專利名稱：三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱動(dòng)力領(lǐng)域，特別是一種熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
近年來，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的高能耗、高污染排放問題日顯突出，所以，熱氣機(jī)得到了廣泛重視，然而熱氣機(jī)都是以外燃加熱方式對(duì)工質(zhì)進(jìn)行加熱的，眾所周知，外燃加熱過程很難得到溫度較高的工質(zhì)，因此，造成大量化學(xué)蝴損失。不僅如此，由于外燃加熱的速率有限，對(duì)材料要求高，負(fù)荷響應(yīng)差，所以嚴(yán)重制約了熱氣機(jī)的單機(jī)功率和整機(jī)功率密度，最終使熱氣機(jī)的用途嚴(yán)重受限。因此，需要發(fā)明一種新型發(fā)動(dòng)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下:方案1:一種三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī),包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)和附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu),所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸上設(shè)有進(jìn)氣口和排氣口，所述進(jìn)氣口處設(shè)進(jìn)氣門，所述排氣口處設(shè)排氣門，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)有燃燒室，在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸上設(shè)往復(fù)流通口，所述往復(fù)流通口處設(shè)往復(fù)流通控制門，在所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸上設(shè)附屬往復(fù)流通口和乏氣排出口，所述附屬往復(fù)流通口處設(shè)附屬往復(fù)流通控制門，所述乏氣排出口處設(shè)乏氣門，所述往復(fù)流通口經(jīng)往復(fù)連通通道與所述附屬往復(fù)流通口連通，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)、所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)和所述往復(fù)連通通道構(gòu)成工質(zhì)回路。方案2:在方案I的基礎(chǔ)上，在所述往復(fù)連通通道上設(shè)回?zé)崞?。方?:在方案I的基礎(chǔ)上，在所述往復(fù)連通通道上和/或在所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)上設(shè)冷卻器。方案4:在方案3的基礎(chǔ)上，在所述冷卻器與所述往復(fù)流通口之間的所述往復(fù)連通通道上設(shè)回?zé)崞?。方?:—種三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī),包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)和附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu),所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸上設(shè)有進(jìn)氣口和排氣口，所述進(jìn)氣口處設(shè)進(jìn)氣門，所述排氣口處設(shè)排氣門，在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸上設(shè)往復(fù)流通口，所述往復(fù)流通口處設(shè)往復(fù)流通控制門，在所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸上設(shè)附屬往復(fù)流通口和乏氣排出口，所述附屬往復(fù)流通口處設(shè)附屬往復(fù)流通控制門，所述乏氣排出口處設(shè)乏氣門，所述往復(fù)流通口經(jīng)往復(fù)連通通道與所述附屬往復(fù)流通口連通，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)內(nèi)和所述往復(fù)連通通道內(nèi)設(shè)燃燒室，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)、所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)和所述往復(fù)連通通道構(gòu)成工質(zhì)回路。方案6:在方案5的基礎(chǔ)上，在所述往復(fù)連通通道內(nèi)的燃燒室和所述附屬往復(fù)流通口之間的所述往復(fù)連通通道上設(shè)回?zé)崞?。方?:在方案5的基礎(chǔ)上，在所述往復(fù)連通通道內(nèi)的燃燒室和所述附屬往復(fù)流通口之間的所述往復(fù)連通通道上和/或所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)上設(shè)冷卻器。方案8:在方案7的基礎(chǔ)上，在所述冷卻器與所述往復(fù)流通口之間的所述往復(fù)連通通道上設(shè)回?zé)崞鳌７桨?:在方案I或5的基礎(chǔ)上,所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)和/或所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)設(shè)為活塞液體機(jī)構(gòu)，所述活塞液體機(jī)構(gòu)包括氣液缸和氣液隔離結(jié)構(gòu)，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)設(shè)在所述氣液缸內(nèi)。方案10:在方案9的基礎(chǔ)上，所述氣液缸內(nèi)的氣體工質(zhì)對(duì)所述氣液隔離結(jié)構(gòu)的壓力大于所述氣液缸內(nèi)的液體和所述氣液隔離結(jié)構(gòu)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力之和。方案11:在方案I或5的基礎(chǔ)上，所述燃燒室排出的物質(zhì)的質(zhì)量流量大于從所述工質(zhì)回路外導(dǎo)入所述燃燒室的物質(zhì)的質(zhì)量流量。方案12:在方案I或5的基礎(chǔ)上,所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的活塞與所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)的活塞存在工作相位差。方案13:在方案I或5的基礎(chǔ)上,所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)與所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)共軸設(shè)置。方案14:在方案I或5的基礎(chǔ)上,所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)和/或所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)設(shè)為對(duì)置氣缸活塞機(jī)構(gòu)。方案15:在方案I或5的基礎(chǔ)上,所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)和所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)為a型或0型設(shè)置。本發(fā)明的原理是:在所述燃燒室只設(shè)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)中的機(jī)構(gòu)中，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)首先以內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)工作，在燃燒爆炸做功沖程中，通過所述往復(fù)流通口將部分高溫高壓的工質(zhì)導(dǎo)入所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)中，其余的工質(zhì)則推動(dòng)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的活塞對(duì)外做功，并在排氣沖程時(shí)由所述排氣口排出。導(dǎo)入所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)中的工質(zhì)經(jīng)所述往復(fù)連通通道在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸和所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸之間往復(fù)流通至少一次后從所述排氣口和/或所述乏氣排出口排出。工質(zhì)在所述往復(fù)連通通道中往復(fù)流通時(shí)，相當(dāng)于是將處于排氣沖程的內(nèi)燃機(jī)的所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)作為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的熱缸，所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)作為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的冷缸；從而將內(nèi)燃機(jī)的循環(huán)和熱氣機(jī)循環(huán)結(jié)合在一起，其中，熱氣機(jī)循環(huán)的工質(zhì)是經(jīng)內(nèi)燃燃燒直接產(chǎn)生的高溫高壓工質(zhì)，這樣可以大幅提聞系統(tǒng)的熱效率和功率。在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)內(nèi)和所述往復(fù)連通通道內(nèi)均設(shè)有燃燒室的結(jié)構(gòu)中，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)首先以內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)工作，在經(jīng)過吸氣沖程和壓縮沖程后，通過所述往復(fù)流通口將部分高壓工質(zhì)導(dǎo)入所述往復(fù)連通通道內(nèi)的所述燃燒室，并在所述往復(fù)連通通道內(nèi)的所述燃燒室內(nèi)燃燒，所得到的高溫高壓工質(zhì)在之后的工作循環(huán)中在所述往復(fù)連通通道內(nèi)往復(fù)流通至少一次后從所述排氣口和/或所述乏氣排出口排出。所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)壓縮沖程后留存在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸內(nèi)的高壓工質(zhì)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)內(nèi)燃燒爆炸，推動(dòng)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的活塞對(duì)外做功，并在排氣沖程時(shí)由所述排氣口排出。本發(fā)明中，所述工質(zhì)回路是指由所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)、所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)和二者之間的所述往復(fù)連通通道構(gòu)成的工質(zhì)可以循環(huán)流動(dòng)的空間。本發(fā)明中，在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)中發(fā)生爆炸燃燒的燃料可以是碳?xì)浠衔?、碳?xì)溲趸衔锘蚬腆w碳。固體碳具有燃燒后沒有水生成和燃燒后產(chǎn)物中的二氧化碳濃度高，易液化等優(yōu)點(diǎn)；固體碳可采用固體預(yù)先裝配、粉末化后噴入或粉末化后再用液體或氣體二氧化碳流化后噴入的方式進(jìn)入所述燃燒室。
本發(fā)明中，所述氣液缸是指可以容納氣體工質(zhì)和/或液體，并能承受一定壓力的容器，所述氣液缸被所述氣液隔離結(jié)構(gòu)分隔成氣體端和液體端，所述氣液缸的氣體端設(shè)有氣體工質(zhì)流通口，所述氣體工質(zhì)流通口用于與所述工質(zhì)回路中的其他裝置或機(jī)構(gòu)連通；所述氣液缸的液體端設(shè)有液體流通口，所述液體流通口用于與液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)和/或液體工質(zhì)回送系統(tǒng)連通。本發(fā)明中，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)是指可以在所述氣液缸中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)體，如隔離板、隔離膜、活塞等，其作用是隔離所述氣液缸中的氣體工質(zhì)和液體，優(yōu)選的，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)和所述氣液缸密封滑動(dòng)配合。在所述活塞液體機(jī)構(gòu)工作過程中，根據(jù)所述氣液隔離結(jié)構(gòu)處于所述氣液缸內(nèi)的不同位置，所述氣液缸內(nèi)可能全部是氣體工質(zhì)，也可能全部是液體，或者氣體工質(zhì)和液體同時(shí)存在。本發(fā)明中，所述氣液缸內(nèi)的液體和所述氣液隔離結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的活塞連桿機(jī)構(gòu)不同，傳統(tǒng)的活塞連桿機(jī)構(gòu)中的活塞可受連桿的推力或拉力停下，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞行程的限制，而在所述氣液缸中，當(dāng)所述氣液缸內(nèi)的氣體工質(zhì)做正功時(shí)，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)受壓力向下止點(diǎn)方向移動(dòng)，將液體以高壓形式排出所述氣液缸并推動(dòng)液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)(例如液體馬達(dá))對(duì)外做功，當(dāng)液體即將排盡時(shí)，改變液體馬達(dá)工作模式或啟動(dòng)液體工質(zhì)回送系統(tǒng)，使所述氣液缸內(nèi)的液體不再減少，此時(shí)液體會(huì)對(duì)所述氣液缸內(nèi)的所述氣液隔離結(jié)構(gòu)施加制動(dòng)力，使其停止，以防止其撞擊氣液缸的液體端底部的壁；當(dāng)不斷向所述氣液缸內(nèi)輸入液體時(shí)，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)會(huì)不斷向上止點(diǎn)方向移動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)上止點(diǎn)附近時(shí)，停止向所述氣液缸內(nèi)輸入液體或者使所述氣液缸內(nèi)的液體減少(流出)，盡管如此，所述氣液缸內(nèi)的液體和所述氣液隔離結(jié)構(gòu)仍然會(huì)由于慣性向上止點(diǎn)方向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，如果所述氣液缸內(nèi)的氣體工質(zhì)的壓力不夠高，則會(huì)導(dǎo)致所述氣液隔離結(jié)構(gòu)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)而撞擊氣液缸頂部的壁，為了避免這種撞擊，需要使氣液缸內(nèi)氣體工質(zhì)的壓力足夠高，使其對(duì)所述氣液隔離結(jié)構(gòu)的壓力大于所述氣液缸內(nèi)的液體和所述氣液隔離結(jié)構(gòu)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力之和。本發(fā)明中，在所述三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程中所述氣液缸內(nèi)的液體和所述氣液隔離結(jié)構(gòu)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力之和是變化的，因此在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)保證在任何工作時(shí)刻都滿足“所述氣液缸內(nèi)的氣體工質(zhì)對(duì)所述氣液隔離結(jié)構(gòu)的壓力大于所述氣液缸內(nèi)的液體和所述氣液隔離結(jié)構(gòu)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力之和”的條件，例如通過調(diào)整所述工質(zhì)回路中的工作壓力、調(diào)整氣液隔離結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、調(diào)整液體密度或調(diào)整液體深度等方式來實(shí)現(xiàn)，其中，所述液體深度是指液體在做往復(fù)運(yùn)動(dòng)方向上的液體的深度。所謂的“調(diào)整所述工質(zhì)回路中的工作壓力”是通過調(diào)整流入和/或流出所述工質(zhì)回路的氣體工質(zhì)的體積流量來實(shí)現(xiàn)的，例如可以通過調(diào)整所述乏氣口的開關(guān)間隔、每次開啟的時(shí)間和/或所述乏氣口的開口大小來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明中，通過調(diào)整所述工質(zhì)回路的工作壓力(例如可以通過調(diào)整所述乏氣口的開關(guān)時(shí)間來實(shí)現(xiàn))以及所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的排量，以控制所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的質(zhì)量排量，使所述燃燒室排出的物質(zhì)的質(zhì)量流量M2大于從所述工質(zhì)回路外導(dǎo)入所述燃燒室的物質(zhì)的質(zhì)量流量M1，也就是說除了從所述工質(zhì)回路外導(dǎo)入所述燃燒室的物質(zhì)外，還有一部分物質(zhì)是從所述工質(zhì)回路中導(dǎo)入所述內(nèi)燃燃燒室的，由于所述燃燒室是設(shè)置在所述工質(zhì)回路內(nèi)的，所以也就是說從所述燃燒室排出的物質(zhì)至少有一部分流回所述燃燒室，即實(shí)現(xiàn)了工質(zhì)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)和所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)之間的往復(fù)流動(dòng)。從所述工質(zhì)回路外向所述燃燒室導(dǎo)入的物質(zhì)可以是氧化劑、燃料或壓縮氣體等。本發(fā)明中，所謂的兩個(gè)氣缸活塞機(jī)構(gòu)a型設(shè)置是指a型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)中兩個(gè)氣缸活塞機(jī)構(gòu)的設(shè)置方式，所謂的兩個(gè)氣缸活塞機(jī)構(gòu)3型設(shè)置是指3型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)中兩個(gè)氣缸活塞機(jī)構(gòu)的設(shè)置方式。本發(fā)明中，所謂的在所述往復(fù)連通通道上設(shè)回?zé)崞靼ㄋ龌責(zé)崞髟O(shè)置在所述往復(fù)連通通道內(nèi)的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中，燃料在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)中燃燒可能是壓燃方式也可能是點(diǎn)火燃燒方式，如果是采用點(diǎn)火燃燒的方式，還需要在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)上設(shè)點(diǎn)火裝置，例如火花塞。本發(fā)明中，所述工質(zhì)回路內(nèi)的工質(zhì)需要經(jīng)過壓縮、加熱升溫升壓、做功以及被冷卻的過程，這就要求所述工質(zhì)回路能承受一定壓力，選擇性地，所述工質(zhì)回路的承壓能力可設(shè)為大于 2MPa、2.5MPa、3MPa、3.5MPa、4MPa、4.5MPa、5MPa、5.5MPa、6MPa、6.5MPa、7MPa、7.5MPa、8MPa、8.5MPa、9MPa、9.5MPa、lOMPa、10.5MPa、IIMPa、11.5MPa、12MPa、12.5MPa、13MPa、13.5MPa、14MPa、14.5MPa、15MPa、15.5MPa、16MPa、16.5MPa、17MPa、17.5MPa、18MPa、18.5MPa、19MPa、19.5MPa、20MPa、20.5MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa、30MPa、3IMPa、32MPa、33MPa、34MPa、35MPa、36MPa、37MPa、38MPa、39MPa或大于40MPa。本發(fā)明中，所述工質(zhì)回路中的工質(zhì)壓力與其承壓能力相匹配，即所述工質(zhì)回路的工質(zhì)的最高壓力達(dá)到其承壓能力。本發(fā)明人提出如下所述P-T圖和熱力學(xué)第二定律的新的闡述方式:壓力和溫度是工質(zhì)的最基本、最重要的狀態(tài)參數(shù)。然而，在至今為止的熱力學(xué)研究中，沒有將以壓力P和溫度T為坐標(biāo)的P-T圖用于對(duì)熱力學(xué)過程及熱力循環(huán)的研究中。在熱力學(xué)誕生以來的兩百多年里，本發(fā)明人第一次提出用P-T圖研究熱力學(xué)過程和熱力循環(huán)的思想。在利用P-T圖研究熱力學(xué)過程和熱力循環(huán)中，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)P-T圖比常用的P-V圖和T-S圖都具有明顯的優(yōu)勢，它能更本質(zhì)地描述熱力學(xué)過程和熱力循環(huán)中工質(zhì)狀態(tài)的變化，使本發(fā)明人對(duì)熱力學(xué)過程和熱力循環(huán)有更深刻的理解。利用P-T圖，本發(fā)明人總結(jié)了十條熱力學(xué)第二定律的新的闡述方式，這些新的闡述方式與以往的開爾文和克勞修斯的熱力學(xué)闡述方式雖然等價(jià)，但是更明確的揭示了對(duì)工質(zhì)的加熱過程和壓縮過程的區(qū)別，也為高效熱機(jī)的開發(fā)指明了方向。這一新方法和新定律，將大大促進(jìn)熱力學(xué)的發(fā)展和熱機(jī)工業(yè)的進(jìn)步。具體如下:P-V圖和T-S圖在熱力學(xué)研究中早已被廣泛應(yīng)用，然而鑒于P、T是工質(zhì)最重要的狀態(tài)參數(shù)，所以本發(fā)明人以壓力P和溫度T為坐標(biāo)繪制了 P-T圖，并將Carnot Cycle和OttoCycle標(biāo)識(shí)在圖14所示的P-T圖中。很明顯地，P-T圖使熱力學(xué)過程和熱力循環(huán)中工質(zhì)狀態(tài)的變化更加顯而易見，也使熱力學(xué)過程和熱力循環(huán)的本質(zhì)更易理解。例如:圖14所示的CarnotCycle的P-T圖,可以使本發(fā)明人容易地得出這樣的結(jié)論:Carnot Cycle的可逆絕熱壓縮過程的使命是以可逆絕熱壓縮的方式將工質(zhì)的溫度升高至其高溫?zé)嵩吹臏囟?，以?shí)現(xiàn)與高溫?zé)嵩吹臏囟缺３忠恢碌那疤嵯伦愿邷責(zé)嵩春銣匚鼰崤蛎涍^程。此外，本發(fā)明人還可以明顯地看出:當(dāng)Carnot Cycle的高溫?zé)嵩吹臏囟壬邥r(shí),本發(fā)明人必須在Carnot Cycle的可逆絕熱壓縮過程中將工質(zhì)更加深度地壓縮，使其達(dá)到更高的溫度，以達(dá)到升溫后的高溫?zé)嵩吹臏囟?，以?shí)現(xiàn)與升溫后的高溫?zé)嵩吹臏囟缺３忠恢碌那疤嵯伦陨郎睾蟮母邷責(zé)嵩春銣匚鼰崤蛎涍^程，從而實(shí)現(xiàn)效率的提高。根據(jù)絕熱過程方程/>=(T^i(其中，C是常數(shù)，k是工質(zhì)的絕熱指數(shù))，本發(fā)明人將不
同C值的絕熱過程方程的曲線繪制在圖15中。根據(jù)數(shù)學(xué)分析，并如圖15所示，任何兩條絕熱過程曲線都不相交。這意味著:在同一條絕熱過程曲線上的過程是絕熱過程，而與任何絕熱過程曲線相交的過程是非絕熱過程，換句話說，任何連接兩條不同絕熱過程曲線的過程是非絕熱過程(所謂的非絕熱過程是指具有熱量傳遞的過程，即放熱的過程和吸熱的過程)。在圖16中，本發(fā)明人標(biāo)注了兩個(gè)狀態(tài)點(diǎn)，即點(diǎn)A和點(diǎn)B。如果一個(gè)熱力過程或一系列相互連接的熱力過程從點(diǎn)A出發(fā)到達(dá)點(diǎn)B，則本發(fā)明人稱之為連接點(diǎn)A和點(diǎn)B的過程，反之本發(fā)明人稱之為連接點(diǎn)B和點(diǎn)A的過程。根據(jù)圖16所示，本發(fā)明人可以得出這樣的結(jié)論:如點(diǎn)B在點(diǎn)A所在的絕熱過程曲線上，則連接點(diǎn)A和點(diǎn)B的過程是絕熱過程；如點(diǎn)B在點(diǎn)A所在的絕熱過程曲線的右側(cè)，則連接點(diǎn)A和點(diǎn)B的過程是吸熱過程；如點(diǎn)B在點(diǎn)A所在的絕熱過程曲線的左側(cè)，則連接點(diǎn)A和點(diǎn)B的過程是放熱過程。由于連接點(diǎn)A和點(diǎn)B的過程可能是放熱過程、絕熱過程或吸熱過程，所以本發(fā)明人以點(diǎn)B為參照，將點(diǎn)A分別定義為具有過剩溫度、理想溫度和不足溫度。同理，連接點(diǎn)B和點(diǎn)A的過程可能是放熱過程、絕熱過程或吸熱過程，所以本發(fā)明人以點(diǎn)A為參照，將點(diǎn)B分別定義為具有過剩溫度、理想溫度和不足溫度。通過這些分析和定義，本發(fā)明人得出如下十條關(guān)于熱力學(xué)第二定律的新的闡述方式:1、沒有吸熱過程的參與，不可能將放熱過程恢復(fù)至其始點(diǎn)。2、沒有放熱過程的參與，不可能將吸熱過程恢復(fù)至其始點(diǎn)。3、沒有非絕熱過程的參與，不可能將非絕熱過程恢復(fù)至其始點(diǎn)。4、僅用絕熱過程， 不可能將非絕熱過程恢復(fù)至其始點(diǎn)。5、用放熱過程以外的熱力過程使吸熱過程的壓力恢復(fù)到其始點(diǎn)的壓力時(shí)，其溫度
一定高于其始點(diǎn)的溫度。6、用吸熱過程以外的熱力過程使放熱過程的壓力恢復(fù)到其始點(diǎn)的壓力時(shí)，其溫度一定低于其始點(diǎn)的溫度。7、吸熱過程不可能不產(chǎn)生過剩溫度。8、放熱過程不可能不產(chǎn)生不足溫度。9、任何在壓縮過程中不放熱的熱機(jī)的效率不可能達(dá)到卡諾循環(huán)的效率。10、對(duì)工質(zhì)的加熱過程和對(duì)工質(zhì)的壓縮過程的區(qū)別在于:加熱過程一定產(chǎn)生過剩溫度，而壓縮過程則不然。關(guān)于熱力學(xué)第二定律的十條新的闡述方式，是等價(jià)的，也是可以經(jīng)數(shù)學(xué)證明的，這十條闡述方式中的任何一條均可單獨(dú)使用。本發(fā)明人建議:在熱力學(xué)研究過程中，應(yīng)廣泛應(yīng)用P-T圖及上述關(guān)于熱力學(xué)第二定律的新的闡述方式。P-T圖以及關(guān)于熱力學(xué)第二定律的新的闡述方式對(duì)熱力學(xué)的進(jìn)步和高效熱機(jī)的開發(fā)具有重大意義。熱力學(xué)第二定律的新的闡述方式的英文表達(dá):1.1t is impossible to return a heat rejection process to its initialstate without a heat injection process involved.
2.1t is impossible to return a heat injection process to its initialstate without a heat rejection process involved.
3.1t is impossible to return a non-adiabatic process to its initialstate without a non-adiabatic process involved.
4.1t is impossible to return a non-adiabatic process to its initialstate only by adiabatic process.
5.1f the final pressure of heat injection process is returned to itsinitial pressure by process other than heat rejection process, the temperatureof that state is higher than that of the initial state.
6.1f the final pressure of heat rej ection process is returned to itsinitial pressure by process other than heat injection process,the temperatureof that state is lower than that of the initial state.
7.1t is impossible to make heat injection process not generateexcess-temperature.
8.1t is impossible to make heat rejection process not generateinsufficient-temperature.
9.1t is impossible for any device that operates on a cycle to reachthe efficiency indicated by Carnot cycle without heat rejection in compressionprocess.
10.The difference between heat injection process and compressionprocess which are applied to working fluid of thermodynamic process or cycle isthat heat injection process must generate excess-temperature, but compressionprocess must not.
本發(fā)明中，應(yīng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)、熱氣機(jī)及熱動(dòng)力領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置必要的部件、單元或系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明公開的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)通過將內(nèi)燃機(jī)循環(huán)與熱氣機(jī)循環(huán)相結(jié)合，在內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中嵌入一個(gè)或多個(gè)熱氣機(jī)循環(huán)，利用內(nèi)燃機(jī)循環(huán)中做功沖程中的部分工質(zhì)，或壓縮沖程后的部分工質(zhì)導(dǎo)入所述往復(fù)連通通道中燃燒室燃燒所形成的工質(zhì)，作為熱氣機(jī)的循環(huán)工質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)內(nèi)燃機(jī)排氣中的能量進(jìn)行進(jìn)一步利用，從而使得發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率得以提高，有利于節(jié)約能源，且結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用性強(qiáng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所述的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例2所述的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例3所述的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例4所述的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例5所述的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例6所述的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例7所述的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖8是本發(fā)明實(shí)施例8所述的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例9所述的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例10所述的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例11所述的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是本發(fā)明實(shí)施例12所述的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是所述對(duì)置氣缸活塞機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14所示的是卡諾循環(huán)和奧拓循環(huán)的P-T圖，其中，Ctl, C1和C2是不同數(shù)值的常數(shù)，k是絕熱指數(shù)，循環(huán)0-1-2-3-0是卡諾循環(huán)，循環(huán)0-1-4-5-0是聞溫?zé)嵩礈囟壬労蟮目ㄖZ循環(huán)，循環(huán)0-6-7-8-0是奧拓循環(huán)；圖15所示的是多條不同絕熱過程曲線的P-T圖，其中，C1, C2，C3，C4和C5是不同數(shù)值的常數(shù)，k是絕熱指數(shù)，A和B是狀態(tài)點(diǎn)；圖16所示的是絕熱過程曲線的P-T圖，其中，C是常數(shù)，k是絕熱指數(shù)，A和B是狀態(tài)點(diǎn)；圖中:I氣缸活塞機(jī)構(gòu)、2附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)、11進(jìn)氣口、12排氣口、13往復(fù)流通口、21附屬往復(fù)流通口、22乏氣排出口、3冷卻器、4回?zé)崞鳌?燃燒室、96液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)、97液體回送系統(tǒng)、99過程控制機(jī)構(gòu)、100往復(fù)連通通道、111氣液缸、112氣液隔離機(jī)構(gòu)、113液體流通口。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1所不的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī),包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)I和附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2,所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的氣缸上設(shè)有進(jìn)氣口 11、排氣口 12和往復(fù)流通口 13，所述進(jìn)氣口 11處設(shè)進(jìn)氣門，所述排氣口 12處設(shè)排氣門，所述往復(fù)流通口 13處設(shè)往復(fù)流通控制門，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I內(nèi)設(shè)有燃燒室5，所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2的氣缸上設(shè)有附屬往復(fù)流通口 21和乏氣排出口 22，所述附屬往復(fù)流通口 21處設(shè)附屬往復(fù)流通控制門，所述乏氣排出口 22處設(shè)乏氣門，所述往復(fù)流通口 13經(jīng)往復(fù)連通通道100與所述附屬往復(fù)流通口 21連通。其中，所述進(jìn)氣門、所述排氣門、所述往復(fù)流通控制門、所述附屬往復(fù)流通控制門和所述乏氣門受控制機(jī)構(gòu)控制，使得所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I按照吸氣沖程-壓縮沖程-燃燒爆炸做功供氣沖程-排氣沖程-回充沖程-供氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作，在所述燃燒爆炸做功供氣沖程中打開所述往復(fù)流通控制門，使一部分高溫高壓的工質(zhì)通過所述往復(fù)連通通道100導(dǎo)入所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2中，余下高溫高壓工質(zhì)推動(dòng)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的活塞對(duì)外做功。根據(jù)上述工作循環(huán)的要求，選擇適合的控制機(jī)構(gòu)對(duì)本發(fā)明中所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I和所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2中的活塞運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，使所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2按照與所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I相對(duì)應(yīng)的循環(huán)模式工作。所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的六沖程循環(huán)模式中的供氣沖程-回充沖程對(duì)應(yīng)于所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2的工作循環(huán)中的回充沖程-供氣沖程，此兩個(gè)所述工作沖程構(gòu)成熱氣機(jī)循環(huán)模式，使工質(zhì)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I和所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2之間的所述往復(fù)連通通道100內(nèi)往復(fù)流通至少一次，最后從所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2的氣缸上的乏氣排出口排出?？蛇x擇地，在所述往復(fù)連通通道100內(nèi)往復(fù)流通至少一次后的工質(zhì)也可以從所述排氣口排出。
可根據(jù)需要在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I和所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2的工作循環(huán)中嵌入多個(gè)此種熱氣機(jī)循環(huán)。本實(shí)施例中，所述工質(zhì)回路的承壓能力可設(shè)為大于2MPa。實(shí)施例2如圖2所示的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上:所述往復(fù)連通通道100上設(shè)回?zé)崞?。本實(shí)施例中，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I在吸氣沖程后的壓縮沖程中打開所述排氣門排出一部分工質(zhì)，這樣的話可以實(shí)現(xiàn)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的不等沖程工作，相當(dāng)于做功沖程中的活塞行程大于進(jìn)氣沖程中的活塞行程的發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了工質(zhì)的做功膨脹容積大于進(jìn)氣容積，使工質(zhì)做功更徹底，具體運(yùn)行過程可以參照米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。本實(shí)施例中，所述工質(zhì)回路的承壓能力可設(shè)為大于5MPa。實(shí)施例3如圖3所示的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上:所述往復(fù)連通通道100上設(shè)冷卻器3。選擇性地，所述冷卻器3可以設(shè)在所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2上。選擇性地，在所述往復(fù)連通通道100上和所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2上同時(shí)設(shè)所述冷卻器3。實(shí)施例4如圖4所不的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī),在實(shí)施例3的基礎(chǔ)上:所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2上還設(shè)有冷卻器3，所述冷卻器3與所述往復(fù)流通口 13之間的所述往復(fù)連通通道100上設(shè)回?zé)崞?。實(shí)施例5如圖5所示的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例4的區(qū)別在于:取消了設(shè)在所述往復(fù)連通通道100上的冷卻器3，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I與所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2共軸并呈V型設(shè)置，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的活塞與所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2的活塞經(jīng)連桿與曲軸的同一連桿軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)連接。實(shí)施例6如圖6所不的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī),包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)I和附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2,所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的氣缸上設(shè)有進(jìn)氣口 11和排氣口 12，所述進(jìn)氣口 11處設(shè)進(jìn)氣門，所述排氣口 12處設(shè)排氣門所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的氣缸上設(shè)往復(fù)流通口 13，所述往復(fù)流通口 13處設(shè)往復(fù)流通控制門，所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2的氣缸上設(shè)有附屬往復(fù)流通口 21和乏氣排出口 22，所述附屬往復(fù)流通口 21處設(shè)附屬往復(fù)流通控制門，所述乏氣排出口 22處設(shè)乏氣門，所述往復(fù)流通口 13經(jīng)往復(fù)連通通道100與所述附屬往復(fù)流通口 21連通，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I內(nèi)和所述往復(fù)連通通道100內(nèi)設(shè)燃燒室5，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)1、所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2和所述往復(fù)連通通道100構(gòu)成工質(zhì)回路。其中，所述進(jìn)氣門、所述排氣門、所述往復(fù)流通控制門、所述附屬往復(fù)流通控制門和所述乏氣門受控制機(jī)構(gòu)控制，使得所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I按照吸氣沖程-壓縮供氣沖程-燃燒爆炸做功沖程-排氣沖程-回充沖程-供氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作，在所述壓縮供氣沖程時(shí)打開所述往復(fù)流通控制門，使一部分高壓的工質(zhì)通過所述往復(fù)連通通道100導(dǎo)入所述往復(fù)流通通道100內(nèi)的燃燒室5中，并在該燃燒室5中燃燒膨脹后進(jìn)入所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2中；余下部分留存在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的氣缸內(nèi)的高壓工質(zhì)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I內(nèi)燃燒爆炸，推動(dòng)所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的活塞對(duì)外做功，并在排氣沖程時(shí)由所述排氣口排出。根據(jù)上述工作循環(huán)的要求，選擇適合的控制機(jī)構(gòu)對(duì)本發(fā)明中所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I和所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2中的活塞運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，使所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2按照與所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I相對(duì)應(yīng)的循環(huán)模式工作。所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的六沖程循環(huán)模式中的供氣沖程-回充沖程對(duì)應(yīng)于所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2的工作循環(huán)中的回充沖程-供氣沖程，此兩個(gè)所述工作沖程構(gòu)成熱氣機(jī)循環(huán)模式，使在所述往復(fù)連通通道100內(nèi)的燃燒室5中燃燒產(chǎn)生的高溫高壓工質(zhì)在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I和所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2之間的所述往復(fù)連通通道100內(nèi)往復(fù)流通至少一次，最后從所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2的氣缸上的乏氣排出口 22排出?？蛇x擇地，在所述往復(fù)連通通道100內(nèi)往復(fù)流通至少一次的工質(zhì)也可以從所述排氣口 12排出。可根據(jù)需要在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I和所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2的工作循環(huán)中嵌入多個(gè)此種熱氣機(jī)循環(huán)。實(shí)施例7如圖7所示的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)，在實(shí)施例6的基礎(chǔ)上:所述往復(fù)連通通道100上設(shè)回?zé)崞?。實(shí)施例8如圖8所示的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)，在實(shí)施例6的基礎(chǔ)上:所述往復(fù)連通通道100上設(shè)冷卻器3。實(shí)施例9如圖9所不的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī),在實(shí)施例8的基礎(chǔ)上:所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2上還設(shè)有冷卻器3，所述冷卻器3與所述往復(fù)流通口 13之間的所述往復(fù)連通通道100上設(shè)回?zé)崞?。實(shí)施例10如圖10所示的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例9的區(qū)別在于:取消了設(shè)在所述往復(fù)連通通道100上的冷卻器3，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I與所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2共軸并呈V型設(shè)置，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I的活塞與所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2的活塞經(jīng)連桿與曲軸的同一連桿軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)連接。實(shí)施例11如圖11所示的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例4的區(qū)別在于:取消了設(shè)在所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2上的冷卻器3,所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I設(shè)為活塞液體機(jī)構(gòu),所述活塞液體機(jī)構(gòu)包括氣液缸111和氣液隔離機(jī)構(gòu)112,所述氣液隔離結(jié)構(gòu)112設(shè)在所述氣液缸111內(nèi)，所述氣液缸111的液體端的液體流通口 113與液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)96連通，所述液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)96與液體回送系統(tǒng)97連通，所述液體回送系統(tǒng)97與所述氣液缸111的液體端的液體流通口113連通；所述液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)96和所述液體回送系統(tǒng)97受過程控制機(jī)構(gòu)99控制。所述氣液缸111內(nèi)的氣體工質(zhì)對(duì)所述氣液隔離結(jié)構(gòu)112的壓力大于所述氣液缸111內(nèi)的液體和所述氣液隔離結(jié)構(gòu)112做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力之和。
選擇性的，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)112可以設(shè)為板狀結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)或活塞狀結(jié)構(gòu)等。優(yōu)選的，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)112和所述氣液缸111密封滑動(dòng)配合?？蛇x擇地，將所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2設(shè)為活塞液體機(jī)構(gòu)，或所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I和所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2均設(shè)為活塞液體機(jī)構(gòu)。實(shí)施例12如圖12所示的三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例9的區(qū)別在于:所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I設(shè)為活塞液體機(jī)構(gòu)，所述活塞液體機(jī)構(gòu)包括氣液缸111和氣液隔離機(jī)構(gòu)112，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)112設(shè)在所述氣液缸111內(nèi)，所述氣液缸111的液體端的液體流通口 113與液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)96連通，所述液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)96與液體回送系統(tǒng)97連通，所述液體回送系統(tǒng)97與所述氣液缸111的液體端的液體流通口 113連通；所述液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)96和所述液體回送系統(tǒng)97受過程控制機(jī)構(gòu)99控制。所述氣液缸111內(nèi)的氣體工質(zhì)對(duì)所述氣液隔離結(jié)構(gòu)112的壓力大于所述氣液缸111內(nèi)的液體和所述氣液隔離結(jié)構(gòu)112做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力之和。選擇性的，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)112可以設(shè)為板狀結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)或活塞狀結(jié)構(gòu)等。優(yōu)選的，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)112和所述氣液缸111密封滑動(dòng)配合。可選擇地，將所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2設(shè)為活塞液體機(jī)構(gòu)，或所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I和所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2均設(shè)為活塞液體機(jī)構(gòu)。以上實(shí)施例中，所述燃燒室5排出的物質(zhì)的質(zhì)量流量大于從所述工質(zhì)回路外導(dǎo)入所述燃燒室5的物質(zhì)的質(zhì)量流量。以上實(shí)施例中，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)I和所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2為a型或@型設(shè)置。選擇性地，以上實(shí)施例中的氣缸活塞機(jī)構(gòu)I和/或所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)2可設(shè)為如圖13所示的對(duì)置氣缸活塞機(jī)構(gòu)。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)(I)和附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)(2),所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)(I)的氣缸上設(shè)有進(jìn)氣口( 11)和排氣口( 12)，所述進(jìn)氣口( 11)處設(shè)進(jìn)氣門，所述排氣口(12)處設(shè)排氣門，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)(I)內(nèi)設(shè)有燃燒室(5)，其特征在于:在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)(I)的氣缸上設(shè)往復(fù)流通口( 13 )，所述往復(fù)流通口( 13 )處設(shè)往復(fù)流通控制門，在所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)(2)的氣缸上設(shè)附屬往復(fù)流通口(21)和乏氣排出口(22)，所述附屬往復(fù)流通口(21)處設(shè)附屬往復(fù)流通控制門，所述乏氣排出口(22)處設(shè)乏氣門，所述往復(fù)流通口(13)經(jīng)往復(fù)連通通道(100)與所述附屬往復(fù)流通口(21)連通，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)(I )、所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)(2)和所述往復(fù)連通通道(100)構(gòu)成工質(zhì)回路。
2.如權(quán)利要求1所述三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:在所述往復(fù)連通通道(100)上設(shè)回?zé)崞?4)。
3.如權(quán)利要求1所述三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:在所述往復(fù)連通通道(100)上和/或在所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)(2)上設(shè)冷卻器(3)。
4.如權(quán)利要求3所述三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:在所述冷卻器(3)與所述往復(fù)流通口( 13 )之間的所述往復(fù)連通通道(100 )上設(shè)回?zé)崞?4 )。
5.—種三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī),包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)(I)和附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)(2),所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)(I)的氣缸上設(shè)有進(jìn)氣口( 11)和排氣口( 12)，所述進(jìn)氣口( 11)處設(shè)進(jìn)氣門，所述排氣口(12)處設(shè)排氣門，其特征在于:在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)(I)的氣缸上設(shè)往復(fù)流通口(13)，所述往復(fù)流通口( 13)處設(shè)往復(fù)流通控制門，在所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)(2)的氣缸上設(shè)附屬往復(fù)流通口(21)和乏氣排出口(22)，所述附屬往復(fù)流通口(21)處設(shè)附屬往復(fù)流通控制門，所述乏氣排出口(22)處設(shè)乏氣門，所述往復(fù)流通口(13)經(jīng)往復(fù)連通通道(100)與所述附屬往復(fù)流通口(21)連通，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)(I)內(nèi)和所述往復(fù)連通通道(100)內(nèi)設(shè)燃燒室(5 )，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)(I)、所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)(2 )和所述往復(fù)連通通道(100 )構(gòu)成工質(zhì)回路。
6.如權(quán)利要求5所述三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:在所述往復(fù)連通通道(100)內(nèi)的燃燒室(5)和所述附屬往復(fù)流通口(21)之間的所述往復(fù)連通通道(100)上設(shè)回?zé)崞?4)。
7.如權(quán)利要求5所述三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:在所述往復(fù)連通通道(100)內(nèi)的燃燒室(5)和所述附屬往復(fù)流通口(21)之間的所述往復(fù)連通通道(100)上和/或所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)(2)上設(shè)冷卻器(3)。
8.如權(quán)利要求7所述三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:在所述冷卻器(3)與所述往復(fù)流通口( 13 )之間的所述往復(fù)連通通道(100 )上設(shè)回?zé)崞?4 )。
9.如權(quán)利要求1或5所述三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)(I)和/或所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)(2)設(shè)為活塞液體機(jī)構(gòu),所述活塞液體機(jī)構(gòu)包括氣液缸(111)和氣液隔離結(jié)構(gòu)(112)，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)(112)設(shè)在所述氣液缸(111)內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9所述三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述氣液缸(111)內(nèi)的氣體工質(zhì)對(duì)所述氣液隔離結(jié)構(gòu)(112)的壓力大于所述氣液缸(111)內(nèi)的液體和所述氣液隔離結(jié)構(gòu)(112)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力之和。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三類門熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸活塞機(jī)構(gòu)和附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸上設(shè)有進(jìn)氣口和排氣口，所述進(jìn)氣口處設(shè)進(jìn)氣門，所述排氣口處設(shè)排氣門，所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)有燃燒室，在所述氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸上設(shè)往復(fù)流通口，所述往復(fù)流通口處設(shè)往復(fù)流通控制門，在所述附屬氣缸活塞機(jī)構(gòu)的氣缸上設(shè)附屬往復(fù)流通口和乏氣排出口，所述附屬往復(fù)流通口處設(shè)附屬往復(fù)流通控制門，所述乏氣排出口處設(shè)乏氣門。本發(fā)明將內(nèi)燃機(jī)循環(huán)和熱氣機(jī)循環(huán)相結(jié)合，利用內(nèi)燃機(jī)排氣作為熱氣機(jī)的循環(huán)工質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)內(nèi)燃機(jī)排氣中余熱的進(jìn)一步利用，有效提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。
文檔編號(hào)F02G1/045GK103104371SQ201310029989
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者靳北彪 申請人:摩爾動(dòng)力(北京)技術(shù)股份有限公司