[发明专利]一种混合循环增压直喷发动机

说明书

技术领域

本发明涉及汽车的动力装置领域，具体地说涉及一种混合循环增压直喷发动机。

背景技术

汽车发动机从外燃机发展到内燃机时代，由自然吸气发展到增压，由单点、多点缸外喷射到缸内直喷技术。内燃机与外燃机的区别为：内燃机通过燃烧工质做功产生动力，内燃机以奥拓(Otto)循环和狄塞尔(Diesel)为代表；而外燃机则通过加热工质，利用工质的冷热循环做功，以斯特林(Stirling Engine)发动机为代表。由于外燃机最关键的部件是热交换器，也就是加热器、回热器、冷却器，它们直接影响发动机的性能，斯特林发动机之所以发展这么慢就是热交换器的技术不成熟，过程不及内燃机反应迅速，发展受到限制。因此，现有技术的发动机中基本上采用的是内燃机作为动力，内燃机虽然反应迅速，动力足，但仍存在如下缺陷：1、普通内燃机仅以汽油做为主要能源，面对石油能源危机，汽油发动机终将被淘汰；2、普通内燃机废气中的热量不能得到利用，能力损失大；3、普通发动机由汽油燃烧产生的废气对环境造成的污染大。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术的发动机仅以汽油作为原料，且废弃中的热量不能得到利用，而且对环境造成污染大的问题，进而提供一种以醇类混合燃料为原料，实现燃气-废气-蒸汽联合工作循环的混合循环增压直喷发动机。

为解决上述技术问题，本发明的一种混合循环增压直喷发动机，包括通过连杆驱动曲轴转动的气缸，所述气缸包括内燃机气缸以及外燃机气缸，其中所述内燃机气缸与外燃机气缸共同驱动一曲轴设置，或所述内燃机气缸驱动主曲轴，所述外燃机气缸驱动辅曲轴设置，且所述外燃机气缸上设有一工质入口和工质排出口，所述工质入口与所述工质出口之间通过管路连有将从所述工质出口流出的工质冷凝压缩的散热器，以及将从所述散热器内流出的冷凝压缩工质加热成高压蒸汽工质，并送入所述工质入口的至少一个加热器，所述加热器具有供所述工质流经的加热通道，以及具有供从所述内燃机气缸的排气口排出的废气流经的废气通道，所述废气通道通过热传递对所述加热通道内的所述工质加热，且在配气系统的控制下，所述内燃机气缸处于排气状态时，对应的所述外燃机气缸处于工质做功状态。

所述外燃机气缸还具有废气入口和废气出口，所述内燃机气缸的排气口与所述外燃机气缸的废气入口连通。

所述加热器与所述散热器之间还设有对所述工质过滤的杂质滤清器。

还包括对所述内燃机气缸进行空气增压的废气涡轮增压器，所述废器涡轮增压器包括通过增压器轴刚性连接的涡轮机与压气机，其中所述压气机的进气口与空气连通，排气口与所述内燃机气缸的进气口相连通，所述涡轮机的进气口与所述加热器的所述废气通道的排气口连通。

所述加热器设有两个，分别为第一加热器和第二加热器，所述第一加热器的所述加热通道的入口与所述杂质滤清器的出口连通，所述第一加热器的所述加热通道的出口与所述第二加热器的所述加热通道的入口连通，所述第二加热器的所述加热通道的出口与所述外燃机气缸的所述工质入口连通，所述废气涡轮的进气口与所述第二加热器的所述废气通道的排出口连通，所述废气涡轮的排气口与所述第一加热器的所述废气通道的进气口连通。

所述废气涡轮增压器设有两套，形成双级增压。

所述内燃机气缸上设置有对所述内燃机气缸的进气管内的增压气体喷水冷却的喷水器。

所述内燃机气缸与外燃机气缸共同驱动一曲轴设置，且所述内燃机气缸设有两个，所述外燃机气缸设有两个，根据先后做功顺序分别为第一内燃机气缸、第二外燃机气缸、第三内燃机气缸、第四外燃机气缸，所述第一内燃机气缸与所述第二外燃机气缸一组，所述第三内燃机气缸与所述第四外燃机气缸一组，同一组的所述内燃机气缸的排气口通过管路分别与所述外燃机气缸的所述废气进口、所述外燃机气缸的所述加热器的所述废气通道相通，且在所述配气系统的控制下，所述第一内燃机气缸处于排气状态时，所述第二外燃机气缸处于工质做功状态；所述第三内燃机气缸处于排气状态时，所述第四外燃机气缸处于工质做功状态。

所述总排气管处设有在所述内燃机气缸的排气口向所述外燃机气缸的所述废气入口输送废气时关闭形成背压的背压阀。

由所述内燃机气缸与所述外燃机气缸共同驱动的所述曲轴上串联有ISG/BSG。

所述内燃机气缸驱动的曲轴上还串联有废气压燃机，所述废气压燃机通过管路分别与燃料源、所述内燃机气缸的排气口，以及装有来自所述第一加热器中的所述废气通道内的废气的集气瓶连通。

所述主曲轴上串联有ISG/BSG，所述辅曲轴以及所述压气机均驱动串联在所述主曲轴上的所述ISG/BSG充电。