[发明专利]门控同缸U流活塞热动力系统、方法

说明书

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种热动力系统及其方法。

背景技术

传统活塞式热动力系统(即内燃机)的燃烧室内的燃烧时间过短，容易形成污染物，而且由于燃烧不完全会使部分燃料的放热在低压情况下进行进而严重影响热效率。因此需要发明一种门控同缸U流活塞热动力系统及其方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

一种门控同缸U流活塞热动力系统，包括活塞气缸机构和工质腔，在所述活塞气缸机构的同一个工质包络上设进气门、供气门、排气门和气体工质充入门，所述工质包络的内部空间经所述进气门与进气道连通，所述工质包络的内部空间经所述供气门与所述工质腔的工质腔气体入口连通，所述工质腔的工质腔气体出口经所述气体工质充入门与所述工质包络的内部空间连通，所述工质包络的内部空间经所述排气门与排气道连通，在所述工质腔上、在所述工质包络上和/或在所述进气道上设燃料导入阀，所述进气门、所述供气门、所述排气门和所述气体工质充入门的部分或全部受供气充气通道后上止点正时控制系统控制，所述燃料导入阀的开启和关闭也受所述供气充气通道后上止点正时控制系统控制，所述活塞气缸机构的充气关闭滞后角大于供气开启提前角。

所述进气门、所述供气门、所述排气门和所述气体工质充入门设在所述活塞气缸机构的气缸上。

所述门控同缸U流活塞热动力系统还包括做功机构，所述工质腔设为连续燃烧室，所述连续燃烧室的工质出口与所述做功机构的工质入口连通，所述做功机构的工质出口经所述气体工质充入门与所述气缸连通。

在所述连续燃烧室的工质出口与所述做功机构的工质入口的连通通道上设旁通管，所述旁通管与动力叶轮机构的工质入口连通。

所述门控同缸U流活塞热动力系统还包括做功机构，所述工质腔设为连续燃烧室，所述排气门与所述做功机构的工质入口连通，所述做功机构的工质出口与所述排气道连通。

所述门控同缸U流活塞热动力系统还包括做功机构，所述工质腔设为连续燃烧室，所述连续燃烧室的工质出口分别与所述气体工质充入门以及所述做功机构的工质入口连通。

所述供气充气通道后上止点正时控制系统设为四冲程缸外供气充气通道后上止点正时控制系统。

所述做功机构设为活塞式做功机构或叶轮式做功机构。

所述活塞气缸机构设为对置活塞气缸机构，所述进气门设为设置在气缸壁上的扫气进气口，所述排气门设为设置在气缸壁上的扫气排气口，所述供气门和所述气体工质充入门设置在所述气缸壁上，所述供气门和所述气体工质充入门受使所述对置活塞气缸机构按照进气扫气排气压气供气冲程—燃气充气做功冲程二冲程循环模式工作的凸轮式二冲程缸外供气充气通道后上止点正时控制系统控制。

所述供气充气通道后上止点正时控制系统设为四冲程缸外供气充气通道后上止点正时控制系统、四冲程缸内供气充气通道后上止点正时控制系统、四冲程缸内外供气充气通道后上止点正时控制系统、四冲程缸混内供气充气通道后上止点正时控制系统、二冲程缸外供气充气通道后上止点正时控制系统、二冲程缸内供气充气通道后上止点正时控制系统、二冲程缸内外供气充气通道后上止点正时控制系统、二冲程缸混内供气充气通道后上止点正时控制系统、二冲程短压程缸外供气充气通道后上止点正时控制系统、二冲程短压程缸内供气充气通道后上止点正时控制系统、二冲程短压程缸内外供气充气通道后上止点正时控制系统、二冲程短压程缸混内供气充气通道后上止点正时控制系统或二冲程外开气门供气充气通道后上止点正时控制系统。

在所述气体工质充入门和所述工质腔之间设供气充气动力阀。

根据所述门控同缸U流活塞热动力系统的工况需求，调整所述供气充气通道后上止点正时控制系统对所述气体工质充入门的控制模式，使所述气体工质充入门在两个循环以上的时间间隔内处于关闭状态。

所述门控同缸U流活塞热动力系统还包括外燃工质发生器、蒸汽充入门和蒸汽排出门；所述工质腔设为连续燃烧室，所述连续燃烧室与所述外燃工质发生器传热连接，所述外燃工质发生器经所述蒸汽充入门与所述气缸连通，所述气缸经所述蒸汽排出门与蒸汽排出通道连通。