[发明专利]高效集成式热机

权利要求书

1、一种高效集成式热机，其特征在于：

含有组合式热功转换过程以及由多种工质膨胀所驱动的多种做功冲程，所述的多种不同的工质至少包括空气—燃油燃烧产物、蒸汽和空气混合式制动能量再生模式下的压缩空气；所述的多种做功冲程至少包含下列四种：

(a)一次空气—燃油燃烧/膨胀做功冲程，简称为一次空气—燃油做功冲程；

(b)二次空气—燃油燃烧/膨胀做功冲程，简称为二次空气—燃油做功冲程；

(c)一次蒸汽膨胀做功冲程，简称为一次蒸汽做功冲程；

(d)二次蒸汽膨胀做功冲程，简称为二次蒸汽做功冲程。

2、根据权利要求1所述的高效集成式热机，其特征在于具有：

双联复合式气缸结构，其中的双联复合式气缸结构至少包含一对双联气缸，即第一气缸(11)和第二气缸(21)，它们同时被集成在同一汽缸体之中，并相互靠近，第二气缸(21)的容积大于第一气缸(11)，两个气缸中轴线的夹角为0度至200度，第一气缸为空气燃油混合气的一次燃烧/膨胀气缸，第二气缸为空气燃油混合气的二次燃烧/膨胀气缸，同时第一气缸还为蒸汽的一次膨胀气缸，第二气缸为蒸汽的二次膨胀气缸；

所述的第一气缸(11)包含第一活塞(17)及其连杆(18)，第一气缸(11)的顶端至少装有一具储气阀门(12)、充气阀门(15)、火花塞(13)以及流体注入器(14)，储气阀门(12)与压缩空气存储容器(9)相连通；所述的第二气缸(21)包含第二活塞(20)及其连杆(19)，第二气缸(21)的顶端至少装有一具增压阀门(22)、进气阀门(25)以及火花塞(23)，进气阀门(25)与空气滤清器(6)或空气入口相连通；第一气缸(11)与第二气缸(21)的燃烧室中都至少装有一具缸内催化金属网(48)；

所述第一气缸中的第一活塞与第二气缸中的第二活塞通过连杆(18)、(19)与曲轴(8)相互交连，两个活塞在曲轴上相互交连的曲轴旋转角度差为0度至270度；

所述第一气缸(11)与第二气缸(21)之间至少装有一具缸间传输阀门(16)，其第二气缸与排气口(7)之间至少装有具排气阀门(26)，缸间传输阀门和排气阀门是塞柱式阀门或其它形式的阀门；

在所述增压阀门(22)的出口处装有蒸发式中间冷却器(4)和喷射式增压泵(2)，增压阀门(22)的出口与蒸发式中间冷却器的入口相连接，蒸发式中间冷却器的出口与喷射式增压泵的出口相连接，喷射式增压泵的出口则连通到充气阀门(15)的入口处；

在蒸发式中间冷却器(4)的内壁上安装燃油喷射器(5)，燃油被定时定量地喷射到蒸发式中间冷却器中；

具有环绕于双联复合式气缸外围的使得两个气缸温度均匀的匀热水套(46)，载热流体在匀热水套中循环流动，匀热水套内部具有斜向导流沟槽与导流传热栅条；

所述的匀热水套(46)中的载热流体为常规水质冷却液或耐热的导热油料；

所述双联复合式气缸的缸体(1)为绝热材料(43)所覆盖，其活塞腔体有绝热材料填充。

3、根据权利要求1所述的高效集成式热机，其特征在于它工作在由十二个冲程所组成的六个工作周期中，每个工作周期中有两个冲程分别同时发生于第一气缸和第二气缸之中，其六个工作周期中有四个周期包含了四种不同的做功冲程，但仅有一种做功冲程，即一次空气—燃油做功冲程消耗燃油；其十二个冲程的全部工作时序包含了三次完整的曲轴回转，即曲轴转角的1080度，覆盖六个工作周期，每个工作周期为180度曲轴转角；其六个工作周期中的十二个冲程分别为：

(a)第一周期：0度至180度曲轴转角。第一气缸为充气冲程，第二气缸则为蒸汽排气冲程；

(b)第二周期：180度至360度曲轴转角。第一气缸为压缩冲程，第二气缸则为进气冲程；

(c)第三周期：360度至540度曲轴转角。第一气缸为一次空气—燃油做功冲程，第二气缸则为增压冲程；

(d)第四周期：540度至720度曲轴转角。第一气缸为空气—燃油排气冲程，第二气缸则为二次空气—燃油做功冲程；

(e)第五周期：720度至900度曲轴转角。第一气缸为一次蒸汽做功冲程，第二气缸则为空气—燃油排气冲程；

(f)第六周期：900度至1080度曲轴转角，第一气缸为蒸汽排气冲程，第二气缸为二次蒸汽做功冲程。