專利名稱：內(nèi)燃、蒸汽組合發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種內(nèi)燃、蒸汽組合發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在大量使用的發(fā)動(dòng)機(jī)，主要是往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)，因其體積小、重量輕、便于移動(dòng)、熱效率高、啟動(dòng)性能好的特點(diǎn)，得到了普遍的使用；但是由燃料產(chǎn)生的能量，有至少60%的熱量通過發(fā)動(dòng)機(jī)散熱、高溫廢氣帶走，再加上怠速、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)消耗的能量，真正能夠用于驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)的能量(對汽油機(jī)來說)只有不到15%，顯然，低效的能量利用本身就意味著巨大的潛力可挖，其中有很大的改良空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述問題，提出一種能源利用率高，能夠提高內(nèi)燃機(jī)功率的內(nèi)燃、蒸汽組合發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種內(nèi)燃、蒸汽組合發(fā)動(dòng)機(jī)，包括ECM(引擎控制模塊)、水冷卻系統(tǒng)、內(nèi)燃機(jī)缸體、活塞、活塞銷、連桿、曲軸、缸蓋、設(shè)置在缸蓋上的噴油嘴、進(jìn)氣門和出氣門，所述缸蓋上部內(nèi)安裝有U形的空心支柱，該空心支柱外套裝有U形的蒸汽活塞，空心支柱和蒸汽活塞之間設(shè)有密封結(jié)構(gòu)和行程限位結(jié)構(gòu)，空心支柱的下端面和蒸汽活塞下端面之間為氣室；空心支柱的下端面設(shè)有連通氣室的噴水頭和排汽閥。所述的密封結(jié)構(gòu)為活塞環(huán)，該活塞環(huán)鑲嵌在空心支柱的外側(cè)面的下部。所述的行程限位結(jié)構(gòu)包括空心支柱中部的臺(tái)階面和最上端弧形弧形制動(dòng)環(huán)，所述的蒸汽活塞的上部為環(huán)形收縮口卡在空心支柱中部的臺(tái)階面和弧形制動(dòng)環(huán)之間，所述的弧形制動(dòng)環(huán)下部設(shè)有弧形凸起的定位卡環(huán)。所述的出氣孔設(shè)置在缸蓋的上部，其高度高于蒸汽活塞的上端。所述的空心支柱的下端面為內(nèi)陷的端面，空心支柱的上端通過緊固件與缸蓋上端面連接，缸蓋上端面設(shè)有通孔與空心支柱內(nèi)部連通。所述的蒸汽活塞上半部和下半部分別采用兩種材質(zhì)，上部采用耐磨材料制作，下半部采用傳熱性能好、熱膨脹系數(shù)小的金屬或復(fù)合材料制作。所述的蒸汽活塞的上半部為彈性柵條結(jié)構(gòu)，彈性柵條方向與蒸汽活塞外表面的母線方向一致。U形空心支柱的下端面為內(nèi)陷結(jié)構(gòu)，能夠保證蒸汽室的空間不會(huì)因蒸汽活塞在上止點(diǎn)時(shí)而變沒有。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過在內(nèi)燃機(jī)缸蓋上加裝蒸汽氣缸，能夠利用內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)的熱量來轉(zhuǎn)化為蒸汽活塞的動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)給內(nèi)燃機(jī)活塞提供更大的動(dòng)力，進(jìn)而提高內(nèi)燃機(jī)的功率和燃油利用率。


圖1為該內(nèi)燃、蒸汽組合發(fā)動(dòng)機(jī)的在做功沖程的全剖結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為該內(nèi)燃、蒸汽組合發(fā)動(dòng)機(jī)的在蒸汽活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)的示意圖；圖3為圖1或圖2中的蒸汽活塞的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1或圖2中的蒸汽活塞的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖1或圖2中的空心支柱的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5中的A部放大示意圖；圖7為圖1或圖2中的缸蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.緊固件、2.缸蓋、3.蒸汽活塞、4. U形空心支柱、5.活塞環(huán)、6.排汽閥、7.噴水頭、8.缸體、9、活塞、10.活塞銷、11.連桿、12.曲軸、13.進(jìn)氣門、14.排氣門、15.噴油嘴、 3-1.蒸汽活塞的上部彈性柵條、4-1.弧形定位卡環(huán)、4-2.空心支柱上半部的臺(tái)階面、4-3. 弧形制動(dòng)環(huán)。實(shí)施方式實(shí)施例一參見圖1-圖6，一種內(nèi)燃、蒸汽組合發(fā)動(dòng)機(jī)，包括ECM(引擎控制模塊)、 水冷卻系統(tǒng)、內(nèi)燃機(jī)缸體、活塞、活塞銷、連桿、曲軸、缸蓋、設(shè)置在缸蓋上的噴油嘴、進(jìn)氣門和出氣門，所述缸蓋上部內(nèi)安裝有U形的空心支柱，該空心支柱外套裝有U形的蒸汽活塞， 空心支柱和蒸汽活塞之間設(shè)有密封結(jié)構(gòu)和行程限位結(jié)構(gòu)，空心支柱的下端面和蒸汽活塞下端面之間為氣室；空心支柱的下端面設(shè)有連通氣室的噴水頭和排汽閥。所述的密封結(jié)構(gòu)為活塞環(huán)，該活塞環(huán)鑲嵌在空心支柱的外側(cè)面的下部。所述的行程限位結(jié)構(gòu)包括空心支柱中部的臺(tái)階面和最上端弧形制動(dòng)環(huán)，所述的蒸汽活塞的上部為環(huán)形收縮口卡在空心支柱中部的臺(tái)階面和弧形制動(dòng)環(huán)之間，所述的弧形制動(dòng)環(huán)下部設(shè)有弧形凸起的定位卡環(huán)。所述的出氣孔設(shè)置在缸蓋的上部，其高度高于蒸汽活塞的上端。所述的空心支柱的下端面為內(nèi)陷的端面，空心支柱的上端通過緊固件與缸蓋上端面連接，缸蓋上端面設(shè)有通孔與空心支柱內(nèi)部連通。所述的蒸汽活塞的上半部為彈性柵條結(jié)構(gòu)，彈性柵條方向與蒸汽活塞外表面的母線方向一致。該實(shí)施例中所述的蒸汽活塞上半部和下半部可以分別采用兩種材質(zhì)，上部采用耐磨材料制作，下半部采用傳熱性能好、熱膨脹系數(shù)小的金屬或復(fù)合材料制作。以四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)為例，該內(nèi)燃、蒸汽組合發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程該發(fā)動(dòng)機(jī)在吸氣、壓縮、做功、排氣的四個(gè)沖程中，其內(nèi)燃機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)情況跟常規(guī)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行情況一致，其中的蒸汽活塞只在做功沖程中動(dòng)作，將噴水頭連接至內(nèi)燃機(jī)的冷卻水系統(tǒng)中，通過水泵定時(shí)給噴水頭供水，其時(shí)間控制跟發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)間控制匹配，在做功沖程的點(diǎn)火后，一方面推動(dòng)內(nèi)燃機(jī)活塞下行做功，另一方面水泵將冷卻水系統(tǒng)中的熱水噴入蒸汽室內(nèi)，由于內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)部燃油燃燒產(chǎn)生的高溫會(huì)瞬間將蒸汽室內(nèi)的水氣化，蒸汽室蒸汽體積膨脹，蒸汽活塞也同時(shí)下行，這樣通過內(nèi)燃機(jī)缸體內(nèi)的燃?xì)鈱⒄羝膲毫鬟f給內(nèi)燃機(jī)活塞，從而能夠提高內(nèi)燃機(jī)活塞的下行力度和速度，從而提高了內(nèi)燃機(jī)活塞做功的功率，在內(nèi)燃機(jī)做功行程結(jié)束之前，排汽閥打開，內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)的高壓氣體把蒸汽活塞推回原位。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃、蒸汽組合發(fā)動(dòng)機(jī)，包括ECM(引擎控制模塊)、水冷卻系統(tǒng)、內(nèi)燃機(jī)缸體、活塞、活塞銷、連桿、曲軸、缸蓋、設(shè)置在缸蓋上的噴油嘴、進(jìn)氣門和出氣門，其特征是所述缸蓋上部內(nèi)安裝有U形的空心支柱，該空心支柱外套裝有U形的蒸汽活塞，空心支柱和蒸汽活塞之間設(shè)有密封結(jié)構(gòu)和行程限位結(jié)構(gòu)，空心支柱的下端面和蒸汽活塞下端面之間為氣室； 空心支柱的下端面設(shè)有連通氣室的噴水頭和排汽閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃、蒸汽組合發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述的密封結(jié)構(gòu)為活塞環(huán)，該活塞環(huán)鑲嵌在空心支柱的外側(cè)面的下部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃、蒸汽組合發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述的行程限位結(jié)構(gòu)包括空心支柱中部的臺(tái)階面和最上端弧形制動(dòng)環(huán)，所述的蒸汽活塞的上部為環(huán)形收縮口卡在空心支柱中部的臺(tái)階面和弧形制動(dòng)環(huán)之間，所述的弧形制動(dòng)環(huán)下部設(shè)有弧形凸起的定位卡環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃、蒸汽組合發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述的出氣孔設(shè)置在缸蓋的上部，其高度高于蒸汽活塞的上端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃、蒸汽組合發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述的空心支柱的下端面為內(nèi)陷的端面，空心支柱的上端通過緊固件與缸蓋上端面連接，缸蓋上端面設(shè)有通孔與空心支柱內(nèi)部連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃、蒸汽組合發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述的蒸汽活塞上半部和下半部分別采用兩種材質(zhì)，上部采用耐磨材料制作，下半部采用傳熱性能好、熱膨脹系數(shù)小的金屬或復(fù)合材料制作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃、蒸汽組合發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述的蒸汽活塞的上半部為彈性柵條結(jié)構(gòu)，彈性柵條方向與蒸汽活塞外表面的母線方向一致。
全文摘要
一種內(nèi)燃、蒸汽組合發(fā)動(dòng)機(jī)，包括ECM(引擎控制模塊)、水冷卻系統(tǒng)、內(nèi)燃機(jī)缸體、活塞、活塞銷、連桿、曲軸、缸蓋、設(shè)置在缸蓋上的噴油嘴、進(jìn)氣門和出氣門，所述缸蓋上部內(nèi)安裝有U形的空心支柱，該空心支柱外套裝有U形的蒸汽活塞，空心支柱和蒸汽活塞之間設(shè)有密封結(jié)構(gòu)和行程限位結(jié)構(gòu)，空心支柱的下端面和蒸汽活塞下端面之間為氣室；空心支柱的下端面設(shè)有連通氣室的噴水頭和排汽閥。本發(fā)明通過在內(nèi)燃機(jī)缸蓋上加裝蒸汽氣缸，能夠利用內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)的熱量來轉(zhuǎn)化為蒸汽活塞的動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)給內(nèi)燃機(jī)活塞提供更大的動(dòng)力，進(jìn)而提高內(nèi)燃機(jī)的功率和燃油利用率。
文檔編號(hào)F02F3/00GK102278195SQ20111023861
公開日2011年12月14日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者虞一揚(yáng) 申請人:虞一揚(yáng)