CN1683761A - 两路循环型内燃机 - Google Patents

Abstract

一种两路循环型内燃机，其特征是：取消现有内燃机的水泵、水箱和风扇，在内燃机气缸体和气缸盖上设置若干进气孔用于安装喷气嘴或分气管，分气管上设置数个喷气孔；气缸体外设置保温层；从压气机(通过变速器与内燃机主轴相连)中出来的空气先喷入内燃机气套吸收气缸体、气缸套和气缸盖的热量，然后进入换热器b中进一步吸收内燃机废气余热，再进入空气透平a中作功，作功后的空气在冬天可进入车厢作热源；内燃机废气先进入换热器b向进入该换热器的空气传热后流入废气处理装置或直接排入大气；在内燃机气套出口设置温度控制装置，当从内燃机气套中出来的空气的温度高于设定范围时则提高压气机的转速，反之则降低压气机的转速。

Description

两路循环型内燃机

技术领域：

本发明涉及一种以内燃循环(第一路)为主，以利用内燃机气缸(含气缸体、气缸套和气缸盖，下同)散热和排气余热、余压进行的循环(第二路)为辅提供机械能的内燃机。

背景技术：

内燃机燃烧系统壁面散热约占燃料燃烧热的三分之一(《(热能与动力机械基础》第24页，王中铮主编，机械工业出版社2000.5)，其中气缸散热约占84％；排烟散热也约占燃烧热的四分之一以上(一般排烟温度为700-900K)(《内燃机学》第65页，周龙保主编，机械工业出版社1999.6)，因此内燃机气缸散热和排烟损失占燃料燃烧热的很大比例，一般53％左右。但目前的内燃机基本上没有利用气缸散热和排气余热，并且为了降低气缸温度和排气温度，还得消耗机械能：利用循环水给气缸降温，利用风扇给循环水降温，利用水泵让水循环；车辆上给循环水降温的风向与车辆前进方面相反，又多消耗机械能；设置消声器消声和降低排气温度，但增加排气阻力消耗机械能等。因此，内燃机的热效率普遍不高，一般38％以下。涡轮增压内燃机也主要利用废气的压力能，该压力能部分来源于内燃机的机械能，废气流出涡轮时温度还较高。

发明内容：

本发明的任务是克服现有内燃机没有充分利用余热、余压的缺点，将气缸散热和排气余热、余压转换成部分机械能，以提高内燃机的热效率。本发明采用的技术方案有五类：

一、一种两路循环型内燃机，包括内燃循环主体，利用气缸体(3)、气缸套(29)、气缸盖(1)散热和内燃机排气余热、余压进行的第二路循环系统，其特征是：设置压气机(6)，该压气机(6)通过变速器(5)与内燃机主轴(4)相连；将原内燃机水箱(散热器)改为换热器a(9)(换热器内有两股流体隔着换热器的管壁背向而行并互相传热，换热器外带保温层)，压气机(6)的空气出气管(8)与换热器a(9)的空气进气管(8)相连；设置换热器b(10)，换热器a(9)的空气出气管(8)与换热器b(10)的空气进气管(8)相连；原内燃机水套[水套是气缸体(3)和气缸盖(2)的双层壁形成的空间，如气缸体水套是气缸体外圈(27)和气缸体内圈(28)之间的空间，其中可以容纳冷却介质]上部和下部通过冷却介质管(13)分别与换热器a(9)两端的液体流路相连，水套下部与换热器a(9)一端相连的冷却介质管(13)上设置冷却介质泵(14)；设置空气透平a(17)，该空气透平a(17)通过变速器或联轴器(5)与内燃机主轴(4)相连，换热器b(10)的空气出气管(8)与空气透平a(17)的空气进气管(8)相连；内燃机废气排放管(11)与换热器b(10)的废气进气管(11)相连；连接换热器b(10)与空气透平a(17)的空气主管(8)上设置阀门a(15)(可用电磁阀)控制气流的大小和开、关；在换热器b(10)中空气的流向与废气的流向相反；从压气机(6)中出来的空气先进入换热器a(9)中吸收气缸体(3)、气缸套(29)和气缸盖(1)的冷却介质——水，柴油、煤油、食用油等油品，溴化锂溶液等液体的热量，从而使内燃机的冷却介质的温度保持在合适的范围内；冷却介质泵(14)将冷却介质从换热器a(9)中泵出并从水套下部压入原内燃机水套，冷却介质在原内燃机水套中吸收内燃机散热后从水套上部流入换热器a(9)中，再向进入换热器a(9)的空气传热，进入下一循环，从而不断冷却内燃机散热壁，使内燃机正常工作；气缸体(3)外设置保温层(2)；从换热器a(9)中出来的空气再进入换热器b(10)中吸收内燃机废气的余热，再进入空气透平a(17)中作功，作功后的空气在冬天可排入车辆驾驶室和乘客室作热源调节气温(如为固定不动的内燃机或船用内燃机则可将热空气通入室内作热源)；或直接排入大气产生反作用力推动车辆或船舶运动；在夏天可作溴化锂制冷装置的热源；换热器a(9)可分为两个液体流路串联的换热器a1(20)和a2(21)，即冷却介质从水套中先流入换热器a1(20)，再流入换热器a 2(21)，然后流入水套进入下一循环。换热器a1(20)用于向从压气机(6)中流出的空气传热，即作第二路循环工质的热源；换热器a2(21)在夏天作溴化锂制冷装置的热源，在冬天可作第二路循环工质的热源；在内燃机水套出口设置温度控制装置(12)，该装置通过电路线(57)与变速器(5)相连，当水套中冷却介质的温度高于设定范围时则通过调节变速器(5)提高压气机(6)的转速，反之则降低压气机(6)的转速。

二、一种两路循环型内燃机，包括内燃循环主体，利用气缸体(3)、气缸套(29)、气缸盖(1)散热和内燃机排气余热、余压进行的第二路循环系统，其特征是：设置压气机(6)，该压气机(6)通过变速器(5)与内燃机主轴(4)相连；取消现有内燃机的水泵、水箱(散热器)和风扇系统，将现有内燃机的气缸体(3)和气缸盖(1)的水套作为气套使用，即在气缸体(3)和气缸盖(1)上设置若干进气孔(40)用于安装喷气咀(30)或分气管(31)；分气管外形为长方体或圆柱体等形状，分气管壁面上设置数个喷气孔(32)；喷气咀(30)和分气管(31)上的各喷气孔(32)大小及布置位置应恰当，喷气孔的中心线与气缸套的中心线相交并互相垂直，使从喷气孔(32)中喷出的空气能均匀地冷却散热壁；压气机(6)的空气出气管(8)与各空气支管(42)相连并相通，各空气支管与内燃机气缸体的各进气孔(40)相连并相通；气缸体(3)外设置保温层(2)；设置空气透平a(17)，该空气透平a(17)通过变速器或联轴器(5)与内燃机主轴(4)相连；设置换热器b(10)，内燃机废气管(11)与换热器b(10)的废气进气管相连并相通，换热器b(10)的废气出气管与废气处理装置相连并相通，或直接与大气相通；内燃机废气先进入换热器b(10)向进入该换热器b(10)的空气传热后流入废气处理装置或直接排入大气，排气方向与车辆运动方向相反；从压气机(6)中出来的空气先喷入内燃机气套吸收气缸体(3)、气缸套(29)和气缸盖(1)的热量，然后进入换热器b(10)中进一步吸收内燃机废气余热，再进入空气透平a(17)中作功，作功后的空气在冬天可进入车厢作热源(如为固定不动的内燃机或船用内燃机则可将热空气通入室内作热源)，在夏天可作溴化锂制冷装置的热源；在内燃机气套出口设置温度控制装置(12)，该装置通过电路线(57)与变速器(5)相连，当水套中冷却介质的温度高于设定范围时则通过调节变速器(5)提高压气机(6)的转速，反之则降低压气机(6)的转速。

三、一种两路循环型内燃机，包括内燃循环主体，利用气缸体(3)、气缸套(29)、气缸盖(1)散热和内燃机排气余热、余压进行的第二路循环系统，其特征是：取消现有内燃机的水泵、水箱(散热器)和风扇系统，利用现有内燃机的水套，水套内设置温度控制装置(12)控制液氨的温度，该装置通过电路线(57)与阀门a(15)相连，一般水套内液氨的温度范围为90-95℃，该温度也可放宽到120-145℃，当水套中液氨的温度超过设定范围时，阀门a(15)自动开启；在原内燃机水套顶部出口设置液位控制装置(44)控制水套内液氨的液位高度，该装置通过电路线(57)与凝结泵(24)相连，当液位低于设定值时，凝结泵(24)自动开启或提高转速，向水套中输液氨；设置储气罐(47)；设置氨(丁烷、戊烷等)透平(26)，该透平(26)通过变速器(5)与内燃机主轴(4)相连；设置凝结泵(24)、冷凝器(23)和换热器b(10)；凝结泵(24)出口与内燃机水套下部之间相通并且在凝结泵(24)出口与内燃机水套下部之间设置止回阀(43)防止凝结泵(24)停止运转时液氨往冷凝器(23)回泄；内燃机水套上部与换热器b(10)的工质进口相通，换热器b(10)出口与氨透平(26)进口相通，氨透平(26)出口与冷凝器(23)的工质进口相通，冷凝器(23)的工质出口与凝结泵(24)的工质进口相通；内燃机废气排放管(11)与换热器b(10)的废气进气管相通，换热器b(10)的废气出气管与废气处理装置相通，或直接与大气相通；液态氨等工质经凝结泵(24)压入原内燃机水套，在水套中吸收内燃机散热壁的热量后汽化，再进入换热器b(10)中进一步吸收内燃机废气的热量，再进入氨透平(26)作功，乏气再进入冷凝器冷凝后被凝结泵压入内燃机水套，再进入下一循环。

四、一种两路循环型内燃机，包括内燃循环主体，利用气缸体(3)、气缸套(29)、气缸盖(1)散热和内燃机排气余热、余压进行的第二路循环系统，其特征是：取消现有内燃机的水箱(散热器)、水泵和风扇系统，利用现有内燃机的水套，设置储水箱(46)、硬水处理装置(45)、换热器b(10)、储气罐(47)和蒸汽轮机(48)，储水箱(46)通过水管(13)与硬水处理装置(45)相通，硬水处理装置(45)通过水管(13)与内燃机水套下部进口相通，硬水处理装置(45)与内燃机水套之间的水管(13)上设置水泵(14)；内燃机水套上部出口与换热器b(10)的工质进口相通；换热器b(10)的工质出口与蒸汽轮机(48)工质进口相通；蒸汽轮机(48)通过变速器(5)与内燃机主轴(4)相连；内燃机废气管(11)与换热器b(10)的废气进气管相通，换热器b(10)的废气出气管与废气处理装置相通，或直接与大气相通；储水箱(46)中的水流入(从高到低)硬水处理装置(45)处理后被水泵(14)泵入内燃机水套，在水套中吸热变成蒸汽后进入换热器b(10)中进一步吸收内燃机废气的热量；蒸汽再通入储气罐(47)，待储气罐(47)中蒸汽压力达到一定值后再打开阀门a(15)让水蒸汽进入蒸汽轮机(48)作功，乏汽可进入车厢或船舶所需之处作热源，提高气温或作制冷热源；水套内设置温度控制装置(12)控制水套中水的温度，该装置通过电路线(57)与阀门a(15)相连，一般水套中水的温度范围为110-120℃，该温度也可放宽到120-145℃，当水套中水的温度超过设定范围时，阀门a(15)自动开启；在原内燃机水套顶部出口设置液位控制装置(44)控制水套内水的液位高度，该装置通过电路线(57)与水泵(14)相连，当液位低于设定值时，水泵(14)自动开启，向水套中泵水；内燃机废气先进入换热器b(10)中向水蒸汽传热后进入废气处理装置或放空；或再设置冷凝器(23)，将乏气引入冷凝器(23)冷凝后泵入储水箱，进入下一循环。

五、一种用于两路循环型内燃机的换热与废气处理一体化装置，其特征是在换热器的废气流动管道或路径内安装废气处理材料或装置，如在换热器的列管内安装，或在列管之间的间隙内安装。

下面对以上的技术方案提出附加的技术特征：

对第一、二、三、四种技术方案，增加一台空气透平b(19)，内燃机废气先进入空气透平b(19)中作功后再进入换热器b(10)中向从换热器a(9)中出来的空气传热后进入废气处理装置或排入大气；如果从空气透平b(19)中出来的废气温度较低，则进换热器c(18)，再进废气处理装置或排入大气。

对第一、二种技术方案，在压气机(6)出口设置两支管，一支管中的空气作第二路循环的工质，即该股空气进入换热器a(9)或直接进入内燃机气套；另一支管中的空气作增压内燃机的内燃循环的工质，即该股空气与内燃机燃烧室(由气缸盖、气缸套和活塞围成的空间)相通，用于内燃机增压；压气机(6)通过变速器(5)或联轴器(58)或皮带、齿轮与空气透平a(17)、空气透平b(19)联接，第一种技术方案中的冷却介质泵(14)也通过变速器(5)或联轴器(58)或皮带或齿轮与空气透平a(17)、空气透平b(19)联接。

对第二种技术方案，气缸体(3)上可减少进气孔(40)的数量，增大进气孔(40)的直径，在内燃机气套内安装分气室(33)或分气套(37)，分气室(33)或分气套(37)是由几个平面或曲面组合成的有一定容积的封闭或半封闭的容器状物，分气室(33)和分气套(37)上至少有一个进气管(34)或进气孔(40)用于与压气机的空气出气管(8)相通，半封闭分气套上(37)至少有两根密封环(41)，分气室(33)和各种分气套(37)上有若干个布置均匀的喷气孔(32)用于对着内燃机散热壁喷射空气，喷气孔的中心线与气缸套的中心线相交并互相垂直；内燃机气缸体内可设置散热翅片(38)，该翅片同时起加强筋的作用，该翅片和气缸体(2)外圈的内壁之间可安装分气室(33)或分气套(37)。

对第一、二种技术方案，在压气机(6)和换热器a(9)之间增加换热器c(18)，从压气机(6)中出来的空气先进入换热器c(18)中吸热，再流入换热器a(9)中，从换热器b(10)中出来的废气进入换热器c(18)中传热后排入废气处理装置或排入大气中；对第三、四种技术方案，在内燃机水套下部进口与止回阀(43)或水泵(14)之间增加换热器c(18)，该换热器c(18)的废气进口与换热器b(10)的废气出口相通，换热器c(18)的废气出口与废气处理装置或大气相通；内燃机废气在换热器b(10)中传热后再进入换热器c(18)中进一步传热然后进入废气处理装置或排入大气，液氨等低沸点工质或水先在换热器c(18)中预热后进入水套，或者将作功后的氨蒸汽或水蒸汽引入换热器c(18)中传热后再引入冷凝器。

对第一、三两种技术方案，取消第一种方案中的压气机(6)和空气主管(8)，将第三种方案中的液氨等工质通入换热器a(9)中吸收冷却介质的热量，再通入换热器b(10)中吸收内燃机废气的热量，再进入氨透平中作功，其他部分与第一、三两种技术方案相同。

发明的意义：本发明充分利用气缸散热和排气余热、余压，提高了内燃机的热效率，节约能源，降低运行成本，减少环境污染，有很大的经济效益和社会效益。特别是第二种技术方案结构简单、循环效率高，与现有的内燃机相比有明显的优势。该方案主要省略了水泵、风扇、水箱(散热器)和消声器，主要增加了压气机和空气透平(用在增压内燃机上则未增加这两台设备)，减少了风扇、水泵和消声器的消耗功，增加了压气机的消耗功，但增加了热空气的推动功和膨胀功，总的来说热效率有较大幅度的提高。

附图说明

图1是用水、油、溴化锂溶液等液体作气缸冷却和热量传递介质、用空气作第二路循环工质的两路循环型内燃机第一种结构原理图；

图2是用水、油、溴化锂溶液等液体作气缸冷却和热量传递介质、用空气作第二路循环工质的两路循环型内燃机第二种结构原理图；

图3是用水、油、溴化锂溶液等液体作气缸冷却和热量传递介质、用空气作第二路循环工质的两路循环型内燃机第三种结构原理图；

图4是用水、油、溴化锂溶液等液体作气缸冷却和热量传递介质、用空气作第二路循环工质的两路循环型内燃机第四种结构原理图；

图5是用水、油、溴化锂溶液等液体作气缸冷却和热量传递介质、用空气作第二路循环工质的两路循环型内燃机第五种结构原理图；

图6是用水、油、溴化锂溶液等液体作气缸冷却和热量传递介质、用空气作第二路循环工质的两路循环型内燃机第六种结构原理图；

图7是用水或油、溴化锂溶液等液体作气缸冷却和热量传递介质、用液氨等低沸点物质作第二路循环工质的两路循环型内燃机第一种结构原理图；

图8是用水或油、溴化锂溶液等液体作气缸冷却和热量传递介质、用液氨等低沸点物质作第二路循环工质的两路循环型内燃机第二种结构原理图；

图9是用空气作气缸冷却介质和第二路循环工质的两路循环型内燃机结构原理图；

图10是图9的内燃机气缸体结构示意图；

图11是图10的A向示意图；

图12是图10的B向示意图；

图13是图10的C向示意图；

图14是图9的内燃机的分气室第一种结构示意图；

图15是图14的A向示意图；

图16是分气室安装在气缸体上的结构示意图；

图17是图9的内燃机气缸体及分气套第一种结构示意图；

图18是图17的A向示图；

图19是图17的A-A剖示图；

图20是图9的内燃机分气套第二种结构及安装在气缸体内的结构示意图；

图21是图9中空气主管与空气支管连接关系示意图；

图22是图21的A向示图；

图23是用氨等低沸点物质作气缸冷却介质和第二路循环工质的两路循环型内燃机结构原理图；

图24是用水气缸冷却介质、用水蒸汽作第二路循环工质的两路循环型内燃机结构原理图；

图25是废气处理和换热一体化装置第一种结构原理图；

图26是废气处理和换热一体化装置第二种结构原理图；

图中主要组成部分为：1、内燃机气缸盖；2、内燃机水套或气套保温层；3、内燃机气缸体；4、内燃机主轴；5、变速器；6、压气机；7、空气；8、空气主管或空气出气管、空气进气管等；9、换热器(带保温层)a；10、换热器(带保温层)b；11、内燃机废气排放管或各换热器、空气透平的废气进气及出气管；12、温度控制装置；13冷却介质(水或油、溴化锂溶液等液体)管或水管；14、冷却介质泵或水泵；15、阀门a(可用电磁阀)；16、阀门b(可用电磁阀)；17、空气透平a；18换热器(带保温层)c；19、空气透平b；20、换热器a 1；21换热器a2；22、发电机；23、冷凝器；24、凝结泵；25、氨管；26、氨透平；27、气缸体外圈；28、气缸体内圈；29、气缸套；30、喷气咀；31、分气管；32、喷气孔；33、分气室；34、分气室或分气套进气管；35、螺母；36、密封垫a；37、分气套；38、散热翅片；39、密封垫b；40、气缸体或气缸盖或分气室或分气套上的进气孔；41、密封圈；42、空气支管；43、止回阀；44、液位控制装置；45、硬水处理装置；46、储水箱；47、储气罐(带保温层)；48、蒸汽轮机；49、导流板；50、导流孔位置；51、废气处理装置；52、工质流动方向；53、废气流动方向；54、一体化装置外壳；55、列管；56、催化材料；57、电路线；58、联轴器。

具体实施方式：

采用图1至图26的方式实施。

图1是用水或油、溴化锂溶液等液体作气缸冷却和热量传递介质，用空气作第二路循环工质的两路循环型内燃机第一种结构原理图，其工作原理为：气缸盖的水套上端通过冷却介质管(13)与换热器a(9)一端相连，气缸体水套下端通过冷却介质管(13)与换热器a(9)另一端相连。内燃机工作时被水套中的冷却介质冷却，换热器a(9)中的冷却介质通过冷却介质泵(14)与水套中的冷却介质循环，因此循环的冷却介质吸收了内燃机气缸盖(1)、气缸体(3)及气缸套(29)的散热。内燃机刚起动时冷却介质的温度不高，因此压气机不工作，这时高温烟气将换热器b(10)加热，热量有一部分储存在换热器b(10)中。当冷却介质的温度上升到90-95℃时，压气机(6)开始工作[压气机动力由内燃机提供，通过变速器(5)调整其压气量和压力，以使水套中冷却介质的温度保持在合适的范围内]，压气机可以是活塞式，也可以是叶轮式。空气(7)被压气机(6)压入空气主管(8)中，再流入换热器a(9)中吸收冷却介质的热量。由于换热器的传热面积大，因而传热效果好，可以使冷却介质的温度保持在合适的范围内。空气吸热后再流进换热器b(10)。排气管(11)中排出的高温废气从换热器b(10)一端进入该换热器，在该换热器内的空气管外壁和换热器壳的内壁之间的间隙中流动，向密集的空气管传热以加热空气。废气然后从换热器b(10)另一端流出，流入换热与废气处理一体化装置或排入大气。在换热器中，空气流动方向与废气或冷却介质流动方向相反，以扩大传热温差，提高传热效率。换热器b(10)既起换热作用，又起消声、降低排气温度的作用，因此可省去内燃机的消声器。空气经两次吸热后，温度升高，体积膨胀，喷入空气透平a(17)中作功，作功后的空气在冬天可进入车厢作热源，可省去空调制热的能耗。经两次吸热的空气还可以喷入大气(与车辆运动方向相反)，产生反作用力推动车辆运动。打开阀门b(16)，关闭阀门a(15)，则热空气直接排入大气，产生反作用力推动车辆运动。关闭阀门b(16)，打开阀门a(15)，则热空气进入空气透平a(17)作功，然后排入大气(与车辆运动方向相反)或车厢。空气透平a(17)通过变速器(5)与内燃机主轴(4)相连。当内燃机刚起动时冷却介质温度不高，不需降温，因此第二路循环未开始，则空气透平a(17)的主轴与内燃机主轴(4)断开，以免增加摩擦阻力，消耗机械能，增加机件磨损。当水温升到90℃以上时，则启动压气机(6)，第二路循环开始，这时空气透平a(17)的主轴与内燃机主轴(4)连接。但设计时应考虑到空气压力不高(如果压力高，则空气经压缩温度上升大，则不能吸收水套中冷却介质的热量或吸热量变小，起不到冷却内燃机的作用)，因此，当空气透平a(17)主轴与内燃机主轴(4)的额定转速低时，应通过变速器(5)变速，使空气透平a(17)带动的齿轮的线速度大于内燃机主轴(4)带动的齿轮的线速度，这样，空气压力不高时，也能通过空气透平a(17)给内燃机主轴(4)提供动力。当使用轴流式压气机时，可以把空气进口朝着车辆前进方向，让高速空气冲入压气机，减少压气机能量消耗，这与喷气式发动机进气原理相同。在内燃机水套出口设置温度控制装置(12)，该装置通过电路线(57)与变速器(5)相连，当水套中冷却介质的温度高于设定范围时则通过调节变速器(5)提高压气机(6)的转速，反之则降低压气机(6)的转速。通过控制压气机(6)转速及其开、关，或控制阀门a(15)和b(16)开、关和开启程度(有能量损失)，可以严格控制水套中冷却介质的温度，以使内燃机正常工作。由于冬天气温低，冷源和热源温差变大，因此冬天循环效率最高。冷却介质的温度可适当提高，如提高到120-145℃，这样可提高第二路循环工质的温度，从而提高第二路循环的热效率。当用水作冷却介质时，水温为120℃时，水压为2kg/cm²，水温为150℃时，水压为5kg/cm²。这是用水或油、溴化锂溶液等液体作冷却和传热介质、用空气作循环工质的两路循环型内燃机的典型结构图，以下几种是它的变形。

图2是用水或油、溴化锂溶液等液体作气缸冷却和热量传递介质，用空气作第二路循环工质的两路循环型内燃机第二种结构原理图，此结构是在图1的基础上增加换热器c(18)，即在压气机(6)和换热器a(9)之间增加换热器c(18)。其工作原理为：从压气机(6)中出来的空气先进入换热器c(18)中预热，再进入换热器a(9)中；从换热器b(10)中出来的内燃机废气再进入换热器c(18)中传热后再流入废气处理装置或排入大气，其他部分的工作原理与图1相同。

图3是用水或油、溴化锂溶液等液体作气缸冷却和热量传递介质，用空气作第二路循环工质的两路循环型内燃机第三种结构原理图，此结构是在图1的基础上增加空气透平b(19)，该空气透平既可与变速器(5)相连，又可通过联轴器与空气透平a(17)相连(图中省略该联轴器)。其工作原理为：内燃机废气先进入空气透平b(19)中作功，再进入换热器b(10)中传热，其他部分的工作原理与图1相同。

图4是用水或油、溴化锂溶液等液体作气缸冷却和热量传递介质，用空气作第二路循环工质的两路循环型内燃机第四种结构原理图，此结构是在图1的基础上，将换热器a(9)变成两个冷却介质流路串联的换热器a1(20)和a2(21)。其工作原理为：换热器a1(20)和a2(21)共同吸收冷却介质的热量从而冷却内燃机，但换热器a1(20)的热量被第二路循环工质吸收，即从压气机(6)中出来的空气先进入换热器a1(20)中吸热，再进入换热器b(10)。换热器a2(21)作为夏天溴化锂制冷的热源。冬天换热器a2(21)也可作为第二路循环工质的热源，从压气机(6)中出来的空气既可以同时进入换热器a1(20)和a2(21)再同时进入换热器b(10)；又可以先进入换热器a1(20)再进入换热器a2(21)，再进入换热器b(10)。其他部分的工作原理与图1相同。

图5是用水、油、溴化锂溶液等液体作气缸冷却和热量传递介质、用空气作第二路循环工质的两路循环型内燃机第五种结构原理图，它是以上各种结构用于增压内燃机的原理图，其工作原理为：从压气机中出来的空气分为两股，一股作第二路循环的工质；另一股进入内燃机的燃烧室，作第一路循环的工质，用于内燃机增压，其他部分结构及其工作原理与以上各图相同。

图6是用水或油、溴化锂溶液等液体作气缸冷却和热量传递介质、用空气作第二路循环工质的两路循环型内燃机第六种结构原理图，该结构的压气机(6)、空气透平a(17)以及空气透平b(19)通过联轴器(58)或变速器(5)相连，而不与内燃机主轴(4)相连。由于压气机的消耗功小于两空气透平的输出功，因此将一发电机(22)通过联轴器(58)或变速器(5)与它们的轴相连，产生电能用于内燃机及汽车等的辅助工作；还将冷却介质泵(14)通过联轴器(58)或变速器(5)或齿轮或皮带与它们的轴相连，减少内燃机的消耗功。该结构的其他部分可采用本发明的其他各种适合的方案。

图7是用水或油、溴化锂溶液等液体作气缸冷却和热量传递介质，用氨、丁烷、戊烷等低沸点物质作第二路循环工质的两路循环型内燃机的第一种结构原理图，其工作原理为：内燃机起动不久，水套和换热器a(9)中冷却介质的温度则会上升到90℃以上，这时起动凝结泵(24)，将液体工质压入氨管(25)，再压入换热器a(9)中。工质在换热器a(9)中吸收冷却介质的热量汽化，再进入换热器b(10)中继续吸收废气的热量。内燃机废气经废气排放管(11)流入换热器b(10)中传热，再流入换热与废气处理一体化装置或排入大气。在换热器中，工质的流向与冷却介质或废气的流向相反。工质经两次加热，经氨管(25)流入储气罐(47)，待储气罐(47)中压力达到一定程后再打开阀门a(15)让氨气体进入氨透平(26)膨胀作功，工质乏汽经氨管(25)进入冷凝器(23)冷凝为液体，进入下一循环。通过控制阀门开度、开、关，控制凝结泵(24)的转速，可控制工质压力和水套中冷却介质的温度。变速器(5)的作用与图1中的变速器(5)的作用相同。冷凝器(23)的冷却方式采用现有的技术，图中省略了冷凝器(23)的其他部分。在内燃机水套出口设置温度控制装置(12)，该装置通过电路线(57)与凝结泵(24)相连，当水套中冷却介质的温度高于设定范围时则提高凝结泵(24)的转速[凝结泵(24)通过变速器(5)与内燃机主轴相连，图中未画出，通过调节变速器(5)来调节凝结泵(24)的转速]，反之则降低凝结泵(24)的转速。凝结泵(24)的动力由内燃机提供，且它与内燃机主轴之间需装变速器，以调节工质输入速度。在储气罐(47)上设置温度控制装置(12)，该装置通过电路与阀门a(15)相连，当储气罐(47)内温度达到一定范围时则自动开启阀门a(15)。与单纯的内燃循环内燃机相比，这种内燃机增加了凝结泵的消耗功，但同时氨(戊烷等)透平增加了内燃机的机械能。据介绍，低沸点工质利用80-120℃的热源进行循环时的理论热效率为11％-18％。[《热能转换与利用》(第2版)(冶金工业出版社第103页)]。

图8是用水或油、溴化锂溶液等液体作气缸冷却和热量传递介质，用氨、丁烷、戊烷等低沸点物质作第二路循环工质的两路循环型内燃机的第二种结构原理图，该结构是在图7的基础上增加空气透平b(19)，取消换热器b(10)，在止回阀(43)与换热器a(9)之间安装换热器c(18)。其工作原理为：第二路循环分为两个支路，一为内燃机废气直接进空气透平b(19)中作功，乏气进入换热器c(18)预热氨等工质后排入大气或进入废气处理装置；二为氨等低沸点工质被凝结泵(24)打入换热器c(18)预热后，进入换热器a(9)中加热，然后进入氨透平(26)中作功，乏气返回，进入下一循环。其他部分结构及其工作原理与图7相同。如果从空气透平b(19)中出来的内燃机乏气(废气)温度高于从换热器a(9)中出来的工质温度，则在换热器a(9)和氨透平(19)之间设置换热器b(10)，让乏气进换热器b(10)传热，让氨先进换热器a(9)吸热，再进换热器b(10)吸热，这时不设置换热器c(18)。一般只设计一个换热器，以减少内燃机排气阻力。

图9是利用空气作气缸冷却介质和第二路循环工质的两路循环型内燃机原理图，其工作原理为：空气(7)被压气机(6)压入空气管(8)(通过变速器(5)调节压入气套中的气量和气压，以使气缸温度保持在合适的范围内，即在内燃机气套出口设置温度控制装置(12)，该装置通过电路与变速器(5)相连，当从内燃机气套中出来的空气的温度高于设定范围时则通过调节变速器自动提高压气机(6)的转速，反之则降低压气机(6)的转速。热空气温度超过95℃，则需加大进气量；反之，热空气温度低于90℃则减少进气量。但热空气的温度范围可放宽到120℃，这样可提高第二路循环的热效率，而不影响内燃机强度、润滑油性能，对内燃机进气量影响也很小)后进入气套，吸收气缸盖(1)、气缸体(3)和气缸套(29)(图中未画出)的散热壁的热量(空气进入气套及吸热的方式详见图10至图22)。热空气然后从气套顶部(气缸盖顶部)进入空气管(8)，再进入换热器b(10)中进一步吸收内燃机废气的热量后喷入空气透平a(17)作功(或直接喷入大气产生反作用力推动车辆前进)，乏气在冬天可排入车厢和驾驶室内或室内作热源，节省空调电耗。内燃机废气进入换热器b(10)中传热。换热器可与废气后处理装置进行一体化设计。压气机(6)压缩空气的压力一般3个大气压左右，太大则空气温度高，达不到冷却内燃机的目的，消耗的压缩功也增加。这是用空气作气缸冷却介质和第二路循环工质的典型结构图，可以参照图2、图3、图5、图6的技术方案对此图作多种变形，如内燃机废气直接进空气透平b(19)，乏气预热或进一步加热空气，空气经预热后进入气套吸热，再进一步吸收乏气的热量，再进入空气透平a(17)作功；又如此实施方案可以用在增压内燃机上，即从压气机出来的空气分为两路，一路进内燃机进气管，一路进工质管，等等。

图10至图13是采用空气作气缸冷却介质和第二路循环工质的两路循环型内燃机的气套和进气、吸热、冷却方式第一种结构图(以两缸为例)，该气套与现有内燃机水套相同，只是在气缸体(3)和气缸盖(1)上钻了若干进气孔(40)，装上喷气咀(30)和分气管(31)，图中只画出了气缸体(3)的这种结构，气缸盖(1)的这种结构与此相似。其工作原理为：空气主管(8)与空气支管(42)(详见图21至图22)相连并相通，各空气支管与各进气孔(40)上的喷气咀(30)和喷分气管(31)相连并相通。从压气机(6)中出来的空气(7)流入空气主管(8)和空气支管(42)，再经喷气咀(30)和喷分气管(31)的喷气孔(32)喷射到气缸体内圈(28)(干式)或气缸套(29)(湿式)(以下简称散热壁)上。喷到散热壁上的各股空气的速度与流量应合理设计，各喷气孔(32)的中心线应与气缸套(29)的中心线相交并互相垂直，以使散热壁均匀散热。由于空气喷射速度较大，因此传热系数大，能达到冷却气缸的目的。空气吸收热量后进入气缸盖(1)的气套(与原水套相似)，进一步吸收气缸盖(1)的热量后从气缸盖顶部进入工质管。如果气缸盖温度很高，则需参照气缸体(3)的冷却方式，在气缸盖(1)上钻一些进气孔(40)，再装上喷气咀(30)，将空气支管(42)与喷气咀(30)相接，引入冷空气对着气缸盖(1)内的散热壁喷射，以强化冷却，该股空气然后上行进入工质管。这种结构可用在干式和湿式气缸套两种结构的两路循环型内燃机上。

图14至图16是采用空气作气缸冷却介质和第二路循环工质的两路循环型内燃机气套和进气、吸热、冷却方式第二种结构图及安装图(以两缸为例)，其工作原理为：采用外部进气、内部分气的形式，并将分气室分成若干个(图中为10个)各自独立的分气室，便于分别将它们从安装气缸套的孔中放进内燃机气套，安装在气缸体外圈(27)上。冷空气从分气室(33)的进气管(34)中进入分气室(33)，然后从分气室(33)曲面上的若干喷气孔(32)中对着散热壁喷出，以吸收热量，冷却机体。这种结构只适合采用湿式气缸套的两路循环型内燃机。这种结构的特点是气缸体外圈钻孔数量少，对机体强度影响小，且气缸体外圈与热空气及散热壁隔着一层气套，该气套内充满了流动的冷空气，因此气缸体外圈温度低。

图17至图19是采用空气作气缸冷却介质和第二路循环工质的两路循环型内燃机气套和进气、吸热、冷却方式第三种结构图(以一缸为例)，其中图19对散热翅片(38)未画剖面线。其工作原理为：分气套(37)嵌在气缸体外圈(27)的内壁和散热翅片(38)之间，既对气缸体内圈和气缸套起稳定作用，又可吸收散热翅片的热量，强化冷却过程。冷却空气从进气管(40)进入，从各喷气孔(32)中喷出，冷却散热壁。这种结构的缺点是机体较大，气缸盖(1)应与之对应重新设计。

图20是采用空气作气缸冷却介质和第二路循环工质的两路循环型内燃机气套和进气、吸热、冷却方式第四种结构图(以一缸为例)，这种结构与图17至图19相比，将分气套的外圈和进气管取消了，增加4个密封圈(41)，气缸体上的进气孔(40)作为分气套(37)的进气孔，其他不变。其工作原理与图17至图19相同。为方便叙述，称图17至图19的分气套为封闭型分气套，图20的分气套为敞开型分气套。

图21至图22为空气管结构示意图。空气主管(8)与压气机(6)，换热器a(9)、b(10)、c(18)，空气透平a(17)、b(19)等相连，还通过三通与大气相通。支管有数根，比较细，以扩大传热面积，但越细阻力越大，支管内外根据需要设计各种翅片，以强化传热。空气支管(42)与气缸体上的喷气咀(30)、分气管(31)和进气孔(40)相连。空气主管(8)和空气支管(42)外包有保温层。

图23是利用氨(或丁烷、戊烷等低沸点物质)作气缸冷却介质和第二路循环工质的两路循环型内燃机原理图，其工作原理为：内燃机起动前，液氨装满了内燃机的水套(与现有水套一样)，起动内燃机不久，氨被蒸发，氨蒸气从水套顶部选出进入氨管(25)，再进入换热器b(10)进一步吸收内燃机废气的热量后进入储气罐(47)，当储气罐(47)中的压力上升到一定程度时，打开阀门a(15)，让气态氨进入氨透平(26)中作功，乏气进入冷凝器(23)冷凝，冷凝后的液氨被凝结泵(24)压入氨管(25)，再进入气套吸热，进入下一循环。温度控制装置(12)控制水套中液氨的温度，还可以控制储气罐(47)中气氨的温度，该装置通过电路与阀门a(15)相连，一般该温度范围为90-95℃，该温度也可放宽到120-145℃。当水套或储气罐(47)中液氨的温度超过设定范围时，阀门a(15)自动开启。液位控制装置(44)控制水套中液氨的液位，当液位低于设定值时，凝结泵(24)自动开启，向水套中输液氨。冷凝器的冷却方式采用现有技术。内燃机废气先进入换热器b(10)中传热，再进入废气处理装置或排入大气。此为利用氨等低沸点物质作冷却介质和循环工质的典型结构图，可以参照第一类技术方案对它作多种变形，如废气直接进空气透平作功，乏气进换热器等，在此不再赘述。此外，低沸点工质的选择也很重要，如夏天宜用戊烷作工质，因为戊烷沸点较高，容易冷凝，消耗的压缩功少。还可以在水套和凝结泵之间增加换热器c(18)，让氨蒸汽作功后进入该换热器传热再进入冷凝器冷凝。

图24是用水作气缸冷却介质，用水蒸汽作第二路循环工质的两路循环型内燃机结构原理图，其工作原理为：储水箱(46)中的水从高处流入硬水处理装置(45)，再被水泵(14)泵入内燃机水套中吸热汽化，水蒸汽再进入换热器b(10)中吸收内燃机废气的热量，再进入储气罐(47)。当储气罐(47)中的气压达到一定数值时，则打开阀门a(15)，让水蒸汽进入蒸汽轮机(48)中作功，乏汽放空。温度控制装置(12)控制水套中水的温度，该装置通过电路与阀门a(15)相连，一般该温度范围为100-120℃，该温度还可放宽，如放宽到140-160℃。当水套中水的温度超过设定范围时，阀门a(15)自动开启，储气罐(47)中的水蒸汽进入蒸汽轮机(48)中作功。当储气罐(47)中水蒸汽的压力下降到不适合作功时，阀门a(15)自动关闭。液位控制装置(44)控制水套中水的液位，当液位低于设定值(一般高于水套出口)时，水泵(14)自动开启。这种结构的缺点是耗水量大，需经常加水，适宜于座机、市内公共汽车、市内出租车和轮船等。还可以在水泵和水套之间增加换热器c(18)，水蒸汽作功后进换热器a(19)向冷水传热后流出。

图25是废气处理和换热一体化装置原理图，其工作原理为：废气沿53的方向流入处理装置(51)再流出(再进换热器或空气透平)时，有一部分热量通过处理装置(51)散发；工质沿图中52的方向流动时，可吸收部分热量。

图26是另一种废气处理和换热一体化装置原理图，废气沿53的方向从列管(55)中流过时被催化材料(56)处理，并将部分热量传给列管(55)，列管(55)再向沿53的方向流动的工质传热。保温层(2)可以避免热量散发。

Claims (10)

1、一种两路循环型内燃机，包括内燃循环主体，利用气缸体(3)、气缸套(29)、气缸盖(1)散热和内燃机排气余热、余压进行的第二路循环系统，其特征是：设置压气机(6)，该压气机(6)通过变速器(5)与内燃机主轴(4)相连；将原内燃机水箱(散热器)改为换热器a(9)(换热器内有两股流体隔着换热器的管壁背向而行并互相传热，换热器外带保温层)，压气机(6)的空气出气管(8)与换热器a(9)的空气进气管(8)相连；设置换热器b(10)，换热器a(9)的空气出气管(8)与换热器b(10)的空气进气管(8)相连；原内燃机水套[水套是气缸体(3)和气缸盖(2)的双层壁形成的空间，如气缸体水套是气缸体外圈(27)和气缸体内圈(28)之间的空间，其中可以容纳冷却介质]上部和下部通过冷却介质管(13)分别与换热器a(9)两端的液体流路相连，水套下部与换热器a(9)一端相连的冷却介质管(13)上设置冷却介质泵(14)；设置空气透平a(17)，该空气透平a(17)通过变速器或联轴器(5)与内燃机主轴(4)相连，换热器b(10)的空气出气管(8)与空气透平a(17)的空气进气管(8)相连；内燃机废气排放管(11)与换热器b(10)的废气进气管(11)相连；连接换热器b(10)与空气透平a(17)的空气主管(8)上设置阀门a(15)(可用电磁阀)控制气流的大小和开、关；在换热器b(10)中空气的流向与废气的流向相反；从压气机(6)中出来的空气先进入换热器a(9)中吸收气缸体(3)、气缸套(29)和气缸盖(1)的冷却介质——水，柴油、煤油、食用油等油品，溴化锂溶液等液体的热量，从而使内燃机的冷却介质的温度保持在合适的范围内；冷却介质泵(14)将冷却介质从换热器a(9)中泵出并从水套下部压入原内燃机水套，冷却介质在原内燃机水套中吸收内燃机散热后从水套上部流入换热器a(9)中，再向进入换热器a(9)的空气传热，进入下一循环，从而不断冷却内燃机散热壁，使内燃机正常工作；气缸体(3)外设置保温层(2)；从换热器a(9)中出来的空气再进入换热器b(10)中吸收内燃机废气的余热，再进入空气透平a(17)中作功，作功后的空气在冬天可排入车辆驾驶室和乘客室作热源调节气温(如为固定不动的内燃机或船用内燃机则可将热空气通入室内作热源)；或直接排入大气产生反作用力推动车辆或船舶运动；在夏天可作溴化锂制冷装置的热源；换热器a(9)可分为两个液体流路串联的换热器a1(20)和a2(21)，即冷却介质从水套中先流入换热器a1(20)，再流入换热器a2(21)，然后流入水套进入下一循环。换热器a1(20)用于向从压气机(6)中流出的空气传热，即作第二路循环工质的热源；换热器a2(21)在夏天作溴化锂制冷装置的热源，在冬天可作第二路循环工质的热源；在内燃机水套出口设置温度控制装置(12)，该装置通过电路线(57)与变速器(5)相连，当水套中冷却介质的温度高于设定范围时则通过调节变速器(5)提高压气机(6)的转速，反之则降低压气机(6)的转速。

2、一种两路循环型内燃机，包括内燃循环主体，利用气缸体(3)、气缸套(29)、气缸盖(1)散热和内燃机排气余热、余压进行的第二路循环系统，其特征是：设置压气机(6)，该压气机(6)通过变速器(5)与内燃机主轴(4)相连；取消现有内燃机的水泵、水箱(散热器)和风扇系统，将现有内燃机的气缸体(3)和气缸盖(1)的水套作为气套使用，即在气缸体(3)和气缸盖(1)上设置若干进气孔(40)用于安装喷气咀(30)或分气管(31)；分气管外形为长方体或圆柱体等形状，分气管壁面上设置数个喷气孔(32)；喷气咀(30)和分气管(31)上的各喷气孔(32)大小及布置位置应恰当，喷气孔的中心线与气缸套的中心线相交并互相垂直，使从喷气孔(32)中喷出的空气能均匀地冷却散热壁；压气机(6)的空气出气管(8)与各空气支管(42)相连并相通，各空气支管与内燃机气缸体的各进气孔(40)相连并相通；气缸体(3)外设置保温层(2)；设置空气透平a(17)，该空气透平a(17)通过变速器或联轴器(5)与内燃机主轴(4)相连；设置换热器b(10)，内燃机废气管(11)与换热器b(10)的废气进气管相连并相通，换热器b(10)的废气出气管与废气处理装置相连并相通，或直接与大气相通；内燃机废气先进入换热器b(10)向进入该换热器b(10)的空气传热后流入废气处理装置或直接排入大气，排气方向与车辆运动方向相反；从压气机(6)中出来的空气先喷入内燃机气套吸收气缸体(3)、气缸套(29)和气缸盖(1)的热量，然后进入换热器b(10)中进一步吸收内燃机废气余热，再进入空气透平a(17)中作功，作功后的空气在冬天可进入车厢作热源(如为固定不动的内燃机或船用内燃机则可将热空气通入室内作热源)，在夏天可作溴化锂制冷装置的热源；在内燃机气套出口设置温度控制装置(12)，该装置通过电路线(57)与变速器(5)相连，当水套中冷却介质的温度高于设定范围时则通过调节变速器(5)提高压气机(6)的转速，反之则降低压气机(6)的转速。

3、一种两路循环型内燃机，包括内燃循环主体，利用气缸体(3)、气缸套(29)、气缸盖(1)散热和内燃机排气余热、余压进行的第二路循环系统，其特征是：取消现有内燃机的水泵、水箱(散热器)和风扇系统，利用现有内燃机的水套，水套内设置温度控制装置(12)控制液氨的温度，该装置通过电路线(57)与阀门a(15)相连，一般水套内液氨的温度范围为90-95℃，该温度也可放宽到120-145℃，当水套中液氨的温度超过设定范围时，阀门a(15)自动开启；在原内燃机水套顶部出口设置液位控制装置(44)控制水套内液氨的液位高度，该装置通过电路线(57)与凝结泵(24)相连，当液位低于设定值时，凝结泵(24)自动开启或提高转速，向水套中输液氨；设置储气罐(47)；设置氨(丁烷、戊烷等)透平(26)，该透平(26)通过变速器(5)与内燃机主轴(4)相连；设置凝结泵(24)、冷凝器(23)和换热器b(10)；凝结泵(24)出口与内燃机水套下部之间相通并且在凝结泵(24)出口与内燃机水套下部之间设置止回阀(43)防止凝结泵(24)停止运转时液氨往冷凝器(23)回泄；内燃机水套上部与换热器b(10)的工质进口相通，换热器b(10)出口与氨透平(26)进口相通，氨透平(26)出口与冷凝器(23)的工质进口相通，冷凝器(23)的工质出口与凝结泵(24)的工质进口相通；内燃机废气排放管(11)与换热器b(10)的废气进气管相通，换热器b(10)的废气出气管与废气处理装置相通，或直接与大气相通；液态氨等工质经凝结泵(24)压入原内燃机水套，在水套中吸收内燃机散热壁的热量后汽化，再进入换热器b(10)中进一步吸收内燃机废气的热量，再进入氨透平(26)作功，乏气再进入冷凝器冷凝后被凝结泵压入内燃机水套，再进入下一循环。

4、一种两路循环型内燃机，包括内燃循环主体，利用气缸体(3)、气缸套(29)、气缸盖(1)散热和内燃机排气余热、余压进行的第二路循环系统，其特征是：取消现有内燃机的水箱(散热器)、水泵和风扇系统，利用现有内燃机的水套，设置储水箱(46)、硬水处理装置(45)、换热器b(10)、储气罐(47)和蒸汽轮机(48)，储水箱(46)通过水管(13)与硬水处理装置(45)相通，硬水处理装置(45)通过水管(13)与内燃机水套下部进口相通，硬水处理装置(45)与内燃机水套之间的水管(13)上设置水泵(14)；内燃机水套上部出口与换热器b(10)的工质进口相通；换热器b(10)的工质出口与蒸汽轮机(48)工质进口相通；蒸汽轮机(48)通过变速器(5)与内燃机主轴(4)相连；内燃机废气管(11)与换热器b(10)的废气进气管相通，换热器b(10)的废气出气管与废气处理装置相通，或直接与大气相通；储水箱(46)中的水流入(从高到低)硬水处理装置(45)处理后被水泵(14)泵入内燃机水套，在水套中吸热变成蒸汽后进入换热器b(10)中进一步吸收内燃机废气的热量；蒸汽再通入储气罐(47)，待储气罐(47)中蒸汽压力达到一定值后再打开阀门a(15)让水蒸汽进入蒸汽轮机(48)作功，乏汽可进入车厢或船舶所需之处作热源，提高气温或作制冷热源；水套内设置温度控制装置(12)控制水套中水的温度，该装置通过电路线(57)与阀门a(15)相连，一般水套中水的温度范围为110-120℃，该温度也可放宽到120-145℃，当水套中水的温度超过设定范围时，阀门a(15)自动开启；在原内燃机水套顶部出口设置液位控制装置(44)控制水套内水的液位高度，该装置通过电路线(57)与水泵(14)相连，当液位低于设定值时，水泵(14)自动开启，向水套中泵水；内燃机废气先进入换热器b(10)中向水蒸汽传热后进入废气处理装置或放空；或再设置冷凝器(23)，将乏气引入冷凝器(23)冷凝后泵入储水箱，进入下一循环。

5、一种用于两路循环型内燃机的换热与废气处理一体化装置，其特征是在换热器的废气流动管道或路径内安装废气处理材料或装置，如在换热器的列管内安装，或在列管之间的间隙内安装。

6、根据权利要求1、2、3、4所述两路循环型内燃机，其特征是：增加一台空气透平b(19)，内燃机废气先进入空气透平b(19)中作功后再进入换热器b(10)中向从换热器a(9)中出来的空气传热后进入废气处理装置或排入大气；如果从空气透平b(19)中出来的废气温度较低，则进换热器c(18)，再进废气处理装置或排入大气。

7、根据权利要求1、2所述两路循环型内燃机，其特征是：在压气机(6)出口设置两支管，一支管中的空气作第二路循环的工质，即该股空气进入换热器a(9)或直接进入内燃机气套；另一支管中的空气作增压内燃机的内燃循环的工质，即该股空气与内燃机燃烧室(由气缸盖、气缸套和活塞围成的空间)相通，用于内燃机增压；压气机(6)通过变速器(5)或联轴器(58)或皮带、齿轮与空气透平a(17)、空气透平b(19)联接，第一种技术方案中的冷却介质泵(14)也通过变速器(5)或联轴器(58)或皮带或齿轮与空气透平a(17)、空气透平b(19)联接。

8、根据权利要求2所述两路循环型内燃机，其特征是：气缸体(3)上可减少进气孔(40)的数量，增大进气孔(40)的直径，在内燃机气套内安装分气室(33)或分气套(37)，分气室(33)或分气套(37)是由几个平面或曲面组合成的有一定容积的封闭或半封闭的容器状物，分气室(33)和分气套(37)上至少有一个进气管(34)或进气孔(40)用于与压气机的空气出气管(8)相通，半封闭分气套上(37)至少有两根密封环(41)，分气室(33)和各种分气套(37)上有若干个布置均匀的喷气孔(32)用于对着内燃机散热壁喷射空气，喷气孔的中心线与气缸套的中心线相交并互相垂直；内燃机气缸体内可设置散热翅片(38)，该翅片同时起加强筋的作用，该翅片和气缸体(2)外圈的内壁之间可安装分气室(33)或分气套(37)。

9、根据权利要求1、2、3、4所述两路循环型内燃机，其特征是：在压气机(6)和换热器a(9)之间增加换热器c(18)，从压气机(6)中出来的空气先进入换热器c(18)中吸热，再流入换热器a(9)中，从换热器b(10)中出来的废气进入换热器c(18)中传热后排入废气处理装置或排入大气中；或在内燃机水套下部进口与止回阀(43)或水泵(14)之间增加换热器c(18)，该换热器c(18)的废气进口与换热器b(10)的废气出口相通，换热器c(18)的废气出口与废气处理装置或大气相通；内燃机废气在换热器b(10)中传热后再进入换热器c(18)中进一步传热然后进入废气处理装置或排入大气，液氨等低沸点工质或水先在换热器c(18)中预热后进入水套，或者将作功后的氨蒸汽或水蒸汽引入换热器c(18)中传热后再引入冷凝器。

10、根据权利要求1、3所述两路循环型内燃机，其特征是：取消权利要求1中的压气机(6)和空气主管(8)，将权利要求3中的液氨等工质通入换热器a(9)中吸收冷却介质的热量，再通入换热器b(10)中吸收内燃机废气的热量，再进入氨透平中作功。

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