[发明专利]一种变循环发动机

说明书

本发明公布了一种变循环发动机，包括燃烧缸、冷却缸、燃烧缸燃烧室、燃烧汽缸活塞、冷却缸活塞、尾气排气机构、回热腔、曲柄连杆动力输出轴、尾气排气门、冷却缸燃烧室、冷却缸进气门、冷却缸循环气门、燃烧缸循环气门、燃烧缸进气门、散热腔。燃烧缸配有循环气门控制与回热腔的气体循环，冷却缸配有循环气门控制与散热腔的气体循环。在靠近散热腔的地方装有尾气排气机构，回热腔中装有尾气净化装置和回热器，发动机以变循环工作模式循环做功。发动机有五个做功冲程，在第五冲程、第六冲程变为斯特林循环模式膨胀做功，充分利用了燃气工质的剩余能量，提高了发动机的效率。

技术领域

本发明属于一种机械装置。具体涉及一种双缸内燃机的动力机械装置。

背景技术

内燃机是一种通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换成动力的热力发动机。以活塞式内燃机最为普遍。活塞式内燃机将燃料与空气混合，在其汽缸内燃烧，释放出热能使汽缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞做功，再通过曲柄连杆机构将机械功输出，驱动从动机械工作。活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程叫一个冲程。普通内燃机大多为四冲程内燃机。它分为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。主要有四冲程奥托循环模式的汽油机和四冲程迪塞尔循环模式的柴油机两种。

随着世界能源危机的日益严重，环境污染更加恶劣，为了减少温室气体排放，提高能源生产使用效率，对内燃机的节能与环保性能方面提出越来越严格的要求。现有内燃机工作时，燃料在汽缸内放出的总热量，汽油机最多只有38%能转变为机械功，柴油机最多只有45%能转变为机械功。其它部分均以不同的热传递方式最终流失在发动机之外了。这部分消失的热量一般包括传递给冷却介质的热量、排气损失的热量、辐射损失的热量。改善汽缸的热力指标，就能提高内燃机的热效率。

发明内容

本发明的目的是，提供一种具有变循环模式的内燃机，提高热效率，有效减少石油供应紧张的压力，缓解二氧化碳排放带来的环境压力。

本发明的技术方案是一种变循环发动机，包括燃烧缸、冷却缸、燃烧缸燃烧室、燃烧汽缸活塞、冷却缸活塞、尾气排气机构、回热腔、曲柄连杆动力输出轴、尾气排气门、冷却缸燃烧室、冷却缸进气门、冷却缸循环气门、燃烧缸循环气门、燃烧缸进气门、散热腔。排气机构配有排气门，消声器。燃烧缸和冷却缸都配有燃烧室，燃烧缸配有循环气门控制与回热腔的气体循环，冷却缸配有循环气门控制与散热腔的气体循环。燃烧缸通过一体化回热腔散热腔与冷却缸相连通，燃烧缸没有尾气排气机构，在靠近散热腔的地方装有尾气排气机构，回热腔中装有尾气净化装置和回热器，为了简化计算和说明，本发动机的冲程概念为两个缸加起来运动一个汽缸行程距离，发动机以变循环工作模式循环做功。

第一冲程阶段，燃烧汽缸活塞在上止点向下运行，燃烧缸进气门关闭，燃烧缸循环气门关闭，燃烧缸上燃烧室内的高压混合燃料气点火燃烧，膨胀做功。冷却缸循环气门关闭，冷却缸进气门关闭，同时冷却缸活塞在上止点下向上运行，压缩冷却缸混合燃料气。

第二冲程阶段，燃烧汽缸活塞在下止点上向下运行，燃气工质膨胀做功，燃烧缸进气门关闭，燃烧缸循环气门打开，燃烧缸内的做功后的高温高压燃气通过回热腔对燃气工质换热。冷却缸进气门关闭，冷却缸循环气门关闭，冷却缸活塞在上止点向下运行，冷却缸燃烧室内的高压混合燃料气点火燃烧，膨胀做功。

第三冲程阶段，燃烧汽缸活塞在下止点向上运行，燃烧缸进气门关闭，燃烧缸循环气门打开，燃烧缸内的做功后的高温高压燃气通过回热腔对燃气工质换热。冷却缸进气门关闭，冷却缸循环气门打开，冷却缸活塞在下止点上向下运行，燃烧缸内的燃气工质经过回热腔散热腔后与冷却缸的燃气工质混合，膨胀做功。

第四冲程阶段，燃烧汽缸活塞在上止点下向上运行，燃烧缸进气门关闭，燃烧缸循环气门打开，燃烧缸内的燃气工质通过回热腔散热腔换热收缩。冷却缸进气门关闭，冷却缸循环气门打开，冷却缸活塞在下止点向上运行，冷却缸的燃气工质冷却收缩。