[发明专利]正变积发动机

说明书

技术领域

 本发明涉及内燃机发动机技术领域，特别涉及一种同时利用气体膨胀做功和固体膨胀做功的正变积发动机。

背景技术

传统的内燃机是利用燃气燃烧膨胀做功把内能转化为机械能。根据卡诺原理，此结构的发动机理想效率只有60%左右，实际效率是20%-45%。

发明内容

本发明的目的就是提供一种发动机在做功冲程利用金属膨胀压缩做功燃气体积，从而增大燃气压强，理想效率远高于60%的正变积发动机。

本发明的解决方案是这样的：

一种正变积发动机，包括发动机气缸、活塞，在气缸头设置有进气门和排气门，所述活塞端头为双层充气结构，其最外层外表面为第二球面层，里面层为第一球面层，在第一球面层与第二球面层之间充入高压气体；所述发动机气缸的缸头为与第二球面层曲率相配合的球面形。

更具体的技术方案还包括：所述第二球面层采用金属制成，所用的金属膨胀系数大于发动机缸头材料的膨胀系数。

进一步的：所述第一球面层采用金属制成，所用的金属膨胀系数大于发动机缸头材料的膨胀系数。

双球面结构在燃气膨胀做功同时也膨胀做有用功。

本发明的优点是由于第一球面层与第二球面层是采用膨胀系数大的金属做成向气缸内凸的结构，并且第一球面层与第二球面层之间有高压气体，因而在做功冲程油气燃烧时，燃气膨胀做功，双球面结构也膨胀做功，直接压缩做功燃气的体积，增大燃气压强，使燃气绝大部分的内能在做功冲程初期转化为机械能，从而提高机械效率，同时延长了高温高压的燃烧过程，油气燃烧更充分、更彻底，也提高了机械效率，降低有害排放。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明只是对原有发动机的缸头和活塞进行改进，即所述活塞1端头为双层充气结构，其最外层外表面为第二球面层4，里面层为第一球面层3，在第一球面层3与第二球面层4之间充入高压气体；所述发动机气缸2的缸头5为与第二球面层4曲率相配合的球面形。

其中，所述第二球面层4采用金属制成，所用的金属膨胀系数大于发动机缸头5材料的膨胀系数。所述第一球面层3采用与第二球面层4所采用的相同金属制成，所用的金属膨胀系数大于发动机缸头材料的膨胀系数。

本发明工作时，由于受到燃烧室高温燃气的温度控制，第二球面层4受热膨胀向上凸出，由于第二球面4的膨胀变形大于气缸头5的膨胀变形，使燃烧室的容积变小，增大燃气压强，即本发明所称的正变积，使燃气绝大部分的内能在做功冲程初期转化为机械能，从而提高机械效率，同时延长了高温高压的燃烧过程，油气燃烧更充分、更彻底，也提高了机械效率，降低有害排放。