CN214366211U - 空气混合动力均质燃烧二级膨胀发动机*** - Google Patents
空气混合动力均质燃烧二级膨胀发动机*** Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种空气混合动力均质燃烧二级膨胀发动机***,包括低压缸、高压缸、高压空气罐、稳压室,低压缸连接低压缸进气道和低压缸排气道,高压缸连接高压缸进气道,低压缸和高压缸之间连接废气气道,高压空气罐一端口连接低压缸,另一端口连接稳压室,稳压室另一端口连接高压缸。本实用新型可以根据发动机的运行工况需求切换工作模式,以达到节能减排的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机领域,更具体的说,是涉及一种空气混合动力均质燃烧二级膨胀发动机***。
背景技术
空气动力发动机以压缩空气为动力来源,可以实现零排放,在低速时性能良好,呈现出低速大扭矩的特点。但受高压空气罐容量的影响,空气动力发动机续航能力较差,且其在中高速工况下性能欠佳。燃油动力发动机续航能力好,在中高速时燃油经济性较高。但在怠速、启动和加速时,燃油消耗多,且大量的能量随废气排出无法被有效利用。
实用新型内容
考虑到上述两种发动机的局限性,本实用新型提出一种空气混合动力均质燃烧二级膨胀发动机***,可以根据发动机的运行工况需求切换工作模式,以达到节能减排的目的。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
本实用新型空气混合动力均质燃烧二级膨胀发动机***,包括低压缸、高压缸、高压空气罐和稳压室,所述低压缸连接有低压缸进气道和低压缸排气道,所述高压缸连接有高压缸进气道,所述低压缸和高压缸之间连接有废气气道;所述高压空气罐一端口通过一号高压空气气道连接低压缸,另一端口通过连通管连接稳压室;所述稳压室一端口通过二号高压空气气道连接高压缸,另一端口通过连通管连接稳压室,所述二号高压空气气道中设置有喷油器;
其中,所述低压缸进气道与低压缸连接处设置有一号气门,所述低压缸排气道与低压缸连接处设置有二号气门,所述废气气道与低压缸连接处设置有三号气门,所述一号高压空气气道与低压缸连接处设置有四号气门,所述高压缸进气道与高压缸连接处设置有五号气门。
所述连通管上设置有减压阀。
与现有技术相比,本实用新型的技术方案所带来的有益效果是:
本实用新型结合空气动力发动机和燃油发动机的优点,可以根据不同工况需求灵活调整工作模式。
(1)本实用新型中低压缸可以作为压缩机工作,弥补了空气动力发动机续航能力差的缺点;
(2)本实用新型中低压缸可以对废气进行二次膨胀,减少了废气排放的能量损耗;
(3)本实用新型在燃油经济性低的工况使用空气动力耦合,可以有效节约燃料,节能减排;
(4)本实用新型中高压缸采用均质渐近燃烧,通过逐渐供应均质燃料来控制燃烧过程,实现低排放、高效率;
附图说明
图1是本实用新型发动机***示意图。
附图标记:1-低压缸进气道;2-低压缸排气道;3-废气气道;4-一号高压空气气道;5-二号高压空气气道;6-高压缸进气道;7-高压空气罐;8-喷油器;9-低压缸;10-高压缸;11-连通管;12-稳压室;13-减压阀。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
如图1所示,本实用新型空气混合动力均质燃烧二级膨胀发动机***,包括低压缸9、高压缸10、高压空气罐7和稳压室12,所述低压缸9和高压缸10内均设置有活塞。
所述低压缸9连接有低压缸进气道1和低压缸排气道2,所述低压缸进气道1和低压缸排气道2分别与进气***、排气***连接。所述高压缸10连接有高压缸进气道6,所述高压缸进气道6与进气***连接。所述低压缸9和高压缸10之间连接有废气气道3。所述高压空气罐7一端口通过一号高压空气气道4连接低压缸9,另一端口通过连通管11连接稳压室12;所述稳压室12一端口通过二号高压空气气道5连接高压缸10,另一端口通过连通管11连接稳压室12,所述二号高压空气气道5中设置有喷油器8。所述连通管11上设置有减压阀13,通过减压阀13的开、关,调节稳压室12内压强。
其中,所述低压缸进气道1与低压缸9连接处设置有一号气门,所述低压缸排气道2与低压缸9连接处设置有二号气门,所述废气气道3与低压缸9连接处设置有三号气门,所述一号高压空气气道4与低压缸9连接处设置有四号气门,所述高压缸进气道6与高压缸10连接处设置有五号气门。
本实用新型空气混合动力均质燃烧二级膨胀发动机***的控制方法,包括以下四种工作模式:
空气动力模式:在起步阶段,高压缸10不工作,低压缸9作为二冲程空气动力发动机工作,由高压空气罐7内的空气作为动力。进气时,一号气门、二号气门、三号气门均关闭,四号气门打开,高压空气罐7内的空气流出经一号高压空气气道4后进入低压缸9做功。排气时,一号气门和三号气门保持关闭,四号气门关闭,二号气门打开,低压缸9内做功后的空气由低压缸排气道2排出。工作模式如表1所示:
表1
曲轴转角(℃A) | 0 | 180 |
低压缸 | 做功 | 排气 |
气动泵模式:在制动、车辆减速、下坡时,高压缸10不工作,低压缸9作为空气压缩机工作,经低压缸进气道1吸入的空气压缩进高压空气罐7。进气时,二号气门、三号气门、四号气门均关闭,一号气门打开,空气由低压缸进气道1进入低压缸9后被压缩。排气时,二号气门和三号气门保持关闭,一号气门关闭,四号气门打开,低压缸9内压缩后的空气由一号高压空气气道4进入高压空气罐7。工作模式如表2所示:
表2
曲轴转角(℃A) | 0 | 180 |
低压缸 | 进气 | 压缩 |
正常工作模式:车辆正常行驶时,低压缸9作为空气压缩机和二次膨胀缸工作,高压缸10作为均质渐进燃烧四冲程发动机工作。
对于低压缸9来说,首先,二号气门、三号气门、四号气门均关闭,一号气门打开,空气由低压缸进气道1进入低压缸9后被压缩,然后,二号气门和三号气门保持关闭,一号气门关闭,四号气门打开,低压缸9内被压缩的空气经一号高压空气气道4进入高压空气罐7。下一冲程,一号气门、二号气门、四号气门关闭,三号气门打开,高压缸10内的废气经废气气道3流入低压缸9进行二次膨胀,随后,一号气门、三号气门、四号气门关闭,二号气门打开,低压缸9内二次膨胀后的废气从低压缸排气道2排出。
对于高压缸10来说,首先,三号气门关闭,五号气门打开,空气由高压缸进气道6流入高压缸10后被压缩,然后,三号气门和五号气门关闭,压缩后的空气经二号高压空气气道5进入稳压室12,在高压缸10内的活塞到达上止点之后开始燃烧冲程(一次膨胀),三号气门和五号气门保持关闭,稳压室12内被压缩的气体经二号高压空气气道5流入高压缸10,此时喷油器8开始喷油,在压缩空气的作用下形成均质混合气并开始燃烧,下一冲程,五号气门保持关闭,三号气门打开,废气经废气气道3从高压缸10流入低压缸9。工作模式如表3所示:
表3
曲轴转角(℃A) | 0 | 180 | 360 | 540 |
低压缸 | 进气 | 压缩 | 二次膨胀 | 排气 |
高压缸 | 压缩 | 一次膨胀 | 排气 | 进气 |
并联模式(也称加速模式):车辆加速、高负荷运行时,低压缸9作为空气动力发动机和二次膨胀缸工作,高压缸10作为均质渐进燃烧四冲程发动机工作。
对于低压缸9来说,一号气门、二号气门、三号气门关闭,四号气门打开,高压空气罐7内的空气流出经一号高压空气气道4进入低压缸9做功,之后,一号气门、三号气门保持关闭,四号气门关闭,二号气门打开,低压缸9内做功后的空气从低压缸排气道2排出。下一冲程,一号气门、二号气门、四号气门关闭,三号气门打开,高压缸10内的废气经废气气道3流入低压缸9进行二次膨胀,随后,一号气门、三号气门、四号气门关闭,二号气门打开,低压缸9内二次膨胀后的废气从低压缸排气道2排出。
对于高压缸10来说,首先,三号气门关闭,五号气门打开,空气由高压缸进气道6流入高压缸10后被压缩,然后,三号气门和五号气门关闭,压缩后的空气经二号高压空气气道5进入稳压室12,在高压缸10内的活塞到达上止点之后开始燃烧冲程,三号气门和五号气门保持关闭,稳压室12内被压缩的气体经二号高压空气气道5流入高压缸10,此时喷油器8开始喷油,在压缩空气的作用下形成均质混合气并开始燃烧,下一冲程,五号气门保持关闭,三号气门打开,废气经废气气道3从高压缸10流入低压缸9。工作模式如表4所示:
表4
曲轴转角(℃A) | 0 | 180 | 360 | 540 |
低压缸 | 做功 | 排气 | 二次膨胀 | 排气 |
高压缸 | 压缩 | 一次膨胀 | 排气 | 进气 |
尽管上面结合附图对本实用新型的功能及工作过程进行了描述,但本实用新型并不局限于上述的具体功能和工作过程,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下,在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本实用新型的保护之内。
Claims (2)
1.一种空气混合动力均质燃烧二级膨胀发动机***,其特征在于,包括低压缸(9)、高压缸(10)、高压空气罐(7)和稳压室(12),所述低压缸(9)连接有低压缸进气道(1)和低压缸排气道(2),所述高压缸(10)连接有高压缸进气道(6),所述低压缸(9)和高压缸(10)之间连接有废气气道(3);所述高压空气罐(7)一端口通过一号高压空气气道(4)连接低压缸(9),另一端口通过连通管(11)连接稳压室(12);所述稳压室(12)一端口通过二号高压空气气道(5)连接高压缸(10),另一端口通过连通管(11)连接稳压室(12),所述二号高压空气气道(5)中设置有喷油器(8);
其中,所述低压缸进气道(1)与低压缸(9)连接处设置有一号气门,所述低压缸排气道(2)与低压缸(9)连接处设置有二号气门,所述废气气道(3)与低压缸(9)连接处设置有三号气门,所述一号高压空气气道(4)与低压缸(9)连接处设置有四号气门,所述高压缸进气道(6)与高压缸(10)连接处设置有五号气门。
2.根据权利要求1所述的空气混合动力均质燃烧二级膨胀发动机***,其特征在于,所述连通管(11)上设置有减压阀(13)。
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CN202120351609.9U CN214366211U (zh) | 2021-02-08 | 2021-02-08 | 空气混合动力均质燃烧二级膨胀发动机*** |
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CN112814742A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-05-18 | 天津大学 | 空气混合动力均质燃烧二级膨胀发动机***及控制方法 |
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- 2021-02-08 CN CN202120351609.9U patent/CN214366211U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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CN112814742A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-05-18 | 天津大学 | 空气混合动力均质燃烧二级膨胀发动机***及控制方法 |
CN112814742B (zh) * | 2021-02-08 | 2023-10-31 | 天津大学 | 空气混合动力均质燃烧二级膨胀发动机***及控制方法 |
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