[实用新型]低熵混燃充气爆排发动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及发动机领域，尤其是一种充气爆排发动机。

背景技术

1769年，外燃机的诞生直接引发了人类的第一次工业革命，也造就了大不列颠这个日不落帝国。1883年汽油机的诞生和1897年柴油机的诞生，标志着人类由外燃时代进入内燃时代的开始。以汽油机和柴油机为代表的内燃机，构筑了现代文明的动力基础，承载着人类无数梦想。由此可见，无论是外燃机还是内燃机，对人类文明的进程都作出了不可估量的贡献。时至今日，一个国家的内燃和外燃发动机设计、研发及生产水平是这个国家的综合国力的基本构成，也是这个国家的工业水平的标志。所有发达国家在内燃和外燃发动机领域里的投入都是十分惊人的。所有能够代表世界水平的发动机研发制造企业也都隶属于发达国家。然而，由于外燃机的热力学循环方式和内燃机的热力学循环方式的限制，导致了在这两个循环系统中只有部分热量参与作功循环而且还导致了外燃循环系统的                                                值（即高温热源的温度，也就是即将膨胀作功时工质的温度）低和内燃循环系统的值（即低温热源的温度，也就是膨胀冲程/过程完了时工质的温度）高的问题，更导致了无法解决的污染问题，最终造成无论是外燃机还是内燃机都无法使发动机的热效率（输出的功和燃料热值之比）有本质上的大幅度提高，排放污染问题也无法从根本上解决。事实上目前利用这两种热力学循环方式，对化石能源以及生物质能源进行热功转换，不仅是对能源的巨大浪费，也是对环境巨大的破坏。

由此可见，必须发明一种新的循环方式才能从本质上提高发动机的热效率和解决排放污染问题。

实用新型内容

在热动力系统内，如果燃烧室是绝热燃烧室燃料在燃烧时会将燃烧产生的热量传递给产物受热流体和相内受热流体，如果燃烧室是非绝热燃烧室燃料在燃烧时会将燃烧产生的热量传递给产物受热流体、相内受热流体以及相外受热流体。所谓产物受热流体是指燃烧化学反应的生成物（例如，燃烧碳氢化合物的热动力系统中燃烧产生的二氧化碳和水）；所谓相内受热流体是指与燃烧化学反应处于同一相内但不参与燃烧化学反应的流体（例如，用空气作氧化剂的热动力系统中的氮气以及空气中固有的二氧化碳等）；所谓相外受热流体是指处于燃烧化学反应相以外并接受燃烧化学反应所产生的热量的流体（例如，外燃机的水蒸气系统和内燃机的冷却系统）。根据外燃循环热动力系统和内燃循环热动力系统的工作原理，不难看出，在外燃循环热动力系统中，只有相外受热流体参与作功，而产物受热流体和相内受热流体并不参与作功（见附图28），产物受热流体和相内受热流体虽然在燃烧过程中受热膨胀但不对外作功只是白白地受热进行熵增大的过程，所以在外燃循环系统中，有相当多的热量没有通过作功通道，即没有参与作功循环；在内燃循环系统中，只有产物受热流体和相内受热流体参与作功，而相外受热流体并不参与作功（见附图29），例如传统内燃热动力系统（内燃机、燃气轮机等）的冷却系统（例如内燃机的缸套冷却系统）使大量的热量不对外作功，而进行熵增大过程，为此产生巨大的热能浪费。所以在内燃循环系统中，也有相当多的热量没有通过作功通道，即没有参与作功循环。总之，无论是在外燃循环热动力系统中还是在内燃循环热动力系统中都有大量的热没有参与作功就排放到环境中而白白浪费了。