[实用新型]空气推力曲轴发动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种曲轴发动机，尤其能利用发动机的废热产生推力的曲轴发动机。 

背景技术

目前，现在的家用轿车用的汽油发动机和卡车用的柴油机都有散热装置，使发动机的工作温度不至于太高，但是，一部分燃料燃烧产生的能量就消失在散热的过程中；而且发动机产生的尾气也有很高的热量，这样又损失不少燃料产生的热能。虽然现在有些设计好的发动机能把燃料25％的热量用来做功，但从来不会超过30％。 

发明内容

为了克服现在的汽车发动机不能利用废热缺点，本实用新型提供了一种新式曲轴发动机，这种发动机能利用废热产生动力，从而降低油耗。让汽车用同样多的燃料跑得更远。 

本实用新型提供的解决方案是：在曲轴发动机外套两侧开口的套筒，套筒与发动机的外壳保持一定的距离，在套筒的一侧安装一个风机，这个风机可以用发动机驱动，也可以由电机驱动，当发动机工作时，风机也开始转动，并且把空气送入套筒内，这时吸进来的空气与发动机外壳接触，并吸走热量，与发动机的尾气混合，吸收热量，经过加热的空气由于膨胀，加速向套筒的另一侧排出，从而产生了推力。根据作用力与反作用力的规律，推力的方向与热气排出的方向相反。这样，这种发动机就产生了两种力，一种是曲轴的转动产生的力，一种是热气产生的推力。 

举个简单的例子，假如风机往套筒内每秒钟送入1kg的空气，速度为10米/秒，当空气与发动机外壳接触、与发动机的尾气充分混合，温度升高了100度，速度增加了10米/秒，达到了20米/秒。根据动量定理P＝P1-P2＝MV1-MV2＝1*20-1*10＝10N·s。新增的冲量完全由热气产生，而没有消耗发动机的功率(风机虽然消耗了发动机功率，但是空气向套筒内运动，空气就对风扇产生了反作用力，从而推动汽车向前运动，也就是做了正功，可以不计算损失)。 

由于这种结构类似于涡轮风扇发动机，其推力可以采用这种公式F＝W′c′-Wc+(p′-p)A′式中W为气流质量流量，c为速度，p为气体压力，A为流管截面积。根据本实用新型的特点，W′c′指的是风机通过吸进空气所获得的动量推力。Wc则是空气流经套筒遇到的阻力，(p′-p)A′则是空气受热膨胀产生的力。 

其实还有一种方式，让这种发动机产生更大的推力：气体减速。大家都知道，飞机起飞是由于机翼上下表面的空气流速不一样产生升力，上表面速度高，压强低，下表面速度低，压强大，上下表面的压强差，于是就产生了生力。这充分说明，气体加速，压强减小，反过来则是，气体减速，压强增大。其原理是伯努利方程：p1+1/2ρv1^2+ρgh1＝p2+1/2ρv2^2+ρgh2根据此方程，气体增压p2-p1＝1/2ρv1^2-1/2ρv2^2+ρgh1-ρgh2，由于是气体，ρgh1-ρgh2产生的压强变化很小，可以忽略不计。为了让经过加热的气体减速，有一个办法，那就是让气体经过喇叭形的管子进行减速扩压。比如，流经0、1平方米截面的气体，其速度是100米每秒，然后经过喇叭形的管子从1平方米的截面排出，速度减小到10米每秒。其压强增大了5805帕(在本例中产生5805牛的力)，其产生的推力从原来的1290牛增加到5934牛。可想减速对增加推力有多大影响。当然这是牺牲速度为代价的。 

只要发动机有一根曲轴，就是本实用新型所说的曲轴发动机。例如家用轿车用的汽油机，卡车用的柴油机。电机则不是本实用新型所说的曲轴发动机，因为电机内没有曲轴。 

由于风机的种类有很多，比如最常见家用风扇、空调用的离心式增压机、涡旋式增压机……只要能为套筒内送入空气，就是符合本实用新型的风机。 

本实用新型的有益效果是：在不增加油耗的同时，利用发动机废热产生推力，让汽车在跑相同的距离时，用更少的油，从而达到节能减排的目的。 

附图说明

现在结合附图和使用例对本实用新型做进一步说明。 

图1是结构图。其中1是风机，2是套筒，3是发动机的尾气排气口，4是曲轴，5是发动机外壳，6是套筒2的排气口，7是套筒2进气口。 

图2是涡轮风扇发动机的原理图。 

图3是有喇叭形排气口的空气推力曲轴发动机。 

具体实施方式