[发明专利]分开循环空气混合发动机

权利要求书

1.一种分开循环空气混合发动机，包括：

曲柄轴，能够围绕曲柄轴轴线转动；

动力活塞，所述动力活塞可滑动地容纳在动力气缸内并且可操作地连接到曲柄轴，从而所述动力活塞通过在所述曲柄轴的一个转动期间的膨胀冲程和排气冲程而往复运动，所述动力气缸能够被选择性地控制从而将所述动力活塞置于动力模式或空转模式；

压缩活塞，所述压缩活塞可滑动地容纳在压缩气缸内并且可操作地连接到曲柄轴，从而所述压缩活塞通过在所述曲柄轴的一个转动期间的进气冲程和压缩冲程而往复运动，所述压缩气缸能够被选择性地控制从而将所述压缩活塞置于压缩模式或空转模式，

其特征在于，

所述分开循环空气混合发动机还包括：

储气罐，所述储气罐操作性地连接在压缩气缸与动力气缸之间，并且能够被选择性地操作以便接收来自压缩气缸的压缩空气和将压缩空气传送到动力气缸以便在发动机操作期间将动力传递到所述曲柄轴；和

多个阀，所述阀选择性地控制气体流入和流出压缩气缸和动力气缸以及储气罐，从而所述发动机能够在至少三种模式下操作，所述至少三种模式包括内燃机(ICE)模式、空气压缩机(AC)模式和预压缩空气动力(PAP)模式，其中：

在ICE模式中，压缩活塞和动力活塞处于其各自的压缩模式和动力模式，其中压缩活塞吸入和压缩进口空气以便用于动力气缸，所述压缩空气与燃料在膨胀冲程开始时进入动力气缸，所述燃料在动力气缸的同一膨胀冲程中被点燃、燃烧和膨胀，从而将动力传递到所述曲柄轴，且在排气冲程将燃烧产物排出；

在AC模式中，所述压缩活塞处于压缩模式并吸入和压缩存储在储气罐内的空气以便以后用于动力气缸；和

在PAP模式中，所述动力气缸处于动力模式并且接收来自储气罐的压缩空气，所述压缩空气在动力活塞的膨胀冲程中膨胀，从而将动力传递到所述曲柄轴，在排气冲程中膨胀的空气排出，且来自压缩气缸的压缩空气没有容纳在储气罐内。

2.根据权利要求1中所述的发动机，其中在PAP模式中，在膨胀冲程开始时，燃料与压缩空气混合，并且在动力活塞的同一膨胀冲程中混和物被点燃、燃烧和膨胀，从而将动力传递到所述曲柄轴，然后在排气冲程中将燃烧产物排出。

3.根据权利要求1中所述的发动机，其中在PAP模式中，在不增加燃料或开始燃烧的情况下，进入动力气缸内的压缩空气膨胀。

4.根据权利要求1中所述的发动机，其中所述储气罐包括大小适于容纳和存储来自多个压缩冲程的压缩空气的气体通道，所述气体通道使压缩气缸与动力气缸相互连接，所述气体通道包括进口阀和出口阀，所述进口阀和出口阀之间限定压力腔室。

5.根据权利要求1中所述的发动机，包括使所述压缩气缸和动力气缸相互连接的气体通道，所述气体通道包括进口阀和出口阀，所述进口阀和出口阀之间限定压力腔室；

其中所述储气罐通过储气罐通道在进口阀与出口阀之间的位置上与压力腔室连接。

6.根据权利要求5中所述的发动机，包括在储气罐通道内的储气罐控制阀。

7.根据权利要求1中所述的发动机，其中在ICE模式中，在动力活塞已经到达其上死点(TDC)位置之后，燃料在5至40度曲柄角(CA)范围内被点燃。

8.根据权利要求7中所述的发动机，其中在ICE模式中，在动力活塞已经到达其上死点(TDC)位置之后，燃料在10至30度曲柄角(CA)范围内被点燃。

9.根据权利要求2中所述的发动机，其中在PAP模式中，在动力活塞已经到达其上死点(TDC)位置之后，燃料在5至40度曲柄角(CA)范围内被点燃。

10.根据权利要求9中所述的发动机，其中在PAP模式中，在动力活塞已经到达其上死点(TDC)位置之后，燃料在10至30度曲柄角(CA)范围内被点燃。

11.根据权利要求1中所述的发动机，其中能够同时在ICE模式下和AC模式下操作所述发动机。

12.根据权利要求1中所述的发动机，其中在ICE模式和PAP模式中的一种模式期间，在所述动力活塞到达其TDC位置之后，在5至40度CA范围内点燃燃料。