[其他]定容燃燒活塞發動機

在審

• 申請號: 101986000004529
• 申請日: 1986-07-15
• 公開（公告）號: CN86104529B
• 公開（公告）日: 1988-04-27
• 發明（設計）人: 楚兆鼎
• 申請（專利權）人: 楚兆鼎
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種按照理想燃燒過程（定容燃燒）工作的活塞發動機。現有任何一種內燃機結構原理方案，不管采用何種燃料，都不可能實現真正的定容燃燒。本發明由燃燒氣缸和回熱汽缸兩部分組成，當曲軸等速旋轉時，燃燒活塞于上止點位置，較長時間地處于靜止狀態，以保證燃料（柴油、汽油、煤氣等）定容燃燒過程的進行；回熱活塞進一步吸收廢氣余熱做功，故熱效率高，比功率大。用途同普通內燃機。

本發明是一種完全按照理想燃燒過程-燃料在容積不變的情況下實現“定容燃燒”的活塞發動機。

在現有各種內燃機理想循環中，壓縮比相等時，以定容加熱循環的理論熱效率為最高。但是，所有各種內燃機結構原理方案，不管往復式、旋轉式、擺動式，也不管它們采用何種燃料，均不能進行真正地定容燃燒，這降低了膨脹行程有效功收益;為了能使燃料盡量在上止點附近燃燒完。不得不提前點火或噴油，這又增加了壓縮行程的功率消耗，故現有內燃機結構原理，使功率和熱效率的提高受到很大影響。

本發明的任務是制造一種能夠克服上述缺點，按照理想狀態進行定容燃燒加熱的高效內燃機。

上述任務是通過如下技術方案實現的（參見圖1及其說明）：將傳統往復式內燃機的連桿5從大頭端延長并開孔，然后連接一小連桿4，曲軸旋轉時小連桿即可帶動導向桿3往復運動，導向桿再聯接兩只帶柄活塞2，該活塞便在各自的氣缸1中實現“定容燃燒”，從而拉動曲軸9旋轉做功;原傳統氣缸7活塞6用作余熱回收。該回熱汽缸的工質是以燃燒氣缸1的排氣為熱源的水蒸汽，若為汽油機，可引少量過熱水蒸汽到燃燒室，以提高壓縮比和熱效率，并減少排污。還可用直接將燃燒廢氣引入回熱汽缸的辦法來回收排氣能量。

本發明主要由下列基本零部件組成（參見圖2）：燃燒氣缸1，回熱汽缸7，燃燒（帶柄）活塞2，回熱活塞6，燃燒氣缸蓋14，回熱汽缸蓋15，大連桿5，小連桿4，導向桿3，曲軸9，機身8，換熱器（鍋爐）10，儲汽箱11，冷凝器12、16、17、18為聯接銷。燃燒氣缸的配氣機構與普通四沖程或二沖程發動機相似;回熱汽缸的配氣機構大致與一般蒸汽機相同;各系統的結構原理也基本與一般內燃機一樣。

本發明的基本工作原理如下（參見圖4）：當回熱活塞6的大連桿5與曲軸9一起運轉時，連結小連桿4的大連桿孔中心G的運動規跡的一部分G₁G₂為一園弧，小連桿長度恰為該園弧半徑。因而，傳動帶柄活塞2的小連桿的一端，在沿G₁G₂弧運動時，帶柄活塞與缸蓋的相對位置（燃燒室容積）保持不變，該活塞靜止時間可達80°-90°CA（曲軸轉角），而傳統往復內燃機燃料持續燃燒時間，不計著火落后（延遲）期，從急燃期開始，到后燃期結束，汽油機約為40°-45°CA，柴油機約為45°-50°CA，所以本發明不管是以汽油還是以柴油為燃料均可完全實現“定容燃燒”，而且還可以使點火（或噴油）提前角大大縮小，以減少壓縮行程的壓縮功消耗，回熱汽缸則可通過回收排氣熱量進一步提高發動機熱效率，實際上它是一種以排氣為熱源的蒸汽機。

本發明基于同一構思可有不同方案，其特征和定義如下：

定容（等容）燃燒活塞發動機，亦可稱準理想發動機，它是一種以燃燒氣缸進行定容燃燒，回熱汽缸用燃燒廢氣為熱源用蒸汽當工質為特征的發動機。

當燃燒室和活塞等高溫部件利用絕熱材料制造時稱為定容燃燒絕熱發動機。

當在排氣系統中增設渦輪增壓器時稱為定容燃燒增壓發動機。

當回熱汽缸兼作增壓氣缸時稱為定容燃燒兼增壓發動機（例如圖6）。

當回熱汽缸只用作燃燒氣缸的空氣增壓時稱定容燃燒純增壓發動機（例如圖7）。

當回熱汽缸以燃燒廢氣為工質時稱為 定容燃燒直接回熱發動機。

當回熱汽缸簡化為導向機構時稱 定容燃燒非回熱發動機（例如圖3）。

本發明的主要特點是熱效率高，比功率大，因為：

①從對內燃機理想循環的分析可知，在壓縮比相同時，以定容回熱循環熱效率為最高。本發明的結構原理保證了燃料 定容燃燒過程的進行。