汽衝壓式內外燃發動機的製作方法

2023-10-07 21:55:59

專利名稱：汽衝壓式內外燃發動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及內燃機的進氣系統。
背景技術：
傳統發動機的進氣系統，是將常溫常壓空氣直接引入發動機，其熱效率較低。如能開發出利用發動機自身熱量將進氣溫度大幅度提高、進氣密度又不降低的進氣系統，則可極大提高發動機的熱效率，節省大量燃油，意義重大。

發明內容
本發明的目的是提供一種汽衝壓式內外燃發動機，改進傳統發動機的進氣系統，提高進入發動機內空氣的溫度和壓力，增加內燃機每個工作循環進入氣缸的空氣量，向排氣升溫器內的高溫高壓空氣中噴入適量的水，水迅速被汽華，進一步提高發動機的進氣壓力，即增加內燃機每個工作循環的進入氣缸內的物質的總量、大幅提高進入氣缸內物質的溫度和壓強，以達到提高發動機的動力性、經濟性和環保性的目的，且結構簡單、熱效率高。
本發明的目的是這樣實現的一種汽衝壓式內外燃發動機，包括進氣管、排氣管，在發動機進氣系統的管路上裝設有增壓裝置，所述增壓裝置的壓縮氣體出口經單向閥與初級升溫器的空氣入口連通，所述初級升溫器是利用發動機氣缸套周圍餘熱對經過增壓裝置後的壓縮空氣進行初級升溫的熱交換器，所述初級升溫器的空氣出口經單向閥與排氣升溫器的被加熱氣體入口連通，所述排氣升溫器是利用發動機排氣的餘熱對通過的空氣進行再次升溫的熱交換器，所述排氣升溫器的被加熱氣體出口經受控閥門與所述發動機的進氣管連通；所述排氣升溫器的加熱氣體進口與所述發動機的排氣管連通，所述排氣升溫器的加熱氣體的出口與冷凝器的入口連通，所述冷凝器的出口與發動機的排氣系統連通；所述冷凝器的冷凝水出口經水泵與蓄水箱的入水口連通，所述蓄水箱的出水口經水泵、受控閥門與所述排氣升溫器的噴水嘴連通；經噴水嘴噴入的適量的水與排氣升溫器內的高溫高壓空氣混合，迅速汽華，進一步提高了排氣升溫器內被加熱氣體的壓強。
所述初級升溫器設為水升溫器，所述蓄水箱的出水口與發動機的水套入口連通，所述水套的出口經所述水泵分別連通所述水升溫器的入水口和所述受控閥門，所述受控閥門又與所述排氣升溫器的噴水嘴連通，所述水升溫器的出水口與所述蓄水箱的入水口連通；所述水升溫器的空氣出口經所述單向閥與所述排氣升溫器的被加熱氣體入口連通，所述排氣升溫器的被加熱氣體出口經所述受控閥門與所述發動機的進氣管連通；所述排氣升溫器的加熱氣體進口與所述發動機的排氣管連通，所述排氣升溫器的加熱氣體的出口與所述冷凝器的入口連通，所述冷凝器的出口與發動機的排氣系統連通；所述冷凝器的冷凝水出口經所述水泵與所述蓄水箱的入水口連通；所述增壓裝置的壓縮氣體出口經所述單向閥與所述水升溫器的空氣入口連通。
所述初級升溫器設為氣缸套周圍的熱交換器，所述氣缸套外側設有散熱片，所述增壓裝置的壓縮氣體出口經單向閥與所述熱交換器的氣套入口連通，所述氣套的出口經單向閥與排氣升溫器的入口連通。
所述排氣升溫器可設為並聯的複數個；所述複數個排氣升溫器的被加熱氣體出口分別經受控閥門與所述發動機的進氣管連通；所述複數個排氣升溫器被加熱氣體的進口經單向閥分別與所述初級升溫器的被加熱氣體出口聯通，所述複數個排氣升溫器的噴水嘴經受控閥門分別連通所述水泵的出口；所述複數個排氣升溫器的加熱氣體的進口分別與所述發動機的排氣管連通，所述複數個排氣升溫器的加熱氣體的出口分別與所述冷凝器的入口連通工作原理常溫常壓空氣經過增壓裝置提高其壓力、密度，經初級升溫器初步升溫，即利用發動機氣缸周圍的餘熱將增壓裝置後被壓縮的空氣初步升溫後，再進入排氣升溫器進一步升溫，將適量的水噴入排氣升溫器內的高溫高壓空氣中，迅速被汽華的水蒸汽使排氣升溫器內的高溫高壓空氣的溫度有所降低，但氣體的壓強卻大幅升高，在受控閥門正時打開時，高溫、高壓、高密度的空氣混合物被送入發動機的氣缸內，增加了每一工作循環進入氣缸內的總物質量，因混合氣中含有水蒸汽，可以控制氣缸內氣體燃燒的最高溫度，所以可大幅降低NOx的形成量，提高發動機的熱效率，增加發動機的功率，減少有害物質的排放量，因此熱效率高、動力強勁、節能、環保。
本發明有以下積極有益的效果本產品具有結構簡單、熱效率高、動力性、經濟性和環保性好等優點；本產品適用於目前所有配置內燃機的機械和設施。


圖1是本發明的結構示意圖；圖2是圖1中初級升溫器為水升溫器的結構示意圖；圖3是圖1中初級升溫器為氣缸套周圍的熱交換器的結構示意圖；
圖4是圖2中並聯有複數個排氣升溫器的結構示意圖；具體實施方式
附圖編號1.進氣管2.排氣管3.發動機 4.增壓裝置5、8、81、82、83.單向閥 6.初級升溫器 7.氣缸套9、91、92、93.排氣升溫器10、101、102、103、16、161、162、163.受控閥門11.冷凝器 12.排氣系統 13、15.水泵 14.蓄水箱17、171、172、173.噴水嘴18.散熱片 31.水套32.氣套 61.水升溫器 62.氣缸套周圍的熱交換器如圖1所示的汽衝壓式內外燃發動機，包括進氣管1、排氣管2，在發動機3進氣系統的管路上裝設有增壓裝置4，所述增壓裝置4的壓縮氣體出口經單向閥5與初級升溫器6的空氣入口連通，所述初級升溫器6是利用發動機氣缸套7周圍餘熱對經過增壓裝置4後的壓縮空氣進行初級升溫的熱交換器，所述初級升溫器6的空氣出口經單向閥8與排氣升溫器9的被加熱氣體入口連通，所述排氣升溫器9是利用發動機排氣的餘熱對通過的空氣進行再次升溫的熱交換器，所述排氣升溫器9的被加熱氣體出口經受控閥門10與所述發動機3的進氣管1連通；所述排氣升溫器9的加熱氣體進口與所述發動機3的排氣管2連通，所述排氣升溫器9的加熱氣體的出口與冷凝器11的入口連通，所述冷凝器11的出口與發動機的排氣系統12連通；所述冷凝器11的冷凝水出口經水泵13與蓄水箱14的入水口連通，所述蓄水箱14的出水口經水泵15、受控閥門16與所述排氣升溫器9的噴水嘴17連通；經噴水嘴17噴入的適量的水與排氣升溫器9內的高溫高壓空氣混合，迅速汽華，進一步提高了排氣升溫器9內被加熱氣體的壓強。
實施例1如圖2所示的汽衝壓式內外燃發動機，所述初級升溫器6設為水升溫器61，所述蓄水箱14的出水口與發動機3的水套31入口連通，所述水套31的出口經所述水泵15分別連通所述水升溫器61的入水口和所述受控閥門16，所述受控閥門16又與所述排氣升溫器9的噴水嘴17連通，所述水升溫器61的出水口與所述蓄水箱14的入水口連通；所述水升溫器61的空氣出口經所述單向閥8與所述排氣升溫器9的被加熱氣體入口連通，所述排氣升溫器9的被加熱氣體出口經所述受控閥門10與所述發動機3的進氣管1連通；所述排氣升溫器9的加熱氣體進口與所述發動機3的排氣管2連通，所述排氣升溫器9的加熱氣體的出口與所述冷凝器11的入口連通，所述冷凝器11的出口與發動機的排氣系統12連通；所述冷凝器11的冷凝水出口經所述水泵13與所述蓄水箱14的入水口連通；所述增壓裝置4的壓縮氣體出口經所述單向閥5與所述水升溫器61的空氣入口連通。
實施例2如圖3所示的汽衝壓式內外燃發動機，所述初級升溫器6設為氣缸套7周圍的熱交換器62，所述氣缸套7外側設有散熱片18，所述增壓裝置4的壓縮氣體出口經單向閥5與所述熱交換器62的氣套32入口連通，所述氣套32的出口經單向閥8與排氣升溫器9的入口連通，其餘結構同實施例1。
實施例3如圖4所示的汽衝壓式內外燃發動機，所述排氣升溫器9可設為並聯的複數個91、92、93；所述複數個排氣升溫器91、92、93的被加熱氣體出口分別經受控閥門101、102、103與所述發動機3的進氣管1連通；所述複數個排氣升溫器91、92、93被加熱氣體的進口經單向閥81、82、83分別與所述初級升溫器6的被加熱氣體出口聯通，所述複數個排氣升溫器91、92、93的噴水嘴171、172、173經受控閥門161、162、163分別連通所述水泵15的出口；所述複數個排氣升溫器91、92、93的加熱氣體的進口分別與所述發動機3的排氣管2連通，所述複數個排氣升溫器91、92、93的加熱氣體的出口分別與所述冷凝器11的入口連通，其餘結構同實施例1。
權利要求
1.一種汽衝壓式內外燃發動機，包括進氣管(1)、排氣管(2)，其特徵在於在發動機(3)進氣系統的管路上裝設有增壓裝置(4)，所述增壓裝置(4)的壓縮氣體出口經單向閥(5)與初級升溫器(6)的空氣入口連通，所述初級升溫器(6)是利用發動機氣缸套(7)周圍餘熱對經過增壓裝置(4)後的壓縮空氣進行初級升溫的熱交換器，所述初級升溫器(6)的空氣出口經單向閥(8)與排氣升溫器(9)的被加熱氣體入口連通，所述排氣升溫器(9)是利用發動機排氣的餘熱對通過的空氣進行再次升溫的熱交換器，所述排氣升溫器(9)的被加熱氣體出口經受控閥門(10)與所述發動機(3)的進氣管(1)連通；所述排氣升溫器(9)的加熱氣體進口與所述發動機(3)的排氣管(2)連通，所述排氣升溫器(9)的加熱氣體的出口與冷凝器(11)的入口連通，所述冷凝器(11)的出口與發動機的排氣系統(12)連通；所述冷凝器(11)的冷凝水出口經水泵(13)與蓄水箱(14)的入水口連通，所述蓄水箱(14)的出水口經水泵(15)、受控閥門(16)與所述排氣升溫器(9)的噴水嘴(17)連通；經噴水嘴(17)噴入的適量的水與排氣升溫器(9)內的高溫高壓空氣混合，迅速汽華，進一步提高了排氣升溫器(9)內被加熱氣體的壓強。
2.如權利要求1所述汽衝壓式內外燃發動機，其特徵在於所述初級升溫器(6)設為水升溫器(61)，所述蓄水箱(14)的出水口與發動機(3)的水套(31)入口連通，所述水套(31)的出口經所述水泵(15)分別連通所述水升溫器(61)的入水口和所述受控閥門(16)，所述受控閥門(16)又與所述排氣升溫器(9)的噴水嘴(17)連通，所述水升溫器(61)的出水口與所述蓄水箱(14)的入水口連通；所述水升溫器(61)的空氣出口經所述單向閥(8)與所述排氣升溫器(9)的被加熱氣體入口連通，所述排氣升溫器(9)的被加熱氣體出口經所述受控閥門(10)與所述發動機(3)的進氣管(1)連通；所述排氣升溫器(9)的加熱氣體進口與所述發動機(3)的排氣管(2)連通，所述排氣升溫器(9)的加熱氣體的出口與所述冷凝器(11)的入口連通，所述冷凝器(11)的出口與發動機的排氣系統(12)連通；所述冷凝器(11)的冷凝水出口經所述水泵(13)與所述蓄水箱(14)的入水口連通；所述增壓裝置(4)的壓縮氣體出口經所述單向閥(5)與所述水升溫器(61)的空氣入口連通。
3.如權利要求1所述汽衝壓式內外燃發動機，其特徵在於所述初級升溫器(6)設為氣缸套(7)周圍的熱交換器(62)，所述氣缸套(7)外側設有散熱片(18)，所述增壓裝置(4)的壓縮氣體出口經單向閥(5)與所述熱交換器(62)的氣套(32)入口連通，所述氣套(32)的出口經單向閥(8)與排氣升溫器(9)的入口連通。
4.如權利要求1所述汽衝壓式內外燃發動機，其特徵在於所述排氣升溫器(9)可設為並聯的複數個(91)、(92)、(93)；所述複數個排氣升溫器(91)、(92)、(93)的被加熱氣體出口分別經受控閥門(101)、(102)、(103)與所述發動機(3)的進氣管(1)連通；所述複數個排氣升溫器(91)、(92)、(93)被加熱氣體的進口經單向閥(81)、(82)、(83)分別與所述初級升溫器(6)的被加熱氣體出口聯通，所述複數個排氣升溫器(91)、(92)、(93)的噴水嘴(171)、(172)、(173)經受控閥門(161)、(162)、(163)分別連通所述水泵(15)的出口；所述複數個排氣升溫器(91)、(92)、(93)的加熱氣體的進口分別與所述發動機(3)的排氣管(2)連通，所述複數個排氣升溫器(91)、(92)、(93)的加熱氣體的出口分別與所述冷凝器(11)的入口連通。
全文摘要
一種汽衝壓式內外燃發動機，包括進氣管、排氣管，在發動機進氣系統的管路上裝設有增壓裝置，所述增壓裝置的壓縮氣體出口經單向閥與初級升溫器的空氣入口連通，所述初級升溫器是利用發動機氣缸套周圍餘熱對經過增壓裝置後的壓縮空氣進行初級升溫的熱交換器，所述初級升溫器的空氣出口經單向閥與排氣升溫器的被加熱氣體入口連通，所述排氣升溫器的被加熱氣體出口經受控閥門與所述發動機的進氣管連通；蓄水箱的出水口經水泵、受控閥門與所述排氣升溫器的噴水嘴連通；經噴水嘴噴入的適量的水與排氣升溫器內的高溫高壓空氣混合，迅速汽華，進一步提高了排氣升溫器內被加熱氣體的壓強。本發明結構簡單、熱效率高，動力強勁、節能環保。
文檔編號F02M25/025GK101078384SQ200710118510
公開日2007年11月28日 申請日期2007年7月6日 優先權日2007年7月6日
發明者靳宇男 申請人:靳宇男