[发明专利]六冲程混合动力发动机

说明书

本发明公开了一种六冲程混合动力发动机，包括带气缸的发动机本体、液态气体喷射器和液态气体供应系统；气缸的进气口通过进气门与进气管连通，气缸的排气口通过排气门与排气管连通，气缸的活塞与曲柄连杆的一端相连，曲柄连杆的另一端与曲轴相连；所述液态气体供应系统通过液态气体管与液态气体喷射器相连，液态气体喷射器的出口与气缸连通，在气缸的排气冲程终了时，液态气体喷射器向气缸内喷射液态气体，液态气体从气缸剩余的废气吸热，气化膨胀推动活塞做功。本发明的有益效果为：所述发动机无需增加单独的气缸，液态气体的膨胀做功也是在燃气缸中完成的，发动机结构紧凑，相关的结构设计简单。

技术领域

本发明涉及一种以化学燃料和液氮为动力来源的发动机，具体涉及一种六冲程混合动力发动机。

技术背景

传统发动机一般为四冲程发动机(分别为进气、压缩、膨胀、排气冲程)，总体热效率较低，其中一个重要原因是在排气冲程中，高温废气携带大量热量直接排入大气，造成较大的能量损失。而纯液氮发动机由于液氮气化时从大气中吸收的热量不够，降低了其膨胀做功能力。为了充分利用发动机的废热，现有技术已有将上述二者混合利用的发动机，将燃气缸的废气先排入到一个废气收集器中，然后再与液氮一起喷入到气动缸中做功，或者利用换热器将废气能量传给液氮使之吸热气化，形成高压气体后进入气动缸做功，达到提升做功能力的目的。然而，现有的混合动力发动机都需要设置专用的气动缸，导致各缸工作状态不一样，发动机尺寸变大；此外，还需额外配置其他辅助设备如换热器或废气收集器等，相关的结构设计困难，成本大幅增加。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种结构设计合理、能量利用率高的六冲程混合动力发动机。

本发明采用的技术方案为：一种六冲程混合动力发动机，包括带气缸的发动机本体、液态气体喷射器和液态气体供应系统；气缸的进气口通过进气门与进气管连通，气缸的排气口通过排气门与排气管连通，气缸的活塞与曲柄连杆的一端相连，曲柄连杆的另一端与曲轴相连；所述液态气体供应系统通过液态气体管与液态气体喷射器相连，液态气体喷射器的出口与气缸连通，在气缸的排气冲程终了时，液态气体喷射器向气缸内喷射液态气体，液态气体从气缸剩余的废气吸热，气化膨胀推动活塞做功。

按上述方案，所述液态气体为液氮。

按上述方案，所述发动机还增设有换热器，液态气体管路通过液态气体支路与换热器的冷源流道连通，换热器冷源流道的出口与液态气体喷射器的入口连通；换热器的热源流道与外部空气源连通，或与排气管连通。

按上述方案，所述液态气体供应系统包括液态气体存储罐，液态气体存储罐通过液态气体管与液态气体喷射器相连。

本发明的有益效果为：

1、本发明所述发动机无需增加单独的气缸，液态气体的膨胀做功也是在燃气缸中完成的，发动机结构紧凑，相关的结构设计简单；由传统的发动机基础上直接改制而成，可大大降低开发和制造成本，后期的维修保养费用降低。

2、本发明中参与加热液态气体的废气未流出工作气缸，传热损失大大降低，单位质量废气含有的热量更多，其做功能力更强，大大提升发动机的动力性能。

3、由于液态气体的低温特性及膨胀做功吸热，并且膨胀做功吸热也是在燃气缸中完成的，本发明所述发动机无需专门的冷却系统对发动机机体进行冷却。

4、本发明可以实现传统的四冲程燃气做功或六冲程燃气、液态气体混合做功两种做功模式的无缝切换，以适应车辆不同的运行工况对发动机动力的需求。

附图说明

图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。

图中：1-气缸、2-进气门、3-排气门、4-排气管，5-活塞、6-液态气体管、7-液态气体存储罐、8-液态气体喷射器、9-进气管、10-曲柄连杆、11-曲轴。