[实用新型]采用燃料和直喷液态气体的混合动力装置、系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，特别涉及一种采用燃料和直喷液态气体的混合动力装置、系统。 

背景技术

随着人类社会的高速发展，大量动力机械得以广泛应用，并已经成为人类社会不可或缺的一部分。众所周知，现有的动力机械能源使用方式均给自然环境带来了严重的破坏，例如，产生热能排放、温室气体排放、烟尘颗粒物排放等环境污染，带来地球变暖、海平面上升、气候变坏等问题。 

其中，技术较为成熟的内燃机在汽车及各作业设备应用较为普遍，通过将燃料的化学能转换成机械能实现动力的输出。然而，受其自身结构的限制，现有内燃机使用过程中，燃料燃烧产生的热能爆发推动活塞运行做功，这时相当一部分的热量将传到发动机的机体和缸盖上，并通过冷却系统散发掉，此外还有大量热能随排气排放。也就是说，大部分燃烧热被排放到环境中，正是基于上述热损失的客观存在，使得内燃机效率仅达到20%左右。 

为了解决能量储存再释放的问题，现有技术提出了一种处理方式。将气体压缩形成高压储存，然后加注至汽缸形成压力驱动，代替部分由燃烧后产生的压力。但是，该技术实现过程中，高压储存需要消耗能量30%，释放加注过程损失30%，即该手段的再利用率只有9%左右。在此基础上，应用该处理方式的内燃机能量利用率也只能达到20%-30%。 

此外，现有内燃机对于石化燃料等能源物质的消耗量较大，且燃料燃烧后的烟尘颗粒物排放直接污染环境，因此，受到节能减排相关要求的制约。 

有鉴于此，亟待另辟蹊径提供一种混合动力技术，在有效提升内燃机 效率的基础上，可降低能源消耗和排放污染方面的影响。 

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型解决的技术问题在于，提供一种采用燃料和直喷液态气体的混合动力装置，以基于液态气体和燃料作为形成驱动力的基础源，并有效利用液态气体作功后排放的气体作为受热膨胀的预压缩气源，从而可最大限度的提高效率，并降低污染，保持启动汽缸内部清洁。在此基础上，本实用新型还提供一种应用该动力装置的混合动力系统。 

本实用新型提供的采用燃料和直喷液态气体的混合动力装置，包括四冲程内燃机汽缸和气动机汽缸，其中，所述气动机汽缸包括缸体、内置于所述缸体内的活塞和与所述缸体及活塞围合形成气源工作腔室的缸盖，所述缸盖上设置有进气门、排气门和伸入所述气源工作腔的喷液嘴；且所述气动机汽缸的活塞与所述内燃机汽缸的活塞通过连杆机构相连，以在相应的缸体内交替滑动。 

优选地，所述气动机汽缸的缸体与所述内燃机汽缸的缸体一体成形。 

优选地，所述内燃机汽缸和所述气动机汽缸均为多个，且依次间隔排布。 

优选地，所述内燃机汽缸和所述气动机汽缸均为三个或者四个，形成六缸或者八缸动力装置。 

优选地，所述内燃机汽缸的数量小于所述气动机汽缸的数量。 

本实用新型提供的采用燃料和直喷液态气体的混合动力系统，包括如前所述的采用燃料和液态气体的混合动力装置，还包括：绝热储液箱，用于存储液态气体；换热预热器，其第一热源支路用于与动力装置的冷却回路连通，其预热支路连通所述气动机汽缸的排气岐管和进气门；和喷气控制器，以输出控制指令控制所述喷液嘴的启动和停止时刻。 

优选地，所述喷气控制器根据所述混合动力装置的转速输出所述控制指令。 

优选地，所述换热预热器还具有第二热源支路，所述第二热源支路与动力装置的内燃机排气管路并联连通。 

优选地，还包括超低温低压液泵，以自所述绝热储液箱泵取液态气体并输送至所述喷液嘴。 

优选地，所述超低温低压液泵内置于所述绝热储液箱中。 

优选地，所述液态气体具体为液态空气、液态氮气或者液态混合气体。 

基于现有内燃机技术，本实用新型提出了一种采用燃料和直喷液态气体的混合动力装置，除内燃机汽缸外，设置有与其适配的气动机汽缸。具体地，该气动机汽缸的缸盖、缸体及内置于缸体内的缸盖围合形成气源工作腔室，缸盖上设置有进气门、排气门和伸入所述气源工作腔的喷液嘴；并且，气动机汽缸的活塞与内燃机汽缸的活塞通过连杆机构相连，以在相应的缸体内交替滑动。由此，形成气动机汽缸的进气、压缩、做功及排气四个工作过程。