施例中,循环冷却系统还包括有冷却水套8,冷却水套8套设在第一汽缸1、第二汽缸2及第三汽缸3的外部。冷却水套8内有冷却介质,可以吸收各汽缸散发的热量,然后进行回收利用,即可以降低能源浪费。
冷却水套8吸收的热量可以供给用于注入第二汽缸2内的水。如图2所示,本实施例中,循环冷却系统还包括有换热器7,换热器7即为现有技术中的换热器7,如管式换热器7,包括有用于进行热交换的散热管及吸热管,散热管内置于吸热管内。吸热管的进口与水箱4的出水口401相连通、出口与第二汽缸2的喷嘴202相连通,散热管的出口与冷却水套8的进口相连通、进口与冷却水套8的出口相连通。冷却介质设置为具有流动性的冷却液,在冷却水套8与换热器7的散热管之间循环流动,并将各汽缸散发的热量吸收,然后传递给从水箱4流出的水,则用于给第二汽缸2增压的水,在水箱4内进行了首次热量吸收,从水箱4流出后会再次吸收热量,进行二次加热,然后再进入第二汽缸2进行汽化。如此设置,可以将发动机散发的热量充分回收并巧妙利用,提高整个发动机的能量利用效率。本实施例的优选方案中,还可以在换热器7外部也就是吸热管外部套设可拆卸式保温套,防止热量流失。可拆卸式保温套可以是带有保温棉层的筒袋,直接套在管式吸热管外,也可直接拆卸。
或者,用于给第二汽缸2增压的水可以直接进入冷却水套8吸收热量。如,水箱4的出水口401直接与冷却水套8的进口相连通,冷却水套8的出口直接与增压泵6相连通,水流经冷却水套8,吸收各汽缸的热量之后再被注入第二汽缸2;或,如图3所示,本实施例中,冷凝管5上还设置有温水出口501,温水出口501的高度低于冷凝管5的进口;循环冷却系统还包括有混合装置12,混合装置12包括混合箱、温度传感器、控制器及流量调节阀。温水出口501及水箱4的出水口401分别与混合箱的进口相连通,从第二汽缸2排出并进入冷凝管5内的水蒸气,液化后可直接从温水出口501流入混合箱内,水箱4内的低温水也流入混合箱内,两种不同温度的水在混合箱内混合。混合箱的进口及出口均设置流量调节阀。温度传感器位于混合箱内部,并与控制器通信连接,控制器与两个流量调节阀通信连接,并根据水温调控两路进入混合箱的水量比例,以此来控制混合箱内的水温。冷却水套8的进口与混合箱的出口相连通、出口与第二汽缸2的喷嘴202相连通。经混合箱调节后的水,注入冷却水套8内吸收各汽缸的热量,然后再喷入第二汽缸2内吸热汽化。控制器可以是现有技术中的型号为西门子smart-7系列的PLC,也可以现有技术中的单片机。
冷凝管5的与排放门201相连的一端管口,可以通过隔板沿径向隔开,使管口一分为二,其中一半与排放门201相连通供废气与水蒸气进入冷凝管5内,为防止倒流,此处可设置有单向阀,另一半可以形成温水出口501,使冷凝管5内液化的水直接流入混合箱,省去与水箱4内的水进行热量交换的过程。
为便于对循环冷却系统内的水进行更换,循环冷却系统还包括有排水阀10,排水阀10可以位于循环冷却系统的管路上,并可以位于整个系统的最低点,便于排水。
除上述各实施例外,针对十二冲程发动机的一些细节,还可以描述其它实施例,如,为进一步防止各汽缸的缸体吸收的热量会散失,一些实施例中,整个发动机机体外也可以罩设有可拆卸式的机体保温套,机体保温套也可以是使用保温棉制作而成的筒套,再需要时直接罩在机体外,在不需要时直接拆除;在其它一些实施例中,水箱4外壁上可以设置有散热片,来对水箱4内的水进行降温处理,还可以配置有风扇,来对水箱4加强散热。
现有技术中的汽油机在运行过程中的热损失大致为,尾气排放带走的热量、散热器散发的热量以及机体散发的热量占50%至55%;柴油机在运行过程中热损失大致为,尾气排放带走的热量、散热器散发的热量以及机体散发的热量占40%至45%。本文中增加循环冷却系统就是为了减少这些热损失,第二汽缸的作用是利用燃料汽缸排出的高温废气做功;循环冷却系统的作用有两个:一是把燃料汽缸散发的热量吸收带入第二汽缸做功,二是把从第二汽缸排出的蒸汽冷凝成水回收使用,同时也把残余热量回收,实现循环利用。本实施例提供的十二冲程发动机减少了多少热损失就等于提高了多少热效率。
可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本发明提供的多个方案包含本身的基本方案,相互独立,并不互相制约,但是其也可以在不冲突的情况下相互结合,达到多个效果共同实现。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种十二冲程发动机,其特征在于,包括有第一汽缸(1)及第二汽缸(2),所述第一汽缸(1)设置为四冲程燃料汽缸并包括有第一活塞、喷油嘴、火花塞、供燃油与空气进入的进气口及供高温废气排出的排气口(101),所述第二汽缸(2)设置有第二活塞(203)、进气门(204)、排放门(201)及供增压流体进入的喷嘴(202),所述喷嘴(202)与容纳所述增压流体的容器相连通,以使所述增压流体进入所述第二汽缸(2),所述进气门(204)与所述排气口(101)相连通以使所述第一汽缸(1)排出的气体进入所述第二汽缸(2),所述第二活塞(203)受所述第二汽缸(2)的缸内压力推动而输出动力,所述第一活塞及所述第二活塞(203)均与曲柄连杆机构相连接。
2.如权利要求1所述的十二冲程发动机,其特征在于,还包括有第三汽缸(3),所述第三汽缸(3)设置为四冲程燃料汽缸,所述第三汽缸(3)的排气口(101)与所述第二汽缸(2)的进气门(204)相连通,所述第二活塞(203)的行程频率与所述第一汽缸(1)及所述第三汽缸(3)的活塞行程频率相一致。
3.如权利要求1所述的十二冲程发动机,其特征在于,所述第二汽缸(2)的工作循环包括有做功冲程及排气冲程,所述工作循环的过程中还包括有气体注入过程及增压流体注入过程,所述气体注入过程与所述做功冲程同步启动,所述增压流体注入过程在所述做功冲程或所述排气冲程进行。
4.如权利要求2所述的十二冲程发动机,其特征在于,所述增压流体设为水。
5.如权利要求1所述的十二冲程发动机,其特征在于,所述第二活塞(203)的底端与所述曲柄连杆机构相连接、顶端端面上设置有向下凹陷的凹槽。
6.如权利要求4所述的十二冲程发动机,其特征在于,还包括有循环冷却系统,所述循环冷却系统包括有水箱(4)、位于所述水箱(4)内的冷凝管(5)及增压泵(6),所述冷凝管(5)的进口与所述排放门(201)相连通、出口位于所述水箱(4)内且高于水位线,所述水箱(4)上设置有补水口、出水口(401)及尾气外排口(402),所述出水口(401)通过所述增压泵(6)与所述第二汽缸(2)的喷嘴(202)相连通。
7.如权利要求6所述的十二冲程发动机,其特征在于,所述循环冷却系统还包括有冷却水套(8),所述冷却水套(8)套设在所述第一汽缸(1)、所述第二汽缸(2)及所述第三汽缸(3)的外部。
8.如权利要求7所述的十二冲程发动机,其特征在于,所述循环冷却系统还包括有换热器(7),所述换热器(7)包括有用于进行热交换的散热管及吸热管,所述吸热管的进口与所述水箱(4)的出水口(401)相连通、出口与所述第二汽缸(2)的喷嘴(202)相连通,所述散热管的出口与所述冷却水套(8)的进口相连通、进口与所述冷却水套(8)的出口相连通,所述冷却水套(8)内设置有冷却介质。
9.如权利要求7所述的十二冲程发动机,其特征在于,所述循环冷却系统还包括有混合装置(12),所述混合装置(12)包括混合箱、控制器、温度传感器及流量控制阀;所述冷凝管(5)上设置有温水出口(501),所述温水出口(501)处于所述冷凝管(5)进口的下方,所述温水出口(501)及所述水箱(4)的出水口(401)分别与所述混合箱的进口相连通,所述冷却水套(8)的进口与所述混合箱的出口相连通、出口与所述第二汽缸(2)的喷嘴(202)相连通;所述温度传感器设置在所述混合箱内,所述流量控制阀设置有两个、分别连接在所述温水出口(501)及所述水箱(4)的出水口(401)处,所述控制器与所述温度传感器及所述流量控制阀均通信连接以根据温度来调节两路水量。
10.如权利要求8所述的十二冲程发动机,其特征在于,所述循环冷却系统还包括有排水阀(10)及液体过滤器(9),所述液体过滤器(9)及所述排水阀(10)均位于所述水箱(4)的出水口(401)下游;所述循环冷却系统还包括有罩设在所述换热器(7)外的可拆卸式保温套。
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