CN202745999U - 高压充气爆排发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机、大径活塞做功机构和小径活塞发动机，所述大径活塞压气机的供气口与所述小径活塞发动机的充气口连通，所述小径活塞发动机的排气口与所述大径活塞做功机构的充气口连通，所述小径活塞发动机的承压能力大于20MPa，所述小径活塞发动机的活塞直径小于所述大径活塞压气机的活塞直径，所述小径活塞发动机的活塞直径小于所述大径活塞做功机构的活塞直径。本实用新型所公开的高压充气爆排发动机大幅度提高了效率。

Description

高压充气爆排发动机

技术领域

本实用新型涉及热能与动力领域，尤其是一种发动机。

背景技术

为了大幅度提高发动机的效率就必须大幅度提高内燃机的工作压力（即爆压），然而传统内燃机的工质最高压力一般仅有10MPa到20MPa左右。因此，需要发明一种最高工作压力远大于传统内燃机的最高工作压力的新型发动机。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出的技术方案如下：

一种高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机、大径活塞做功机构和小径活塞发动机，所述大径活塞压气机的供气口经大径活塞压气机供气通道与所述小径活塞发动机的充气口连通，所述小径活塞发动机的排气口与所述大径活塞做功机构的充气口连通，所述小径活塞发动机的承压能力大于20MPa，所述小径活塞发动机的活塞直径小于所述大径活塞压气机的活塞直径，所述小径活塞发动机的活塞直径小于所述大径活塞做功机构的活塞直径。

所述小径活塞发动机的气缸与工质腔连通，在所述工质腔和所述气缸之间设供气充气门，所述供气充气门受供气充气控制机构控制。

所述大径活塞压气机和/或所述大径活塞做功机构和/或所述小径活塞发动机设为对置活塞气缸机构。

所述大径活塞压气机、所述小径活塞压气机、所述大径活塞做功机构和所述小径活塞爆排发动机与同一曲轴连接。

一种高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机、小径活塞压气机、大径活塞做功机构和小径活塞爆排发动机，所述大径活塞压气机的供气口与所述小径活塞压气机的进气口连通，所述小径活塞压气机的供气口与所述小径活塞爆排发动机的充气口连通，所述小径活塞爆排发动机的排气口与所述大径活塞做功机构的充气口连通，所述小径活塞爆排发动机的承压能力大于20MPa，所述小径活塞爆排发动机的活塞直径小于所述大径活塞压气机的活塞直径，所述小径活塞爆排发动机的活塞直径小于所述大径活塞做功机构的活塞直径，所述小径活塞压气机的活塞直径小于所述大径活塞压气机的活塞直径，所述小径活塞压气机的活塞直径小于所述大径活塞做功机构的活塞直径。

所述大径活塞压气机和/或所述小径活塞压气机和/或所述大径活塞做功机构和/或所述小径活塞爆排发动机设为对置活塞气缸机构。

所述大径活塞压气机、所述小径活塞压气机、所述大径活塞做功机构和所述小径活塞爆排发动机与同一曲轴连接。

一种高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机、小径活塞压气机、大径活塞做功机构和小径活塞做功机构，所述大径活塞压气机的供气口经大径活塞压气机供气通道与所述小径活塞压气机的进气口连通，所述小径活塞压气机的供气口经小径活塞压气机供气通道与燃烧室的工质入口连通，所述燃烧室的工质出口与所述小径活塞做功机构的充气口连通，所述小径活塞做功机构的排气口与所述大径活塞做功机构的充气口连通，所述燃烧室的承压能力大于20MPa，所述小径活塞做功机构的活塞直径小于所述大径活塞压气机的活塞直径，所述小径活塞做功机构的活塞直径小于所述大径活塞做功机构的活塞直径，所述小径活塞压气机的活塞直径小于所述大径活塞压气机的活塞直径，所述小径活塞压气机的活塞直径小于所述大径活塞做功机构的活塞直径。

所述大径活塞压气机和/或所述小径活塞压气机和/或所述大径活塞做功机构和/或所述小径活塞做功机构设为对置活塞气缸机构。

所述大径活塞压气机、所述小径活塞压气机、所述大径活塞做功机构和所述小径活塞做功机构与同一曲轴连接。

在所述小径活塞压气机上设冷却器。

在所述小径活塞压气机的小径活塞压气机供气通道上设膨胀剂入口。

在所述小径活塞压气机上设排气门，所述小径活塞压气机受正时控制机构控制按照吸气冲程—压气供气余隙气体放出冲程的二冲程循环模式工作，或所述小径活塞压气机受正时控制机构控制按照进气扫气压气供气冲程—余隙气体做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述小径活塞压气机受正时控制机构控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述小径活塞压气机受正时控制机构控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

在所述小径活塞压气机上设排气门和燃料入口，所述小径活塞压气机受正时控制机构控制按照进气扫气压气供气冲程—余隙气体燃烧做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述小径活塞压气机受正时控制机构控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体燃烧做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述小径活塞压气机受正时控制机构控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体燃烧做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

在所述大径活塞压气机的进气道上设叶轮压气机。

在所述叶轮压气机和所述大径活塞压气机之间设冷却器。

在所述大径活塞做功机构的排气道上设动力叶轮机构。

在所述大径活塞压气机上，和/或在所述大径活塞压气机的大径活塞压气机供气通道上设冷却器。

在所述大径活塞压气机上设排气门，所述大径活塞压气机受正时控制机构控制按照吸气冲程—压气供气余隙气体放出冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机受正时控制机构控制按照进气扫气压气供气冲程—余隙气体做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机受正时控制机构控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机受正时控制机构控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

在所述大径活塞压气机上设排气门和燃料入口，所述大径活塞压气机受正时控制机构控制按照进气扫气压气供气冲程—余隙气体燃烧做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机受正时控制机构控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体燃烧做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机受正时控制机构控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体燃烧做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

一种高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机和小径活塞发动机，在所述大径活塞压气机上设进气门、供气充气门和排气门，在所述小径活塞发动机设发动机进排共用气门，所述大径活塞压气机的气缸依次经所述供气充气门、供气排气通道和所述发动机进排共用气门与所述小径活塞发动机的气缸连通，所述小径活塞发动机的承压能力大于20MPa，所述小径活塞发动机的活塞直径小于所述大径活塞压气机的活塞直径。

在所述供气排气通道上设储气罐。

一种高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机和小径活塞发动机，在所述大径活塞压气机上设进气门、供气门、充气门和排气门，在所述小径活塞发动机设发动机进气门和发动机排气门，所述大径活塞压气机的气缸依次经所述供气门、供气通道和所述发动机进气门与所述小径活塞发动机的气缸连通，所述小径活塞发动机的气缸依次经所述发动机排气门、排气通道和所述充气门与所述大径活塞压气机的气缸连通，所述小径活塞发动机的承压能力大于20MPa，所述小径活塞发动机的活塞直径小于所述大径活塞压气机的活塞直径。

在所述供气通道上储气罐，和/或在所述排气通道上储气罐。

一种高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机和小径活塞发动机，在所述大径活塞压气机上设进气门、供气充气门和排气门，所述大径活塞压气机的气缸经所述供气充气门与所述小径活塞发动机的气缸连通，所述小径活塞发动机的承压能力大于20MPa，所述小径活塞发动机的活塞直径小于所述大径活塞压气机的活塞直径。

一种高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机和小径活塞发动机，在所述大径活塞压气机上设进气门、供气门、充气门和排气门，所述大径活塞压气机的气缸经所述供气门与所述小径活塞发动机的气缸连通，所述小径活塞发动机的气缸所述充气门与所述大径活塞压气机的气缸连通，所述小径活塞发动机的承压能力大于20MPa，所述小径活塞发动机的活塞直径小于所述大径活塞压气机的活塞直径。

所述大径活塞压气机受正时控制机构控制按照进气扫气压气供气冲程—充气做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机受正时控制机构控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机受正时控制机构控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

在所述大径活塞压气机上设燃料入口，所述大径活塞压气机受正时控制机构控制按照进气扫气压气供气冲程—充气燃烧做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机受正时控制机构控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气燃烧做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机受正时控制机构控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气燃烧做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

一种提高所述高压充气爆排发动机效率和环保性的方法，调整即将开始做功的气体工质的温度到2000K以下，调整即将开始做功的气体工质的压力到15MPa以上，使即将开始做功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。

本实用新型的原理是：将压力较低的空气（或其他含氧气体）用缸径较大的活塞压气机进行压缩，或再将被压缩后的气体导入缸径较小的活塞压气机进行进一步压缩，使压力达到超越目前内燃机压缩冲程完了时的压力，使压缩过程完了的空气与燃料发生燃烧化学反应形成高温高压工质，再使这一高温高压工质在缸径较小的活塞气缸机构中膨胀做功降压，膨胀做功降压后的工质再进入缸径较大的活塞气缸机构中进一步膨胀做功降压。

本实用新型中，所述高压充气爆排发动机的工作压力与所述小径活塞发动机或所述燃烧室的承压能力相吻合。

本实用新型中，所公开的高压充气爆排发动机改变气缸直径的目的是为了利用直径较小的活塞气缸机构的承压能力大的优势，使发动机的爆压（或燃料在燃烧室内发生燃烧化学反应时的压力）得以大幅度提高，最终实现提高效率的目的。

本实用新型所公开的高压充气爆排发动机中的所述小径发动机可以是四冲程发动机，也可以是二冲程发动机。

本实用新型中，所谓冷却器是指对气体进行降温的装置，可以是散热器，也可以是以降温为目的的热交换器，还可以是混合式冷却器；所谓混合式冷却器是指将温度较低的膨胀剂与高温高压气体混合使高温高压气体降温的装置。

本实用新型所谓的爆排发动机是指由燃烧室和膨胀做功机构（即做功机构）构成的，只进行燃烧爆炸做功过程（含燃烧爆炸做功冲程）和排气过程，不包含吸气过程和压缩过程的热动力系统（即将热转换成功的系统），这种热动力系统中原工质（即燃烧前的工质）是以充入的方式而不是吸入的方式进入燃烧室的；燃烧室与膨胀做功机构（即做功机构）可以直接连通，也可以将燃烧室设置在膨胀做功机构内（如将燃烧室设置在气缸活塞机构的气缸内的结构），还可以将燃烧室经控制阀与膨胀做功机构连通；在将燃烧室经控制阀与膨胀做功机构连通的结构中，为了充分高效燃烧，可以使燃烧室处于连续燃烧状态，也可以使燃烧室处于间歇燃烧状态；一个燃烧室可以对应一个膨胀做功机构，一个燃烧室也可以对应两个或两个以上的膨胀做功机构；做功机构可以是活塞式膨胀做功机构（含转子式膨胀做功机构），还可以是透平式膨胀做功机构（即叶轮式做功机构），所谓的膨胀做功机构是指利用燃烧室的工质膨胀对外输出动力的机构；为使这种发动机正常工作需要在进气中加入燃料或在燃烧室中喷射燃料，根据燃料不同，可以采用点燃或压燃形式。

本实用新型中，对于活塞压气机，活塞下行吸气时，进气门打开，将需要压缩的气体吸入气缸（即活塞运行至下止点）后，进气门关闭，这一冲程称为吸气冲程；活塞上行（即趋近于气缸盖）对缸内气体进行压缩，当压缩到一定程度时（缸内的压力大于供气门外部的压力时），供气门打开，缸内的气体经供气门被排出后，供气门关闭，这一冲程称为压气供气冲程；当活塞结束压气供气冲程时，活塞开始下行（即远离气缸盖）利用气体压缩机余隙容积内的气体直接做功，这一冲程称为余隙气体做功冲程（如果余隙气体是含氧气体，此时可向余隙容积内喷射燃料使燃料与余隙气体发生燃烧化学反应并推动活塞做功，这一冲程称为余隙气体燃烧做功冲程，而如果是把小径活塞发动机的具有一定压力的排气充入所述大径活塞压气机的气缸继续做功而不发生燃烧化学反应，这一冲程称为充气做功冲程，如果发生燃烧化学反应，则成为充气燃烧做功冲程）；当活塞结束余隙气体做功冲程或余隙气体燃烧做功冲程时，排气门打开，活塞开始上行将缸内气体（即做功后的气体）排出气缸后，排气门关闭，这一冲程称为排气冲程。此外，在进气为有压气体的前提下（例如经叶轮压气机压缩后的气体以及经活塞背部压缩的气体（如同二冲程进气模式）），当活塞处于下止点时，排气门和进气门都打开，利用经过进气门进入气缸的有压气体将原存在于气缸内的气体经排气门以扫气的形式排出后，排气门关闭，进气门也关闭，活塞继续上行对缸内气体进行压缩，随后供气门打开进行供气，直至活塞运行至上止点时，供气门关闭，这一冲程称为进气扫气压气供气冲程。

本实用新型中，所谓进气门是指连通包络内外的控制进气的连通通道，包括通道和启闭结构体，其中，所述启闭结构体是指控制通道打开或关闭的结构体，所述的结构体是指具有一定结构特征的物体，例如传统发动机上的气门，所谓供气门是指控制压缩气体流出的气门（相当于传统活塞式气体压缩机的排气门），所谓排气门是指控制膨胀做功后的缸内气体排出的气门，所谓的供气门是指控制供气的气门，所谓的充气门是指控制充气的气门，所谓的供气充气门是指同时具有供气功能和充气功能的气门，即一门两用；所谓的进排共用气门是指同时具有进气功能和排气功能的气门，即一门两用。

本实用新型中，所谓的工质腔是指能够产生高温高压气体工质的容器，如能够进行连续燃烧的连续燃烧室等。

本实用新型中，所述的活塞式机构都可以设置为对置活塞气缸机构；所谓的对置活塞气缸机构是指在一个气缸内对置设置两个活塞的机构，这种机构中需要在气缸壁上设置配气通道。

本实用新型中，所谓的正时控制机构是指一切能够使所述高压充气爆排发动机按照本实用新型所公开的逻辑关系（包括二冲程循环模式、四冲程循环模式、六冲程循环模式）工作的控制装置、单元或系统，可以是机械控制系统（如凸轮控制机构）、液压控制系统、电磁控制系统和电子控制系统，或者它们的各种组合控制系统。

本实用新型中，所谓的控制机构的功能与上述所述正时控制机构的功能和结构相同。

本实用新型中，所述大径活塞压气机可以设为两级或多级活塞压气机或多个活塞压气机的组合，所述活塞压气机的直径可以设为相等，也可以设为不等；在所述活塞压气机的直径设为不等的结构中，所述活塞压气机按照直径由大到小的顺序依次连通，以实现更高的压气效率。

本实用新型中，所述小径活塞压气机可以设为两级或多级活塞压气机或多个活塞压气机的组合，所述活塞压气机的直径可以设为相等，也可以设为不等；在所述活塞压气机的直径设为不等的结构中，所述活塞压气机按照直径由大到小的顺序依次连通，以实现更高的压气效率。

本实用新型中，所谓的燃料入口是指一切能够将燃料导入所述高压充气爆排发动机系统内的开口或装置，如燃料喷射器、燃料导入阀等。

本实用新型中，所谓的叶轮压气机是指一切利用叶轮对气体进行压缩的装置，例如涡轮压气机等。

本实用新型中，所述叶轮动力机构可以对所述叶轮压气机输出动力。

本实用新型中，所谓的叶轮动力机构是指一切利用气体流动膨胀对外做功的机构，例如动力透平、动力涡轮等。

本实用新型中，所谓的膨胀剂是指不参与燃烧化学反应起冷却和调整做功工质摩尔数并膨胀做功的工质，可以是气体或液体，如水蒸汽、二氧化碳、氦气、氮气及水、液体二氧化碳、液氦、液氮、液化空气等。

本实用新型中，所述小径活塞发动机的承压能力大于20MPa、20.5MPa、21MPa、21.5MPa、22MPa、22.5MPa、23MPa、23.5MPa、24MPa、24.5MPa、25MPa、25.5MPa、26MPa、26.5MPa、27MPa、27.5MPa、28MPa、28.5MPa、29MPa、29.5MPa、30MPa、30.5MPa、31MPa、31.5MPa、32MPa、32.5MPa、33MPa、33.5MPa、34MPa、34.5MPa、35MPa、35.5MPa、36MPa、36.5MPa、37MPa、37.5MPa、38MPa、38.5MPa、39MPa、39.5MPa、40MPa、40.5MPa、41MPa、41.5MPa、42MPa、42.5MPa、43MPa、43.5MPa、44MPa、44.5MPa、45MPa、45.5MPa、46MPa、46.5MPa、47MPa、47.5MPa、48MPa、48.5MPa、49MPa、49.5MPa或大于50MPa。

本实用新型中，所述燃烧室的承压能力大于20MPa、20.5MPa、21MPa、21.5MPa、22MPa、22.5MPa、23MPa、23.5MPa、24MPa、24.5MPa、25MPa、25.5MPa、26MPa、26.5MPa、27MPa、27.5MPa、28MPa、28.5MPa、29MPa、29.5MPa、30MPa、30.5MPa、31MPa、31.5MPa、32MPa、32.5MPa、33MPa、33.5MPa、34MPa、34.5MPa、35MPa、35.5MPa、36MPa、36.5MPa、37MPa、37.5MPa、38MPa、38.5MPa、39MPa、39.5MPa、40MPa、40.5MPa、41MPa、41.5MPa、42MPa、42.5MPa、43MPa、43.5MPa、44MPa、44.5MPa、45MPa、45.5MPa、46MPa、46.5MPa、47MPa、47.5MPa、48MPa、48.5MPa、49MPa、49.5MPa或大于50MPa。

本实用新型中，图8是气体工质的温度T和压力P的关系图，O-A-H所示曲线是通过状态参数为298K和0.1MPa的O点的气体工质绝热关系曲线；B点为气体工质的实际状态点，E-B-D所示曲线是通过B点的绝热关系曲线，A点和B点的压力相同；F-G所示曲线是通过2800K和10MPa（即目前内燃机中即将开始做功的气体工质的状态点）的工质绝热关系曲线。

本实用新型中，图8中的                                                

中的

是气体工质绝热指数，

是气体工质的压力，

是气体工质的温度，

是常数。

本实用新型中，所谓的类绝热关系包括下列三种情况：1.气体工质的状态参数（即工质的温度和压力）点在所述工质绝热关系曲线上，即气体工质的状态参数点在图8中O-A-H所示曲线上；2.气体工质的状态参数（即工质的温度和压力）点在所述工质绝热关系曲线左侧，即气体工质的状态参数点在图8中O-A-H所示曲线的左侧；3.气体工质的状态参数（即工质的温度和压力）点在所述工质绝热关系曲线右侧，即气体工质的状态参数点在图8中O-A-H所示曲线的右侧，但是气体工质的温度不高于由此气体工质的压力按绝热关系计算所得温度加1000K的和、加950K的和、加900K的和、加850K的和、加800K的和、加750K的和、加700K的和、加650K的和、加600K的和、加550K的和、加500K的和、加450K的和、加400K的和、加350K的和、加300K的和、加250K的和、加200K的和、加190K的和、加180K的和、加170K的和、加160K的和、加150K的和、加140K的和、加130K的和、加120K的和、加110K的和、加100K的和、加90K的和、加80K的和、加70K的和、加60K的和、加50K的和、加40K的和、加30K的和或不高于加20K的和，即如图8所示，所述气体工质的实际状态点为B点，A点是压力与B点相同的绝热关系曲线上的点，A点和B点之间的温差应小于1000K、950K、900K、850K、800K、750K、700K、650K、600K、550K、500K、450K、400K、350K、300K、250K、200K、190K、180K、170K、160K、150K、140K、130K、120K、110K、100K、90K、80K、70K、60K、50K、40K、30K或小于20K。

本实用新型中，所谓类绝热关系可以是上述三种情况中的任何一种，也就是指：即将开始做功的气体工质的状态参数（即气体工质的温度和压力）点在如图8所示的通过B点的绝热过程曲线E-B-D的左侧区域内。

本实用新型中，所谓的即将开始做功的气体工质是指在做功冲程即将开始（或做功过程）时自身即将开始膨胀推动做功机构做功的气体工质。

本实用新型中，将即将开始做功的气体工质的状态参数（即气体工质的温度和压力）符合类绝热关系的发动机系统（即热动力系统）定义为低熵发动机。

本实用新型中，调整压气机的压缩气体出口处的气体压力，调整导入的膨胀剂的量，调整导入做功机构或燃烧室的气体工质的温度和压力，进而调整即将开始做功的气体工质的温度到2000K以下，调整即将开始做功的气体工质的压力到15MPa以上，使即将开始做功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。

本实用新型中，所谓的活塞可以是与曲柄连杆机构连接的活塞，也可以是自由活塞。

本实用新型中，根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统，如在所述燃料入口处设置燃料供送系统等。

本实用新型的有益效果如下:

本实用新型所公开的高压充气爆排发动机大幅度提高了效率。

附图说明

图1所示的是本实用新型实施例1的结构示意图；

图2所示的是本实用新型实施例2的结构示意图；

图3所示的是本实用新型实施例3的结构示意图；

图4所示的是本实用新型实施例4的结构示意图；

图5所示的是本实用新型实施例5的结构示意图；

图6所示的是本实用新型实施例6的结构示意图；

图7所示的是本实用新型实施例7的结构示意图；

图8是气体工质的温度T和压力P的关系图；

图9和图10是本实用新型实施例8的结构示意图；

图11-13是本实用新型实施例9的结构示意图；

图14是本实用新型实施例10的结构示意图；

图15是本实用新型实施例11的结构示意图；

图16是本实用新型实施例12的结构示意图；

图17-19是本实用新型实施例13的结构示意图；

图20是本实用新型实施例14的结构示意图；

图21是本实用新型实施例15的结构示意图，

图中：

1大径活塞压气机、2大径活塞做功机构、3小径活塞发动机、4小径活塞压气机、5小径活塞爆排发动机、6小径活塞做功机构、7燃烧室、8气缸、9工质腔、10供气充气门、11供气充气控制机构、12叶轮压气机、13动力叶轮机构、14大径活塞压气机供气通道、15冷却器、16排气门、17燃料入口、18正时控制机构、19小径活塞压气机供气通道、20膨胀剂入口、21进气门、22供气门、23充气门、24发动机进气门、25发动机排气门、26供气通道、27排气通道、29发动机进气排气门、30储气罐、31供气排气通道。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机1、大径活塞做功机构2和小径活塞发动机3，所述大径活塞压气机1的供气口与所述小径活塞发动机3的充气口连通，所述小径活塞发动机3的排气口与所述大径活塞做功机构2的充气口连通，所述小径活塞发动机3的承压能力大于20MPa，所述小径活塞发动机3的活塞直径小于所述大径活塞压气机1的活塞直径，所述小径活塞发动机3的活塞直径小于所述大径活塞做功机构2的活塞直径。

为了提高所述高压充气爆排发动机效率和环保性的方法，调整即将开始做功的气体工质的温度到2000K以下，调整即将开始做功的气体工质的压力到15MPa以上，使即将开始做功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。

具体实施时，所述大径活塞压气机1、所述大径活塞做功机构2和所述小径活塞发动机3可以与同一曲轴连接，；可选择地，所述小径活塞发动机3的承压能力大于20MPa、20.5MPa、21MPa、21.5MPa、22MPa、22.5MPa、23MPa、23.5MPa、24MPa、24.5MPa、25MPa、25.5MPa、26MPa、26.5MPa、27MPa、27.5MPa、28MPa、28.5MPa、29MPa、29.5MPa、30MPa、30.5MPa、31MPa、31.5MPa、32MPa、32.5MPa、33MPa、33.5MPa、34MPa、34.5MPa、35MPa、35.5MPa、36MPa、36.5MPa、37MPa、37.5MPa、38MPa、38.5MPa、39MPa、39.5MPa、40MPa、40.5MPa、41MPa、41.5MPa、42MPa、42.5MPa、43MPa、43.5MPa、44MPa、44.5MPa、45MPa、45.5MPa、46MPa、46.5MPa、47MPa、47.5MPa、48MPa、48.5MPa、49MPa、49.5MPa或大于50MPa。

低压的空气（或其他含氧气体）经所述大径活塞压气机1压缩，使压力达到超越目前内燃机压缩冲程完了时的压力，使压缩过程完了的空气与燃料在所述小径活塞发动机3中发生燃烧化学反应形成高温高压工质，膨胀做功；做功降压后的工质再进入所述大径活塞做功机构2中进一步膨胀做功降压。

实施例2

如图2所示的高压充气爆排发动机，其与实施例1的区别在于：在所述大径活塞压气机1上设排气门16，所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气余隙气体放出冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照进气扫气压气供气冲程—余隙气体做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

实施例3

如图3所示的高压充气爆排发动机，其与实施例2的区别在于：在所述大径活塞压气机1上设燃料入口17，所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照进气扫气压气供气冲程—余隙气体燃烧做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体燃烧做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体燃烧做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。在所述大径活塞压气机1的大径活塞压气机供气通道14上设冷却器15。

具体实施时，所述冷却器15可设在所述大径活塞压气机1上，或在所述大径活塞压气机1上以及所述大径活塞压气机供气通道14上均设冷却器15。

实施例4

如图4所示的高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机1、小径活塞压气机4、大径活塞做功机构2和小径活塞爆排发动机5，所述大径活塞压气机1的供气口与所述小径活塞压气机4的进气口连通，所述小径活塞压气机4的供气口与所述小径活塞爆排发动机5的充气口连通，所述小径活塞爆排发动机5的排气口与所述大径活塞做功机构2的充气口连通，所述小径活塞爆排发动机5的承压能力大于20MPa，所述小径活塞爆排发动机5的活塞直径小于所述大径活塞压气机1的活塞直径，所述小径活塞爆排发动机5的活塞直径小于所述大径活塞做功机构2的活塞直径，所述小径活塞压气机4的活塞直径小于所述大径活塞压气机1的活塞直径，所述小径活塞压气机4的活塞直径小于所述大径活塞做功机构2的活塞直径。在所述小径活塞压气机4的小径活塞压气机供气通道19上设膨胀剂入口20。

在所述小径活塞压气机4上设排气门16，所述小径活塞压气机4受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气余隙气体放出冲程的二冲程循环模式工作，或所述小径活塞压气机4受正时控制机构18控制按照进气扫气压气供气冲程—余隙气体做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述小径活塞压气机4受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述小径活塞压气机4受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。在所述大径活塞压气机1的大径活塞压气机供气通道14上设冷却器15，在所述小径活塞压气机4上设冷却器15。

为了提高所述高压充气爆排发动机效率和环保性的方法，调整即将开始做功的气体工质的温度到2000K以下，调整即将开始做功的气体工质的压力到15MPa以上，使即将开始做功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。

具体实施时，所述大径活塞压气机1、所述小径活塞压气机4、所述大径活塞做功机构2和所述小径活塞爆排发动机5可以与同一曲轴连接；还可以在所述大径活塞压气机1上，和/或在所述大径活塞压气机1的大径活塞压气机供气通道14上设冷却器15；可选择地，所述小径活塞爆排发动机的承压能力大于20MPa、20.5MPa、21MPa、21.5MPa、22MPa、22.5MPa、23MPa、23.5MPa、24MPa、24.5MPa、25MPa、25.5MPa、26MPa、26.5MPa、27MPa、27.5MPa、28MPa、28.5MPa、29MPa、29.5MPa、30MPa、30.5MPa、31MPa、31.5MPa、32MPa、32.5MPa、33MPa、33.5MPa、34MPa、34.5MPa、35MPa、35.5MPa、36MPa、36.5MPa、37MPa、37.5MPa、38MPa、38.5MPa、39MPa、39.5MPa、40MPa、40.5MPa、41MPa、41.5MPa、42MPa、42.5MPa、43MPa、43.5MPa、44MPa、44.5MPa、45MPa、45.5MPa、46MPa、46.5MPa、47MPa、47.5MPa、48MPa、48.5MPa、49MPa、49.5MPa或大于50MPa。

实施例5

如图5所示的高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机1、小径活塞压气机4、大径活塞做功机构2和小径活塞做功机构6，所述大径活塞压气机1的供气口与所述小径活塞压气机4的进气口连通，所述小径活塞压气机4的供气口与燃烧室7的工质入口连通，所述燃烧室7的工质出口与所述小径活塞做功机构6的充气口连通，所述小径活塞做功机构6的排气口与所述大径活塞做功机构2的充气口连通，所述燃烧室7的承压能力大于20MPa，所述小径活塞做功机构6的活塞直径小于所述大径活塞压气机1的活塞直径，所述小径活塞做功机构6的活塞直径小于所述大径活塞做功机构2的活塞直径，所述小径活塞压气机4的活塞直径小于所述大径活塞压气机1的活塞直径，所述小径活塞压气机4的活塞直径小于所述大径活塞做功机构2的活塞直径。在所述大径活塞压气机1的大径活塞压气机供气通道14上设冷却器15。

在所述小径活塞压气机4上设排气门16和燃料入口17，所述小径活塞压气机4受正时控制机构18控制按照进气扫气压气供气冲程—余隙气体燃烧做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述小径活塞压气机4受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体燃烧做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述小径活塞压气机4受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体燃烧做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

为了提高所述高压充气爆排发动机效率和环保性的方法，调整即将开始做功的气体工质的温度到2000K以下，调整即将开始做功的气体工质的压力到15MPa以上，使即将开始做功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。

具体实施时，所述大径活塞压气机1、所述小径活塞压气机4、所述大径活塞做功机构2和所述小径活塞做功机构6可以与同一曲轴连接；还可以在所述大径活塞压气机1上，和/或在所述大径活塞压气机1的大径活塞压气机供气通道14上设冷却器15，在所述小径活塞压气机4上设冷却器15；所述小径活塞压气机4设为对置活塞气缸机构，所述小径活塞做功机构6设为对置活塞气缸机构；可选择地，所述燃烧室的承压能力大于20MPa、20.5MPa、21MPa、21.5MPa、22MPa、22.5MPa、23MPa、23.5MPa、24MPa、24.5MPa、25MPa、25.5MPa、26MPa、26.5MPa、27MPa、27.5MPa、28MPa、28.5MPa、29MPa、29.5MPa、30MPa、30.5MPa、31MPa、31.5MPa、32MPa、32.5MPa、33MPa、33.5MPa、34MPa、34.5MPa、35MPa、35.5MPa、36MPa、36.5MPa、37MPa、37.5MPa、38MPa、38.5MPa、39MPa、39.5MPa、40MPa、40.5MPa、41MPa、41.5MPa、42MPa、42.5MPa、43MPa、43.5MPa、44MPa、44.5MPa、45MPa、45.5MPa、46MPa、46.5MPa、47MPa、47.5MPa、48MPa、48.5MPa、49MPa、49.5MPa或大于50MPa。

实施例6

如图6所示的高压充气爆排发动机，其与实施例1的区别在于：所述小径活塞发动机3的气缸8与工质腔9连通，在所述工质腔9和所述气缸8之间设供气充气门10，所述供气充气门10受供气充气控制机构11控制。

在所述大径活塞压气机1的大径活塞压气机供气通道14上设冷却器15。

具体实施时，所述冷却器15可设在所述大径活塞压气机1上，或在所述大径活塞压气机1上以及所述大径活塞压气机供气通道14上均设冷却器15。

实施例7

如图7所示的高压充气爆排发动机，其与实施例5的区别在于：在所述大径活塞压气机1的进气道上设叶轮压气机12，在所述大径活塞做功机构2的排气道上设动力叶轮机构13，在所述叶轮压气机12和所述大径活塞压气机1之间设冷却器15。所述动力叶轮机构13对所述叶轮压气机12输出动力。

可选择地，在所述小径活塞压气机4的小径活塞压气机供气通道19上设膨胀剂入口20。

实施例8

如图9和图10所示的对置活塞气缸机构，所述小径活塞发动机3设为所述对置活塞气缸机构，其中图9为点火燃烧爆炸做功冲程时所述对置活塞气缸机构状态示意图，图10为进气扫气冲程时所述对置活塞气缸机构状态示意图。

具体实施时，本实用新型中所公开的所有活塞式机构可以部分或全部设为所述对置活塞气缸机构。

实施例9

如图11至图13所示的对置活塞气缸机构所述小径活塞爆排发动机5设为所述对置活塞气缸机构，其中图11为充气过程时所述对置活塞气缸机构状态示意图，图12为膨胀做功过程时所述对置活塞气缸机构状态示意图，图13为排气过程时所述对置活塞气缸机构状态示意图。

具体实施时，本实用新型中所公开的所有活塞式机构可以部分或全部设为对置活塞气缸机构。

实施例10

如图14所示的高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机1和小径活塞发动机3，在所述大径活塞压气机1上设进气门21、供气充气门10和排气门16，在所述小径活塞发动机3设发动机进排共用气门29，所述大径活塞压气机1的气缸依次经所述供气充气门10、供气排气通道31和所述发动机进排共用气门29与所述小径活塞发动机3的气缸连通，所述小径活塞发动机3的承压能力大于20MPa，所述小径活塞发动机3的活塞直径小于所述大径活塞压气机1的活塞直径。所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照进气扫气压气供气冲程—充气做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

实施例11

如图15所示的高压充气爆排发动机，其与实施例10的区别在于：在所述供气排气通道31上储气罐30。在所述大径活塞压气机1上设燃料入口17，所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照进气扫气压气供气冲程—充气燃烧做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气燃烧做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气燃烧做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

实施例12

如图16所示的高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机1和小径活塞发动机3，在所述大径活塞压气机1上设进气门21、供气门22、充气门23和排气门16，在所述小径活塞发动机3设发动机进气门24和发动机排气门25，所述大径活塞压气机1的气缸依次经所述供气门22、供气通道26和所述发动机进气门24与所述小径活塞发动机3的气缸连通，所述小径活塞发动机3的气缸依次经所述发动机排气门25、排气通道27和所述充气门23与所述大径活塞压气机1的气缸连通，所述小径活塞发动机3的承压能力大于20MPa，所述小径活塞发动机3的活塞直径小于所述大径活塞压气机1的活塞直径。

所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照进气扫气压气供气冲程—充气燃烧做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气燃烧做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气燃烧做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

实施例13

如图17至图19所示的高压充气爆排发动机，其与实施例12的区别在于：在所述供气通道26上储气罐30，和/或在所述排气通道27上储气罐30。

其中在图19中，在所述大径活塞压气机1上还设燃料入口17，所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照进气扫气压气供气冲程—充气燃烧做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气燃烧做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气燃烧做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

实施例14

如图20所示的高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机1和小径活塞发动机3，在所述大径活塞压气机1上设进气门21、供气充气门10和排气门16，所述大径活塞压气机1的气缸经所述供气充气门10与所述小径活塞发动机3的气缸连通，所述小径活塞发动机3的承压能力大于20MPa，所述小径活塞发动机3的活塞直径小于所述大径活塞压气机1的活塞直径。

所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照进气扫气压气供气冲程—充气燃烧做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气燃烧做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气燃烧做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

实施例15

如图21所示的高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机1和小径活塞发动机3，在所述大径活塞压气机1上设进气门21、供气门22、充气门23和排气门16，所述大径活塞压气机1的气缸经所述供气门22与所述小径活塞发动机3的气缸连通，所述小径活塞发动机3的气缸所述充气门23与所述大径活塞压气机1的气缸连通，所述小径活塞发动机3的承压能力大于20MPa，所述小径活塞发动机3的活塞直径小于所述大径活塞压气机1的活塞直径。

所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照进气扫气压气供气冲程—充气燃烧做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气燃烧做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气燃烧做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

可选择地，在实施例12、14或15中所述大径活塞压气机1上还设燃料入口17，所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照进气扫气压气供气冲程—充气燃烧做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气燃烧做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机1受正时控制机构18控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气燃烧做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

显然，本实用新型不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本实用新型所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (28)

1.一种高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机（1）、大径活塞做功机构（2）和小径活塞发动机（3），其特征在于：所述大径活塞压气机（1）的供气口经大径活塞压气机供气通道（14）与所述小径活塞发动机（3）的充气口连通，所述小径活塞发动机（3）的排气口与所述大径活塞做功机构（2）的充气口连通，所述小径活塞发动机（3）的承压能力大于20MPa，所述小径活塞发动机（3）的活塞直径小于所述大径活塞压气机（1）的活塞直径，所述小径活塞发动机（3）的活塞直径小于所述大径活塞做功机构（2）的活塞直径。

2.如权利要求1所述高压充气爆排发动机，其特征在于：所述小径活塞发动机（3）的气缸（8）与工质腔（9）连通，在所述工质腔（9）和所述气缸（8）之间设供气充气门（10），所述供气充气门（10）受供气充气控制机构（11）控制。

3.如权利要求1所述高压充气爆排发动机，其特征在于：所述大径活塞压气机（1）和/或所述大径活塞做功机构（2）和/或所述小径活塞发动机（3）设为对置活塞气缸机构。

4.如权利要求1所述高压充气爆排发动机，其特征在于：所述大径活塞压气机（1）、所述大径活塞做功机构（2）和所述小径活塞发动机（3）与同一曲轴连接。

5.一种高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机（1）、小径活塞压气机（4）、大径活塞做功机构（2）和小径活塞爆排发动机（5），其特征在于：所述大径活塞压气机（1）的供气口与所述小径活塞压气机（4）的进气口连通，所述小径活塞压气机（4）的供气口与所述小径活塞爆排发动机（5）的充气口连通，所述小径活塞爆排发动机（5）的排气口与所述大径活塞做功机构（2）的充气口连通，所述小径活塞爆排发动机（5）的承压能力大于20MPa，所述小径活塞爆排发动机（5）的活塞直径小于所述大径活塞压气机（1）的活塞直径，所述小径活塞爆排发动机（5）的活塞直径小于所述大径活塞做功机构（2）的活塞直径，所述小径活塞压气机（4）的活塞直径小于所述大径活塞压气机（1）的活塞直径，所述小径活塞压气机（4）的活塞直径小于所述大径活塞做功机构（2）的活塞直径。

6.如权利要求5所述高压充气爆排发动机，其特征在于：所述大径活塞压气机（1）和/或所述小径活塞压气机（4）和/或所述大径活塞做功机构（2）和/或所述小径活塞爆排发动机（5）设为对置活塞气缸机构。

7.如权利要求5或6所述高压充气爆排发动机，其特征在于：所述大径活塞压气机（1）、所述小径活塞压气机（4）、所述大径活塞做功机构（2）和所述小径活塞爆排发动机（5）与同一曲轴连接。

8.一种高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机（1）、小径活塞压气机（4）、大径活塞做功机构（2）和小径活塞做功机构（6），其特征在于：所述大径活塞压气机（1）的供气口经大径活塞压气机供气通道（14）与所述小径活塞压气机（4）的进气口连通，所述小径活塞压气机（4）的供气口经小径活塞压气机供气通道（19）与燃烧室（7）的工质入口连通，所述燃烧室（7）的工质出口与所述小径活塞做功机构（6）的充气口连通，所述小径活塞做功机构（6）的排气口与所述大径活塞做功机构（2）的充气口连通，所述燃烧室（7）的承压能力大于20MPa，所述小径活塞做功机构（6）的活塞直径小于所述大径活塞压气机（1）的活塞直径，所述小径活塞做功机构（6）的活塞直径小于所述大径活塞做功机构（2）的活塞直径，所述小径活塞压气机（4）的活塞直径小于所述大径活塞压气机（1）的活塞直径，所述小径活塞压气机（4）的活塞直径小于所述大径活塞做功机构（2）的活塞直径。

9.如权利要求8所述高压充气爆排发动机，其特征在于：所述大径活塞压气机（1）和/或所述小径活塞压气机（4）和/或所述大径活塞做功机构（2）和/或所述小径活塞做功机构（6）设为对置活塞气缸机构。

10.如权利要求8或9所述高压充气爆排发动机，其特征在于：所述大径活塞压气机（1）、所述小径活塞压气机（4）、所述大径活塞做功机构（2）和所述小径活塞做功机构（6）与同一曲轴连接。

11.如权利要求3或8所述高压充气爆排发动机，其特征在于：在所述小径活塞压气机（4）上设冷却器（15）。

12.如权利要求3或8所述高压充气爆排发动机，其特征在于：在所述小径活塞压气机供气通道（19）上设膨胀剂入口（20）。

13.如权利要求3或8所述高压充气爆排发动机，其特征在于：在所述小径活塞压气机（4）上设排气门（16），所述小径活塞压气机（4）受正时控制机构（18）控制按照吸气冲程—压气供气余隙气体放出冲程的二冲程循环模式工作，或所述小径活塞压气机（4）受正时控制机构（18）控制按照进气扫气压气供气冲程—余隙气体做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述小径活塞压气机（4）受正时控制机构（18）控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述小径活塞压气机（4）受正时控制机构（18）控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

14.如权利要求3或8所述高压充气爆排发动机，其特征在于：在所述小径活塞压气机（4）上设排气门（16）和燃料入口（17），所述小径活塞压气机（4）受正时控制机构（18）控制按照进气扫气压气供气冲程—余隙气体燃烧做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述小径活塞压气机（4）受正时控制机构（18）控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体燃烧做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述小径活塞压气机（4）受正时控制机构（18）控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体燃烧做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

15.如权利要求1或8所述高压充气爆排发动机，其特征在于：在所述大径活塞压气机（1）的进气道上设叶轮压气机（12）。

16.如权利要求15所述高压充气爆排发动机，其特征在于：在所述叶轮压气机（12）和所述大径活塞压气机（1）之间设冷却器（15）。

17.如权利要求1或8所述高压充气爆排发动机，其特征在于：在所述大径活塞做功机构（2）的排气道上设动力叶轮机构（13）。

18.如权利要求1或8所述高压充气爆排发动机，其特征在于：在所述大径活塞压气机（1）上，和/或在所述大径活塞压气机（1）的大径活塞压气机供气通道（14）上设冷却器（15）。

19.如权利要求1或8所述高压充气爆排发动机，其特征在于：在所述大径活塞压气机（1）上设排气门（16），所述大径活塞压气机（1）受正时控制机构（18）控制按照吸气冲程—压气供气余隙气体放出冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机（1）受正时控制机构（18）控制按照进气扫气压气供气冲程—余隙气体做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机（1）受正时控制机构（18）控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机（1）受正时控制机构（18）控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

20.如权利要求1或8所述高压充气爆排发动机，其特征在于：在所述大径活塞压气机（1）上设排气门（16）和燃料入口（17），所述大径活塞压气机（1）受正时控制机构（18）控制按照进气扫气压气供气冲程—余隙气体燃烧做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机（1）受正时控制机构（18）控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体燃烧做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机（1）受正时控制机构（18）控制按照吸气冲程—压气供气冲程—余隙气体燃烧做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

21.一种高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机（1）和小径活塞发动机（3），其特征在于：在所述大径活塞压气机（1）上设进气门（21）、供气充气门（10）和排气门（16），在所述小径活塞发动机（3）设发动机进排共用气门（29），所述大径活塞压气机（1）的气缸依次经所述供气充气门（10）、供气排气通道（31）和所述发动机进排共用气门（29）与所述小径活塞发动机（3）的气缸连通，所述小径活塞发动机（3）的承压能力大于20MPa，所述小径活塞发动机（3）的活塞直径小于所述大径活塞压气机（1）的活塞直径。

22.如权利要求21所述高压充气爆排发动机，其特征在于：在所述供气排气通道（31）上设储气罐（30）。

23.一种高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机（1）和小径活塞发动机（3），其特征在于：在所述大径活塞压气机（1）上设进气门（21）、供气门（22）、充气门（23）和排气门（16），在所述小径活塞发动机（3）设发动机进气门（24）和发动机排气门（25），所述大径活塞压气机（1）的气缸依次经所述供气门（22）、供气通道（26）和所述发动机进气门（24）与所述小径活塞发动机（3）的气缸连通，所述小径活塞发动机（3）的气缸依次经所述发动机排气门（25）、排气通道（27）和所述充气门（23）与所述大径活塞压气机（1）的气缸连通，所述小径活塞发动机（3）的承压能力大于20MPa，所述小径活塞发动机（3）的活塞直径小于所述大径活塞压气机（1）的活塞直径。

24.如权利要求23所述高压充气爆排发动机，其特征在于：在所述供气通道（26）上储气罐（30），和/或在所述排气通道（27）上储气罐（30）。

25.一种高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机（1）和小径活塞发动机（3），其特征在于：在所述大径活塞压气机（1）上设进气门（21）、供气充气门（10）和排气门（16），所述大径活塞压气机（1）的气缸经所述供气充气门（10）与所述小径活塞发动机（3）的气缸连通，所述小径活塞发动机（3）的承压能力大于20MPa，所述小径活塞发动机（3）的活塞直径小于所述大径活塞压气机（1）的活塞直径。

26.一种高压充气爆排发动机，包括大径活塞压气机（1）和小径活塞发动机（3），其特征在于：在所述大径活塞压气机（1）上设进气门（21）、供气门（22）、充气门（23）和排气门（16），所述大径活塞压气机（1）的气缸经所述供气门（22）与所述小径活塞发动机（3）的气缸连通，所述小径活塞发动机（3）的气缸经所述充气门（23）与所述大径活塞压气机（1）的气缸连通，所述小径活塞发动机（3）的承压能力大于20MPa，所述小径活塞发动机（3）的活塞直径小于所述大径活塞压气机（1）的活塞直径。

27.如权利要求21至26任意之一所述高压充气爆排发动机，其特征在于：所述大径活塞压气机（1）受正时控制机构（18）控制按照进气扫气压气供气冲程—充气做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机（1）受正时控制机构（18）控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机（1）受正时控制机构（18）控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

28.如权利要求21至26任意之一所述高压充气爆排发动机，其特征在于：在所述大径活塞压气机（1）上设燃料入口（17），所述大径活塞压气机（1）受正时控制机构（18）控制按照进气扫气压气供气冲程—充气燃烧做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机（1）受正时控制机构（18）控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气燃烧做功冲程—排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述大径活塞压气机（1）受正时控制机构（18）控制按照吸气冲程—压气供气冲程—充气燃烧做功冲程—排气冲程—吸气冲程—排气冲程的六冲程循环模式工作。

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