專利名稱：同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)通過散熱系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)排放出大量的熱能，即發(fā)動機(jī)的余熱，對這些余熱的有效利用一直是個空白，雖有渦輪增壓發(fā)動機(jī)，但其利用的是排氣的壓強(qiáng)，固引起排氣阻力增大之后果，而且對節(jié)能效果不大明顯。因此急需發(fā)明一種有效利用發(fā)動機(jī)余熱的新型發(fā)動機(jī)達(dá)到節(jié)能環(huán)保之目的。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)的不足，本發(fā)明公開一種同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，包括活塞、氣缸、氣缸周圍的冷卻水套、蓄水箱、進(jìn)氣道、排氣道、進(jìn)氣門、排氣門，在所述排氣道上設(shè)有蒸汽發(fā)生器和排氣冷凝器，所述蒸汽發(fā)生器的加熱氣體進(jìn)口與所述排氣道連通，所述蒸汽發(fā)生器的加熱氣體的出口與所述排氣冷凝器的被冷卻氣體的進(jìn)口連通，所述蒸汽發(fā)生器的被加熱水管的蒸汽出口與正時閥門連通，所述正時閥門與蒸汽噴嘴連通，所述蒸汽噴嘴與發(fā)動機(jī)燃燒室連通，實(shí)現(xiàn)由排氣熱量產(chǎn)生的高壓水蒸汽按正時關(guān)系噴入燃燒室；所述排氣冷凝器的被冷卻氣體的出口與氣水分離器連通，所述氣水分離器的氣體出口與排氣管道連通，所述氣水分離器的冷凝水出口與水泵的進(jìn)口連通；所述水泵的出口與所述蓄水箱的進(jìn)口連通，所述蓄水箱的出口經(jīng)管路與所述氣缸周圍的冷卻水套連通，所述冷卻水套經(jīng)管路與高壓水泵的進(jìn)口連通，所述高壓水泵的出口與所述蒸汽發(fā)生器的被加熱水管的入口連通。
所述正時閥門與所述蒸汽噴嘴可做為一體，成為正時蒸汽噴嘴。
在所述正時蒸汽噴嘴前設(shè)有一射流泵，所述正時蒸汽噴嘴噴入氣缸內(nèi)的是空氣和水蒸汽的混合物。
在所述正時蒸汽噴嘴前設(shè)有渦輪增壓裝置，所述渦輪增壓裝置的高壓氣體進(jìn)口經(jīng)受控閥門由蒸汽管道與蒸汽發(fā)生器的蒸汽出口連通；經(jīng)所述渦輪增壓裝置后的蒸汽及被增壓的空氣經(jīng)同一管道與所述正時蒸汽噴嘴連通，并被噴入氣缸。
把所述蒸汽噴嘴設(shè)在進(jìn)氣道靠近所述進(jìn)氣門處。
把所述射流泵或所述渦輪增壓裝置設(shè)在所述進(jìn)氣道靠近所述進(jìn)氣門處。
在所述進(jìn)氣道上并聯(lián)設(shè)有復(fù)數(shù)個空氣恒容瞬間加熱裝置，所述復(fù)數(shù)個空氣恒容瞬間加熱裝置的空氣入口分別與受控閥門聯(lián)通，所述每一個受控閥門與空壓機(jī)的出口聯(lián)通，所述每個空氣恒容瞬間加熱裝置分別與蒸汽噴嘴連通，所述蒸汽噴嘴為所述正時蒸汽噴嘴，所述正時蒸汽噴嘴與蒸汽發(fā)生器的蒸汽出口聯(lián)通。
在所述蓄水箱與氣缸周圍的冷卻水套之間的管路上設(shè)有受控閥門，在水套與高壓水泵之間的管路上設(shè)有受控閥門，在所述蓄水箱與所述受控閥門之間的管路和所述高壓水泵與所述受控閥門之間的管路間設(shè)有旁通管，所述旁通管上設(shè)有受控閥門。
在所述蓄水箱的出口管路上設(shè)有水泵，所述水泵的出口經(jīng)受控閥門分別與氣缸周圍的水套的進(jìn)口和高壓水泵的進(jìn)口連通；所述蓄水箱設(shè)在整個水路循環(huán)系統(tǒng)的最低處，所述整個水路循環(huán)系統(tǒng)的最高處設(shè)有受控放氣閥，所述蓄水箱設(shè)為可膨脹式，以防冬季凍壞。
所述發(fā)動機(jī)可設(shè)為多缸。
發(fā)明的原理利用發(fā)動機(jī)的余熱將水加熱并產(chǎn)生水蒸汽，通過正時控制將水蒸汽單獨(dú)或與空氣混合后噴入氣缸，進(jìn)而增大了氣缸內(nèi)的氣相物質(zhì)質(zhì)量及熱容，從而可在相對較低的溫度下獲得較大的氣相壓強(qiáng)，所以發(fā)動機(jī)的效率高、節(jié)能、環(huán)保，有害物質(zhì)Nox等的排放量較低。本發(fā)明中對燃燒后排放的廢氣進(jìn)行冷卻，回收其中的水分以循環(huán)利用。本發(fā)明中將水蒸汽單獨(dú)或與空氣混合后經(jīng)正時控制噴入氣缸，所以相當(dāng)于一個內(nèi)燃機(jī)和一個外燃機(jī)共有同一氣缸，固稱為同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)。
發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1、由于本發(fā)明有效利用了發(fā)動機(jī)的余熱，所以節(jié)能、環(huán)保。
2、由于水蒸汽單獨(dú)或與空氣混合后噴入氣缸，固可降低燃燒室最高溫度，但可形成較高的氣相壓強(qiáng)。因而可在維持發(fā)動機(jī)較高效率的前提下大幅度降低有害氣體Nox等的排放量。
3、由于本發(fā)明采用內(nèi)燃、外燃同室設(shè)計(jì)，即共用同一氣缸，所以結(jié)構(gòu)簡單，體積小，升功率高。


圖1為本發(fā)明的一實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中正時閥門與蒸汽噴嘴合為一體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中蒸汽管路上帶有噴射泵的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1中蒸汽管路上帶有渦輪增壓裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4中A部的局部放大詳圖；圖6為本發(fā)明蒸汽噴嘴設(shè)置在進(jìn)氣道上的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明噴射泵設(shè)置在進(jìn)氣道上的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明渦輪增壓裝置設(shè)置在進(jìn)氣道上的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9為本發(fā)明進(jìn)氣道上帶有空氣恒容瞬間加熱裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為水套間帶有旁通管的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明可用于嚴(yán)寒冬季的實(shí)施例；附圖編號1.活塞 2.氣缸 3.水套 4.蓄水箱5.進(jìn)氣管 6.排氣管 7.進(jìn)氣門 8.排氣門9蒸汽發(fā)生器 10.冷凝器 11.被加熱水管 12.正時閥門13.蒸汽噴嘴 14.燃燒室 15.氣水分離器 16.水泵17.管路 18.管路19.高壓水泵20.正時蒸汽噴嘴21.射流泵22.渦輪增壓裝置 23、27、29、30、32.受控閥門24.蒸汽管道 25.管道26.空氣恒容瞬間加熱裝置28.空壓機(jī)31.旁通管 33.水泵34.受控放氣閥61、排氣管道下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
具本實(shí)施方式如圖1所示同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，包括活塞1、氣缸2、氣缸周圍的冷卻水套3、蓄水箱4、進(jìn)氣道5、排氣道6、進(jìn)氣門7、排氣門8，其特征在于在所述排氣道6上設(shè)有蒸汽發(fā)生器9和排氣冷凝器10，所述蒸汽發(fā)生器9的加熱氣體進(jìn)口與所述排氣道6連通，所述蒸汽發(fā)生器9的加熱氣體的出口與所述排氣冷凝器10的被冷卻氣體的進(jìn)口連通，所述蒸汽發(fā)生器9的被加熱水管11的蒸汽出口與正時閥門12連通，所述正時閥門12與蒸汽噴嘴13連通，所述蒸汽噴嘴13與發(fā)動機(jī)燃燒室14連通，實(shí)現(xiàn)由排氣熱量產(chǎn)生的高壓水蒸汽按正時關(guān)系噴入燃燒室14；所述排氣冷凝器10的被冷卻氣體的出口與氣水分離器15連通，所述氣水分離器15的氣體出口與排氣管道61連通，所述氣水分離器15的冷凝水出口與水泵16的進(jìn)口連通；所述水泵16的出口與所述蓄水箱4的進(jìn)口連通，所述蓄水箱4的出口經(jīng)管路17與所述氣缸周圍的冷卻水套3連通，所述冷卻水套3經(jīng)管路18與高壓水泵19的進(jìn)口連通，所述高壓水泵19的出口與所述蒸汽發(fā)生器9的被加熱水管11的入口連通。
如圖2所示同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，所述正時閥門12與所述蒸汽噴嘴13可做為一體，成為正時蒸汽噴嘴20，其余同實(shí)施例1。
如圖3所示同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，在所述正時蒸汽噴嘴20前設(shè)有一射流泵21，所述正時蒸汽噴嘴20噴入氣缸2內(nèi)的是空氣和水蒸汽的混合物。
如圖4和圖5所示同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，在所述正時蒸汽噴嘴20前設(shè)有渦輪增壓裝置22，所述渦輪增壓裝置22的高壓氣體進(jìn)口經(jīng)受控閥門23由蒸汽管道24與蒸汽發(fā)生器9的蒸汽出口連通；經(jīng)所述渦輪增壓裝置22后的蒸汽及被增壓的空氣經(jīng)同一管道25與所述正時蒸汽噴嘴20連通，并被噴入氣缸2。
如圖6所示同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，把所述蒸汽噴嘴13設(shè)在進(jìn)氣道5靠近所述進(jìn)氣門7處。
如圖7和圖8所示同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，把所述射流泵21或所述渦輪增壓裝置22設(shè)在所述進(jìn)氣道5靠近所述進(jìn)氣門7處。
如圖9所示同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，在所述進(jìn)氣道5上并聯(lián)設(shè)有復(fù)數(shù)個空氣恒容瞬間加熱裝置26，所述復(fù)數(shù)個空氣恒容瞬間加熱裝置26的空氣入口分別與受控閥門27聯(lián)通，所述每一個受控閥門27與空壓機(jī)28的出口聯(lián)通，所述每個空氣恒容瞬間加熱裝置26分別與蒸汽噴嘴連通13，所述蒸汽噴嘴13為所述正時蒸汽噴嘴20，所述正時蒸汽噴嘴20與蒸汽發(fā)生器19的蒸汽出口聯(lián)通。
如圖10所示同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，在所述蓄水箱4與氣缸周圍的冷卻水套3之間的管路17上設(shè)有受控閥門29，在水套3與高壓水泵19之間的管路18上設(shè)有受控閥門30，在所述蓄水箱4與所述受控閥門29之間的管路17和所述高壓水泵19與所述受控閥門30之間的管路18間設(shè)有旁通管31，所述旁通管上設(shè)有受控閥門32。
如圖11所示同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，在所述蓄水箱4的出口管路上設(shè)有水泵33，所述水泵33的出口經(jīng)受控閥門29、32分別與氣缸周圍的水套3的進(jìn)口和高壓水泵19的進(jìn)口連通；所述蓄水箱4設(shè)在整個水路循環(huán)系統(tǒng)的最低處，所述整個水路循環(huán)系統(tǒng)的最高處設(shè)有受控放氣閥34，所述蓄水箱4設(shè)為可膨脹式，以防冬季凍壞。
所述發(fā)動機(jī)可設(shè)為多缸。
權(quán)利要求
1.一種同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，包括活塞(1)、氣缸(2)、氣缸周圍的冷卻水套(3)、蓄水箱(4)、進(jìn)氣道(5)、排氣道(6)、進(jìn)氣門(7)、排氣門(8)，其特征在于在所述排氣道(6)上設(shè)有蒸汽發(fā)生器(9)和排氣冷凝器(10)，所述蒸汽發(fā)生器(9)的加熱氣體進(jìn)口與所述排氣道(6)連通，所述蒸汽發(fā)生器(9)的加熱氣體的出口與所述排氣冷凝器(10)的被冷卻氣體的進(jìn)口連通，所述蒸汽發(fā)生器(9)的被加熱水管(11)的蒸汽出口與正時閥門(12)連通，所述正時閥門(12)與蒸汽噴嘴(13)連通，所述蒸汽噴嘴(13)與發(fā)動機(jī)燃燒室(14)連通，實(shí)現(xiàn)由排氣熱量產(chǎn)生的高壓水蒸汽按正時關(guān)系噴入燃燒室(14)；所述排氣冷凝器(10)的被冷卻氣體的出口與氣水分離器(15)連通，所述氣水分離器(15)的氣體出口與排氣管道(61)連通，所述氣水分離器(15)的冷凝水出口與水泵(16)的進(jìn)口連通；所述水泵(16)的出口與所述蓄水箱(4)的進(jìn)口連通，所述蓄水箱(4)的出口經(jīng)管路(17)與所述氣缸周圍的冷卻水套(3)連通，所述冷卻水套(3)經(jīng)管路(18)與高壓水泵(19)的進(jìn)口連通，所述高壓水泵(19)的出口與所述蒸汽發(fā)生器(9)的被加熱水管(11)的入口連通。
2.如權(quán)利要求1所述同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，其特征在于所述正時閥門(12)與所述蒸汽噴嘴(13)可做為一體，成為正時蒸汽噴嘴(20)。
3.如權(quán)利要求1或2所述同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，其特征在于在所述正時蒸汽噴嘴(20)前設(shè)有一射流泵(21)，所述正時蒸汽噴嘴(20)噴入氣缸(2)內(nèi)的是空氣和水蒸汽的混合物。
4.如權(quán)利要求1或2所述同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，其特征在于在所述正時蒸汽噴嘴(20)前設(shè)有渦輪增壓裝置(22)，所述渦輪增壓裝置(22)的高壓氣體進(jìn)口經(jīng)受控閥門(23)由蒸汽管道(24)與蒸汽發(fā)生器(9)的蒸汽出口連通；經(jīng)所述渦輪增壓裝置(22)后的蒸汽及被增壓的空氣經(jīng)同一管道(25)與所述正時蒸汽噴嘴(20)連通，并被噴入氣缸(2)。
5.如權(quán)利要求1所述同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，其特征在于把所述蒸汽噴嘴(13)設(shè)在進(jìn)氣道(5)靠近所述進(jìn)氣門(7)處。
6.如權(quán)利要求1所述同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，其特征在于把所述射流泵(21)或所述渦輪增壓裝置(22)設(shè)在所述進(jìn)氣道(5)靠近所述進(jìn)氣門(7)處。
7.如權(quán)利要求1所述同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，其特征在于在所述進(jìn)氣道(5)上并聯(lián)設(shè)有復(fù)數(shù)個空氣恒容瞬間加熱裝置(26)，所述復(fù)數(shù)個空氣恒容瞬間加熱裝置(26)的空氣入口分別與受控閥門(27)聯(lián)通，所述每一個受控閥門(27)與空壓機(jī)(28)的出口聯(lián)通，所述每個空氣恒容瞬間加熱裝置(26)分別與蒸汽噴嘴連通(13)，所述蒸汽噴嘴(13)為所述正時蒸汽噴嘴(20)，所述正時蒸汽噴嘴(20)與蒸汽發(fā)生器(19)的蒸汽出口聯(lián)通。
8.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，其特征在于在所述蓄水箱(4)與氣缸周圍的冷卻水套(3)之間的管路(17)上設(shè)有受控閥門(29)，在水套(3)與高壓水泵(19)之間的管路(18)上設(shè)有受控閥門(30)，在所述蓄水箱(4)與所述受控閥門(29)之間的管路(17)和所述高壓水泵(19)與所述受控閥門(30)之間的管路(18)間設(shè)有旁通管(31)，所述旁通管上設(shè)有受控閥門(32)。
9.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，其特征在于在所述蓄水箱(4)的出口管路上設(shè)有水泵(33)，所述水泵(33)的出口經(jīng)受控閥門(29)、(32)分別與氣缸周圍的水套(3)的進(jìn)口和高壓水泵(19)的進(jìn)口連通；所述蓄水箱(4)設(shè)在整個水路循環(huán)系統(tǒng)的最低處，所述整個水路循環(huán)系統(tǒng)的最高處設(shè)有受控放氣閥(34)，所述蓄水箱(4)設(shè)為可膨脹式，以防冬季凍壞。
10.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，其特征在于所述發(fā)動機(jī)可設(shè)為多缸。
全文摘要
一種同室內(nèi)外燃發(fā)動機(jī)，包括活塞、氣缸、氣缸周圍的冷卻水套、蓄水箱、進(jìn)氣道、排氣道、進(jìn)氣門、排氣門，在所述排氣道上設(shè)有蒸汽發(fā)生器和排氣冷凝器，所述蒸汽發(fā)生器的加熱氣體進(jìn)口與所述排氣道連通，所述蒸汽發(fā)生器的加熱氣體的出口與所述排氣冷凝器的被冷卻氣體的進(jìn)口連通，所述蒸汽發(fā)生器的被加熱水管的蒸汽出口與正時閥門連通，所述正時閥門與蒸汽噴嘴連通，所述蒸汽噴嘴與發(fā)動機(jī)燃燒室連通，實(shí)現(xiàn)由排氣熱量產(chǎn)生的高壓水蒸汽按正時關(guān)系噴入燃燒室；由于本發(fā)明利用發(fā)動機(jī)的余熱將水加熱并產(chǎn)生水蒸汽，通過正時控制將水蒸汽單獨(dú)或與空氣混合后噴入氣缸，固可降低燃燒室最高溫度，但可形成較高的氣相壓強(qiáng)，使發(fā)動機(jī)高效、節(jié)能、環(huán)保。
文檔編號F01N5/02GK101070798SQ200710117829
公開日2007年11月14日 申請日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月25日
發(fā)明者靳北彪 申請人:靳北彪