專利名稱：一種寄生循環(huán)做功方法與寄生循環(huán)發(fā)動機的制作方法
一種寄生循環(huán)做功方法與寄生循環(huán)發(fā)動機技術領域一種寄生循環(huán)做功方法與寄生循環(huán)發(fā)動機涉及發(fā)動機工作循環(huán)做功方法和蒸汽做功發(fā)動 機，屬于發(fā)動機技術領域。
背景技術：
內燃機，主要包括四沖程內燃機、二沖程內燃機和轉子內燃機，它們的工作循環(huán)，都包 括進氣、壓縮、燃燒膨脹做功、排氣四個過程。做功方法是通過燃料燃燒過程，使混合氣體 積膨脹，從而推動活塞做功。燃燒過程發(fā)生在內部空腔，因而被稱為"內燃機"。內燃機的進 氣溫度一般為常溫，而排氣溫度很高，有大量熱能被排氣帶走，影響了燃料熱效率。為減少從排氣中浪費的能量，節(jié)省燃料， 一些專利(CN200510044165.X ，US4736715-A, US2002043222-Al， DE3613270-A)公開了六沖程內燃機。六沖程內燃機的工作過程是"進氣-壓縮-燃燒膨脹做功-壓縮(或部分排氣)-蒸汽膨脹做功-排氣"六個沖程。這種內燃機，有 的在第四沖程中壓縮所有尾氣，壓縮負功很大；有的在第四沖程中排放部分尾氣，壓縮負功 依然較大，而且未能充分利用尾氣熱能。在利用蒸汽做功方面，蒸汽機頗具代表性，燃料在汽缸外燃燒，使鍋爐內的水變?yōu)楦邏?過熱蒸汽，蒸汽進入汽缸推動活塞做功。這種發(fā)動機的燃料熱效率較低。發(fā)明內容本發(fā)明的目的是公開一種能夠回收內燃機或其它熱源高溫排氣能量的發(fā)動機工作循環(huán)做 功方法，以及利用這種做功方法的發(fā)動機技術。本發(fā)明的寄生循環(huán)做功方法，其特征是利用高溫熱源為發(fā)動機供氣，發(fā)動機吸入高溫 進氣后，進行壓縮使氣體進一步升溫，在壓縮過程結束之前噴水，水吸熱后迅即變?yōu)檎羝?蒸汽膨脹從而推動活塞做功，之后進行排氣，由此形成"進高溫氣一壓縮噴水一蒸汽膨脹做 功一排氣"四個工作過程，如此反復，形成工作循環(huán)。這樣的發(fā)動機做功方法，必須有熱源才能維持工作循環(huán)，因而稱這樣的工作循環(huán)為寄生循環(huán)。本發(fā)明的寄生循環(huán)發(fā)動機，有活塞、動力輸出軸、機體、進氣通道和排氣通道，由活塞 和機體構建出工作室，進氣通道和排氣通道與工作室相接，其特征是發(fā)動機進氣通道與熱 源相連通，有向工作室內噴水的噴水器，發(fā)動機的工作循環(huán)為"進高溫氣一壓縮噴水一蒸汽 膨脹做功一排氣"四個工作過程。噴水時刻設在活塞壓縮上止點之前，在各種工況下的噴水 量和噴水時刻都要進行精確控制。寄生循環(huán)發(fā)動機可分為四沖程寄生循環(huán)發(fā)動機、二沖程寄 生循環(huán)發(fā)動機和轉子寄生循環(huán)發(fā)動機。用寄生循環(huán)發(fā)動機動力輸出軸驅動發(fā)電系統(tǒng)，集成為 寄生循環(huán)發(fā)電機，特別適用于連接在內燃機排氣管上，把內燃機尾氣能量變?yōu)殡娔?。與常規(guī)內燃機工作循環(huán)做功方法相比，本發(fā)明的寄生循環(huán)做功方法不需要燃燒過程，因 而不需要為寄生循環(huán)發(fā)動機提供燃料；與六沖程內燃機相比，寄生循環(huán)發(fā)動機更具有充分回 收廢氣能量的優(yōu)勢；與蒸汽發(fā)動機相比，寄生循環(huán)發(fā)動機所用蒸汽產生于工作室內部，非預 先制備，因而可以通過水汽化吸熱減少發(fā)動機的壓縮負功。寄生循環(huán)發(fā)動機，在節(jié)能方面具 有突出優(yōu)勢。


圖1是四沖程寄生循環(huán)發(fā)動機做功方法示意圖。 圖2是二沖程寄生循環(huán)發(fā)動機做功方法示意圖。 圖3是轉子寄生循環(huán)發(fā)動機做功方法示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例進一步說明本發(fā)明。實施例之一是由四沖程壓燃式內燃機改造而成的四沖程寄生循環(huán)發(fā)動機。把原內燃機的 供油系統(tǒng)和噴油器更換為供水系統(tǒng)和噴水器(l)，噴水器安裝在原噴油器安裝位置向工作室直 接噴水；改造進氣管(2)，把進氣管與外部熱源連接。四沖程寄生循環(huán)發(fā)動機工作過程為"進 高溫氣-壓縮噴水-蒸汽膨脹做功-排氣"，如圖1所示。實施例之二是由四沖程火花點火式內燃機改造而成的四沖程寄生循環(huán)發(fā)動機。把原內燃 機的點火系統(tǒng)和供油系統(tǒng)所有零部件取消，換為噴水系統(tǒng)。取消原安裝噴油器的孔，把噴水 器(l)安裝在原火花塞的安裝位置；改造進氣管(2)，取消節(jié)氣門體，把進氣管與外部熱源連接。四沖程寄生循環(huán)發(fā)動機工作過程為"進高溫氣-壓縮噴水-蒸汽膨脹做功-排氣"，如圖1 所示。實施例之三是由二沖程內燃機改造為二沖程寄生循環(huán)發(fā)動機。把原內燃機的點火系統(tǒng)和 供油系統(tǒng)所有零部件取消，換為噴水系統(tǒng)。將噴水器(l)安裝在原火花塞的安裝位置；改造進 氣管(2)，取消原發(fā)動機的掃氣通道，把進氣管與外部熱源直接連接。二沖程寄生循環(huán)發(fā)動機 工作過程為"進高溫氣-壓縮噴水-蒸汽膨脹做功-排氣"，如圖2所示。實施例之四是由轉子內燃機改造為轉子寄生循環(huán)發(fā)動機。把原轉子內燃機的火花塞和供 油系統(tǒng)取消，將噴水器(l)安裝在原火花塞的安裝位置，把進氣管(2)與外部熱源連接。發(fā)動 機工作過程為"進高溫氣-壓縮噴水-蒸汽膨脹做功-排氣"，如圖3所示。
權利要求
1、一種寄生循環(huán)做功方法，其特征在于，該做功方法利用高溫熱源為發(fā)動機供氣，發(fā)動機吸入高溫進氣后，進行壓縮使氣體升溫；在壓縮過程結束之前噴水，水吸熱后迅即變?yōu)檎羝羝蛎洀亩苿踊钊龉?，之后進行排氣，由此形成“進高溫氣—壓縮噴水—蒸汽膨脹做功—排氣”四個工作過程，如此反復，形成工作循環(huán)。
2、 一種寄生循環(huán)發(fā)動機，包括活塞、動力輸出軸、機體、進氣通道和排氣通道，由活塞 和機體構建成工作室，進氣通道和排氣通道與工作室相接，其特征在于，發(fā)動機進氣通道與 熱源相連通；工作室內有向工作室內噴水的噴水器。
全文摘要
一種寄生循環(huán)做功方法與寄生循環(huán)發(fā)動機，屬于發(fā)動機技術領域。該做功方法利用高溫熱源為發(fā)動機供氣，發(fā)動機吸入高溫進氣后，進行壓縮使氣體升溫；在壓縮過程結束之前噴水，水吸熱后迅即變?yōu)檎羝羝蛎洀亩苿踊钊龉?，之后進行排氣，形成“進高溫氣—壓縮噴水—蒸汽膨脹做功—排氣”四個工作過程，如此反復，形成工作循環(huán)。該寄生循環(huán)發(fā)動機進氣通道與熱源相連通；工作室內有向工作室內噴水的噴水器。用寄生循環(huán)發(fā)動機動力輸出軸驅動發(fā)電系統(tǒng)，集成為寄生循環(huán)發(fā)電機。如把內燃機尾氣能量變?yōu)殡娔?。本發(fā)明寄生循環(huán)做功方法不需要燃燒過程，更充分回收廢氣能量；通過水汽化吸熱減少發(fā)動機的壓縮負功。寄生循環(huán)發(fā)動機在節(jié)能方面具有突出優(yōu)勢。
文檔編號F02B41/02GK101235765SQ200810007619
公開日2008年8月6日 申請日期2008年3月3日 優(yōu)先權日2008年3月3日
發(fā)明者裴普成 申請人:清華大學