[发明专利]氨电活塞内燃发动机及使用该发动机的车辆

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃发动机及使用该发动机的车辆，具体涉及一种氨电活塞内燃发动机。

背景技术

活塞内燃发动机的余热主要分为两个部分，一是燃烧室排气口排放的尾气，二是内燃发动机活塞缸外部液冷器中冷却液（一般为水）带走的热量。以汽车发动机为例，正常工作时要求液冷器中冷却液温度控制在80－90℃之间，在此温度范围内发动机的工作效率才最高，超过或低于这个温度范围就将影响发动机的安全经济运行；而普通柴油机排气温度一般为400—450℃左右，汽油机比柴油机的排气温度要高，可以达到750℃以上，汽车排气管末端出口温度在80℃左右。由以上数据可以看出，柴油发动机和汽油发动机在正常工作时都会产生大量的余热。但是，这些大量的余热一直以来都没有得到过有效利用。另外，由于排气管末端温度在80℃左右，在这个温度下本可以自然沉降的颗粒物进一步分解，由PM10变为PM2.5，从而加剧了目前大气污染，同时车辆排放的高温热风也是气候变暖的重要原因。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够同时对发动机尾气以及发动机活塞缸外部液冷器中冷却液的热量进行有效利用的氨电活塞内燃发动机以及使用该发动机的车辆。

本发明的氨电活塞内燃发动机，包括内燃发动机活塞缸，内燃发动机活塞缸连接与内燃发动机燃烧室相通的排气通道，内燃发动机活塞缸的外部设有液冷器，液冷器连接换热装置，所述换热装置包括第一换热单元和第二换热单元，第一换热单元包括具有进气口和排气口的氨气加热增压腔室以及用于对该氨气加热增压腔室进行加热的第一流路，第二换热单元包括具有进液口、排液口和排气口的氨水加热气化腔室以及分别对该氨水加热气化腔室进行加热的第二流路和第三流路，第一流路的入口与所述排气通道连接，第一流路的出口与第二流路的入口连接，第二流路的出口连接排气装置，第三流路的入口与所述液冷器的出口连接，第三流路的出口通过第一动力装置与所述液冷器的入口连接，氨气加热增压腔室的进气口与氨水加热气化腔室的排气口导通，氨气加热增压腔室的排气口与由氨气驱动发电的汽轮发电机的氨气输入端相连，该汽轮发电机的氨气输出端与氨气水冷回收装置连接，氨水加热气化腔室的排液口通过第二动力装置与氨气水冷回收装置中的喷淋器连接，该喷淋器使用氨水加热气化腔室中经过换热的剩余氨液喷淋冷却来自于汽轮发电机所排放的氨气，氨气水冷回收装置的氨水输出端通过第三动力装置与氨水加热气化腔室的进液口连接。

本发明上述氨电活塞内燃发动机工作时，燃烧室排气口排放的高温尾气首先进入第一换热单元的第一流路，然后再从第一流路的出口进入第二换热单元的第二流路，最后从第二流路的出口流出换热装置，最后从排气装置排放，而液冷器中对内燃发动机活塞缸进行冷却后温度升高的冷却液则进入第二换热单元的第三流路，进行换热冷却后从第三流路出口流出，再通过第一动力装置的驱动返回液冷器的入口，从而在液冷器与换热装置之间进行循环流动，当尾气进入第二流路后，由于其已经在第一换热单元中进行过了一次换热（即与进入氨气加热增压腔室中的氨气进行换热），因此其温度已经显著下降，但是，由于氨的沸点较低，从进液口进入氨水加热气化腔室中的氨水仍然能够被第二流路中的尾气以及第三流路中的冷却液共同加热而大量转化为氨气，此后，氨水加热气化腔室中产生的氨气进入氨气加热增压腔室，这时，这些氨气再与刚进入第一换热单元的第一流路中的高温尾气发生热交换，使氨气进一步被加热和增压，提高后续汽轮发电机的发电效率，氨水加热气化腔室中经过换热的剩余氨液从氨水加热气化腔室的排液口排出并在第二动力装置作用下进入氨气水冷回收装置的喷淋器，该喷淋器使用氨水加热气化腔室中经过换热的剩余氨液喷淋冷却来自于汽轮发电机所排放的氨气，从氨气水冷回收装置中回收到的高浓度氨水最后通过第三动力装置进入氨水加热气化腔室的进液口，如此循环，从而充分利用活塞内燃发动机燃烧室排气口排出的尾气以及液冷器中冷却液的热量进行发电。