[发明专利]引爆水制氢的循环发动机

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种改进的汽车发动机，尤其是一种能够引爆水制氢的循环发动机。

背景技术

汽车发动机比较典型及最常用的是汽油发动机(以下简称发动机)，其热效率计算一般是从燃油释放的总能量中减去35％的冷却系统和润滑系统损失，减去35％的排气系统损失，减去5％的发动机内部摩擦损失，再减去10％的动力传动系统内部的摩擦损失，最后仅仅剩下15％的能量用于驱动车辆前进。尽管近年来对发动机零部件进行精心设计和高精度制造以及对润滑剂的改良，以减少摩擦，但是发动机的热效率仍然低于30％。

发明内容

为了改善发动机存在的这种低效能的状态，本发明提供一种改进的发动机，其特征是借助锅炉爆炸时热能高速转换成动能的方式，利用发动机可燃混合气燃烧作功后产生的多余高温热量，直接在缸内将水加热加压至更高能级的饱和水，再通过加大压缩比、增加气缸活塞直径、提高发动机转数、减少可燃混合气进气量及专设独立引爆行程的有利措施，在活塞移动的快速扩容状态下直接引爆作功，以及使用耐高温制氢催化材料制作的部件，在发动机气缸内可燃混合气燃烧时产生的光、热、波、力的作用下，对水制氢产生预分解，结合缸内高能级饱和水引爆瞬间剧烈释放的强大膨胀力，将水分子分、裂解后联合制氢反复作功的一种可持续再循环的发动机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：首先将原冷却系统改制成进水系统；并将水存入改制的缸内环形存水凹槽及矮锥体活塞顶盖的存水孔内；采用耐高温催化材料制作关键部件，使其在原有功能基础上增加具有对水的制氢催化作用；强化水的引爆条件；合理安排工作循环程序及设置新的可持续循环工况；并采取隔热保温措施。

本发明与现有发动机相比其成本相差不大，但由于其具有将原本废弃的多余高温热量向动能甚至更高压力动能及高能级燃料氢的转换并直接作功的特点，使发动机不仅是热效率的提高，还具有新的可持续再循环工况的模式。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明发动机的结构剖面图。

图2是本发明发动机依据的凡德瓦尔斯方程曲线图。

图3是本发明发动机活塞组合及环形存水凹槽局部剖面放大图。

图4是本发明发动机矮锥体活塞顶盖顶部平面布置图。

图5是本发明发动机进水阀局部放大图。

在图1中1.活塞，2.活塞隔热层，3.存水孔，4.矮锥体活塞顶盖，5.环形存水凹槽，6.进水阀，7.进水排气门，8.缸盖，9.进气门，10.缸盖冷却水，11.缸体冷却水，12.内隔热层，13.外隔热层，14.缸体。

在图2中a-b-c-d曲线是水在爆炸过程中的压力变化状态，其中a点表示可燃混合气燃烧后饱和水及缸内气体压力的最高值，c点表示饱和水引爆后所产生的最高压力值，c点明显高于a点的压力表示水的引爆作功大于可燃混合气的燃烧膨胀作功在图3中环形存水凹槽(5)在点火前被矮锥体活塞顶盖(4)的侧面暂时封住，及活塞(1)、活塞隔热层(2)、存水孔(3)、矮锥体活塞顶盖(4)通过安装铆钉(4-1)安装组合的情况。

在图4中4-1.安装铆钉。

在图5中6-1.水口，6-2.阀体，6-3.螺栓，6-4.阀球。

具体实施方式

1、改制进水系统：在图5中，将缸盖冷却水(10)与进水排气门(7)之间作通并安装进水阀(6)，进水阀(6)由水口(6-1)、阀体(6-2)、螺栓(6-3)和阀球(6-4)组成，阀球(6-2)在自重和排气外力作用下使进水阀(6)关闭，当没有排气外力且进水排气门(7)打开时，进水阀(6)开启。

2、采用耐高温制氢催化材料制作发动机部件：在图1中，缸盖(8)、缸体(14)、进水排气门(7)、进气门(9)及矮锥体活塞顶盖(4)均采用氧化亚铜、钼化合物、二氧化钛、二氧化锰、炭的镍铁氧体陶瓷复合材料制作，并根据每种材料利用光、热、被、力对水所产生的催化作用大小进行优化配置。

3、加工缸内环形存水凹槽(5)及锥体活塞顶盖(4)的存水孔(3)：在图1和图3中，在气缸的内表面开有沿缸体(14)圆周方向的环形存水凹槽(5)，其位置设在当可燃混合气燃烧点火前至燃尽后正好将其封住。在制做矮锥体活塞顶盖(4)时，其顶面钻有若干存水孔(3)，并用安装铆钉(4-1)安装固定在活塞(1)上面，中间加装活塞隔热层(2)。