[实用新型]一种活塞式内燃发动机

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种发动机，尤其是高效率的活塞式内燃发动机。

背景技术

目前，公知的活塞式内燃发动机构造是由活塞、曲轴组合而成。在同一活塞中经过进气、压缩、做功、排气四个过程后完成一个热能转换成动力的循环。因为压缩和做功在同一活塞中进行，做功过程终了时工质的比容只能膨胀到压缩前的比容，此时活塞内气体的压力和温度还很高，具备很大的做功和传热能力，但因无足够的空间和时间进行膨胀做功和传热，只能排出发动机外，使发动机效率较低，浪费了能源。

发明内容

本实用新型其目的就在于克服以上缺陷而提供一种活塞式内燃发动机，克服现有发动机效率较低的问题，其活塞内的工质气体在做功过程终了时的比容可以膨胀到大于压缩前的比容，可增加有用功的输出，做功后的气体通过热交换器加热做功前的压缩气体，可减少燃料的消耗，从而提高发动机的效率

本实用新型为了实现上述目的而提供的技术方案是，该发动机由压缩活塞、膨胀活塞、曲轴以及热交换器构成，其中压缩活塞和膨胀活塞均设有进气门和排气门，压缩活塞和膨胀活塞均设有连杆与曲轴相连，压缩活塞和膨胀活塞之间设有热交换器，热交换器分为高温腔和低温腔，且低温腔的进气门与压缩活塞的排气门相连，低温腔的出气门与膨胀活塞的进气门相连，高温腔的进气门与膨胀活塞的出气门相连。

将进气和压缩过程放在一个活塞中完成，(此活塞称为压缩活塞，下同)，将做功和排气过程放在另一个活塞中完成(此活塞称为膨胀活塞，下同)，压缩活塞和膨胀活塞之间联接一个热交换器。压缩活塞压缩后的气体先储存在热交换器的低温腔中，利用热交换器高温腔中由膨胀活塞排入的高温尾气进行预加热；膨胀活塞自热交换器的低温腔中吸入经过预加热的压缩气体，在燃料燃烧的作用下膨胀做功，膨胀活塞的排量大于压缩活塞，膨胀活塞的膨胀比大于压缩活塞的压缩比，使工质气体膨胀的体积不受压缩活塞体积的限制，可以膨胀到大于压缩前的比容，从而充分利用气体的做功能力。膨胀活塞中做完功的高温尾气排入热交换器高温腔中，通过热交换器加热做功前的压缩气体，减少燃料的消耗，提高发动机的效率。

本实用新型的有益效果是，克服现有发动机效率较低的问题，其活塞内的工质气体在做功过程终了时的比容可以膨胀到大于压缩前的比容，可增加有用功的输出，做功后的气体通过热交换器加热做功前的压缩气体，可减少燃料的消耗，从而提高发动机的效率，节省燃料。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的的横剖面结构示意图。

图1中1.热交换器，2.膨胀活塞，3.曲轴，4.压缩活塞，5.热交换器的低温腔，6.热交换器的高温腔

具体实施方式

实施例，如图1所示，该发动机由压缩活塞4、膨胀活塞2、曲轴3以及热交换器1构成，压缩活塞4和膨胀活塞2均设有进气门7和排气门8，压缩活塞4和膨胀活塞2均设有连杆9与曲轴3之间相连，压缩活塞4和膨胀活塞2之间设有热交换器1，热交换器1分为高温腔6和低温腔5，且低温腔5的进气门与压缩活塞4的排气门相连，低温腔5的出气门与膨胀活塞2的进气门相连，高温腔6的进气门与膨胀活塞2的出气门相连。

曲轴3通过连杆9带动压缩活塞4把工质气体压缩到热交换器低温腔5中，膨胀活塞2从热交换器低温腔5中吸入压缩后的工质气体，并使其中燃料燃烧，使膨胀活塞2中的压力和温度迅速升高，推动活塞运动，带动曲轴旋转做功，工质气体做功完成后，被排入热交换器高温腔6中，加热热交换器低温腔5中的压缩气体。为了使发动机运转平稳，可以采用多个压缩活塞和膨胀活塞组成一个发动机，为保证发动机有较好的升功率，膨胀活塞总排量和压缩活塞总排量之比宜在1-3之间，膨胀活塞的膨胀比应在压缩活塞的压缩比的1-3倍之间。