[发明专利]联合动力发动机

说明书

技术领域

本发明是一种新型的发动机，它将内燃和蒸气两种驱动方式联合在一起而形成的动力设备。

背景技术

石油产品燃烧产生能量主要有两部分，一是燃烧分解产生气体导致空间膨胀的动能，二是燃烧释放的热能。目前，现有内燃发动机只利用了空间膨胀的动能，石油产品燃烧所产生的热能基本没有利用，而且为了预防发动机过热，在发动机外部还添加冷却系统，使热能成为发动机的负担。发动机的热能利用是发动机改进的一个方向。

另外，有相关发明提出的内燃蒸气发动机，它是在内燃发动机的燃烧缸内增加喷水器，在燃烧膨胀的一瞬间喷入水雾，石油产品燃烧的热量被水雾吸收产生水蒸气，增强活塞的推动力度。这些内燃蒸气发动机均是在燃烧缸内添加喷水装置，吸收燃烧石油所产生的热量，以达到吸热降温和增加动力的目的。这种在燃烧缸内增加喷水系统的缺点是极易导致发动机熄火，水中杂质和喷水后导致的腐蚀严重影响发动机的寿命。

为了解决上述问题，本发明提出了一种外置喷水吸热，实现真正意义上的内燃/蒸气联合动力的发动机。

发明内容

本发明的联合动力发动机是在燃烧缸的外围，增加一个蒸气发生缸，蒸气发生缸再连接一个活塞。该活塞与燃烧缸的活塞保持在同一方向，一方面减小发动机的体积，另一方面便于同燃烧缸活塞共同推动同一转轴转动。同时考虑到蒸气的推动力小于燃烧膨胀的推动力，蒸气发生缸的活塞的截面积要小于燃烧缸的活塞截面积，减小比例为10～20％，使其达到最佳推动效果。

蒸气发生缸的内壁上下各安装一个水雾化器，它由雾化喷嘴和电磁阀组成，喷水频率由电磁阀控制。雾化器的水由高压水泵提供。

燃烧缸缸壁使用铁合金或者导热性能好的材料制作，使其具有良好的导热性能，增加蒸气发生缸的水气化所需的热能。设计时要考虑内燃缸的防爆性。

启动发动机，燃烧缸活塞完成第一冲程后，燃烧后的高温废气从高温废气口排出，经高温废气导管进入蒸气发生缸的尾部。燃烧缸壁外侧及进入的高温废气使蒸气发生缸产生高达200℃以上的高温。此时，蒸气发生缸内壁上下安装的水雾化器喷入水雾，水雾在高温下瞬间气化，蒸气推动蒸气缸活塞进行蒸气动力的推动。由于燃烧缸活塞与蒸气缸的活塞设计在发动机的同一侧，所以增加高温废气导管，使高温废气由蒸气发生缸的一侧进入，完成水气化后降温，从另一侧的蒸气缸活塞的排气口-----低温废气/水蒸气排气口排出，使高温废气和低温废气、水蒸气进出蒸气发生缸更加顺畅。

在整个发动机运动过程中，保持二个一致：

1、燃烧缸活塞与蒸气缸的活塞的冲程顺序一致，及同时完成第一或第二冲程。这样使燃烧缸的高温废气能够顺利进入蒸气发生缸，更换掉该缸内的低温废气和水蒸气，使该缸的内部再次达到高温状态，为第二次运动循环做好准备。

2、燃烧缸活塞与蒸气缸的活塞内的喷油嘴和水雾化气的电磁阀控制喷水，喷油的时间和频率保持一致。这样才能保证燃烧缸活塞与蒸气缸的活塞的冲程顺序一致。

由于燃烧缸外是蒸气发生缸，故无需发动机冷却系统。

本发明的有益特征是，在燃烧缸的外部利用内燃发动机的热能，使热能转换为动能，实现内燃和蒸气双驱动，避免了燃烧缸内部利用热能易导致发动机熄火和腐蚀发动机的问题。且免去了一般发动机的冷却系统。同时由于它利用了高温废气和燃烧缸壁的两部分热能，使热能利用率提高。

另外，联合动力发动机设计时可以是单缸组合，也可以是双缸组合和多缸组合。该发动机在应用于汽车驱动时，在发动机的转轴的两端可各连接一部直流发电机和电动机。当发动机空转过程中，在转轴的一端接上直流发电机，将所发的电存储在储电池里。汽车在行驶途中，在转轴的另一端接上直流电动机，电动机辅助推动转轴转动，实现内燃，蒸气，电动三力驱动，成为真正意义上的联合动力发动机，将能源利用率再次提高。

附图说明

附图1为联合动力发动机的侧/俯/正视图，其中(1)为上下水雾化器，(2)为蒸气发生缸，(3)为燃烧缸活塞，(4)为蒸气缸活塞，(5)为燃烧缸，(6)为高温废气出口，(7)为低温废气/水蒸气排气口，(8)为转轴，(9)为高温废气导管，(10)为燃烧缸火花塞和喷油嘴。

附图2为联合动力发动机喷水控制系统，其中(1)为高压水泵，(2)为水箱，(3)为水雾化器，(4)为联合动力发动机，(5)为水过滤器。

附图3为内燃/蒸气/电力三力联合发动机示意图，其中(1)为直流发电机，(2)为直流电动机，(3)为转轴，(4)为联合动力发动机。

具体实施方式