[发明专利]一种设有介质注入冲程的热缓冲内燃机

权利要求书

1.一种设有介质注入冲程的热缓冲内燃机，所涉及的主要部分结构是由(1) 气缸、(2)气缸盖、(3)活塞体、(6)火花塞、(7)喷油口、(8)喷介质口、 (9)进气门、(10)排气门、(11)绝热层、(12)及(21)热平衡材料构件(燃 烧室内)、凸轮轴及介质回收及冷凝降噪器等组成；具体工作过程(以6冲程方 式为例)为：按工作流程；工作流程为：吸气---压缩---(燃气)做功---不完 全排气冲程(不排或排部分气体)---介质注入及做功冲程共6个冲程(也可以 再重复1次或更多次的不完全排气冲程---介质注入及做功冲程，这样一来即可 以是8冲程，10冲程方式……)；具体的作功输出方式，除了(燃气做功冲 程之外介质注入及做功冲程才是一个重要做功过程，该过程是通过喷介质口向气 缸内注入流体介质，流体介质吸收高温混合气体的热量的同时也更多地吸收热平 衡材料构件(有时不一定要放置热平衡材料构件)等附近构件的热量，在增压(同 时也较大的燃烧室降温)并做功，对外界输出净功；其特征在于：首先相对于现 有4冲程工作模式来说：增设了介质注入冲程的内燃机在完成作(燃气)做功冲 程后的排气冲程被改变为不完全排气冲程(也就是说，在执行不完全排气冲程的 过程中，排气门可以是完全关闭(此时等校于一个高压压缩冲程，伴随强烈的升 温)，也可以是排气门(在该排气冲程中)只开启短暂的时间(此时只排放少量 气体，仍保持气缸内有较大压力))；其次在不完全排气冲程基本完成之时，也 就是活塞运动到上止点附近时，高压液泵将通过喷介质口向气缸内注入流体介质 (液体吸热气化，增压并推动活塞完成主要作功的一个冲程)；因而整体的热循 环将是：吸气---压缩---(点燃燃气)做功---不完全排气冲程(通过压缩，外 界对燃烧室混合气作功，增加内能，尤其存储在各个热平衡材料构件中)---介 质注入及做功冲程(主要的输出功过程)---不完全排气冲程---介质注入及做功 冲程…6冲程及8…)冲程；再其次为增进效率，气缸、气缸盖及活塞即 可以保持常规的水冷循环的自然的以传导为主的散热状态，也可以对燃烧室的周 围器件(所暴露的表面部分)进行绝热化处理(也可以将燃烧室周围所涉及的部 件用耐高温并隔热良好的材料(可以使非金属)制作：如气缸，活塞，气缸盖， 气门部分)；最后为更大增进效率，可将燃烧室空间的内表面处理成常规方式(是 以水冷及风冷冷却方式的均一金属材质的汽缸及缸盖)，也可是在(金属)的汽 缸及缸盖以及气门部件的(暴露在燃烧室)表面部分覆有隔热及耐热覆层；也可 以直接使用非金属材料制作成绝热化处理的汽缸及气缸盖(或以金属为基底的表 面结构)；也还可在燃烧室内不阻碍活塞运动的空间内安装有热平衡材料构件， 以限制温度峰值及用于存储缓冲热能。

2.如权利要求1所术内燃机，其特征就在于：所述的介质注入过程是指介 质喷口向气缸内注入流体介质的过程，可以是只在(在介质做功冲程中)持续一 段时间；也可以是在排气冲程中的最后阶段就开始注入部分流体介质(为了更好 的降温，也是由于液体介质汽化膨胀需要一定的时间，相当于点火提前角的作 用)。

3.如权利要求1所术内燃机，其特征就在于：所述的流体介质指的是：水 及水与其他化学物质的混合物或其他非水基的常温液态化合物

4.如权利要求1所术内燃机，其特征就在于：所述的(燃烧室)绝热化处 理指的将气缸、气缸盖及活塞表面进行隔热及耐热处理；具体方法可以是：在气 缸、气缸盖及活塞表面下加工有隔热层或表面涂敷隔热材料，相应的表面进行耐 热及抗磨处理；或者直接由导热差的非金属的材料制成。

5.如权利要求1所术内燃机，其特征就在于所述的热平衡材料构件指的是： 可以是安装在气缸、气缸盖及活塞表面上的隔热(耐热)层之上的直接接触燃烧 室高温气体的表面之上的空间中的，导热及耐温良好的材料(如金属铜，钨及相 应的合金等)，用以缓冲及平衡气缸温度，为介质气化增压增温提供能源；从能 量守恒角度来说；燃烧室的绝热处理将隔绝能量的传导及辐射外流，燃烧室内所 增设的导热良好的热容(象电容一样吞吐热量)将起重要作用，他可在循环周期 内进行多次吸热即放热，用以缓冲及平衡气缸温度及压力；热平衡材料的放置地 点的安排：可以是活塞的顶部及气缸盖附近区域及他不阻碍活塞行程的缸内空 间区域；气缸壁的表层材料也可以选择一些起热平衡材料构件作用的易传到热量 的材料。