[发明专利]活塞式发动机气缸活塞运动控制方法及实现该方法的设备

权利要求书

1.活塞式发动机气缸活塞运动控制方法，所述发动机气缸具有进气门、排气门和燃烧室，所述活塞在气缸内运行具有下止点（X1）和上止点（X4），其特征在于：将所述进气门通过进气管连接至高温高压助燃空气源，在所述下止点（X1）和上止点（X4）之间增设有两个止点，分为第一中止点（X2）和第二中止点（X3），所述第二中止点（X3）位于第一中止点（X2）的上方，所述活塞运动按以下步骤进行控制：

步骤A，排气门打开，进气门关闭，活塞在曲轴带动下自下止点（X1）向上运动至第一中止点（X2），废气自排气口排出；

步骤B，当活塞到达第一中止点（X2）位置时，进气门打开，排气门关闭，高温高压助燃空气由进气门开始进入，活塞在曲轴带动下继续上行至第二中止点（X3），活塞自第一中止点（X2）至第二中止点（X3）的运行过程为进气过程；

步骤C，当活塞到第二中止点（X3）位置时，排气门和进气门均关闭，活塞在曲轴带动下继续运行至上止点（X4），对气缸及燃烧室内气体进行压缩；

步骤D, 当活塞到上止点（X4）位置时，排气门和进气门均处关闭状态，混合气体在燃烧室内燃烧对活塞做功，驱动活塞自上止点（X4）运行到下止点（X1），并返环步骤A，循环进行；

所述步骤B中控制高温高压助燃空气源的气体压强大于活塞自第一中止点（X2）至第二中止点（X3）运行过程中活塞上方气体压强；

所述步骤B中控制高温高压助燃空气的进气量大于等于发动机单缸单次燃烧做功的需求量。

2.如权利要求1所述的活塞式发动机气缸活塞运动控制方法，其特征在于：所述高温高压助燃空气源为涡轮增压器或机械增压器。

3.为实施权利要求1所述控制方法步骤B而专门设计的获得高温高压助燃空气的设备，其特征在于：包括高温高压蒸汽制造器（2）、储液输液箱（20）、涡轮增压器（7）、高温高压储气罐（5）、同压管（15）、第一输液管（17）、第二输液管（23）、高温高压空气输送管（8）、发动机进气支管（6）、废蒸汽输出管（3）、空气进气管（9）、冷凝器（22）、冷却液回流管（21）和蒸汽输送管（10）；所述高温高压蒸汽制造器（2）为设在发动机废气排气管（1）外面的板体或管体与发动机废气排气管外壁形成的密封腔体；所述同压管（15）和第二输液管（23）均联通所述高温高压蒸汽制造器（2）与储液输液箱（20），所述同压管（15）上设有第一控制阀（14），所述第二输液管（23）上设有第三控制阀（24）；第一输液管（17）联通发动机冷却系统（19）与所述储液输液箱（20），所述第一输液管（17）上设有第二控制阀（18）；所述高温高压空气输送管（8）联通所述高温高压储气罐（5）与涡轮增压器（7），所述高温高压空气输送管（8）上设有单向阀；所述高温高压储气罐（5）通过发动机进气支管（6）末端的各分管分别连通发动机各气缸进气门；所述空气进气管（9）连接所述涡轮增压器（7）的进气口，所述废蒸汽输出管（3）的一端连接所述涡轮增压器（7）的废蒸汽出口，另一端通过所述冷凝器（22）连接所述冷却液回流管（21）的一端，所述冷却液回流管（21）的另一端连通发动机冷却系统（19）；所述蒸汽输送管（10）通过设限压阀（11）联通所述高温高压蒸汽制造器（2）与涡轮增压器（7）。

4.如权利要求3所述的获得高温高压助燃空气的设备，其特征在于：所述同压管（15）具有位于所述高温高压蒸汽制造器（2）上的第一蒸汽流通口（13）和位于所述储液输液箱（20）上的第二蒸汽流通口（16）；所述第一蒸汽流通口（13）位于所述高温高压蒸汽制造器（2）内部空间的最高处，所述第二蒸汽流通口（16）位于所述储液输液箱（20）内部空间的最高处，所述高温高压蒸汽制造器（2）内部空间最高处高于所述储液输液箱（20）内部空间最高处，所述高温高压蒸汽制造器（2）内部空间最低处低于所述储液输液箱（20）内部空间最低处，所述发动机冷却系统（19）内部冷却液液面高于所述储液输液箱（20）内部空间最高处，以上所述最高处、最低处及冷却液液面均为垂直于地面的距离。

5.如权利要求3或4所述的获得高温高压助燃空气的设备，其特征在于：所述高温高压储气罐（5）上设有第一安全阀（4），所述高温高压蒸汽制造器（2）上设有第二安全阀（12）

如权利要求3或4所述的获得高温高压助燃空气的设备，其特征在于：所述高温高压储气罐（5）内设有温度传感器、压力传感器及保温与调温装置。