組合深度膨脹內(nèi)燃機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能與動(dòng)力領(lǐng)域，尤其涉及一種組合深度膨脹內(nèi)燃機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]氣缸活塞機(jī)構(gòu)式內(nèi)燃機(jī)，例如往復(fù)活塞式汽油機(jī)、柴油機(jī)以及旋轉(zhuǎn)活塞式汽油機(jī)、柴油機(jī)等都具有壓縮過(guò)程中的容積變化量和燃燒爆炸沖程(即膨脹過(guò)程)中的容積變化量相同的基本屬性。這一屬性不可避免的造成了膨脹終了的缸內(nèi)壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于壓縮沖程開(kāi)始時(shí)的缸內(nèi)壓力，這種狀況實(shí)質(zhì)上構(gòu)成了膨脹不徹底，進(jìn)而嚴(yán)重影響這類發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。因此，如果能夠發(fā)明一種發(fā)動(dòng)機(jī)，使膨脹過(guò)程的最大容積大于壓縮過(guò)程開(kāi)始時(shí)的容積，就可以大幅度地提高這類發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下:
[0004]方案1:一種組合深度膨脹內(nèi)燃機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)和變界容積型流體機(jī)構(gòu)，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)按照二沖程模式工作，兩個(gè)相位相差180°的所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)兩缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組全部或者一部分，所述兩缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組中的每一個(gè)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排氣口與同一個(gè)所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通。
[0005]方案2:—種組合深度膨脹內(nèi)燃機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)和變界容積型流體機(jī)構(gòu)，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)按照二沖程模式工作，兩個(gè)相位相差180° ±45°的范圍內(nèi)的所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)兩缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組，所述兩缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組中的每一個(gè)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排氣口與同一個(gè)所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通。
[0006]方案3:在方案I或2的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述兩缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組與所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)之間聯(lián)動(dòng)設(shè)置。
[0007]方案4:在方案I或2的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)對(duì)所述兩缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組經(jīng)變速機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)設(shè)置。
[0008]方案5:在方案I或2的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述兩缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組與所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)之間按正時(shí)關(guān)系聯(lián)動(dòng)設(shè)置；對(duì)應(yīng)所述兩缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組中的任一所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排氣沖程，所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)設(shè)置一個(gè)進(jìn)氣膨脹做功過(guò)程。
[0009]方案6:—種組合深度膨脹內(nèi)燃機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)和變界容積型流體機(jī)構(gòu)，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)按照二沖程模式工作，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排氣口與所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通。
[0010]方案7:在方案6的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)與所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)之間聯(lián)動(dòng)設(shè)置。
[0011]方案8:在方案6的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)與所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)之間按正時(shí)關(guān)系聯(lián)動(dòng)設(shè)置，對(duì)應(yīng)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排氣沖程，所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)設(shè)置一個(gè)進(jìn)氣膨脹做功過(guò)程。
[0012]方案9:在方案6的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)與所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)之間按正時(shí)關(guān)系等轉(zhuǎn)速聯(lián)動(dòng)設(shè)置，對(duì)應(yīng)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排氣沖程，所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)設(shè)置一個(gè)進(jìn)氣膨脹做功過(guò)程。
[0013]方案10:—種組合深度膨脹內(nèi)燃機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)和變界容積型流體機(jī)構(gòu)，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)按照四沖程模式工作，四個(gè)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)四缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組的全部或者一部分，所述四缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組中的一個(gè)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)與其余三個(gè)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的相位差分別是180°、360°以及540°，所述四缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組中的每一個(gè)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排氣口與同一個(gè)所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通。
[0014]方案11: 一種組合深度膨脹內(nèi)燃機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)和變界容積型流體機(jī)構(gòu)，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)按照四沖程模式工作，四個(gè)設(shè)為混排均等相位差的所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)四缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組，所述四缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組中的每一個(gè)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排氣口與同一個(gè)所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通。
[0015]方案12:在方案10或11的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述四缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組與所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)之間聯(lián)動(dòng)設(shè)置。
[0016]方案13:在方案10或11的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述四缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組與所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)之間按正時(shí)關(guān)系聯(lián)動(dòng)設(shè)置；對(duì)應(yīng)所述四缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組中的任一所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排氣沖程，所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)設(shè)置一個(gè)進(jìn)氣膨脹做功過(guò)程。
[0017]方案14:一種組合深度膨脹內(nèi)燃機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)和變界容積型流體機(jī)構(gòu)，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)按照四沖程模式工作，兩個(gè)相位差為360°的所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)雙缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組的全部或者一部分，所述雙缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組中的每一個(gè)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排氣口與同一個(gè)所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通。
[0018]方案15:—種組合深度膨脹內(nèi)燃機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)和變界容積型流體機(jī)構(gòu)，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)按照四沖程模式工作，兩個(gè)相位差為360° ±45°的范圍內(nèi)的所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)雙缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組，所述雙缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組中的每一個(gè)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排氣口與同一個(gè)所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通。
[0019]方案16:在方案14或15的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述雙缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組與所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)之間聯(lián)動(dòng)設(shè)置。
[0020]方案17:在方案14或15的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述雙缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組與所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)之間按正時(shí)關(guān)系聯(lián)動(dòng)設(shè)置；對(duì)應(yīng)所述雙缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組中的任一所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排氣沖程，所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)設(shè)置一個(gè)進(jìn)氣膨脹做功過(guò)程。
[0021]方案18:在方案14或15的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述雙缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組與所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)按傳動(dòng)比大于I聯(lián)動(dòng)設(shè)置。
[0022]方案19:在方案14或15的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述雙缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組中的兩個(gè)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)通過(guò)一根曲軸聯(lián)動(dòng)設(shè)置，所述雙缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組與所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)之間按正時(shí)關(guān)系等轉(zhuǎn)速聯(lián)動(dòng)設(shè)置；對(duì)應(yīng)所述雙缸氣缸活塞機(jī)構(gòu)組中的每個(gè)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排氣沖程，所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)設(shè)置一個(gè)進(jìn)氣膨脹做功過(guò)程，所述曲軸每旋轉(zhuǎn)360°所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)進(jìn)行一次進(jìn)氣膨脹做功過(guò)程完成一個(gè)工作循環(huán)。
[0023]方案20:在方案I至19中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)的一次進(jìn)氣膨脹做功過(guò)程的吞量和與其對(duì)應(yīng)的所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排量之比在0.5和3之間。
[0024]方案21:在方案I至20中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)的工質(zhì)出口與速度型膨脹機(jī)構(gòu)的工質(zhì)入口連通。
[0025]方案22:在方案I至21中任一方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使所述變界容積型流體機(jī)構(gòu)設(shè)為滑片式膨脹機(jī)、偏心轉(zhuǎn)子膨脹機(jī)、液環(huán)式膨脹機(jī)、羅茨式膨脹機(jī)、螺桿式膨脹機(jī)、旋轉(zhuǎn)活塞式膨脹機(jī)、滾動(dòng)活塞式膨脹機(jī)、擺動(dòng)轉(zhuǎn)子式膨脹機(jī)、單工作腔滑片式膨脹機(jī)、雙工作腔滑片式膨脹機(jī)、貫穿滑片式膨脹機(jī)、齒輪膨脹機(jī)或設(shè)為轉(zhuǎn)缸滾動(dòng)活塞膨脹機(jī)。
[0026]本發(fā)明人認(rèn)為:渦輪增壓技術(shù)或機(jī)械增壓技術(shù)僅僅是解決了氣缸活塞機(jī)構(gòu)工質(zhì)循環(huán)量的問(wèn)題，即渦輪增壓技術(shù)和機(jī)械增壓技術(shù)提高了氣缸活塞機(jī)構(gòu)的工質(zhì)循環(huán)量，即空氣循環(huán)量，這樣可大幅度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的體積功率，進(jìn)而也間接地提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，但是由于渦輪增壓系統(tǒng)除了提高進(jìn)氣壓力外，并不對(duì)外輸出功率，因此，渦輪增壓系統(tǒng)并不能解決氣缸活塞機(jī)構(gòu)式發(fā)動(dòng)機(jī)的膨脹不足的問(wèn)題。在很多情況下，帶渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)都將連通氣缸活塞機(jī)構(gòu)排氣口和渦輪工質(zhì)入口之間的連通通道的壓力降低到大幅度低于燃燒爆炸沖程完了時(shí)氣缸內(nèi)的工質(zhì)的壓力，進(jìn)而試圖通過(guò)減少氣缸排氣過(guò)程的負(fù)功