[发明专利]空气混合动力均质燃烧二级膨胀发动机系统及控制方法

权利要求书

1.一种空气混合动力均质燃烧二级膨胀发动机系统，其特征在于，包括低压缸(9)、高压缸(10)、高压空气罐(7)和稳压室(12)，所述低压缸(9)连接有低压缸进气道(1)和低压缸排气道(2)，所述高压缸(10)连接有高压缸进气道(6)，所述低压缸(9)和高压缸(10)之间连接有废气气道(3)；所述高压空气罐(7)一端口通过一号高压空气气道(4)连接低压缸(9)，另一端口通过连通管(11)连接稳压室(12)；所述稳压室(12)一端口通过二号高压空气气道(5)连接高压缸(10)，另一端口通过连通管(11)连接稳压室(12)，所述二号高压空气气道(5)中设置有喷油器(8)；

其中，所述低压缸进气道(1)与低压缸(9)连接处设置有一号气门，所述低压缸排气道(2)与低压缸(9)连接处设置有二号气门，所述废气气道(3)与低压缸(9)连接处设置有三号气门，所述一号高压空气气道(4)与低压缸(9)连接处设置有四号气门，所述高压缸进气道(6)与高压缸(10)连接处设置有五号气门。

2.根据权利要求1所述的空气混合动力均质燃烧二级膨胀发动机系统，其特征在于，所述连通管(11)上设置有减压阀(13)。

3.一种上述权利要求1或2所述空气混合动力均质燃烧二级膨胀发动机系统的控制方法，其特征在于，包括以下四种工作模式：

空气动力模式：在起步阶段，高压缸不工作，低压缸(9)作为二冲程空气动力发动机工作，由高压空气罐(7)内的空气作为动力；进气时，一号气门、二号气门、三号气门均关闭，四号气门打开，高压空气罐(7)内的空气流出经一号高压空气气道(4)后进入低压缸(9)做功；排气时，一号气门和三号气门保持关闭，四号气门关闭，二号气门打开，低压缸(9)内做功后的空气由低压缸排气道(2)排出；

气动泵模式：在制动、车辆减速、下坡时，高压缸(10)不工作，低压缸(9)作为空气压缩机工作，经低压缸进气道(1)吸入的空气压缩进高压空气罐(7)；进气时，二号气门、三号气门、四号气门均关闭，一号气门打开，空气由低压缸进气道(1)进入低压缸(9)后被压缩；排气时，二号气门和三号气门保持关闭，一号气门关闭，四号气门打开，低压缸(9)内压缩后的空气由一号高压空气气道(4)进入高压空气罐(7)；

正常工作模式：车辆正常行驶时，低压缸(9)作为空气压缩机和二次膨胀缸工作，高压缸(10)作为均质渐进燃烧四冲程发动机工作；

对于低压缸(9)来说，首先，二号气门、三号气门、四号气门均关闭，一号气门打开，空气由低压缸进气道(1)进入低压缸(9)后被压缩，然后，二号气门和三号气门保持关闭，一号气门关闭，四号气门打开，低压缸(9)内被压缩的空气经一号高压空气气道(4)进入高压空气罐(7)；下一冲程，一号气门、二号气门、四号气门关闭，三号气门打开，高压缸(10)内的废气经废气气道(3)流入低压缸(9)进行二次膨胀，随后，一号气门、三号气门、四号气门关闭，二号气门打开，低压缸(9)内二次膨胀后的废气从低压缸排气道(2)排出；

对于高压缸(10)来说，首先，三号气门关闭，五号气门打开，空气由高压缸进气道(6)流入高压缸(10)后被压缩，然后，三号气门和五号气门关闭，压缩后的空气经二号高压空气气道(5)进入稳压室(12)，在高压缸(10)内的活塞到达上止点之后开始燃烧冲程，三号气门和五号气门保持关闭，稳压室(12)内被压缩的气体经二号高压空气气道(5)流入高压缸(10)，此时喷油器(8)开始喷油，在压缩空气的作用下形成均质混合气并开始燃烧，下一冲程，五号气门保持关闭，三号气门打开，废气经废气气道(3)从高压缸(10)流入低压缸(9)；

并联模式：车辆加速、高负荷运行时，低压缸(9)作为空气动力发动机和二次膨胀缸工作，高压缸(10)作为均质渐进燃烧四冲程发动机工作；

对于低压缸(9)来说，一号气门、二号气门、三号气门关闭，四号气门打开，高压空气罐(7)内的空气流出经一号高压空气气道(4)进入低压缸(9)做功，之后，一号气门、三号气门保持关闭，四号气门关闭，二号气门打开，低压缸(9)内做功后的空气从低压缸排气道(2)排出；下一冲程，一号气门、二号气门、四号气门关闭，三号气门打开，高压缸(10)内的废气经废气气道(3)流入低压缸(9)进行二次膨胀，随后，一号气门、三号气门、四号气门关闭，二号气门打开，低压缸(9)内二次膨胀后的废气从低压缸排气道(2)排出；

对于高压缸(10)来说，首先，三号气门关闭，五号气门打开，空气由高压缸进气道(6)流入高压缸(10)后被压缩，然后，三号气门和五号气门关闭，压缩后的空气经二号高压空气气道(5)进入稳压室(12)，在高压缸(10)内的活塞到达上止点之后开始燃烧冲程，三号气门和五号气门保持关闭，稳压室(12)内被压缩的气体经二号高压空气气道(5)流入高压缸(10)，此时喷油器(8)开始喷油，在压缩空气的作用下形成均质混合气并开始燃烧，下一冲程，五号气门保持关闭，三号气门打开，废气经废气气道(3)从高压缸(10)流入低压缸(9)。