[實(shí)用新型]一種新型移缸噴水做功的氫內(nèi)燃機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721635480.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN207620913U
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜婕妤;潘瑋;婁斐;李景胤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F02B43/10
• 分類號(hào): F02B43/10;F02B75/28;F02B75/40
• 代理公司: 青島中天匯智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37241
• 代理人: 郝團(tuán)代

本實(shí)用新型公開了一種以氫氣為燃料，并且做功循環(huán)中有噴水做功、移缸等功能的內(nèi)燃機(jī)；新型氫內(nèi)燃機(jī)包括熱缸、冷缸、熱缸曲軸、冷缸曲軸以及相關(guān)配套設(shè)備；冷缸主要作用是將氫氣和氧氣進(jìn)行充分預(yù)混，然后經(jīng)過進(jìn)一步壓縮處理后進(jìn)入熱缸，防止混合氣噴射入熱缸后發(fā)生回火和早燃現(xiàn)象；熱缸頂部設(shè)置有火花塞和噴水器，點(diǎn)火后混合氣開始燃燒做功，并且循環(huán)中加設(shè)水氣化膨脹做功環(huán)節(jié)；新型內(nèi)燃機(jī)通過控制齒輪傳動(dòng)，兩缸曲軸相對(duì)偏差角和配套的控制裝置來實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)正常做功；氫燃料內(nèi)燃機(jī)相較于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)更清潔環(huán)保，并能夠有效降低燃燒中回火現(xiàn)象發(fā)生的可能性，改善氫氣與氧氣混合的均勻程度，提升燃料利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以氫為燃料、移缸和噴水做功的新型氫內(nèi)燃機(jī)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)是一種將化石燃料的能量通過燃燒做功的方式轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的機(jī)械裝置。目前，內(nèi)燃機(jī)的工作效率已經(jīng)很難有大幅度的提升，燃油能量中只有35％左右是被汽車使用的，而真正用于汽車驅(qū)動(dòng)和加速只有25％。但是排氣中卻攜帶了20％～50％的能量，這些能量全部以熱量的形式被消散。而且，傳統(tǒng)化石燃料的使用帶來了一系列的環(huán)境污染和能源短缺等難題。

在應(yīng)對(duì)全球氣候異常、環(huán)境質(zhì)量下降和能源短缺的諸多問題中，“低碳”或“脫碳”是當(dāng)前國際上能源利用的主要方向。氫氣以其燃燒速度快、熱效率高、清潔無污染等優(yōu)勢，被認(rèn)為是最具發(fā)展前景的車輛發(fā)動(dòng)機(jī)燃料之一，是受到高度關(guān)注的一種新能源。由于氫燃料具有完全不同于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)燃料(如汽油、柴油等)的燃燒特性，若沿用傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)，采用缸外預(yù)混進(jìn)氣管式低壓噴氫系統(tǒng)開展氫氣燃燒的能源利用過程，組織過程中極易發(fā)生早燃和回火等異常燃燒現(xiàn)象，這直接影響到氫燃料內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及氮氧化物的排放特性。針對(duì)上述問題，新型移缸噴水做功氫燃料內(nèi)燃機(jī)可以有效解決傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的工作效率低、污染嚴(yán)重以及氫氣燃燒過程中異常燃燒等問題。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，針對(duì)上述問題，提供一種新型噴水做功的氫內(nèi)燃機(jī)。

為解決上述問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

內(nèi)燃機(jī)中，每個(gè)工作單元為一大一小兩個(gè)汽缸組成，小缸為冷缸，大缸為熱缸。冷缸與冷缸進(jìn)氣道相連，二者之間設(shè)置有冷缸進(jìn)氣閥，冷缸進(jìn)氣道內(nèi)距冷缸進(jìn)氣閥一段距離上開有氫氣進(jìn)氣孔，冷缸進(jìn)氣道與外界大氣相連通。氫氣進(jìn)氣孔設(shè)置有氫氣閥，氫氣閥經(jīng)管道與氫氣減壓器相連接，再由管道與高壓儲(chǔ)氫罐相連接。

冷缸與熱缸相通，之間設(shè)置有冷缸排氣閥。冷缸活塞通過冷缸連桿與冷缸曲軸相連接。

熱缸內(nèi)冷缸排氣閥附近開有噴水口，噴水口設(shè)置有噴水器，噴水器經(jīng)管道與熱缸排氣道上的換熱器連通，換熱器再經(jīng)由管道與過濾器相連，經(jīng)過濾器通過管道與水泵相連，水泵經(jīng)由管道與汽車水箱相連通，水箱的出水口設(shè)置有粗濾裝置。

熱缸上方中心處設(shè)置有火花塞，以熱缸中心軸為對(duì)稱中心，冷缸排氣閥相對(duì)對(duì)稱中心的位置開有熱缸排氣孔，排氣孔設(shè)置熱缸排氣閥。熱缸活塞通過熱缸連桿與熱缸曲軸相連接。

熱缸曲軸與冷缸曲軸之間通過一大一小兩個(gè)齒輪相連接，大齒輪為冷缸齒輪，小齒輪為熱缸齒輪，熱缸曲軸靠近冷缸一端安裝熱缸齒輪，冷缸曲軸靠近熱缸一端安裝冷缸齒輪，兩齒輪齒數(shù)比為2：1，模數(shù)根據(jù)具體需要來確定。

廢氣從熱缸排出后，經(jīng)熱缸排氣道進(jìn)入換熱器，廢氣從換熱器出來后，經(jīng)管道再通入氮氧化物處理裝置，廢氣經(jīng)氮氧化物處理裝置處理后排入大氣。

熱缸排氣道上的換熱器內(nèi)大體分為三個(gè)部分，第一個(gè)部分是經(jīng)由熱缸排出的炙熱廢氣的高溫部分；第二個(gè)部分是噴水裝置預(yù)熱部分；第三個(gè)部分是廢氣中水的冷凝回收部分。第三部分中將廢氣中的水冷凝之后經(jīng)管道與冷凝水過濾器相連接，再將其循環(huán)回水箱再利用。

相較于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)，新型內(nèi)燃機(jī)每個(gè)做功單元由一個(gè)冷缸和一個(gè)熱缸構(gòu)成，還新增了噴水做功的功能，并且燃料由燃油改為了氫氣，于是，新型內(nèi)燃機(jī)的做功循環(huán)也相較于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)有較大改變。