可W防止積碳的發(fā)生。
[0070] 本發(fā)明中，所述氣液缸是指可W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)閉合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。
[0071] 本發(fā)明中，所述氣液隔離結(jié)構(gòu)是指可W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)選地，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(guò)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。
[0072] 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 審IJ，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W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，W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 免運(yùn)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。
[0073] 本發(fā)明中，在所述往復(fù)通道賭循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程中所述氣液缸內(nèi)的液體和所 述氣液隔離結(jié)構(gòu)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(guò)調(diào)整所述工質(zhì)閉合回路中的工 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(lái)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。
[0074] 所謂的"調(diào)整所述工質(zhì)閉合回路中的工作壓力"是通過(guò)調(diào)整流入和/或流出所述 工質(zhì)閉合回路的氣體工質(zhì)的體積流量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，例如可W通過(guò)調(diào)整所述工質(zhì)導(dǎo)出口的開關(guān) 間隔、每次開啟的時(shí)間和/或所述工質(zhì)導(dǎo)出口處控制閥的開口大小來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[00巧]本發(fā)明中，可W通過(guò)調(diào)整所述工質(zhì)閉合回路中的壓力（例如可W通過(guò)調(diào)整所述工 質(zhì)導(dǎo)出口的開啟壓力或者開關(guān)時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)），使所述氣液缸內(nèi)的氣體工質(zhì)對(duì)所述氣液隔離 板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)的總慣性力，從而防止所述氣液隔 離結(jié)構(gòu)與所述氣液缸碰撞。
[0076] 本發(fā)明中，所述活塞式氣體壓縮機(jī)構(gòu)和所述活塞式氣體做功機(jī)構(gòu)之間可W不設(shè) 閥，而依靠相互之間的相位差來(lái)形成系統(tǒng)的壓縮和膨脹做功。
[0077] 本發(fā)明中，所述內(nèi)燃燃燒室和所述冷卻器在所述工質(zhì)閉合回路上的位置應(yīng)根據(jù)公 知的熱力學(xué)循環(huán)來(lái)設(shè)置。
[0078] 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：
[0079] 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(méi)有將W壓力P和溫度T為坐標(biāo)的P-T圖用于對(duì)熱力學(xué)過(guò)程及熱力循環(huán)的研究中。在 熱力學(xué)誕生W來(lái)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(guò)程和熱力循環(huán) 的思想。在利用P-T圖研究熱力學(xué)過(guò)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(shì)，它能更本質(zhì)地描述熱力學(xué)過(guò)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(guò)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，運(yùn)些新的闡述方式與W往的開爾文和克勞修斯的熱力 學(xué)闡述方式雖然等價(jià)，但是更明確的掲示了對(duì)工質(zhì)的加熱過(guò)程和壓縮過(guò)程的區(qū)別，也為高 效熱機(jī)的開發(fā)指明了方向。運(yùn)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：
[0080] 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W本發(fā)明人W壓力P和溫度T為坐標(biāo)繪制了P-T圖，并將Carnot切cle和 化to切cle標(biāo)識(shí)在圖39所示的P-T圖中。很明顯地，P-T圖使熱力學(xué)過(guò)程和熱力循環(huán)中工 質(zhì)狀態(tài)的變化更加顯而易見(jiàn)，也使熱力學(xué)過(guò)程和熱力循環(huán)的本質(zhì)更易理解。例如：圖39所 示的Carnot切cle的P-T圖，可W使本發(fā)明人容易地得出運(yùn)樣的結(jié)論：Ca;rnot切cle的可 逆絕熱壓縮過(guò)程的使命是W可逆絕熱壓縮的方式將工質(zhì)的溫度升高至其高溫?zé)嵩吹臏囟龋?W實(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^(guò)程。此外，本發(fā)明 人還可W明顯地看出：當(dāng)Carnot切cle的高溫?zé)嵩吹臏囟壬邥r(shí)，本發(fā)明人必須在Carnot 切cle的可逆絕熱壓縮過(guò)程中將工質(zhì)更加深度地壓縮，使其達(dá)到更高的溫度，W達(dá)到升溫后 的高溫?zé)嵩吹臏囟?，W實(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?熱源恒溫吸熱膨脹過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)效率的提高。
[0081] 根據(jù)絕熱過(guò)程方程(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(guò)程方程的曲線繪制在圖40中。根據(jù)數(shù)學(xué)分析，并如圖40所示，任何兩條 絕熱過(guò)程曲線都不相交。運(yùn)意味著：在同一條絕熱過(guò)程曲線上的過(guò)程是絕熱過(guò)程，而與任何 絕熱過(guò)程曲線相交的過(guò)程是非絕熱過(guò)程，換句話說(shuō)，任何連接兩條不同絕熱過(guò)程曲線的過(guò) 程是非絕熱過(guò)程（所謂的非絕熱過(guò)程是指具有熱量傳遞的過(guò)程，即放熱的過(guò)程和吸熱的過(guò) 程）。在圖41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(guò)程或一系列 相互連接的熱力過(guò)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(guò)程，反之 本發(fā)明人稱之為連接點(diǎn)B和點(diǎn)A的過(guò)程。根據(jù)圖41所示，本發(fā)明人可W得出運(yùn)樣的結(jié)論： 如點(diǎn)B在點(diǎn)A所在的絕熱過(guò)程曲線上，則連接點(diǎn)A和點(diǎn)B的過(guò)程是絕熱過(guò)程；如點(diǎn)B在點(diǎn)A 所在的絕熱過(guò)程曲線的右側(cè)，則連接點(diǎn)A和點(diǎn)B的過(guò)程是吸熱過(guò)程；如點(diǎn)B在點(diǎn)A所在的絕 熱過(guò)程曲線的左側(cè)，則連接點(diǎn)A和點(diǎn)B的過(guò)程是放熱過(guò)程。由于連接點(diǎn)A和點(diǎn)B的過(guò)程可 能是放熱過(guò)程、絕熱過(guò)程或吸熱過(guò)程，所W本發(fā)明人W點(diǎn)B為參照，將點(diǎn)A分別定義為具有 過(guò)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(guò)程可能是放熱過(guò)程、絕熱過(guò)程 或吸熱過(guò)程，所W本發(fā)明人W點(diǎn)A為參照，將點(diǎn)B分別定義為具有過(guò)剩溫度、理想溫度和不 足溫度。
[0082] 通過(guò)運(yùn)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：
[0083] 1、沒(méi)有吸熱過(guò)程的參與，不可能將放熱過(guò)程恢復(fù)至其始點(diǎn)。
[0084] 2、沒(méi)有放熱過(guò)程的參與，不可能將吸熱過(guò)程恢復(fù)至其始點(diǎn)。
[0085] 3、沒(méi)有非絕熱過(guò)程的參與，不可能將非絕熱過(guò)程恢復(fù)至其始點(diǎn)。
[0086] 4、僅用絕熱過(guò)程，不可能將非絕熱過(guò)程恢復(fù)至其始點(diǎn)。
[0087] 5、用放熱過(guò)程W外的熱力過(guò)程使吸熱過(guò)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。
[008引 6、用吸熱過(guò)程W外的熱力過(guò)程使放熱過(guò)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。
[0089] 7、吸熱過(guò)程不可能不產(chǎn)生過(guò)剩溫度。
[0090] 8、放熱過(guò)程不可能不產(chǎn)生不足溫度。
[0091] 9、任何在壓縮過(guò)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。
[0092] 10、對(duì)工質(zhì)的加熱過(guò)程和對(duì)工質(zhì)的壓縮過(guò)程的區(qū)別在于：加熱過(guò)程一定產(chǎn)生過(guò)剩 溫度，而壓縮過(guò)程則不然。
[0093] 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W經(jīng)數(shù)學(xué)證明的，運(yùn) 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(guò)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W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。
[0094] 熱力學(xué)第二定律的新的闡述方式的英文表達(dá)：
[0095] 1.Itisimpossibletoreturnaheatrejectionprocesstoitsinitial statewithoutaheatinjectionprocessinvolved.
[0096] 2.Itisimpossibletoreturnaheatinjectionprocesstoitsinitial statewithoutaheatrejectionprocessinvolved.
[0097] 3.Itisimpossibletoreturnanon-adiabaticprocesstoitsinitial statewithoutanon-adiabaticprocessinvolved.
[0098] 4.Itisimpossibletoreturnanon-adiabaticprocesstoitsinitial stateonlybyadiabaticprocess.
[0099] 5.Ifthefinalpressureofheatinjectionprocessisreturnedtoits initialpressurebyprocessotherthanheatrejectionprocess,thetemperature ofthatstateishigherthanthatoftheinitialstate.
[0100] 6.Ifthefinalpressureofheatrejectionprocessisreturnedtoits initialpressurebyprocessotherthanheatinjectionprocess,thetemperature ofthatstateislowerthanthatoftheinitialstate.
[0101] 7.Itisimpossibletomakeheatinjectionprocessnotgenerate excess-temperature.
[0102] 8.Itisimpossibletomakeheatrejectionprocessnotgenerate insufficient-temperature.
[0103] 9.Itisimpossibleforanydevicethatoperatesonacycletoreach theefficiencyindicatedbyCarnotcyclewithoutheatrejectionincompression process.
[0104] 10.Thedifferencebetweenheatinjectionprocessandcompression processwhichareappliedtoworkingfluidofthermodynamicprocessorcycleis thatheatinjectionprocessmustgenerateexcess-temperature,butcompression processmustnot.
[0105] 本發(fā)明中，根據(jù)熱氣機(jī)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)。
[0106] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0107] 本發(fā)明通過(guò)利用內(nèi)燃加熱方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱氣機(jī)的外燃加熱方式，將內(nèi)燃加熱方式 的直接加熱W致加熱效率高的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用到熱氣機(jī)上，克服了傳統(tǒng)熱氣機(jī)中因工質(zhì)的溫度和 壓力難W達(dá)到更高水平而影響功率和功率密度的問(wèn)題，從而可W有效節(jié)約能源并大幅度減 少機(jī)構(gòu)的體積、重量和制造成本，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[01