CN113756941A - 车辆动力装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆动力装置，包括内燃机和与内燃机连接且可将来自内燃机的热能转换为机械能的外燃机。本发明的车辆动力装置，将内燃机燃烧室排出的高温废气进行二次利用，提高了发动机的热效率，减少了热能损失，直接减少了化石燃料的消耗，降低了油耗排放，提高节能减排效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆动力装置。
背景技术
怎样提高热机的效率？是自热机问世以来，科学家、发明家和工程师们一直研究的重要问题；现在的内燃机和喷气机跟最初的蒸汽机相比，效率虽然提高了很多，但从节约能源的要求来看，热机的效率还远远不能满意，就市场使用最广的内燃机而言，目前通过采用一些GDI缸内直喷、VVT正时气门可变技术以及热管理等技术手段提高热效率，最多也只达40％，大部分能量被白白浪费掉了。
另外，近年来，随着市场机动车保有量的逐年攀升，迫于环保方面的压力，国家对于机动车的环保要求方面越来越苛刻，中国机动车污染物排放标准也逐步提升，特别是当前国家环保部门所推行实施的国六B标准，要求机动车一氧化碳、非甲烷烃、氮氧化物的排放相较国五几乎严了一倍，同时PM细颗粒排放降低为3mg/km，增加了PN细颗粒的排放限值要求。因此，对于机动车而言，减少化石燃料的燃烧，降低排放污染就成了保护环境最直接有效的实施途径，节能减排效果还需进一步提高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种车辆动力装置，目的是提高节能减排效果。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：车辆动力装置，包括内燃机和与所述内燃机连接且可将来自内燃机的热能转换为机械能的外燃机。
所述内燃机包括第一缸体、第一活塞和第一曲轴，所述外燃机包括第二缸体、第二活塞和第二曲轴，第一缸体和第二缸体连接，第一曲轴和第二曲轴连接。
所述内燃机包括排气道，所述外燃机包括膨胀腔、压缩腔、与膨胀腔和压缩腔连通的连通管以及与连通管和排气道连接的导热片，膨胀腔和压缩腔内均设置一个所述第二活塞。
所述外燃机还包括设置于所述连通管上的回热器和冷却器，冷却器位于回热器和所述压缩腔之间，所述导热片位于所述膨胀腔和冷却器之间。
本发明的车辆动力装置，将内燃机燃烧室排出的高温废气进行二次利用，提高了发动机的热效率，减少了热能损失，直接减少了化石燃料的消耗，降低了油耗排放，提高节能减排效果。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明车辆动力装置的结构示意图；
图中标记为：1、燃烧室；2、膨胀腔；3、压缩腔；4、进气道；5、排气道；6、导热片；7、回热器；8、冷却器；9、第一曲轴；10、第二曲轴；11、第一活塞；12、第二活塞。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1所示，本发明提供了一种车辆动力装置，包括内燃机和与所述内燃机连接且可将来自内燃机的热能转换为机械能的外燃机。
具体地说，如图1所示，内燃机包括第一缸体、燃烧室1、进气系统、排气系统、第一活塞11和第一曲轴9，第一活塞11通过第一连杆与第一曲轴9连接。外燃机包括第二缸体、第二活塞12和第二曲轴10，第二活塞12通过第二连杆与第二曲轴10连接。第一缸体和第二缸体固定连接，第一曲轴9和第二曲轴10为同轴固定连接，第一曲轴9和第二曲轴10为同步旋转，向外输出动力。工作时，内燃机燃烧所形成的化学能一部分转化为机械能推动第一活塞11做功，另一部分转化为热能传递给外燃机，通过空气热胀冷缩原理，再次转化为机械能，驱动第二活塞12做功，二者共同驱动曲轴旋转；从而提高了热机的效率，减少热量损失；同时由于外燃机部分不需要通过重新燃烧化石燃料来获取热能做功，相对于同排量的传统内燃机而言，相当于减少了化石燃料的燃烧，降低油耗排放，达到了节能减排的目的。
如图1所示，内燃机的燃烧室1与现有内燃机的燃烧室相同，同样在顶端设置有进、排气门，化石燃料与空气混合在燃烧室1燃烧后经排气门排出。排气系统包括排气道5，外燃机包括膨胀腔2、压缩腔3、与膨胀腔2和压缩腔3连通的连通管以及与连通管和排气道5连接的导热片6，膨胀腔2和压缩腔3内均设置一个第二活塞12。导热片6将排气道5与膨胀腔2相连，将废气的热能传递至膨胀腔2，驱动第二活塞12做功，实现热能向机械能的转换。
如图1所示，外燃机还包括设置于连通管上的回热器7和冷却器8，冷却器8位于回热器7和压缩腔3之间，导热片6位于膨胀腔2和冷却器8之间。回热器7采用耐高温且导热性好的金属材料制成。
车辆动力装置正常启动时，首先内燃机部分的进气门打开，吸入新鲜空气，ECU控制喷油，压缩后，再由ECU控制点火燃烧做功，然后排气门打开排出高温废气；与次同时高温废气的热能通过导热片6传递至膨胀腔2与回热器7，膨胀腔2内空气受热膨胀，推动第二活塞12下行做功，同时，回热器7将储存的热能传递到压缩腔3，压缩腔3内空气升温后又经冷却器8制冷后温度下降，因空气遇冷收缩从而吸附压缩腔3内的第二活塞12上行做功，至此完成一个工作循环；这样通过周而复始的持续不断的循环，从而得到稳定的动力输出。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.车辆动力装置，包括内燃机，其特征在于：还包括与所述内燃机连接且可将来自内燃机的热能转换为机械能的外燃机。
2.根据权利要求1所述的车辆动力装置，其特征在于：所述内燃机包括第一缸体、第一活塞和第一曲轴，所述外燃机包括第二缸体、第二活塞和第二曲轴，第一缸体和第二缸体连接，第一曲轴和第二曲轴连接。
3.根据权利要求2所述的车辆动力装置，其特征在于：所述内燃机包括排气道，所述外燃机包括膨胀腔、压缩腔、与膨胀腔和压缩腔连通的连通管以及与连通管和排气道连接的导热片，膨胀腔和压缩腔内均设置一个所述第二活塞。
4.根据权利要求3所述的车辆动力装置，其特征在于：所述外燃机还包括设置于所述连通管上的回热器和冷却器，冷却器位于回热器和所述压缩腔之间，所述导热片位于所述膨胀腔和冷却器之间。
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