[发明专利]一种集成式自增压变压缩比发动机

说明书

本发明的集成式自增压变压缩比发动机，以“双缸对置四冲程往复活塞式自增压发动机”为基础，集成了自增压技术，换热器，变压缩比活塞和废气、蒸汽涡轮，它有发动机和废气蒸汽涡轮两套动力输出系统。它采用变压缩比活塞和储能技术，使汽油机、柴油机均可采用较高的压缩比，实现压燃，比现有的可变压缩比技术有更高的循环效率。它利用废气和蒸汽涡轮，回收利用废气和发动机循环冷却水中含储的能量，用以发电，成为第二动力，使发动机在升功率获得重大突破，可望提高一倍的基础上，使热效率也获得重大突破，可望达到60％以上。它的使用成本低廉，是人们实现动力飞行在天地间自由畅行的首选动力。

所属技术领域：

本发明的发动机，是以“双缸对置四冲程往复活塞式自增压发动机(专利申请号：2018107743516)”为基础，拓展成为本发明的《一种集成式自增压变压缩比发动机》。

背景技术：

双缸对置自增压发动机，由于对置双缸共一个曲拐，又无活塞销和活塞裙，所以结构紧凑，比重量轻。用做战车和普通运载工具的动力，除了更便于安装和扩大承载空间外，自身重量的减轻等于是直接降低油耗，降低使用成本。它的自增压技术，使升功率获得重大突破，随进气量的增加而倍增。它以进气量大为基础，改变燃烧模式和燃烧质量，使整个燃烧过程更加干净彻底，燃油耗和排污值更低。它用全密封原理取代传统的活塞，活塞环对气缸的节流式密封原理，彻底消除了第一环开口处存在的干摩擦和半干摩擦现象，不仅显著地提高了发动机的做功能力，而且因为活塞泄漏的高温高压燃气，是机油最大污染源，因此，减少活塞泄漏量，不仅润滑质量更好，还能大幅度延长机油的使用和更换周期。它用直接在缸壁上形成油膜润滑取代传统的飞溅润滑，不仅减少了活塞组的运行阻力，而且可以优化油膜厚度，总的机油耗和颗粒物大幅降低。它的自增压方式，便于采用多元燃烧，勿需添加剂和预混合，就可直接参烧甲醇、乙醇、生物柴油等多种燃料，为走自然平衡之路，彻底解决内燃机CO₂排放量大的问题提供了技术支撑。但是，压燃式汽油机、增压机，特别是自增压机属高增压机，在增压或压燃后最大燃烧压力将大幅提高，这是自增压机必须妥善解决的技术问题。目前，有多种降低最大燃烧压力的办法，例如中冷、降低增压气体的温度，延迟进气门的关闭时间。活塞的压缩行程小于膨胀行程......。这些办法的不足之处有的是增大了总体结构，有的是工质流失或吸入量减少，不能充分发挥工质的做功效能；有的是改变气门的启闭和活塞的行程，结构复杂化，而最大的不足是增压度变大时，没有与之匹配的最大功率输出。

发明内容：

本发明的发动机，是以“双缸对置四冲程往复活塞式自增压发动机”为基础，在传承其已有技术优势的基础上，更多地集成了现有内燃发动机的多个先进技术和理念，拓展成为本发明的《一种集成式自增压变压缩比发动机》。

通过背景技术分析，针对现有发动机和已有技术存在的上述不足，本发明的集成式自增压变压缩比发动机采用的第一个技术方案是采用一种可变压缩比的组合活塞(专利申请号：202010253055.9)在不改变活塞排量的前提下，适时改变燃烧室的容积，从一个设定的较高压缩比，变成一个与即时工况相匹配的较低压缩比，从而达到调控最大燃烧压力的目的。二是针对自增压机增压后燃烧的燃料更多，通过冷却水和排气带走的总热量更大，并且这两个部分带走的能量占总的发热量的60％左右，其绝对值又大大高于自然吸气发动机的具体情况，本发明的发动机所采用的第二个技术方案就是利用废气涡轮和蒸汽涡轮，回收利用冷却水和排气中所含的能量，一、直接与发动机并联，提高最大输出功率。二、推动发电机发电，是发动机外的第二动力。如电力足够大，可以直接驱动汽车的前桥或后桥。如电力不足，则可以带动水泵、油泵、空调等附属设施，增加主机的输出功率。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1为本发明的《一种集成式自增压变压缩比发动机》的正面示意图，表达变压缩比活塞2和4个对称分布的与活塞联动的蒸汽增压柱塞3在“双缸对置四冲程往复活塞式自增压发动机”上的安装位置。