本發(fā)明屬于一種機械裝置。具體涉及一種多汽缸內燃機的動力機械裝置。
背景技術:
內燃機是一種通過使燃料在機器內部燃燒,并將其放出的熱能直接轉換成動力的熱力發(fā)動機。以活塞式內燃機最為普遍。活塞式內燃機將燃料與空氣混合,在其汽缸內燃燒,釋放出熱能使汽缸內產生高溫高壓的燃氣。燃氣膨脹推動活塞做功,再通過曲柄連桿機構將機械功輸出,驅動從動機械工作?;钊谄變韧鶑瓦\動時,從汽缸的一端運動到另一端的過程叫一個沖程。普通內燃機大多為四沖程內燃機。它分為吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。主要有四沖程汽油機和四沖程柴油機兩種。
隨著世界能源危機的日益嚴重,環(huán)境污染更加惡劣,為了減少溫室氣體排放,提高能源生產使用效率,對內燃機的節(jié)能與環(huán)保性能方面提出越來越嚴格的要求?,F(xiàn)有內燃機工作時,燃料在汽缸內放出的總熱量,汽油機最多只有38%能轉變?yōu)闄C械功,柴油機最多只有45%能轉變?yōu)闄C械功。其它部分均以不同的熱傳遞方式最終流失在發(fā)動機之外了。這部分消失的熱量一般包括傳遞給冷卻介質的熱量、排氣損失的熱量、輻射損失的熱量。改善汽缸的熱力指標,就能提高內燃機的熱效率。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是,提供一種八沖程高效率的內燃機,有效減少石油供應緊張的壓力,緩解二氧化碳排放帶來的環(huán)境壓力。
本發(fā)明的技術方案是一種發(fā)動機,包括燃燒缸、冷卻缸、壓縮室、進排氣室、曲柄連桿機構、配氣機構、噴油點火裝置。燃燒缸做保溫處理,冷卻缸做散熱處理。燃燒缸通過壓縮室和進排氣室與冷卻缸相連通,發(fā)動機以八沖程的汽缸工作模式循環(huán)做功。
第一沖程階段,燃燒汽缸活塞在上止點下向上運行,燃燒缸進氣門打開,排氣門關閉,壓縮室內的高壓混合燃料氣進入燃燒缸。冷卻汽缸活塞在下止點上向上運行,冷卻缸壓縮氣門打開,循環(huán)氣門關閉,缸內空氣壓縮進入壓縮室,壓縮室內有噴油器噴油。
第二沖程階段,燃燒汽缸活塞在上止點下向下運行,燃燒缸進氣門關閉,排氣門關閉,燃燒缸內的高壓混合燃料氣點火燃燒,膨脹做功。冷卻汽缸活塞在上止點下向上運行,冷卻缸壓縮氣門打開,循環(huán)氣門關閉,缸內空氣壓縮進入壓縮室,壓縮室內有噴油器噴油。
第三沖程階段,燃燒汽缸活塞在下止點上向下運行,燃燒缸進氣門關閉,排氣門打開,燃燒缸內的做功后的高溫高壓燃氣通過排氣門進入進排氣室,進排氣室有回熱器對燃氣工質換熱。冷卻汽缸活塞在上止點下向下運行,冷卻汽缸活塞在上止點時冷卻缸壓縮氣門關閉,循環(huán)氣門打開,進排氣室內燃氣工質進入冷卻缸內膨脹做功。
第四沖程階段,燃燒汽缸活塞在下止點上向上運行,燃燒缸進氣門關閉,排氣門打開,燃燒缸內的做功后的高溫高壓燃氣通過排氣門進入進排氣室,進排氣室有回熱器對燃氣工質換熱。冷卻汽缸活塞在下止點上向下運行,冷卻缸壓縮氣門關閉,循環(huán)氣門打開,冷卻缸內燃氣工質冷卻收縮。
第五沖程階段,燃燒汽缸活塞在上止點下向上運行,燃燒缸進氣門關閉,排氣門打開,燃燒缸內的做功后的高溫高壓燃氣通過排氣門進入進排氣室,進排氣室有回熱器對燃氣工質換熱。冷卻汽缸活塞在下止點上向上運行,冷卻缸壓縮氣門關閉,循環(huán)氣門打開,冷卻缸內燃氣工質壓縮冷卻。
第六沖程階段,燃燒汽缸活塞在上止點下向下運行,燃燒缸進氣門關閉,排氣門打開,進排氣室內的換熱后的燃氣工質通過排氣門進入燃燒缸,燃燒汽缸活塞向下膨脹做功。冷卻汽缸活塞在上止點下向上運行,冷卻缸壓縮氣門關閉,循環(huán)氣門打開,冷卻缸內燃氣工質壓縮進入進排氣室。
第七沖程階段,燃燒汽缸活塞在下止點上向下運行,燃燒缸進氣門關閉,排氣門打開,進排氣室內的換熱后的燃氣工質通過排氣門進入燃燒缸。冷卻缸壓縮氣門關閉,循環(huán)氣門打開。在一至六沖程階段,進排氣室內的進氣門關閉,排氣門關閉,隔斷門開啟。第七沖程階段,進排氣室內的進氣門開啟,排氣門關閉,隔斷門關閉。冷卻汽缸活塞在上止點向下運行,空氣經過進氣門,再經過循環(huán)氣門吸入冷卻缸內。
第八沖程階段,燃燒汽缸活塞在下止點上向上運行,燃燒缸進氣門關閉,排氣門打開,燃燒缸內的廢氣通過排氣門進入進排氣室內。進排氣室內的排氣門開啟,廢氣再經過進排氣室內的排氣門排出到大氣中。第八沖程階段,進排氣室內的進氣門關閉,排氣門開啟,隔斷門開啟。冷卻缸壓縮氣門關閉,循環(huán)氣門關閉。冷卻汽缸活塞在下止點上向下運行。由此,發(fā)動機進入第一階段沖程開始狀態(tài),完成一個工作循環(huán)。汽缸推動曲軸輸出做功。
本發(fā)明的有益效果是,發(fā)動機有三個做功沖程,分別是第二沖程、第三沖程和第六沖程。第三沖程和第六沖程中的燃氣工質經過回熱器的換熱,充分利用了燃氣工質的剩余能量,提高了發(fā)動機的效率。發(fā)動機的燃燒缸做保溫處理,燃料混合氣燃燒和膨脹做功時相當于絕熱,汽缸做功的效率與出力都有相應的提高。第六沖程后期進排氣室中的燃氣工質也冷卻了燃燒 缸,使燃燒缸保持正常的工作溫度,提高了發(fā)動機的穩(wěn)定性和工作壽命。
附圖說明
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
附圖1為實施例1的結構示意圖:
圖中:1.燃燒缸,2.冷卻缸,3.壓縮室,4.進排氣室,5.曲軸動力輸出,
6.電子點火裝置,7.進氣裝置,8.噴油裝置,9.排氣裝置,10.燃燒缸排氣門,
11.燃燒缸進氣門,12.冷卻缸壓縮氣門,13.進排氣室隔斷氣門,
14.進排氣室進氣門,15.進排氣室排氣門,16.冷卻缸循環(huán)氣門。
具體實施方式
實施例1:
參照附圖1,本實施例的結構是,它包括燃燒缸1,冷卻缸2,壓縮室3,進排氣室4,曲軸動力輸出5,電子點火裝置6,進氣裝置7,噴油裝置8,排氣裝置9,燃燒缸排氣門10,燃燒缸排氣門11,冷卻缸壓縮氣門12,進排氣室隔斷氣門13,進排氣室進氣門14,進排氣室排氣門15,冷卻缸循環(huán)氣門16。燃燒缸1外貼保溫材料做保溫處理,冷卻缸2通水路做散熱處理。燃燒缸1通過壓縮室3和進排氣室4與冷卻缸2相連通,發(fā)動機以八沖程的汽缸工作模式循環(huán)做功。
第一沖程階段,燃燒汽缸活塞在上止點下向上運行,燃燒缸進氣門11打開,排氣門10關閉,壓縮室內3的高壓混合燃料氣進入燃燒缸1。冷卻汽缸活塞在下止點上向上運行,冷卻缸壓縮氣門12打開,循環(huán)氣門16關閉,缸內空氣壓縮進入壓縮室3,壓縮室內有噴油器8噴油。
第二沖程階段,燃燒汽缸活塞在上止點下向下運行,燃燒缸進氣門11關閉,排氣門10關閉,燃燒缸1內的高壓混合燃料氣點火燃燒,膨脹做功。冷卻汽缸活塞在上止點下向上運行,冷卻缸壓縮氣門12打開,循環(huán)氣門16關閉,缸內空氣壓縮進入壓縮室3,壓縮室內有噴油器8噴油。
第三沖程階段,燃燒汽缸活塞在下止點上向下運行,燃燒缸進氣門11關閉,排氣門10打開,燃燒缸1內的做功后的高溫高壓燃氣通過排氣門10進入進排氣室4,進排氣室4有回熱器對燃氣工質換熱。冷卻汽缸活塞在上止點下向下運行,冷卻汽缸1活塞在上止點時冷卻缸壓縮氣門12關閉,循環(huán)氣門16打開,進排氣室4內燃氣工質進入冷卻缸2內膨脹做功。
第四沖程階段,燃燒汽缸活塞在下止點上向上運行,燃燒缸進氣門11關閉,排氣門10打開,燃燒缸1內的做功后的高溫高壓燃氣通過排氣門10進入進排氣室4,進排氣室有回熱器對燃氣工質換熱。冷卻汽缸活塞在下止點上向下運行,冷卻缸壓縮氣門12關閉,循環(huán)氣門16打開,冷卻缸2內燃氣工質冷卻收縮。
第五沖程階段,燃燒汽缸活塞在上止點下向上運行,燃燒缸進氣門11關閉,排氣門10打開,燃燒缸1內的做功后的高溫高壓燃氣通過排氣門10進入進排氣室4,進排氣室有回熱器對燃氣工質換熱。冷卻汽缸活塞在下止點上向上運行,冷卻缸壓縮氣門12關閉,循環(huán)氣門16打開,冷卻缸2內燃氣工質壓縮冷卻。
第六沖程階段,燃燒汽缸活塞在上止點下向下運行,燃燒缸進氣門11關閉,排氣門10打開,進排氣室4內的換熱后的燃氣工質通過排氣門10進入燃燒缸1,燃燒汽缸活塞向下膨脹做功。冷卻汽缸活塞在上止點下向上運行,冷卻缸壓縮氣門12關閉,循環(huán)氣門16打開,冷卻缸2內燃氣工質壓縮進入進排氣室。
第七沖程階段,燃燒汽缸活塞在下止點上向下運行,燃燒缸進氣門11關閉,排氣門10打開,進排氣室4內的換熱后的燃氣工質通過排氣門10進入燃燒缸1。冷卻缸壓縮氣門12關閉,循環(huán)氣門16打開。在一至六沖程階段,進排氣室內的進氣門14關閉,排氣門15關閉,隔斷門13開啟。第七沖程階段,進氣門14開啟,排氣門15關閉,隔斷門13關閉。冷卻汽缸活塞在上止點向下運行,空氣經過進氣門14,再經過循環(huán)氣門16吸入冷卻缸內。
第八沖程階段,燃燒汽缸活塞在下止點上向上運行,燃燒缸進氣門11關閉,排氣門10打開,燃燒缸內的廢氣通過燃燒缸排氣門10進入進排氣室4內。進排氣室4內的排氣門15開啟,廢氣再經過排氣門15排出到大氣中。第八沖程階段,進排氣室內的進氣門14關閉,排氣門15開啟,隔斷門13開啟。冷卻缸壓縮氣門12關閉,循環(huán)氣門16關閉。冷卻汽缸活塞在下止點上向下運行。由此,發(fā)動機進入第一階段沖程開始狀態(tài),完成一個工作循環(huán)。汽缸推動曲軸輸出做功。
實施例2:
與實施例1不同的是,它由實施例1中多組汽缸組合在一根動力輸出軸上。發(fā)動機運行時各組汽缸各自以八沖程的時序循環(huán)做功。
實施例3:
與實施例1不同的是,它由實施例1中多組汽缸組合在兩根動力輸出軸上。發(fā)動機運行時各組汽缸各自以八沖程的時序循環(huán)做功。
實施例4:
與實施例1不同的是,它由實施例1中多組汽缸組合在一根動力輸出軸上,噴油裝置安裝在冷卻缸中。運行時各組各自以八沖程的時序循環(huán)做功。
實施例5:
與實施例1不同的是,它由實施例1中多組汽缸組合在一根動力輸出軸上,噴油裝置安裝在燃燒缸進氣道中。運行時各組各自以八沖程的時序循環(huán)做功。
實施例6:
與實施例1不同的是,它由實施例1中多組汽缸組合在一根動力輸出軸上,進氣裝置安裝有渦輪增壓裝置。運行時各組各自以八沖程的時序循環(huán)做功。