蒸汽機原理的燃氣發動的製造方法
2023-05-23 01:57:46
蒸汽機原理的燃氣發動的製造方法
【專利摘要】蒸汽機因為動力裝置的笨重與龐大被內燃機所淘汰，但內燃機的運轉性能與蒸汽機相比卻是相差遙遠，發明蒸汽機原理燃氣發動機的目的就是要把蒸汽機優良的運轉性能與內燃機先進的燃燒方式綜合為一體，克服內燃機不能自行啟動、超載滅火、不能自行調整輸出扭矩，低轉速性能差等六大不可克服的致命弱點，提高內燃機的綜合性能。蒸汽機原理燃氣發動機的動力系統是參照內燃機的燃燒原理髮明的新型燃燒裝置，該裝置的功能就是將燃油轉化為燃氣、為發動機提供動力。蒸汽機原理燃氣發動機本身是按照蒸汽機的工作原理、燃氣自身的壓力、溫度參數為基礎而設計的發動機。用蒸汽機原理設計的燃氣發動機自然具備蒸汽機的運轉性能，這是毫無疑問的。
【專利說明】蒸汽機原理的燃氣發動機
【技術領域】
[0001] 本發明屬於發動機【技術領域】，並涉及一種基於蒸汽機原理的燃氣發動機系統。
【背景技術】
[0002] 發動機的運轉性能決定於驅動發動機運轉外力的工作質量，由於內燃機活塞工作 的嚴重不連續性，現行內燃機存在以下6項不可克服的致命弱點：
[0003] 1)內燃機不能自行啟動，必須在空載狀態下、在外力（電動機）的帶動下才能啟 動，當運轉速度達到額定轉數以後才能連接負載，因此使用內燃機必須配備離合器；
[0004] 2)內燃機在啟動轉速以下不能運轉，在低轉速區的運轉性能也是非常不穩定，不 能正常工作；
[0005] 3)內燃機遇到超載現象就會產生滅火；
[0006] 4)內燃機不具備適應負載變化自行調整輸出扭矩的功能，必須配合變矩器、減速 箱才能正常作業；
[0007] 5)內燃機存在劇烈的機械傳動的震動與噪音；
[0008] 6)內燃機只有一個旋轉方向。
【發明內容】
[0009] 1、將蒸汽發動機的蒸汽動力改為燃氣，即能克服蒸汽機動力系統笨重、龐大的致 命弱點，又能發揚蒸汽機優良的運轉性能，擬補內燃機致命的性能缺陷。
[0010] 2、該燃氣發動機是按照蒸汽機運轉原理、和以燃氣做動力進行設計的，兼顧兩者 的性能。
[0011] 3、該發動機燃燒裝置是由化油器、燃燒室，穩壓氣室三部分組成，化油器為燃燒室 提供汽油混合氣，燃燒室與穩壓氣室互相配合確保穩壓氣室的工作壓力控制在額定的範圍 之內。
[0012] 4、燃燒室是由氣缸、活塞機構組成，燃燒過程不需要發動機進行驅動，是能夠進行 獨立工作的燃燒裝置。
[0013] 5、該燃燒裝置不僅適用於本發動機，也可做為其它設備的動力源。
[0014] 6、燃燒裝置體積微小與燃氣發動機組合為一體，從外觀上可視為燃氣發動機的一 個組成部分。
[0015] 7、燃燒裝置的燃料可以是汽油、柴油、石油液化氣、天然氣等。
[0016] 本發明是按以下技術方案實現的：
[0017] 蒸汽機原理燃氣發動機的運轉系統由燃燒裝置與發動機兩部分組成。
[0018] 一、該運轉系統的燃燒裝置是參照內燃機的燃燒原理髮明的新型燃燒裝置，該裝 置的功能就是將燃油轉化為燃燒氣體、為發動機提供動力。
[0019] 該裝置的特點是獨立的燃燒機構，燃燒過程與發動機的運轉無關，活塞運動的動 力來自燃油燃燒產生的爆發力與能量的儲存於轉化，其作用相當於蒸汽機運轉系統的鍋 爐。
[0020] 二、燃氣發動機本身是按照蒸汽機的工作原理、燃氣自身的壓力、溫度參數為依據 而設計的發動機，所以其運轉性能自然是蒸汽機的運轉性能。
[0021] 有益效果：
[0022] 1、徹底解決了內燃機不能自行啟動，超載滅火的問題。
[0023] 2、徹底消除了內燃機機械傳動的震動與噪音。
[0024] 3、徹底解決了內燃機不能低速運行的問題。
[0025] 4、具備了適應負載變化自行調整輸出扭矩的功能。
[0026] 5、全部衝程都是工作衝程並且燃燒過程不消耗發動機的能量，輸出功率可超過現 行內燃機的四倍以上。
[0027] 6、因燃燒過程獨立，燃燒時間、空氣過量係數不受約束，燃燒效果更徹底；發動機 取消了怠速運行，因此節省了大量燃料。
[0028] 7、因發動機性能的提高取消了啟動電機、取消了與發動機配合使用的減速箱、變 矩器等機構因而大大降低了製造成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發明蒸汽機原理燃氣發動機系統的結構原理圖；
[0030] 圖2為本發明蒸汽機原理燃氣發動機系統的燃燒裝置結構原理圖。
【具體實施方式】
[0031] 1、蒸汽機原理燃氣發動機運轉系統的組成
[0032] 該燃氣發動機運轉系統是由燃燒裝置和燃氣發動機兩部分組成，見圖1。
[0033] (1)燃燒裝置是由燃燒室、化油器、穩壓氣室組成，見圖2。
[0034] (1、1)燃燒室是由氣缸活塞機構組成，活塞位於氣缸的中部將汽缸分成兩個結構 相同的燃燒氣室，燃燒氣室內各有一個火花塞，見圖2。
[0035] (1、2)化油器是借用內燃機的部件，其作用是向燃燒室提供汽油混合氣。
[0036] (1、3)穩壓氣室的作用是將燃燒氣室輸出的燃氣壓力控制在額定的壓力範圍之 內。
[0037] (2)燃氣發動機是按照蒸汽機運轉原理、和以燃氣做動力進行設計的發動機，它適 應燃氣的溫度與壓力、具備蒸汽機的運轉性能。
[0038] (2、1)蒸汽機的結構各種各樣，但工作原理是不會變的，它的全部衝程都是工作衝 程也是不可改變的，這是蒸汽機運轉性能優越於內燃機的關鍵條件。
[0039] (2、2)蒸汽機的原理圖就是燃氣發動機的原理圖，蒸汽與燃氣相比壓力、溫度相差 懸殊，但不會影響工作原理，圖1中所示燃氣發動機的原理圖是203型蒸汽起重機蒸汽機的 結構原理圖，它只不過是燃氣發動機結構的一個代表，蒸汽機的結構隨客觀條件的需要而 變化，永遠不變的是蒸汽機的原理與性能。
[0040] 2、蒸汽機原理燃氣發動機的應用
[0041] (1)燃燒裝置的工作過程
[0042] 圖2所示：當左側燃燒氣室內充滿汽油混合氣時（首次啟動時燃燒汽室內沒有汽 油混合氣，可用手動等方式完成），點燃火花塞，燃油爆發燃燒，爆發的燃氣使左側燃燒氣室 內氣壓迅速上升，由於通往穩壓氣室單向閥的通徑與活塞直徑相比相差懸殊，所以在氣壓 升高的過程中可以同時完成兩個程序：一是燃燒氣體通過單向閥進入穩壓氣室；二是爆發 產生的壓力克服右側燃燒氣室彈簧阻力，推動活塞運動到行程的終點，將右側燃燒氣室內 的氣體全部壓入穩壓氣室；隨著時間的延長，左側燃燒氣室內的燃氣逐步進入穩壓氣室，右 側燃燒氣室中被壓縮的彈簧開始復位，右側燃燒氣室逐漸變為真空，並將化油器內的汽油 混合氣通過單向閥被吸入右側燃燒氣室，之後右側燃燒氣室的火花塞點火，開始下一個燃 燒循環。
[0043] 燃燒室的循環燃燒使燃燒氣體不斷進入穩壓氣室，使穩壓氣室內壓力不斷升高， 當壓力升到最高額定壓力時發出信號，使火花塞停止工作，當穩壓氣室的工作壓力低於最 低額定壓力時火花塞恢復工作。
[0044] 燃燒裝置的職責就是按時按量輸出標準壓力的高壓燃氣，為燃氣發動機提供動 力。
[0045] (2)蒸汽機原理燃氣發動機的運行狀況
[0046] 燃燒裝置將符合標準壓力的燃燒氣體輸送給燃氣發動機，燃氣發動機就會按照蒸 汽機的運轉性能進行運行。
[0047] 運行速度由單位時間內的氣體流量所決定，氣缸工作壓力由負載所決定，並隨負 載的變化而變化，這就是自動調節輸出扭矩的功能。
[0048] 燃氣發動機沒有工作轉速死角，可在0?最高轉速之間做帶載無級調速運行，運 行平穩無噪音，不存在內燃機的6大弊病，它的全部衝程都是工作衝程，它的工作效率可以 達到四衝程內燃機的四倍以上。
[0049] 內燃機、燃氣發動機，它們都是以燃燒氣體為動力的發動機，為什麼運轉性能存在 如此大的差別？其根本原因就是外界為它們提供的動力形式不同。
[0050] 外界為燃氣發動機提供的是燃氣，是驅動發動機運轉的直接外力，是直接用來食 用的"食品";外界為內燃機提供的是燃油，不是外力；是"糧食"，不是"食品"。內燃機需要 拿出四分之三的精力將燃油轉化為外力，將"糧食"加工成"食品"。
[0051] 驅動發動機運轉的外力是直接外力、還是間接外力是決定發動機運轉性能的決定 性因素。
【權利要求】
1. 本發明所涉及的蒸汽機原理燃氣發動機（以下簡稱燃氣發動機）是將蒸汽機的優越 運轉性能和內燃機先進的燃燒方式結合在一起所形成的一種新型發動機，它優越於蒸汽機 也優越於內燃機。 (1) 該燃氣發動機與蒸汽機相比它的燃燒裝置特別微小，無論是體積還是重量與蒸汽 機相比微小到可以忽略不計，可以稱之為沒有鍋爐、煤水箱的蒸汽機。 (2) 燃氣發動機的燃燒方法來自內燃機但其性能高於內燃機。 內燃機的活塞做一次功點一次火，因此點火開始時間點，燃燒所用時間長短，燃油數 量，空氣過量係數、燃燒室容積這些參數必須服從於活塞的做功質量。 燃氣發動機的燃燒裝置是獨立的燃燒裝置，與發動機的運轉無關，它的工作標準就是 燃燒質量和燃氣數量。 燃油燃燒所用時間長短不受約束使燃燒更徹底，各項參數不受約束使一次點火產生的 燃氣數量可供活塞工作若干次。 內燃機的燃燒方式屬於"單件加工，自給自足"，燃氣發動機的點火方式屬於"批量生 產，對外供應"，單件加工與批量生產的質量與成本都是無法相比的。 (3) 該燃氣發動機與內燃機相比外界為它們提供的動力形式不同，外界為內燃機提供 的是燃油，燃油不是動力，它需要發動機自身經過燃燒將燃油轉化為燃氣以後才能成為外 力，屬於間接外力；外界為燃氣發動機提供的是燃氣，是直接動力，發動機不承擔燃燒工作， 因此它的運轉性能要比內燃機好得多。 (4) 該燃氣發動機它的全部衝程都是工作衝程，不存在內燃機諸多不可克服的弊病，工 作效率可以達到內燃機的四倍以上。
2. 該燃氣發動機是按照蒸汽機運轉原理、和以燃氣做動力進行設計的，所以兼顧兩者 的性能，即輸入動力為燃氣，獲得蒸汽機的運轉性能。
3. 該燃氣發動機具備逆轉功能，即消耗機械能可以獲得壓縮空氣（空氣壓縮機功能）， 利用此功能可實現發動機的能量反饋制動。
4. 該發動機燃燒裝置是由化油器、燃燒室，穩壓氣室三部分組成，化油器為燃燒室提供 汽油混合氣；燃燒室何時進入工作狀態由穩壓氣室的工作壓力決定，燃燒室與穩壓氣室互 相配合確保穩壓氣室的工作壓力控制在額定的範圍之內。
5. 該燃燒裝置燃燒室是由氣缸活塞機構組成，活塞位於氣缸的中部，將氣缸分成兩 個結構相同的燃燒氣室，活塞兩端各安裝一個復位彈簧，兩個燃燒氣室內各有一個火花塞 (或噴油嘴），其燃燒過程仍然是由活塞的運動來完成的，但活塞運動的動力不是來自發動 機，而是來自燃油燃燒的爆發力和能量的儲存與轉化。
6. 燃燒裝置體積微小與燃氣發動機組合為一體，從外觀上可視為燃氣發動機的一個組 成部分。
7. 該燃燒裝置是獨立的燃燒機構，不僅適用於本發動機，也可做為其它設備的動力源。
8. 該燃燒裝置的燃料可以是汽油、柴油、石油液化氣、天然氣等。
【文檔編號】F02B75/40GK104121094SQ201410392633
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月12日 優先權日:2014年8月12日
【發明者】李福祥 申請人:李福祥