[发明专利]一种寄生循环做功方法与寄生循环发动机

说明书

技术领域

一种寄生循环做功方法与寄生循环发动机涉及发动机工作循环做功方法和蒸汽做功发动机，属于发动机技术领域。

背景技术

内燃机，主要包括四冲程内燃机、二冲程内燃机和转子内燃机，它们的工作循环，都包括进气、压缩、燃烧膨胀做功、排气四个过程。做功方法是通过燃料燃烧过程，使混合气体积膨胀，从而推动活塞做功。燃烧过程发生在内部空腔，因而被称为“内燃机”。内燃机的进气温度一般为常温，而排气温度很高，有大量热能被排气带走，影响了燃料热效率。

为减少从排气中浪费的能量，节省燃料，一些专利(CN200510044165.X，US4736715-A，US2002043222-A1，DE3613270-A)公开了六冲程内燃机。六冲程内燃机的工作过程是“进气-压缩-燃烧膨胀做功-压缩(或部分排气)-蒸汽膨胀做功-排气”六个冲程。这种内燃机，有的在第四冲程中压缩所有尾气，压缩负功很大；有的在第四冲程中排放部分尾气，压缩负功依然较大，而且未能充分利用尾气热能。

在利用蒸汽做功方面，蒸汽机颇具代表性，燃料在汽缸外燃烧，使锅炉内的水变为高压过热蒸汽，蒸汽进入汽缸推动活塞做功。这种发动机的燃料热效率较低。

发明内容

本发明的目的是公开一种能够回收内燃机或其它热源高温排气能量的发动机工作循环做功方法，以及利用这种做功方法的发动机技术。

本发明的寄生循环做功方法，其特征是：利用高温热源为发动机供气，发动机吸入高温进气后，进行压缩使气体进一步升温，在压缩过程结束之前喷水，水吸热后迅即变为蒸汽，蒸汽膨胀从而推动活塞做功，之后进行排气，由此形成“进高温气—压缩喷水—蒸汽膨胀做功—排气”四个工作过程，如此反复，形成工作循环。这样的发动机做功方法，必须有热源才能维持工作循环，因而称这样的工作循环为寄生循环。

本发明的寄生循环发动机，有活塞、动力输出轴、机体、进气通道和排气通道，由活塞和机体构建出工作室，进气通道和排气通道与工作室相接，其特征是：发动机进气通道与热源相连通，有向工作室内喷水的喷水器，发动机的工作循环为“进高温气—压缩喷水—蒸汽膨胀做功—排气”四个工作过程。喷水时刻设在活塞压缩上止点之前，在各种工况下的喷水量和喷水时刻都要进行精确控制。寄生循环发动机可分为四冲程寄生循环发动机、二冲程寄生循环发动机和转子寄生循环发动机。用寄生循环发动机动力输出轴驱动发电系统，集成为寄生循环发电机，特别适用于连接在内燃机排气管上，把内燃机尾气能量变为电能。

与常规内燃机工作循环做功方法相比，本发明的寄生循环做功方法不需要燃烧过程，因而不需要为寄生循环发动机提供燃料；与六冲程内燃机相比，寄生循环发动机更具有充分回收废气能量的优势；与蒸汽发动机相比，寄生循环发动机所用蒸汽产生于工作室内部，非预先制备，因而可以通过水汽化吸热减少发动机的压缩负功。寄生循环发动机，在节能方面具有突出优势。

附图说明

图1是四冲程寄生循环发动机做功方法示意图。

图2是二冲程寄生循环发动机做功方法示意图。

图3是转子寄生循环发动机做功方法示意图。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明。

实施例之一是由四冲程压燃式内燃机改造而成的四冲程寄生循环发动机。把原内燃机的供油系统和喷油器更换为供水系统和喷水器(1)，喷水器安装在原喷油器安装位置向工作室直接喷水；改造进气管(2)，把进气管与外部热源连接。四冲程寄生循环发动机工作过程为“进高温气-压缩喷水-蒸汽膨胀做功-排气”，如图1所示。

实施例之二是由四冲程火花点火式内燃机改造而成的四冲程寄生循环发动机。把原内燃机的点火系统和供油系统所有零部件取消，换为喷水系统。取消原安装喷油器的孔，把喷水器(1)安装在原火花塞的安装位置；改造进气管(2)，取消节气门体，把进气管与外部热源连接。四冲程寄生循环发动机工作过程为“进高温气-压缩喷水-蒸汽膨胀做功-排气”，如图1所示。

实施例之三是由二冲程内燃机改造为二冲程寄生循环发动机。把原内燃机的点火系统和供油系统所有零部件取消，换为喷水系统。将喷水器(1)安装在原火花塞的安装位置；改造进气管(2)，取消原发动机的扫气通道，把进气管与外部热源直接连接。二冲程寄生循环发动机工作过程为“进高温气-压缩喷水-蒸汽膨胀做功-排气”，如图2所示。

实施例之四是由转子内燃机改造为转子寄生循环发动机。把原转子内燃机的火花塞和供油系统取消，将喷水器(1)安装在原火花塞的安装位置，把进气管(2)与外部热源连接。发动机工作过程为“进高温气-压缩喷水-蒸汽膨胀做功-排气”，如图3所示。