[发明专利]可通过蒸汽力过程驱动的活塞机

说明书

技术领域

本发明涉及一种可通过蒸汽力过程驱动的活塞机。本发明具体涉及一种活塞机，它可通过蒸汽力过程驱动并且用于利用内燃机的废热。

背景技术

内燃机将燃料能量转化成机械能以驱动机动车和类似物。但是由此很大部分能量作为废热被释放，这些废热通过冷却系统或在废气中从内燃机导出。为了利用这些热能，可想到使蒸汽力过程与内燃机耦合。由此能够将来自内燃机的热能用于产生蒸汽，该蒸汽在膨胀机中减压并且由此提供另外的能量，这些另外的能量可以用于驱动机动车或者用于产生辅助能量。然而在这里产生以下问题，即为了蒸汽力过程的好的效率需要膨胀机的大的膨胀容积，但是内燃机上的结构空间情况通常非常窄。

发明内容

按照本发明的具有权利要求1的特征的活塞机具有优点，即在结构方式紧凑的情况下可实现好的效率。活塞机具体地即便在结构空间很窄或类似的情况下也能够被安装在内燃机上并且同时具有足够的行程体积。

通过在从属权利要求中列出的措施能够实现在权利要求1中给出的活塞机的有利扩展构型。

以有利的方式，活塞机可以与一个内燃机组合，以便将内燃机的废热转化为附加的驱动能量。特别有效的是载货车辆中的这样一种用于利用废气的组合，因为在这里内燃机释放大的功率并且由此也有大的热能供产生蒸汽使用。由此能够减小内燃机的燃料消耗。

恰好对于在具有柴油发动机或燃气发动机的载重车辆中的使用，在这里特别有利的是一种构造为往复式活塞-蒸汽发动机的、具有苏格兰轭（Scotch-Yoke）曲轴传动装置的活塞机。由此大致能够实现与内燃机的转速范围相同的活塞机转速范围并且由此能够将活塞机输出的机械能直接输出到柴油发动机或者说燃气发动机的曲轴上。一方面在这里活塞机的小的结构尺寸是特别重要的。但是另一方面也需要在内燃机上的尽可能灵活的可定位性，以便当在内燃机上通常大量存在副机组时仍能找到有利的附装位置，它不引起内燃机上的大的改变耗费。这具体地在载货车中通过在内燃机前面的安装来有利地实现，其中，在内燃机和一个散热器或通风机之间的安装是可行的。在这里活塞机的曲轴可以正好位于内燃机的曲轴轴线上，由此不需要用于通过一个或多个齿轮、链条或皮带的力传递的附加结构空间。具体地因此有利的是，活塞机的曲轴的曲轴轴线落在内燃机的曲轴轴线上。

还有利的是，缸从曲轴的曲轴轴线出发相对于内燃机的安装位置水平地或向下指向。在作为双活塞-往复式活塞发动机构成的、具有相对置的缸的、具有苏格兰轭驱动装置的活塞机中可以实现一种比较紧凑的结构形式。但是通过位于曲轴两侧的缸，该结构形式不具有缸的灵活定向，因为可能的附装位置受到限制。具体地在该情况中可能在这里仅水平的安装是有意义的，其中，剩余的副机组要被匹配。

以有利的方式在内燃机上安设一个构造为单缸-蒸汽发动机的活塞机，它以单节拍方式工作。该结构形式能够实现小的结构尺寸和灵活的定位。通过作为单缸发动机的设计方案能够将活塞机的唯一的缸在角度位置中柔性地附装到内燃机上。通过使用单节拍原理，该单节拍原理通过双作用的缸活塞实现，在此尽管如此仍可将缸活塞的缸直径设置得比较小。

通过紧凑的和在轴线单侧构成的作为单缸发动机的结构形式更简单的是，在一个典型的内燃机上在前面在已经存在的附装机组之间存在用于活塞机的结构空间。尤其是曲轴或活塞机的另一个轴可以直接坐置在内燃机的曲轴或轴的轴线上并且通过单侧的结构空间可以将活塞机的缸放置在内燃机上的已存在的空位中。

该组合能够实现具有对于良好的效率足够的往复容积的活塞机的足够紧凑的结构。由此不仅能够实现附装而且能够实现燃料消耗的足够下降。由此得到活塞机在机动车的内燃机或类似装置上的经济使用的前提条件。

对于在内燃机前面的附装变换地可以将紧凑的活塞机也定位在另一个部位上，例如在内燃机和传动装置之间的传动装置钟形罩的区域中。另外在内燃机（内燃机）侧旁的附装是有利的，其中，活塞机（蒸汽发动机）的曲轴平行于内燃机的曲轴定向。由此能够通过齿轮或链条或者说皮带实现两个曲轴之间的简单作用连接。为此同样需要蒸汽发动机的非常紧凑的结构大小。在这里有利的是单缸结构形式，其中，该缸大约平行于内燃机的缸运行方向定向。在这里这些组合同样提供在定位用于驱动连接的缸结构空间时所需的自由度。