[其他]一套多种新型活塞式节能发动机组合设计方案

说明书

本发明是涉及内燃机和蒸汽机减少排气能量损失、提高效率的一项多种新型活塞式节能发动机组合设计方案，它由曲轴机构图1〔1-15〕、机腔图4〔16-21〕、燃油泵图5〔22-43〕、换热器图6〔44-48〕、Ⅰ型缸图7〔49-60〕、Ⅱ型缸图10〔61-71〕和压缩器图14〔72-88〕组成。使用本方案能产生以Ⅰ型缸〔49-60〕为特征的外燃发动机，如实施例图15及本说明书第5页;或以Ⅱ型缸〔61-71〕为特征的内燃发动机，如实施例图16及本说明书第7页;或者以多个Ⅰ型缸〔49-60〕为特征的蒸汽发动机，如实施例图17及本说明书第9页;以及以压缩器〔72-88〕为特征的气体压缩机等。

一、曲轴机构

曲轴机构图1，是使活塞的往复运动变为旋转运动作功的部件。它主要由前轴1、主连杆2-9、副连杆10、联轴器11、滑油喷枪12、平衡器13、起动齿轮14和后轴15组成。本机构有两套连杆，每套连杆由一个主连杆和五个副连杆组成。主连杆附图2，由衬套3、总承4、销挡5、轴衬6、连杆销7、销芯8和紧固挡9组成。而副连杆附图3，它的大头和活塞连接;而小头和主连杆的总承连接。

二、机腔

机腔附图4，是安装曲轴机构和气缸以及其它零部件的机体。它由轴承盖16、前腔17、中腔18、后腔19、轴承盖20和螺栓21装配而成，并且具有油泵的安装孔②、滑油输出孔③、滑油输入孔④、机座安装孔⑤、在气缸安装孔①的周围还有安装气缸的螺孔（图中未画）。

三、燃油泵

燃油泵附图5，是一种特制的单体泵，它是利用柱塞30的往复运动将燃油从泵咀43吸入泵腔后经过泵咀41供给气缸燃烧作功的部件。它的零件27、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40和41等均采用柴油机高压泵的标准件装配而成，只有传动柱22、销钉23、限位架24、泵体25、安装螺母26、顶丝28、高压垫42和泵咀43是配制的。

四、换热器

换热器附图6，是实现加热和冷却的一种设备，在这种设备里热量能够从一种介质传递给另一种介质。所以，为了使热机排气的大部分热量能够循环利用，暂为一种新型热机设计一种圆住形、旋流程、逆流式的换热器。它主要由稳流室44、换热缸45、换热管46、保热层47和保护壳48组成。工作时，热流体从入口①进入通过螺旋式流程从出口②流出。而冷流体从入口③进入通过换热管46从出口④输出。

五、Ⅰ型缸

Ⅰ型缸附图7，是利用外部形成的高压气体在本缸膨胀活塞运动作功的部件。它由弹簧49、排气阀50、缸体51、气门腔52、充气室53、腔盖54、管路55、小活塞56、气门57、气门咀58和活塞59组成。

假如将本缸用在一种新型蒸汽机上，利用活塞销60通过连杆驱动曲轴旋转运行。从活塞59随着曲轴运行至上死点起叙述它的原理。

当活塞59随着曲轴自下而上运行到上死点时（如图7），活塞59的顶面将气门57顶开高压蒸汽充入气缸，活塞59开始在充流等压汽体膨胀地推动下向下运动。当活塞59的顶面运行逾过导气孔⑨时（如图8），缸内部分汽体从导气孔⑨通过管路55进入活塞腔⑦，小活塞56连同气门57被汽体膨胀而下行将气门咀58堵塞使气体绝流，活塞59开始在绝流绝热汽体膨胀的状态下运行。当活塞59运行到下死点时（如图9），膨胀过程终了的乏汽首先从排气孔①、排气道②、排气口③排出，缸内汽压下降、排气阀50被弹簧49弹起将排气孔④开放。进而活塞59随着曲轴往上运行排汽，当活塞59侧面将排气孔④封闭之后，残留在缸内的乏汽在活塞59的压缩下，通过导气孔⑥使排气阀50将排气孔④关闭（参见图8）。进而至附图7所示。

综上所述，Ⅰ型缸在运行的过程中。存在着充流等压汽体膨胀V₁与绝流绝热汽体膨胀V₂的膨胀比。V₂比V₁越大，对于气体膨胀的特性发挥的作用越大，而蒸汽机的效率也就越高，但蒸汽机功率就越低。因此，对于膨胀比的确定：一是取决于供汽压力高低;二是在满足蒸汽机功率指标的前提下，尽可能缩小V1。也就是说，缩小缸壁上的导气孔⑨至缸底面之间的距离。

六、Ⅱ型缸

Ⅱ型缸附图10，是利用外部形成的高温压缩空气在本缸与燃油混合燃烧形成高温高压燃气膨胀活塞运动作功的部件。它主要由弹簧61、排气阀62、缸体63、气门腔64、气门塞65、气门咀66喷油器67、活塞68、涨圈69、活塞销70和火花塞71等组成。