一種熱能動力設(shè)備及其做功方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種熱能動力設(shè)備，在內(nèi)燃機氣缸體上止點位置設(shè)置由氣化片和氣孔組成的氣化反應(yīng)器，所述間隙分布的氣化片設(shè)置在氣缸上止點，所述氣孔均勻、陣列或交錯分布在所述氣化片上，在所述氣化反應(yīng)器上方缸蓋上設(shè)置霧化器，在排氣道的氣流方向上平行設(shè)置吸熱片，吸熱片吸收尾氣的熱能傳遞給氣化反應(yīng)器，內(nèi)燃機包裹保溫層；增加的做功行程使得氣缸體溫度得到降溫，壓縮比高；因經(jīng)過冷卻器和儲液罐的過濾，排出的尾氣比現(xiàn)有發(fā)動機環(huán)保；氣缸體溫度得到降溫后排出的尾氣經(jīng)過冷卻器和儲液罐過濾無噪音；增加了一次做功行程，熱能利用率提高20-95%；直接在排氣道上進行熱能利用，不需要散熱水箱。
【專利說明】一種熱能動力設(shè)備及其做功方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于熱能動力設(shè)備領(lǐng)域，尤其是利用內(nèi)燃機本身熱能轉(zhuǎn)換成動能的熱能動 力設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 四沖程發(fā)動機每個工作循環(huán)是由進氣行程、壓縮行程、做功行程和排氣行程組成， 而四沖程發(fā)動機要完成一個工作循環(huán)，活塞在氣缸內(nèi)需要往返4個行程(即曲軸轉(zhuǎn)2轉(zhuǎn))。四 沖程發(fā)動機又分為四沖程氣油機和四沖程柴油機，兩者的主要區(qū)別是點火方式不同。氣油 機是火花塞點火，而柴油機是壓燃。
[0003] 四沖程發(fā)動機屬于往復(fù)活塞式內(nèi)燃機，根據(jù)所用燃料種類的不同，分為氣油機、柴 油機和氣體燃料發(fā)動機三類。以氣油或柴油為燃料的活塞式內(nèi)燃機分別稱作氣油機或柴油 機。使用天然氣、液化石油氣和其他氣體燃料的活塞式內(nèi)燃機稱作氣體燃料發(fā)動機。氣油 和柴油都是石油制品，是氣車發(fā)動機的傳統(tǒng)燃料。非石油燃料稱作代用燃料。燃用代用燃 料的發(fā)動機稱作代用燃料發(fā)動機，如乙醇發(fā)動機、氫氣發(fā)動機、甲醇發(fā)動機等。
[0004] 從目前氣車所用發(fā)動機的熱平衡來看，用于動力輸出的功率一般只占燃油燃燒總 熱量的30%-45%(柴油機）或20%-30%(氣油機）。以余熱形式排出車外的能量占燃燒總能 量的55%-70% (柴油機）或80%-70% (氣油機），主要包括循環(huán)冷卻水帶走的熱量和尾氣帶走 的熱量。下表為內(nèi)燃機的熱平衡表

【權(quán)利要求】
1. 一種熱能動力設(shè)備，其特征是：在內(nèi)燃機氣缸體上止點位置設(shè)置由氣化片和氣孔組 成的氣化反應(yīng)器，所述氣化片間隙設(shè)置在氣缸上止點，所述氣孔均勻、陣列或交錯分布在所 述氣化片上，在所述氣化反應(yīng)器上方缸蓋上設(shè)置霧化器，在排氣道的氣流方向上平行設(shè)置 吸熱片，吸熱片吸收尾氣的熱能傳遞給氣化反應(yīng)器，內(nèi)燃機包裹保溫層。
2. 如權(quán)利要求1所述熱能動力設(shè)備，其特征是，所述排氣道中設(shè)置吸熱片后增大排氣 道直徑，抵消增加的吸熱片阻力，使氣缸體與排氣道保持原有的排氣比例。
3. 如權(quán)利要求1所述熱能動力設(shè)備，其特征是，所述內(nèi)燃機氣缸上止點設(shè)有至少一層 氣化片；所述間隙分布的氣化片間隙距離為1.2-6mm;所述氣化片上的氣孔與另一氣化片 上的氣孔交錯分布。
4. 如權(quán)利要求1或2或3其中之一所述熱能動力設(shè)備，其特征是，所述內(nèi)燃機氣缸上止 點設(shè)有三層間隙分布的氣化片；所述三層間隙分布的氣化片間隙距離為1. 5-3. 5mm ;所述 氣孔大小設(shè)置是，上一層氣化片上的氣孔是相鄰下一層氣化片上的氣孔直徑一半；所述第 一層氣化片上的氣孔是第二層氣化片上的氣孔直徑一半；第二層氣化片上的氣孔是第三層 氣化片上的氣孔直徑一半。
5. 如權(quán)利要求4所述熱能動力設(shè)備，其特征是，所述第一層氣化片上的氣孔直徑為 0. 2-3. 5mm ;所述第二層氣化片上的氣孔直徑為0. 4-7mm ;所述第三層氣化片上的氣孔直徑 為0. 8-14mm ;所述氣化片的厚度為0. 2-6mm ;所述內(nèi)燃機氣缸與氣化片均是金屬導(dǎo)熱材料 制成。
6. 如權(quán)利要求1所述熱能動力設(shè)備做功方法是：在現(xiàn)有發(fā)動機做功或排氣步驟后，增 加由霧化器和氣化片構(gòu)成的噴氣做功行程和排氣行程。
7. 如權(quán)利要求6所述熱能動力設(shè)備做功方法，其特征是六沖程做功方法是：六沖程發(fā) 動機每個工作循環(huán)是由進氣行程、壓縮行程、做功行程、排氣行程、噴氣做功行程和排氣行 程組成，六沖程發(fā)動機要完成一個工作循環(huán)，活塞在氣缸內(nèi)需要往返六個行程，即曲軸轉(zhuǎn)三 轉(zhuǎn)。
8. 如權(quán)利要求7所述熱能動力設(shè)備做功方法：所述內(nèi)燃機可以是氣油機、柴油機或代 用燃料發(fā)動機；可以是二沖程、四沖程、六沖程及其他沖程的發(fā)動機增加噴氣做功行程。
9. 如權(quán)利要求8所述熱能動力設(shè)備做功方法，其特征是：熱能動力設(shè)備做功方法中的 噴氣做功行程是：有機工質(zhì)通過缸蓋上的霧化器霧化，進入到第一層氣化片，熱能通過氣缸 和氣化片使霧化的有機工質(zhì)快速氣化，霧化氣和氣態(tài)有機工質(zhì)進入到第二層氣化片繼續(xù)氣 化，形成一定氣壓后進入到第三層氣化片繼續(xù)氣化增壓推動活塞做功；由于第一層至第三 層的氣孔直徑逐級增大，氣態(tài)有機工質(zhì)膨脹速度逐級加快，氣壓逐漸增大，再次推動活塞做 功，做功后由活塞推動進行排氣。
【文檔編號】F02B41/00GK104088695SQ201410314052
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】郭遠軍 申請人:郭遠軍