[發(fā)明專利]一種水平對(duì)置式高低壓動(dòng)力機(jī)器及其做功方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201410177311.5 | 申請(qǐng)日: | 2014-04-30 |
| 公開(公告)號(hào): | CN103939209A | 公開(公告)日: | 2014-07-23 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 郭遠(yuǎn)軍 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 郭遠(yuǎn)軍 |
| 主分類號(hào): | F02B75/24 | 分類號(hào): | F02B75/24 |
| 代理公司: | 暫無(wú)信息 | 代理人: | 暫無(wú)信息 |
| 地址: | 425000 湖*** | 國(guó)省代碼: | 湖南;43 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 水平 置式高 低壓 動(dòng)力 機(jī)器 及其 做功 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于負(fù)壓動(dòng)力機(jī)器領(lǐng)域,尤其是利用太陽(yáng)能、地?zé)?、可燃物燃燒產(chǎn)生的高溫氣體、內(nèi)燃機(jī)尾氣、工廠排出的高溫氣體等熱能使機(jī)器內(nèi)的介質(zhì)氣體和機(jī)器外部的散熱構(gòu)成溫度差,使密閉氣缸產(chǎn)生負(fù)壓把熱能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能的動(dòng)力機(jī)器。?
背景技術(shù)
傳統(tǒng)的動(dòng)力機(jī)器有蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、外燃機(jī)。?
蒸汽機(jī):離不開鍋爐,整個(gè)裝置既笨重又龐大;新蒸汽的壓力和溫度不能過(guò)高,排氣壓力不能過(guò)低,熱效率難以提高;它是一種往復(fù)式機(jī)器,慣性限制了轉(zhuǎn)速的提高;工作過(guò)程是不連續(xù)的,蒸汽的流量受到限制,也就限制了功率的提高。
內(nèi)燃機(jī):結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對(duì)燃料要求較高,對(duì)燃料的潔凈度要求嚴(yán)格,對(duì)環(huán)境污染。
外燃機(jī),如斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是其中一種,斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)與內(nèi)燃機(jī)比較具備以下優(yōu)點(diǎn):
適用于各種能源,無(wú)論是液態(tài)的、氣態(tài)的或固態(tài)的燃料,當(dāng)采用載熱系統(tǒng)(如熱管)間接加熱時(shí),幾乎可以使用任何高溫?zé)嵩?太陽(yáng)能放射性同位素和核反應(yīng)等),而發(fā)動(dòng)機(jī)本身(除加熱器外)不需要作任何更改。同時(shí)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)需壓縮機(jī)增壓,使用一般風(fēng)機(jī)即可滿足要求,并允許燃料具有較高的雜質(zhì)含量;斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)單機(jī)容量小,機(jī)組容量從20-50kw,可以因地制宜的增減系統(tǒng)容量;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,零件數(shù)比內(nèi)燃機(jī)少40%,降價(jià)空間大;維護(hù)成本低。
斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí),由于燃料在氣缸外的燃燒室內(nèi)連續(xù)燃燒,獨(dú)立于燃?xì)獾墓べ|(zhì)通過(guò)加熱器吸熱,并按斯特林循環(huán)對(duì)外做功,因此避免了類似內(nèi)燃機(jī)的爆震做功和間歇燃燒過(guò)程,從而實(shí)現(xiàn)了高效、低噪和低排放運(yùn)行。高效:總能效率達(dá)到80%以上;低噪:1米處裸機(jī)噪音底于68dBA;低排放:尾氣排放達(dá)到歐5標(biāo)準(zhǔn)。
由于工質(zhì)不燃燒,外燃機(jī)避免了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的震爆做功問(wèn)題,從而實(shí)現(xiàn)了高效率、低噪音、低污染和低運(yùn)行成本。外燃機(jī)可以燃燒各種可燃?xì)怏w,如:天然氣、沼氣、石油氣、氫氣、煤氣等,也可燃燒柴油、液化石油氣等液體燃料,還可以燃燒木材,以及利用太陽(yáng)能等。只要熱腔達(dá)到700℃,機(jī)器即可做功運(yùn)行,環(huán)境溫度越低,發(fā)電效率越高。外燃機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是出力和效率不受海拔高度影響,非常適合于高海拔地區(qū)使用。
同時(shí)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)尚存在的主要問(wèn)題和缺點(diǎn)是:制造成本較高,工質(zhì)密封技術(shù)較難,密封件的可靠性和壽命還存在問(wèn)題,材料成本高,功率調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)較復(fù)雜,機(jī)器較為笨重;膨脹室、壓縮室、加熱器、冷卻室、再生器等的成本高,熱量損失是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的2-3倍等。
有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括泵、蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷凝器等。集熱器吸收太陽(yáng)輻照,集熱器內(nèi)換熱介質(zhì)溫度升高,換熱介質(zhì)通過(guò)蒸發(fā)器把熱量傳給有機(jī)工質(zhì)。有機(jī)工質(zhì)在蒸發(fā)器中定壓加熱,高壓的氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入膨脹機(jī)膨脹做功,帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電;膨脹機(jī)尾部排出的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入冷凝器中定壓冷凝,冷凝器出口的有機(jī)工質(zhì)經(jīng)過(guò)泵加壓后進(jìn)入蒸發(fā)器完成一次發(fā)電循環(huán)。
有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)存在轉(zhuǎn)換效率不高,體積大,需要借助結(jié)構(gòu)復(fù)雜的膨脹機(jī)做功。
水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)活塞平均分布在曲軸兩側(cè),在水平方向上左右運(yùn)動(dòng)。使發(fā)動(dòng)機(jī)的整體高度降低、長(zhǎng)度縮短、整車的重心降低,車輛行駛更加平穩(wěn),發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在整車的中心線上,兩側(cè)活塞產(chǎn)生的力矩相互抵消,大大降低車輛在行駛中的振動(dòng),使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速得到很大提升,減少噪音。
水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是重心低。由于它的汽缸為“平放”,不僅降低了汽車的重心,還能讓車頭設(shè)計(jì)得又扁又低,這些因素都能增強(qiáng)汽車的行駛穩(wěn)定性。同時(shí),水平對(duì)置的汽缸布局是一種對(duì)稱穩(wěn)定結(jié)構(gòu),這使得發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平順性比V型發(fā)動(dòng)機(jī)更好,運(yùn)行時(shí)的功率損耗也是最小。當(dāng)然更低的重心和均衡的分配也為車輛帶了更好的操控性。低重心:產(chǎn)生的橫向震動(dòng)容易被支架吸收、有效將全車較重的發(fā)動(dòng)機(jī)重心降低,更容易達(dá)到整體平衡。低振動(dòng):活塞運(yùn)動(dòng)的平衡良好(180度左右抵消)。相比直列式,在曲軸方面所需的平衡配重因素減少,有助轉(zhuǎn)速提升。它能保持650轉(zhuǎn)的低轉(zhuǎn)速,并保證發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)的工作。同樣相比其它發(fā)動(dòng)機(jī)行式油耗最低。
缺點(diǎn)是:除了因?yàn)樗綄?duì)置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜外,還有如機(jī)油潤(rùn)滑等問(wèn)題很難解決。橫置的氣缸因?yàn)橹亓Φ脑?,?huì)使機(jī)油流到底部,使一邊氣缸得不到充分的潤(rùn)滑。雖然保時(shí)捷和斯巴魯很好的解決了眾多技術(shù)難題,但高精度的制造要求也帶來(lái)了更高的養(yǎng)護(hù)成本,并且由于機(jī)體較寬,因而并不利于布局。
發(fā)明內(nèi)容
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F02B 活塞式內(nèi)燃機(jī);一般燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)
F02B75-00 其他發(fā)動(dòng)機(jī),例如單缸發(fā)動(dòng)機(jī)
F02B75-02 .以循環(huán)方式,如六沖程為特點(diǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)
F02B75-04 .活塞上死點(diǎn)與缸蓋間的距離可變的發(fā)動(dòng)機(jī)
F02B75-06 .帶有扭矩平衡裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)
F02B75-08 .在掃氣空間帶有防止腐蝕裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)
F02B75-10 .帶有把排氣處理成無(wú)毒氣體的設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)





