本發(fā)明涉及熱能與動(dòng)力領(lǐng)域，尤其涉及一種節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)容積型活塞發(fā)動(dòng)機(jī)包括往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和旋轉(zhuǎn)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，它們有一個(gè)共同的屬性，即吸氣的容積和膨脹做功的容積相同，這就導(dǎo)致在膨脹沖程完了時(shí)，氣缸內(nèi)的壓力仍然很高，即這時(shí)缸內(nèi)氣體仍具有客觀的做功能力，為此，即吸氣的容積和膨脹做功的容積相同這一屬性嚴(yán)重影響這類發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。為了解決這一問題，曾經(jīng)有米勒循環(huán)和阿特金森循環(huán)出現(xiàn)，這類循環(huán)的本質(zhì)就是讓壓縮沖程即將開始時(shí)缸內(nèi)氣體量較少，從而間接的實(shí)現(xiàn)膨脹容積大于壓縮容積這一過程，然而，這兩個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、無法調(diào)整、更無法在必要時(shí)使這類循環(huán)失效。因此，需要發(fā)明一種新型發(fā)動(dòng)機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一種節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)和壓小脹大節(jié)流單元，在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸內(nèi)設(shè)置燃燒室，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣座口與所述壓小脹大節(jié)流單元連通，所述壓小脹大節(jié)流單元使所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)按照米勒循環(huán)模式工作。

本發(fā)明的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步可選擇地使所述壓小脹大節(jié)流單元受控制機(jī)構(gòu)控制使所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)按照米勒循環(huán)模式工作。

本發(fā)明的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步可選擇地將所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)設(shè)為往復(fù)式氣缸活塞機(jī)構(gòu)或設(shè)為旋轉(zhuǎn)活塞氣缸機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步可選擇地將所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)設(shè)為往復(fù)式氣缸活塞機(jī)構(gòu)，所述壓小脹大節(jié)流單元與所述進(jìn)氣座口之間的流體通道經(jīng)曲軸箱連通通道與所述往復(fù)式氣缸活塞機(jī)構(gòu)的曲軸箱連通。

本發(fā)明的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步可選擇地在所述壓小脹大節(jié)流單元前和/或所述壓小脹大節(jié)流單元后設(shè)置壓氣機(jī)。

在設(shè)置有所述曲軸箱連通通道的方案中，進(jìn)一步可選擇地，在所述壓小脹大節(jié)流單元后且于所述曲軸箱連通通道前設(shè)置壓氣機(jī)，或在所述壓小脹大節(jié)流單元后且于所述曲軸箱連通通道后設(shè)置壓氣機(jī)。

本發(fā)明的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步可選擇地在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排氣道上設(shè)置渦輪。

在設(shè)置有所述壓氣機(jī)的方案中，進(jìn)一步可選擇地，在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排氣道上設(shè)置渦輪，所述渦輪對(duì)所述壓氣機(jī)輸出動(dòng)力。

本發(fā)明的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步可選擇地設(shè)置所述壓小脹大節(jié)流單元包括失效工作模式。

本發(fā)明的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步可選擇地設(shè)置所述節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)還包括跨越所述壓小脹大節(jié)流單元的跨越通道，所述跨越通道跨越所述壓小脹大節(jié)流單元消除所述壓小脹大節(jié)流單元的節(jié)流作用。

本發(fā)明的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步可選擇地將所述壓小脹大節(jié)流單元設(shè)為節(jié)流喉管、設(shè)為節(jié)流閥、設(shè)為節(jié)流氣門或設(shè)為透平。

本發(fā)明的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步可選擇地使所述壓小脹大節(jié)流單元與所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)進(jìn)氣道上的節(jié)氣門一體化設(shè)置。

本發(fā)明所公開的所述節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理是：

通過壓小脹大節(jié)流單元減少缸內(nèi)進(jìn)氣量，從而實(shí)現(xiàn)膨脹容積大于壓縮容積的過程，進(jìn)而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。

本發(fā)明中，在設(shè)有所述曲軸箱連通通道的結(jié)構(gòu)中，所述曲軸箱應(yīng)予密封處理。

本發(fā)明中，所述燃燒室內(nèi)的燃料包括汽油和柴油。

本發(fā)明中，所公開的所述節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)可選擇性地選擇為汽油機(jī)或柴油機(jī)。

本發(fā)明中，所謂的“壓小脹大節(jié)流單元”是指一切可以產(chǎn)生節(jié)流作用但不受傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門控制系統(tǒng)控制的部件、單元或系統(tǒng)，其目的是在發(fā)動(dòng)機(jī)效率工作模式下減少氣缸進(jìn)氣量。

本發(fā)明中，所謂的“壓小脹大節(jié)流單元”是指一切可以產(chǎn)生節(jié)流作用但不受傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門控制系統(tǒng)控制的部件、單元或系統(tǒng)，其目的是減少氣缸進(jìn)氣量，可以是增大進(jìn)氣阻力的部件、單元或系統(tǒng)，例如受控制的閥門、文丘里管、節(jié)流管、彎曲管等。

本發(fā)明中，所謂的“按照米勒循環(huán)模式工作”是指進(jìn)氣沖程完了時(shí)，氣缸內(nèi)的壓力較低，從而形成以米勒循環(huán)相同效果的工作模式。

本發(fā)明中，所謂的“效率工作模式”是發(fā)動(dòng)機(jī)以追求高效為目的的工作模式，而在某一時(shí)刻可能會(huì)犧牲一些效率追求高功率密度，這種工作模式在本發(fā)明中定義為“功率工作模式”。

本發(fā)明中，根據(jù)以實(shí)現(xiàn)提高效率為目的對(duì)壓縮前缸內(nèi)氣體壓力的要求，來設(shè)計(jì)或調(diào)整所述壓小脹大節(jié)流單元的節(jié)流力度，與傳統(tǒng)節(jié)氣門的工作方式和控制模式截然不同。

本發(fā)明中，應(yīng)根據(jù)熱能和動(dòng)力領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置必要的部件、單元或系統(tǒng)等。

本發(fā)明的有益效果如下:

本發(fā)明的所述節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高。

附圖說明

圖1所示的是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2所示的是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3、圖4所示的是本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5、圖6所示的是本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7、圖8、圖9所示的是本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10、圖11所示的是本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12、圖13、圖14、圖15所示的是本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16、圖17、圖18、圖19所示的是本發(fā)明實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖20所示的是本發(fā)明實(shí)施例10的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：

1氣缸活塞機(jī)構(gòu)、2壓小脹大節(jié)流單元、3燃燒室、4控制機(jī)構(gòu)、5往復(fù)式氣缸活塞機(jī)構(gòu)、6旋轉(zhuǎn)活塞氣缸機(jī)構(gòu)、7壓氣機(jī)、8渦輪。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1所示的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)1和壓小脹大節(jié)流單元2，在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)1的氣缸內(nèi)設(shè)置燃燒室3，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)1的進(jìn)氣座口與所述壓小脹大節(jié)流單元2連通，所述壓小脹大節(jié)流單元2使所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)1按照米勒循環(huán)模式工作。

實(shí)施例2

如圖2所示的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)，其在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述壓小脹大節(jié)流單元2受控制機(jī)構(gòu)4控制使所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)1按照米勒循環(huán)模式工作。

實(shí)施例3

如圖3、圖4所示的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)，其在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)1設(shè)為往復(fù)式氣缸活塞機(jī)構(gòu)5或設(shè)為旋轉(zhuǎn)活塞氣缸機(jī)構(gòu)6。

實(shí)施例4

如圖5所示的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)，其在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)1設(shè)為往復(fù)式氣缸活塞機(jī)構(gòu)5，所述壓小脹大節(jié)流單元2與所述進(jìn)氣座口之間的流體通道經(jīng)曲軸箱連通通道與所述往復(fù)式氣缸活塞機(jī)構(gòu)5的曲軸箱連通。

作為可以變換的實(shí)施方式(如圖6所示的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī))，實(shí)施例3、4中也可以選擇性地參照實(shí)施例2使所述壓小脹大節(jié)流單元2受控制機(jī)構(gòu)4控制使所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)1按照米勒循環(huán)模式工作。

實(shí)施例5

如圖7所示的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)，其在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在所述壓小脹大節(jié)流單元2前和/或所述壓小脹大節(jié)流單元2后設(shè)置壓氣機(jī)7。

作為可以變換的實(shí)施方式(如圖8、圖9所示的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī))，本發(fā)明所有實(shí)施方式都可以參照本實(shí)施例設(shè)置所述壓氣機(jī)7。

實(shí)施例6

如圖10所示的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)，其在實(shí)施例4的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在所述壓小脹大節(jié)流單元2后且于所述曲軸箱連通通道前設(shè)置壓氣機(jī)7，或在所述壓小脹大節(jié)流單元2后且于所述曲軸箱連通通道后設(shè)置壓氣機(jī)7。

作為可以變換的實(shí)施方式(如圖11所示的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī))，本發(fā)明所有設(shè)有曲軸箱連通通道的實(shí)施方式都可以參照本實(shí)施例設(shè)置所述壓氣機(jī)7。

實(shí)施例7

如圖12所示的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)，其在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)1的排氣道上設(shè)置渦輪8。

作為可以變換的實(shí)施方式(如圖13、圖14、圖15所示的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī))，本發(fā)明所有實(shí)施方式都可以參照本實(shí)施例設(shè)置所述渦輪8。

實(shí)施例8

如圖16所示的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)，其在實(shí)施例5的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)1的排氣道上設(shè)置渦輪8，所述渦輪8對(duì)所述壓氣機(jī)7輸出動(dòng)力。

作為可以變換的實(shí)施方式(如圖17、圖18、圖19所示的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī))，本發(fā)明所有設(shè)有壓氣機(jī)7的實(shí)施方式都可以參照本實(shí)施例設(shè)置所述渦輪8。

實(shí)施例9

一種節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)，其在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述壓小脹大節(jié)流單元2包括失效工作模式。

實(shí)施例10

如圖20所示的節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)，其在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)還包括跨越所述壓小脹大節(jié)流單元2的跨越通道，所述跨越通道跨越所述壓小脹大節(jié)流單元2消除所述壓小脹大節(jié)流單元2的節(jié)流作用。

作為可以變換的實(shí)施方式，本發(fā)明所有實(shí)施方式中，均可以參照實(shí)施例9或?qū)嵤├?0設(shè)置所述壓小脹大節(jié)流單元2，從而使所述壓小脹大節(jié)流單元2可以工作在失效狀態(tài)。

作為可以變換的實(shí)施方式，本發(fā)明的所有實(shí)施方式中，都可以選擇性地將所述壓小脹大節(jié)流單元2設(shè)為節(jié)流喉管、設(shè)為節(jié)流閥、設(shè)為節(jié)流氣門或設(shè)為透平。

實(shí)施例11

一種節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)，其在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述壓小脹大節(jié)流單元2與所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)1進(jìn)氣道上的節(jié)氣門一體化設(shè)置。

作為可變換的實(shí)施方式，實(shí)施例1至實(shí)施例10及其可變換的實(shí)施方式均可進(jìn)一步使所述壓小脹大節(jié)流單元2與所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)1進(jìn)氣道上的節(jié)氣門一體化設(shè)置。

顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。