[其他]六沖程復合循環(huán)絕熱發(fā)動機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87102463
• 申請日: 1987-03-30
• 公開（公告）號: CN87102463A
• 公開（公告）日: 1988-10-12
• 發(fā)明（設計）人: 陳國華
• 申請（專利權）人: 華中工學院
• 主分類號: F02B75/02
• 分類號: F02B75/02;F02C6/04;F02G1/043;F01K7/00
• 代理公司: 華中工學院專利事務所
• 代理人: 駱如碧,方放

本發(fā)明屬內(nèi)燃機

現(xiàn)有的內(nèi)燃機如柴油機、汽油機均為四沖程或兩沖程發(fā)動機，其有效熱效率較低，一般為35%左右，60%以上的熱量由冷卻水和排出的廢氣帶走。聯(lián)合循環(huán)絕熱發(fā)動機是現(xiàn)代熱效率較高而又可以燃用多種燃料的聯(lián)合動力裝置（汽車工程師協(xié)會論文集《絕熱發(fā)動機的過去、現(xiàn)在和將來的發(fā)展》《THE????ADIABATIC????ENGINE：PAST，PRESENT????AND????FUTURE????DEVELOPMENTS》，SOCIETY????OF????AUTOMOTIVE????ENGINEERS，INC，1985）。上述聯(lián)合動力裝置主要由一個四沖程柴油增壓機和一燃氣輪機（動力渦輪）或一朗肯循環(huán)蒸汽輪機組成。在柴油機的燃燒室內(nèi)表面噴鍍一層陶瓷或鑲上陶瓷塊，以阻止燃氣向燃燒室外散熱，同時取消原冷卻水系統(tǒng)。柴油機做功后排出的高溫廢氣仍有1000℃以上，帶走大部分熱量。這部分能量由廢氣通過燃氣輪機或朗肯循環(huán)蒸汽輪機組做功而被部分回收。因而使得聯(lián)合循環(huán)陶瓷絕熱發(fā)動機裝置的有效熱效率高達48%以上。同時，由于采用陶瓷材料絕熱后燃燒室室溫很高，可以在同一燃燒室內(nèi)燃用不同的燃料。但這種復合循環(huán)絕熱發(fā)動機由于陶瓷材料的脆性，使其燃燒室零件難以承受長期高溫沖擊負荷和熱疲勞負荷，并導致燃燒室壁的高溫給氣缸壁的潤滑帶來嚴重困難。因而至目前為止，絕熱發(fā)動機的可靠性和壽命均成為世界上難以解決的問題。現(xiàn)有的復合循環(huán)絕熱發(fā)動機聯(lián)合動力裝置的另一個突出問題是它同時需要兩個動力裝置配套，結構太復雜且陶瓷發(fā)動機造價昂貴。基于現(xiàn)有復合循環(huán)絕熱發(fā)動機裝置可靠性差、壽命短和造價高等問題，目前難以得到推廣應用。

本發(fā)明的任務是提供一種六沖程復合循環(huán)絕熱發(fā)動機的熱力循環(huán)方法及提供一種六沖程復合循環(huán)絕熱發(fā)動機裝置。

本發(fā)明僅用一臺六沖程增壓發(fā)動機，在其絕熱燃燒室內(nèi)先后連續(xù)進行兩種不同的循環(huán)，高溫燃油-空氣循環(huán)和????????????朗肯循環(huán)。利用朗肯循環(huán)回收廢氣能量。構成本發(fā)明的另一個顯著特點是六沖程????????????發(fā)動機的絕熱燃燒室既能是高溫燃油-空氣循環(huán)的燃燒室，同時又是朗肯循環(huán)中蒸汽膨脹作功的汽缸。下面以六沖程復合循環(huán)絕熱發(fā)動機為例，說明其工作過程：（1）新鮮空氣先經(jīng)增壓器1后經(jīng)空氣冷卻器2進入空氣進氣管4（圖1），空氣進氣伐19（圖2a）被打開，活塞17由上止點向下運動，空氣進入缸內(nèi)完成第一種程即進氣沖程。（2）活塞由下止點向上止點運動，空氣進氣伐關閉。當活塞運動到接近上止點附近，噴油器噴射燃料，完成了第二沖程即壓縮沖程（圖2b）。（3）燃油燃燒，燃氣推動活塞由上止點向下止點作功是第三沖程，即燃氣膨脹沖程（圖2C）。（4）燃氣排出伐21打開，活塞由下止點向上止點運動排出高溫廢氣物是第四沖程（圖2d）。以上四個沖程是普通柴油機的熱力循環(huán)，構成本發(fā)明的第一級熱力循環(huán)。如圖1所示高溫廢氣一部分進入增壓器渦輪機16作功后進入廢熱鍋爐10。另一部分經(jīng)旁通伐9直接進入廢熱鍋爐。這兩股廢氣完成鍋爐內(nèi)的如下熱力過程：加熱由供水泵14送來的軟水，通過預熱器13和蒸發(fā)器11及過熱器12產(chǎn)生高壓過熱蒸汽，高壓過熱蒸汽經(jīng)蒸汽調(diào)節(jié)伐8進入蒸汽進汽管7。（5）高壓蒸汽進汽伐24被打開（圖3a），高壓蒸汽進入缸內(nèi)推動活塞由上止點向下運動，當活塞運動到某一位置時，蒸汽進汽伐關閉，高壓蒸汽膨脹繼續(xù)推動活塞向下運動作功（圖3b），這是第五沖程，即蒸汽進汽膨脹沖程。（6）當活塞接近下止點時，廢蒸汽排出伐25打開，活塞越過下止點向上運動排出廢蒸汽，這是第六沖程，即蒸汽排出沖程（圖3c）。廢蒸汽被導入冷凝器15（圖1），經(jīng)冷卻、凈化處理后由供水泵送入廢熱鍋爐。上述第五、第六沖程是朗肯循環(huán)，構成本發(fā)明的第二級熱力循環(huán)。當活塞運動到上止點附近，空氣進氣伐再次打開，蒸汽排汽伐關閉，開始新的六沖程熱力循環(huán)過程。

這樣，當發(fā)動機的曲軸旋轉3轉共900度時，高溫燃氣和蒸汽各膨脹作功一次。在第一沖程和第五沖程開始時，有一個掃氣（汽）過程。第一個沖程開始時，利用空氣進氣伐和蒸汽排汽伐同時開啟，重疊一段時間將缸內(nèi)殘留的廢蒸汽掃凈;在第五沖程開始時，利用蒸汽進汽伐和廢燃氣排氣伐同時開啟重疊一段時間，將缸內(nèi)的殘余廢氣掃除。