專利名稱：高壓充氣爆排發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及熱能與動力領域，尤其是一種發(fā)動機。
背景技術(shù)：
為了大幅度提高發(fā)動機的效率就必須大幅度提高內(nèi)燃機的工作壓力(即爆壓)，然而傳統(tǒng)內(nèi)燃機的工質(zhì)最高壓力一般僅有IOMPa到20MPa左右。因此，需要發(fā)明一種最高工作壓力遠大于傳統(tǒng)內(nèi)燃機的最高工作壓力的新型發(fā)動機。

實用新型內(nèi)容為了解決上述問題，本實用新型提出的技術(shù)方案如下 一種高壓充氣爆排發(fā)動機,包括大徑活塞壓氣機、大徑活塞做功機構(gòu)和小徑活塞發(fā)動機，所述大徑活塞壓氣機的供氣口經(jīng)大徑活塞壓氣機供氣通道與所述小徑活塞發(fā)動機的充氣口連通，所述小徑活塞發(fā)動機的排氣口與所述大徑活塞做功機構(gòu)的充氣口連通，所述小徑活塞發(fā)動機的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞發(fā)動機的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機的活塞直徑，所述小徑活塞發(fā)動機的活塞直徑小于所述大徑活塞做功機構(gòu)的活塞直徑。所述小徑活塞發(fā)動機的氣缸與工質(zhì)腔連通，在所述工質(zhì)腔和所述氣缸之間設供氣充氣門，所述供氣充氣門受供氣充氣控制機構(gòu)控制。所述大徑活塞壓氣機和/或所述大徑活塞做功機構(gòu)和/或所述小徑活塞發(fā)動機設為對直活塞氣缸機構(gòu)。所述大徑活塞壓氣機、所述小徑活塞壓氣機、所述大徑活塞做功機構(gòu)和所述小徑活塞爆排發(fā)動機與同一曲軸連接。一種高壓充氣爆排發(fā)動機,包括大徑活塞壓氣機、小徑活塞壓氣機、大徑活塞做功機構(gòu)和小徑活塞爆排發(fā)動機，所述大徑活塞壓氣機的供氣口與所述小徑活塞壓氣機的進氣口連通，所述小徑活塞壓氣機的供氣口與所述小徑活塞爆排發(fā)動機的充氣口連通，所述小徑活塞爆排發(fā)動機的排氣口與所述大徑活塞做功機構(gòu)的充氣口連通，所述小徑活塞爆排發(fā)動機的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞爆排發(fā)動機的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機的活塞直徑，所述小徑活塞爆排發(fā)動機的活塞直徑小于所述大徑活塞做功機構(gòu)的活塞直徑，所述小徑活塞壓氣機的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機的活塞直徑，所述小徑活塞壓氣機的活塞直徑小于所述大徑活塞做功機構(gòu)的活塞直徑。所述大徑活塞壓氣機和/或所述小徑活塞壓氣機和/或所述大徑活塞做功機構(gòu)和/或所述小徑活塞爆排發(fā)動機設為對置活塞氣缸機構(gòu)。所述大徑活塞壓氣機、所述小徑活塞壓氣機、所述大徑活塞做功機構(gòu)和所述小徑活塞爆排發(fā)動機與同一曲軸連接。一種高壓充氣爆排發(fā)動機,包括大徑活塞壓氣機、小徑活塞壓氣機、大徑活塞做功機構(gòu)和小徑活塞做功機構(gòu)，所述大徑活塞壓氣機的供氣口經(jīng)大徑活塞壓氣機供氣通道與所述小徑活塞壓氣機的進氣口連通，所述小徑活塞壓氣機的供氣口經(jīng)小徑活塞壓氣機供氣通道與燃燒室的工質(zhì)入口連通，所述燃燒室的工質(zhì)出口與所述小徑活塞做功機構(gòu)的充氣口連通，所述小徑活塞做功機構(gòu)的排氣口與所述大徑活塞做功機構(gòu)的充氣口連通，所述燃燒室的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞做功機構(gòu)的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機的活塞直徑，所述小徑活塞做功機構(gòu)的活塞直徑小于所述大徑活塞做功機構(gòu)的活塞直徑，所述小徑活塞壓氣機的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機的活塞直徑，所述小徑活塞壓氣機的活塞直徑小于所述大徑活塞做功機構(gòu)的活塞直徑。所述大徑活塞壓氣機和/或所述小徑活塞壓氣機和/或所述大徑活塞做功機構(gòu)和/或所述小徑活塞做功機構(gòu)設為對置活塞氣缸機構(gòu)。所述大徑活塞壓氣機、所述小徑活塞壓氣機、所述大徑活塞做功機構(gòu)和所述小徑活塞做功機構(gòu)與同一曲軸連接。在所述小徑活塞壓氣機上設冷卻器。 在所述小徑活塞壓氣機的小徑活塞壓氣機供氣通道上設膨脹劑入口。在所述小徑活塞壓氣機上設排氣門，所述小徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣余隙氣體放出沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述小徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述小徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述小徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。在所述小徑活塞壓氣機上設排氣門和燃料入口，所述小徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述小徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述小徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。在所述大徑活塞壓氣機的進氣道上設葉輪壓氣機。在所述葉輪壓氣機和所述大徑活塞壓氣機之間設冷卻器。在所述大徑活塞做功機構(gòu)的排氣道上設動力葉輪機構(gòu)。在所述大徑活塞壓氣機上，和/或在所述大徑活塞壓氣機的大徑活塞壓氣機供氣通道上設冷卻器。在所述大徑活塞壓氣機上設排氣門，所述大徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣余隙氣體放出沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。在所述大徑活塞壓氣機上設排氣門和燃料入口，所述大徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。一種高壓充氣爆排發(fā)動機，包括大徑活塞壓氣機和小徑活塞發(fā)動機，在所述大徑活塞壓氣機上設進氣門、供氣充氣門和排氣門，在所述小徑活塞發(fā)動機設發(fā)動機進排共用氣門，所述大徑活塞壓氣機的氣缸依次經(jīng)所述供氣充氣門、供氣排氣通道和所述發(fā)動機進排共用氣門與所述小徑活塞發(fā)動機的氣缸連通，所述小徑活塞發(fā)動機的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞發(fā)動機的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機的活塞直徑。在所述供氣排氣通道上設儲氣罐。一種高壓充氣爆排發(fā)動機，包括大徑活塞壓氣機和小徑活塞發(fā)動機，在所述大徑活塞壓氣機上設進氣門、供氣門、充氣門和排氣門，在所述小徑活塞發(fā)動機設發(fā)動機進氣門和發(fā)動機排氣門，所述大徑活塞壓氣機的氣缸依次經(jīng)所述供氣門、供氣通道和所述發(fā)動機進氣門與所述小徑活塞發(fā)動機的氣缸連通，所述小徑活塞發(fā)動機的氣缸依次經(jīng)所述發(fā)動機排氣門、排氣通道和所述充氣門與所述大徑活塞壓氣機的氣缸連通，所述小徑活塞發(fā)動機的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞發(fā)動機的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機的活塞直徑。在所述供氣通道上儲氣罐，和/或在所述排氣通道上儲氣罐。一種高壓充氣爆排發(fā)動機，包括大徑活塞壓氣機和小徑活塞發(fā)動機，在所述大徑·活塞壓氣機上設進氣門、供氣充氣門和排氣門，所述大徑活塞壓氣機的氣缸經(jīng)所述供氣充氣門與所述小徑活塞發(fā)動機的氣缸連通，所述小徑活塞發(fā)動機的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞發(fā)動機的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機的活塞直徑。一種高壓充氣爆排發(fā)動機，包括大徑活塞壓氣機和小徑活塞發(fā)動機，在所述大徑活塞壓氣機上設進氣門、供氣門、充氣門和排氣門，所述大徑活塞壓氣機的氣缸經(jīng)所述供氣門與所述小徑活塞發(fā)動機的氣缸連通，所述小徑活塞發(fā)動機的氣缸所述充氣門與所述大徑活塞壓氣機的氣缸連通，所述小徑活塞發(fā)動機的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞發(fā)動機的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機的活塞直徑。所述大徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一充氣做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。在所述大徑活塞壓氣機上設燃料入口，所述大徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機受正時控制機構(gòu)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。[0032]一種提高所述高壓充氣爆排發(fā)動機效率和環(huán)保性的方法，調(diào)整即將開始做功的氣體工質(zhì)的溫度到2000K以下，調(diào)整即將開始做功的氣體工質(zhì)的壓力到15MPa以上，使即將開始做功的氣體工質(zhì)的溫度和壓力符合類絕熱關系。本實用新型的原理是將壓力較低的空氣(或其他含氧氣體)用缸徑較大的活塞壓氣機進行壓縮，或再將被壓縮后的氣體導入缸徑較小的活塞壓氣機進行進一步壓縮，使壓力達到超越目前內(nèi)燃機壓縮沖程完了時的壓力，使壓縮過程完了的空氣與燃料發(fā)生燃燒化學反應形成高溫高壓工質(zhì)，再使這一高溫高壓工質(zhì)在缸徑較小的活塞氣缸機構(gòu)中膨脹做功降壓，膨脹做功降壓后的工質(zhì)再進入缸徑較大的活塞氣缸機構(gòu)中進一步膨脹做功降壓。本實用新型中，所述高壓充氣爆排發(fā)動機的工作壓力與所述小徑活塞發(fā)動機或所述燃燒室的承壓能力相吻合。本實用新型中，所公開的高壓充氣爆排發(fā)動機改變氣缸直徑的目的是為了利用直 徑較小的活塞氣缸機構(gòu)的承壓能力大的優(yōu)勢，使發(fā)動機的爆壓(或燃料在燃燒室內(nèi)發(fā)生燃燒化學反應時的壓力)得以大幅度提聞，最終實現(xiàn)提聞效率的目的。本實用新型所公開的高壓充氣爆排發(fā)動機中的所述小徑發(fā)動機可以是四沖程發(fā)動機，也可以是二沖程發(fā)動機。本實用新型中，所謂冷卻器是指對氣體進行降溫的裝置，可以是散熱器，也可以是以降溫為目的的熱交換器，還可以是混合式冷卻器；所謂混合式冷卻器是指將溫度較低的膨脹劑與高溫高壓氣體混合使高溫高壓氣體降溫的裝置。本實用新型所謂的爆排發(fā)動機是指由燃燒室和膨脹做功機構(gòu)(即做功機構(gòu))構(gòu)成的，只進行燃燒爆炸做功過程(含燃燒爆炸做功沖程)和排氣過程，不包含吸氣過程和壓縮過程的熱動力系統(tǒng)(即將熱轉(zhuǎn)換成功的系統(tǒng))，這種熱動力系統(tǒng)中原工質(zhì)(即燃燒前的工質(zhì))是以充入的方式而不是吸入的方式進入燃燒室的；燃燒室與膨脹做功機構(gòu)(即做功機構(gòu))可以直接連通，也可以將燃燒室設置在膨脹做功機構(gòu)內(nèi)(如將燃燒室設置在氣缸活塞機構(gòu)的氣缸內(nèi)的結(jié)構(gòu))，還可以將燃燒室經(jīng)控制閥與膨脹做功機構(gòu)連通；在將燃燒室經(jīng)控制閥與膨脹做功機構(gòu)連通的結(jié)構(gòu)中，為了充分高效燃燒，可以使燃燒室處于連續(xù)燃燒狀態(tài)，也可以使燃燒室處于間歇燃燒狀態(tài)；一個燃燒室可以對應一個膨脹做功機構(gòu)，一個燃燒室也可以對應兩個或兩個以上的膨脹做功機構(gòu)；做功機構(gòu)可以是活塞式膨脹做功機構(gòu)(含轉(zhuǎn)子式膨脹做功機構(gòu))，還可以是透平式膨脹做功機構(gòu)(即葉輪式做功機構(gòu))，所謂的膨脹做功機構(gòu)是指利用燃燒室的工質(zhì)膨脹對外輸出動力的機構(gòu)；為使這種發(fā)動機正常工作需要在進氣中加入燃料或在燃燒室中噴射燃料，根據(jù)燃料不同，可以采用點燃或壓燃形式。本實用新型中，對于活塞壓氣機，活塞下行吸氣時，進氣門打開，將需要壓縮的氣體吸入氣缸(即活塞運行至下止點)后，進氣門關閉，這一沖程稱為吸氣沖程；活塞上行(即趨近于氣缸蓋)對缸內(nèi)氣體進行壓縮，當壓縮到一定程度時(缸內(nèi)的壓力大于供氣門外部的壓力時)，供氣門打開，缸內(nèi)的氣體經(jīng)供氣門被排出后，供氣門關閉，這一沖程稱為壓氣供氣沖程；當活塞結(jié)束壓氣供氣沖程時，活塞開始下行(即遠離氣缸蓋)利用氣體壓縮機余隙容積內(nèi)的氣體直接做功，這一沖程稱為余隙氣體做功沖程(如果余隙氣體是含氧氣體，此時可向余隙容積內(nèi)噴射燃料使燃料與余隙氣體發(fā)生燃燒化學反應并推動活塞做功，這一沖程稱為余隙氣體燃燒做功沖程，而如果是把小徑活塞發(fā)動機的具有一定壓力的排氣充入所述大徑活塞壓氣機的氣缸繼續(xù)做功而不發(fā)生燃燒化學反應，這一沖程稱為充氣做功沖程，如果發(fā)生燃燒化學反應，則成為充氣燃燒做功沖程)；當活塞結(jié)束余隙氣體做功沖程或余隙氣體燃燒做功沖程時，排氣門打開，活塞開始上行將缸內(nèi)氣體(即做功后的氣體)排出氣缸后，排氣門關閉，這一沖程稱為排氣沖程。此外，在進氣為有壓氣體的前提下(例如經(jīng)葉輪壓氣機壓縮后的氣體以及經(jīng)活塞背部壓縮的氣體(如同二沖程進氣模式))，當活塞處于下止點時，排氣門和進氣門都打開，利用經(jīng)過進氣門進入氣缸的有壓氣體將原存在于氣缸內(nèi)的氣體經(jīng)排氣門以掃氣的形式排出后，排氣門關閉，進氣門也關閉，活塞繼續(xù)上行對缸內(nèi)氣體進行壓縮，隨后供氣門打開進行供氣，直至活塞運行至上止點時，供氣門關閉，這一沖程稱為進氣掃氣壓氣供氣沖程。本實用新型中，所謂進氣門是指連通包絡內(nèi)外的控制進氣的連通通道，包括通道和啟閉結(jié)構(gòu)體，其中，所述啟閉結(jié)構(gòu)體是指控制通道打開或關閉的結(jié)構(gòu)體，所述的結(jié)構(gòu)體是指具有一定結(jié)構(gòu)特征的物體，例如傳統(tǒng)發(fā)動機上的氣門，所謂供氣門是指控制壓縮氣體流出的氣門(相當于傳統(tǒng)活塞式氣體壓縮機的排氣門)，所謂排氣門是指控制膨脹做功后的缸內(nèi)氣體排出的氣門，所謂的供氣門是指控制供氣的氣門，所謂的充氣門是指控制充氣的氣門，所謂的供氣充氣門是指同時具有供氣功能和充氣功能的氣門，即一門兩用；所謂的進排 共用氣門是指同時具有進氣功能和排氣功能的氣門，即一門兩用。本實用新型中，所謂的工質(zhì)腔是指能夠產(chǎn)生高溫高壓氣體工質(zhì)的容器，如能夠進行連續(xù)燃燒的連續(xù)燃燒室等。本實用新型中，所述的活塞式機構(gòu)都可以設置為對置活塞氣缸機構(gòu)；所謂的對置活塞氣缸機構(gòu)是指在一個氣缸內(nèi)對置設置兩個活塞的機構(gòu)，這種機構(gòu)中需要在氣缸壁上設置配氣通道。本實用新型中，所謂的正時控制機構(gòu)是指一切能夠使所述高壓充氣爆排發(fā)動機按照本實用新型所公開的邏輯關系(包括二沖程循環(huán)模式、四沖程循環(huán)模式、六沖程循環(huán)模式)工作的控制裝置、單元或系統(tǒng)，可以是機械控制系統(tǒng)(如凸輪控制機構(gòu))、液壓控制系統(tǒng)、電磁控制系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)，或者它們的各種組合控制系統(tǒng)。本實用新型中，所謂的控制機構(gòu)的功能與上述所述正時控制機構(gòu)的功能和結(jié)構(gòu)相同。本實用新型中，所述大徑活塞壓氣機可以設為兩級或多級活塞壓氣機或多個活塞壓氣機的組合，所述活塞壓氣機的直徑可以設為相等，也可以設為不等；在所述活塞壓氣機的直徑設為不等的結(jié)構(gòu)中，所述活塞壓氣機按照直徑由大到小的順序依次連通，以實現(xiàn)更高的壓氣效率。本實用新型中，所述小徑活塞壓氣機可以設為兩級或多級活塞壓氣機或多個活塞壓氣機的組合，所述活塞壓氣機的直徑可以設為相等，也可以設為不等；在所述活塞壓氣機的直徑設為不等的結(jié)構(gòu)中，所述活塞壓氣機按照直徑由大到小的順序依次連通，以實現(xiàn)更高的壓氣效率。本實用新型中，所謂的燃料入口是指一切能夠?qū)⑷剂蠈胨龈邏撼錃獗虐l(fā)動機系統(tǒng)內(nèi)的開口或裝置，如燃料噴射器、燃料導入閥等。本實用新型中，所謂的葉輪壓氣機是指一切利用葉輪對氣體進行壓縮的裝置，例如渦輪壓氣機等。本實用新型中，所述葉輪動力機構(gòu)可以對所述葉輪壓氣機輸出動力。[0050]本實用新型中，所謂的葉輪動力機構(gòu)是指一切利用氣體流動膨脹對外做功的機構(gòu),例如動力透平、動力渦輪等。本實用新型中，所謂的膨脹劑是指不參與燃燒化學反應起冷卻和調(diào)整做功工質(zhì)摩爾數(shù)并膨脹做功的工質(zhì)，可以是氣體或液體，如水蒸汽、二氧化碳、氦氣、氮氣及水、液體二氧化碳、液氦、液氮、液化空氣等。本實用新型中，所述小徑活塞發(fā)動機的承壓能力大于20MPa、20. 5MPa、2 IMPa, 21.5MPa、22MPa、22. 5MPa、23MPa、23. 5MPa、24MPa、24. 5MPa、25MPa、25. 5MPa、26MPa、26.5MPa、27MPa、27. 5MPa、28MPa、28. 5MPa、29MPa、29. 5MPa、30MPa、30. 5MPa、31MPa、31. 5MPa、32MPa、32. 5MPa、33MPa、33. 5MPa、34MPa、34. 5MPa、35MPa、35. 5MPa、36MPa、
36.5MPa、37MPa、37. 5MPa、38MPa、38. 5MPa、39MPa、39. 5MPa、40MPa、40.5MPa、41MPa、41.5MPa、42MPa、42. 5MPa、43MPa、43. 5MPa、44MPa、44. 5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、
46.5MPa、47MPa、47. 5MPa、48MPa、48. 5MPa、49MPa、49. 5MPa 或大于 50MPa。本實用新型中，所述燃燒室的承壓能力大于20MPa、20. 5MPa、21MPa、21. 5MPa、22MPa、22. 5MPa、23MPa、23. 5MPa、24MPa、24. 5MPa、25MPa、25. 5MPa、26MPa、26. 5MPa、27MPa、
27.5MPa、28MPa、28. 5MPa、29MPa、29. 5MPa、30MPa、30. 5MPa、31MPa、31. 5MPa、32MPa、32.5MPa、33MPa、33. 5MPa、34MPa、34. 5MPa、35MPa、35. 5MPa、36MPa、36. 5MPa、37MPa、
37.5MPa、38MPa、38. 5MPa、39MPa、39. 5MPa、40MPa、40. 5MPa、41MPa、41. 5MPa、42MPa、42. 5MPa、43MPa、43. 5MPa、44MPa、44. 5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、46. 5MPa、47MPa、
47.5MPa、48MPa、48. 5MPa、49MPa、49. 5MPa 或大于 50MPa。本實用新型中，圖8是氣體工質(zhì)的溫度T和壓力P的關系圖，O-A-H所示曲線是通過狀態(tài)參數(shù)為298K和O. IMPa的O點的氣體工質(zhì)絕熱關系曲線；B點為氣體工質(zhì)的實際狀態(tài)點，E-B-D所示曲線是通過B點的絕熱關系曲線，A點和B點的壓力相同；F-G所示曲線是通過2800K和IOMPa (即目前內(nèi)燃機中即將開始做功的氣體工質(zhì)的狀態(tài)點)的工質(zhì)絕熱關系曲線。本實用新型中， 圖 8 中的P = CTh中的是氣體工質(zhì)絕熱指數(shù)，P是氣體工質(zhì)的壓力，;Γ是氣體工質(zhì)的溫度是常數(shù)。本實用新型中，所謂的類絕熱關系包括下列三種情況1.氣體工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)(即工質(zhì)的溫度和壓力)點在所述工質(zhì)絕熱關系曲線上，即氣體工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)點在圖8中O-A-H所示曲線上；2.氣體工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)(即工質(zhì)的溫度和壓力)點在所述工質(zhì)絕熱關系曲線左側(cè)，即氣體工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)點在圖8中O-A-H所示曲線的左側(cè)；3.氣體工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)(即工質(zhì)的溫度和壓力)點在所述工質(zhì)絕熱關系曲線右側(cè)，即氣體工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)點在圖8中O-A-H所示曲線的右側(cè)，但是氣體工質(zhì)的溫度不高于由此氣體工質(zhì)的壓力按絕熱關系計算所得溫度加1000K的和、加950K的和、加900K的和、加850K的和、加800K的和、力口750K的和、加700K的和、加650K的和、加600K的和、加550K的和、加500K的和、加450K的和、加400K的和、加350K的和、加300K的和、加250K的和、加200K的和、加190K的和、力口180K的和、加170K的和、加160K的和、加150K的和、加140K的和、加130K的和、加120K的和、加IlOK的和、加100K的和、加90K的和、加80K的和、加70K的和、加60K的和、加50K的和、加40K的和、加30K的和或不聞于加20K的和，即如圖8所不，所述氣體工質(zhì)的實際狀態(tài)點為B點，A點是壓力與B點相同的絕熱關系曲線上的點，A點和B點之間的溫差應小于1000K、950K、900K、850K、800K、750K、700K、650K、600K、550K、500K、450K、400K、350K、300K、250Κ、200Κ、190Κ、180Κ、170Κ、160Κ、150Κ、140Κ、130Κ、120Κ、I10Κ、100Κ、90Κ、80Κ、70Κ、60Κ、50Κ、40Κ、30Κ 或小于 20Κ。本實用新型中，所謂類絕熱關系可以是上述三種情況中的任何一種，也就是指SP將開始做功的氣體工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)(即氣體工質(zhì)的溫度和壓力)點在如圖8所示的通過B點的絕熱過程曲線E-B-D的左側(cè)區(qū)域內(nèi)。本實用新型中，所謂的即將開始做功的氣體工質(zhì)是指在做功沖程即將開始(或做功過程)時自身即將開始膨脹推動做功機構(gòu)做功的氣體工質(zhì)。本實用新型中，將即將開始做功的氣體工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)(即氣體工質(zhì)的溫度和壓力)符合類絕熱關系的發(fā)動機系統(tǒng)(即熱動力系統(tǒng))定義為低熵發(fā)動機。本實用新型中，調(diào)整壓氣機的壓縮氣體出口處的氣體壓力，調(diào)整導入的膨脹劑的量，調(diào)整導入做功機構(gòu)或燃燒室的氣體工質(zhì)的溫度和壓力，進而調(diào)整即將開始做功的氣體工質(zhì)的溫度到2000Κ以下，調(diào)整即將開始做功的氣體工質(zhì)的壓力到15MPa以上，使即將開始做功的氣體工質(zhì)的溫度和壓力符合類絕熱關系。本實用新型中，所謂的活塞可以是與曲柄連桿機構(gòu)連接的活塞，也可以是自由活塞。本實用新型中，根據(jù)熱能與動力領域的公知技術(shù)，在必要的地方設置必要的部件、單元或系統(tǒng)，如在所述燃料入口處設置燃料供送系統(tǒng)等。本實用新型的有益效果如下本實用新型所公開的高壓充氣爆排發(fā)動機大幅度提高了效率。

圖I所示的是本實用新型實施例I的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示的是本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3所示的是本實用新型實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4所示的是本實用新型實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5所示的是本實用新型實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6所示的是本實用新型實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7所示的是本實用新型實施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是氣體工質(zhì)的溫度T和壓力P的關系圖；圖9和圖10是本實用新型實施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11-13是本實用新型實施例9的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14是本實用新型實施例10的結(jié)構(gòu)示意圖；圖15是本實用新型實施例11的結(jié)構(gòu)示意圖；圖16是本實用新型實施例12的結(jié)構(gòu)示意圖；圖17-19是本實用新型實施例13的結(jié)構(gòu)示意圖；圖20是本實用新型實施例14的結(jié)構(gòu)示意圖；[0080]圖21是本實用新型實施例15的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中I大徑活塞壓氣機、2大徑活塞做功機構(gòu)、3小徑活塞發(fā)動機、4小徑活塞壓氣機、5小徑活塞爆排發(fā)動機、6小徑活塞做功機構(gòu)、7燃燒室、8氣缸、9工質(zhì)腔、10供氣充氣門、11供氣充氣控制機構(gòu)、12葉輪壓氣機、13動力葉輪機構(gòu)、14大徑活塞壓氣機供氣通道、15冷卻器、16排氣門、17燃料入口、18正時控制機構(gòu)、19小徑活塞壓氣機供氣通道、20膨脹劑入口、21進氣門、22供氣門、23充氣門、24發(fā)動機進氣門、25發(fā)動機排氣門、26供氣通道、27排氣通道、29發(fā)動機進氣排氣門、30儲氣罐、31供氣排氣通道。
具體實施方式
實施例I如圖I所示的高壓充氣爆排發(fā)動機，包括大徑活塞壓氣機I、大徑活塞做功機構(gòu)2和小徑活塞發(fā)動機3,所述大徑活塞壓氣機I的供氣口與所述小徑活塞發(fā)動機3的充氣口連通，所述小徑活塞發(fā)動機3的排氣口與所述大徑活塞做功機構(gòu)2的充氣口連通，所述小徑活塞發(fā)動機3的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞發(fā)動機3的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機I的活塞直徑，所述小徑活塞發(fā)動機3的活塞直徑小于所述大徑活塞做功機構(gòu)2的活塞直徑。為了提高所述高壓充氣爆排發(fā)動機效率和環(huán)保性的方法，調(diào)整即將開始做功的氣體工質(zhì)的溫度到2000K以下，調(diào)整即將開始做功的氣體工質(zhì)的壓力到15MPa以上，使即將開始做功的氣體工質(zhì)的溫度和壓力符合類絕熱關系。具體實施時，所述大徑活塞壓氣機I、所述大徑活塞做功機構(gòu)2和所述小徑活塞發(fā)動機3可以與同一曲軸連接，；可選擇地，所述小徑活塞發(fā)動機3的承壓能力大于 20MPa、20. 5MPa、21MPa、21. 5MPa、22MPa、22. 5MPa、23MPa、23. 5MPa、24MPa、24. 5MPa、25MPa、25. 5MPa、26MPa、26. 5MPa、27MPa、27. 5MPa、28MPa、28. 5MPa、29MPa、29. 5MPa、30MPa、30.5MPa、31MPa、31. 5MPa、32MPa、32. 5MPa、33MPa、33. 5MPa、34MPa、34. 5MPa、35MPa、35.5MPa、36MPa、36.5MPa、37MPa、37. 5MPa、38MPa、38. 5MPa、39MPa、39. 5MPa、40MPa、40. 5MPa、41MPa、41. 5MPa、42MPa、42. 5MPa、43MPa、43. 5MPa、44MPa、44. 5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、46. 5MPa、47MPa、47. 5MPa、48MPa、48. 5MPa、49MPa、49. 5MPa 或大于 50MPa。低壓的空氣(或其他含氧氣體)經(jīng)所述大徑活塞壓氣機I壓縮，使壓力達到超越目前內(nèi)燃機壓縮沖程完了時的壓力，使壓縮過程完了的空氣與燃料在所述小徑活塞發(fā)動機3中發(fā)生燃燒化學反應形成高溫高壓工質(zhì)，膨脹做功；做功降壓后的工質(zhì)再進入所述大徑活塞做功機構(gòu)2中進一步膨脹做功降壓。實施例2如圖2所示的高壓充氣爆排發(fā)動機，其與實施例I的區(qū)別在于在所述大徑活塞壓氣機I上設排氣門16，所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣余隙氣體放出沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。 實施例3如圖3所示的高壓充氣爆排發(fā)動機，其與實施例2的區(qū)別在于在所述大徑活塞壓氣機I上設燃料入口 17，所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。在所述大徑活塞壓氣機I的大徑活塞壓氣機供氣通道14上設冷卻器15。具體實施時，所述冷卻器15可設在所述大徑活塞壓氣機I上，或在所述大徑活塞壓氣機I上以及所述大徑活塞壓氣機供氣通道14上均設冷卻器15。實施例4如圖4所示的高壓充氣爆排發(fā)動機，包括大徑活塞壓氣機I、小徑活塞壓氣機4、大徑活塞做功機構(gòu)2和小徑活塞爆排發(fā)動機5，所述大徑活塞壓氣機I的供氣口與所述小徑活塞壓氣機4的進氣口連通，所述小徑活塞壓氣機4的供氣口與所述小徑活塞爆排發(fā)動機5的充氣口連通，所述小徑活塞爆排發(fā)動機5的排氣口與所述大徑活塞做功機構(gòu)2的充氣口連通，所述小徑活塞爆排發(fā)動機5的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞爆排發(fā)動機5的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機I的活塞直徑，所述小徑活塞爆排發(fā)動機5的活塞直徑小于所述大徑活塞做功機構(gòu)2的活塞直徑，所述小徑活塞壓氣機4的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機I的活塞直徑，所述小徑活塞壓氣機4的活塞直徑小于所述大徑活塞做功機構(gòu)2的活塞直徑。在所述小徑活塞壓氣機4的小徑活塞壓氣機供氣通道19上設膨脹劑入Π 20。在所述小徑活塞壓氣機4上設排氣門16，所述小徑活塞壓氣機4受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣余隙氣體放出沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述小徑活塞壓氣機4受正時控制機構(gòu)18控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述小徑活塞壓氣機4受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述小徑活塞壓氣機4受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。在所述大徑活塞壓氣機I的大徑活塞壓氣機供氣通道14上設冷卻器15,在所述小徑活塞壓氣機4上設冷卻器15。為了提高所述高壓充氣爆排發(fā)動機效率和環(huán)保性的方法，調(diào)整即將開始做功的氣體工質(zhì)的溫度到2000K以下，調(diào)整即將開始做功的氣體工質(zhì)的壓力到15MPa以上，使即將開始做功的氣體工質(zhì)的溫度和壓力符合類絕熱關系。具體實施時，所述大徑活塞壓氣機I、所述小徑活塞壓氣機4、所述大徑活塞做功機構(gòu)2和所述小徑活塞爆排發(fā)動機5可以與同一曲軸連接；還可以在所述大徑活塞壓氣機I上，和/或在所述大徑活塞壓氣機I的大徑活塞壓氣機供氣通道14上設冷卻器15 ；可選擇地，所述小徑活塞爆排發(fā)動機的承壓能力大于20MPa、20. 5MPa、21MPa、21. 5MPa、22MPa、22.5MPa、23MPa、23. 5MPa、24MPa、24. 5MPa、25MPa、25. 5MPa、26MPa、26. 5MPa、27MPa、27. 5MPa、28MPa、28. 5MPa、29MPa、29. 5MPa、30MPa、30. 5MPa、31MPa、31. 5MPa、32MPa、32.5MPa、33MPa、33.5MPa、34MPa、34. 5MPa、35MPa、35. 5MPa、36MPa、36. 5MPa、37MPa、
37.5MPa、38MPa、38. 5MPa、39MPa、39. 5MPa、40MPa、40. 5MPa、41MPa、41. 5MPa、42MPa、42. 5MPa、43MPa、43. 5MPa、44MPa、44. 5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、46. 5MPa、47MPa、
47.5MPa、48MPa、48. 5MPa、49MPa、49. 5MPa 或大于 50MPa。實施例5如圖5所示的高壓充氣爆排發(fā)動機，包括大徑活塞壓氣機I、小徑活塞壓氣機4、大徑活塞做功機構(gòu)2和小徑活塞做功機構(gòu)6，所述大徑活塞壓氣機I的供氣口與所述小徑活塞壓氣機4的進氣口連通，所述小徑活塞壓氣機4的供氣口與燃燒室7的工質(zhì)入口連通，所述燃燒室7的工質(zhì)出口與所述小徑活塞做功機構(gòu)6的充氣口連通，所述小徑活塞做功機構(gòu)6的排氣口與所述大徑活塞做功機構(gòu)2的充氣口連通，所述燃燒室7的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞做功機構(gòu)6的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機I的活塞直徑，所述小徑活塞做功機構(gòu)6的活塞直徑小于所述大徑活塞做功機構(gòu)2的活塞直徑，所述小徑活塞壓氣機4的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機I的活塞直徑，所述小徑活塞壓氣機4的活塞直徑小于所述大徑活塞做功機構(gòu)2的活塞直徑。在所述大徑活塞壓氣機I的大徑活塞壓氣機供氣通道14上設冷卻器15。在所述小徑活塞壓氣機4上設排氣門16和燃料入口 17，所述小徑活塞壓氣機4受正時控制機構(gòu)18控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程的二沖程循 環(huán)模式工作，或所述小徑活塞壓氣機4受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述小徑活塞壓氣機4受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。為了提高所述高壓充氣爆排發(fā)動機效率和環(huán)保性的方法，調(diào)整即將開始做功的氣體工質(zhì)的溫度到2000K以下，調(diào)整即將開始做功的氣體工質(zhì)的壓力到15MPa以上，使即將開始做功的氣體工質(zhì)的溫度和壓力符合類絕熱關系。具體實施時，所述大徑活塞壓氣機I、所述小徑活塞壓氣機4、所述大徑活塞做功機構(gòu)2和所述小徑活塞做功機構(gòu)6可以與同一曲軸連接；還可以在所述大徑活塞壓氣機I上，和/或在所述大徑活塞壓氣機I的大徑活塞壓氣機供氣通道14上設冷卻器15，在所述小徑活塞壓氣機4上設冷卻器15 ;所述小徑活塞壓氣機4設為對置活塞氣缸機構(gòu)，所述小徑活塞做功機構(gòu)6設為對置活塞氣缸機構(gòu)；可選擇地，所述燃燒室的承壓能力大于 20MPa、20. 5MPa、21MPa、21. 5MPa、22MPa、22. 5MPa、23MPa、23. 5MPa、24MPa、24. 5MPa、25MPa、25. 5MPa、26MPa、26. 5MPa、27MPa、27. 5MPa、28MPa、28. 5MPa、29MPa、29. 5MPa、30MPa、30.5MPa、31MPa、31.5MPa、32MPa、32.5MPa、33MPa、33. 5MPa、34MPa、34. 5MPa、35MPa、35. 5MPa、36MPa、36. 5MPa、37MPa、37. 5MPa、38MPa、38.5MPa、39MPa、39.5MPa、40MPa、40.5MPa、41MPa、41. 5MPa、42MPa、42. 5MPa、43MPa、43. 5MPa、44MPa、44. 5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、46. 5MPa、47MPa、47. 5MPa、48MPa、48. 5MPa、49MPa、49. 5MPa 或大于 50MPa。實施例6如圖6所示的高壓充氣爆排發(fā)動機，其與實施例I的區(qū)別在于所述小徑活塞發(fā)動機3的氣缸8與工質(zhì)腔9連通，在所述工質(zhì)腔9和所述氣缸8之間設供氣充氣門10，所述供氣充氣門10受供氣充氣控制機構(gòu)11控制。在所述大徑活塞壓氣機I的大徑活塞壓氣機供氣通道14上設冷卻器15。具體實施時，所述冷卻器15可設在所述大徑活塞壓氣機I上，或在所述大徑活塞壓氣機I上以及所述大徑活塞壓氣機供氣通道14上均設冷卻器15。實施例7如圖7所示的高壓充氣爆排發(fā)動機，其與實施例5的區(qū)別在于在所述大徑活塞壓氣機I的進氣道上設葉輪壓氣機12，在所述大徑活塞做功機構(gòu)2的排氣道上設動力葉輪機構(gòu)13，在所述葉輪壓氣機12和所述大徑活塞壓氣機I之間設冷卻器15。所述動力葉輪機構(gòu)13對所述葉輪壓·氣機12輸出動力?？蛇x擇地，在所述小徑活塞壓氣機4的小徑活塞壓氣機供氣通道19上設膨脹劑入Π 20。實施例8如圖9和圖10所示的對置活塞氣缸機構(gòu),所述小徑活塞發(fā)動機3設為所述對置活塞氣缸機構(gòu)，其中圖9為點火燃燒爆炸做功沖程時所述對置活塞氣缸機構(gòu)狀態(tài)示意圖，圖10為進氣掃氣沖程時所述對置活塞氣缸機構(gòu)狀態(tài)示意圖。具體實施時，本實用新型中所公開的所有活塞式機構(gòu)可以部分或全部設為所述對置活塞氣缸機構(gòu)。實施例9如圖11至圖13所示的對置活塞氣缸機構(gòu)所述小徑活塞爆排發(fā)動機5設為所述對置活塞氣缸機構(gòu)，其中圖11為充氣過程時所述對置活塞氣缸機構(gòu)狀態(tài)示意圖，圖12為膨脹做功過程時所述對置活塞氣缸機構(gòu)狀態(tài)示意圖，圖13為排氣過程時所述對置活塞氣缸機構(gòu)狀態(tài)示意圖。具體實施時，本實用新型中所公開的所有活塞式機構(gòu)可以部分或全部設為對置活塞氣缸機構(gòu)。實施例10如圖14所示的高壓充氣爆排發(fā)動機，包括大徑活塞壓氣機I和小徑活塞發(fā)動機3，在所述大徑活塞壓氣機I上設進氣門21、供氣充氣門10和排氣門16，在所述小徑活塞發(fā)動機3設發(fā)動機進排共用氣門29，所述大徑活塞壓氣機I的氣缸依次經(jīng)所述供氣充氣門10、供氣排氣通道31和所述發(fā)動機進排共用氣門29與所述小徑活塞發(fā)動機3的氣缸連通，所述小徑活塞發(fā)動機3的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞發(fā)動機3的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機I的活塞直徑。所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一充氣做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。實施例11如圖15所示的高壓充氣爆排發(fā)動機，其與實施例10的區(qū)別在于在所述供氣排氣通道31上儲氣罐30。在所述大徑活塞壓氣機I上設燃料入口 17，所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。實施例12 如圖16所示的高壓充氣爆排發(fā)動機，包括大徑活塞壓氣機I和小徑活塞發(fā)動機3，在所述大徑活塞壓氣機I上設進氣門21、供氣門22、充氣門23和排氣門16，在所述小徑活塞發(fā)動機3設發(fā)動機進氣門24和發(fā)動機排氣門25，所述大徑活塞壓氣機I的氣缸依次經(jīng)所述供氣門22、供氣通道26和所述發(fā)動機進氣門24與所述小徑活塞發(fā)動機3的氣缸連通，所述小徑活塞發(fā)動機3的氣缸依次經(jīng)所述發(fā)動機排氣門25、排氣通道27和所述充氣門23與所述大徑活塞壓氣機I的氣缸連通，所述小徑活塞發(fā)動機3的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞發(fā)動機3的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機I的活塞直徑。所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。實施例13如圖17至圖19所示的高壓充氣爆排發(fā)動機，其與實施例12的區(qū)別在于在所述供氣通道26上儲氣罐30，和/或在所述排氣通道27上儲氣罐30。其中在圖19中，在所述大徑活塞壓氣機I上還設燃料入口 17，所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。實施例14如圖20所示的高壓充氣爆排發(fā)動機，包括大徑活塞壓氣機I和小徑活塞發(fā)動機3，在所述大徑活塞壓氣機I上設進氣門21、供氣充氣門10和排氣門16，所述大徑活塞壓氣機I的氣缸經(jīng)所述供氣充氣門10與所述小徑活塞發(fā)動機3的氣缸連通,所述小徑活塞發(fā)動機3的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞發(fā)動機3的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機I的
活塞直徑。所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。實施例15如圖21所示的高壓充氣爆排發(fā)動機，包括大徑活塞壓氣機I和小徑活塞發(fā)動機3，在所述大徑活塞壓氣機I上設進氣門21、供氣門22、充氣門23和排氣門16，所述大徑活塞壓氣機I的氣缸經(jīng)所述供氣門22與所述小徑活塞發(fā)動機3的氣缸連通，所述小徑活塞發(fā)動機3的氣缸所述充氣門23與所述大徑活塞壓氣機I的氣缸連通，所述小徑活塞發(fā)動機3的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞發(fā)動機3的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機I的活塞直徑。所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。可選擇地，在實施例12、14或15中所述大徑活塞壓氣機I上還設燃料入口 17，所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機I受正時控制機構(gòu)18控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。顯然，本實用新型不限于以上實施例，根據(jù)本領域的公知技術(shù)和本實用新型所公開的技術(shù)方案，可以推導出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應認為是本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種高壓充氣爆排發(fā)動機，包括大徑活塞壓氣機(I)、大徑活塞做功機構(gòu)(2)和小徑活塞發(fā)動機(3)，其特征在于所述大徑活塞壓氣機(I)的供氣口經(jīng)大徑活塞壓氣機供氣通道(14)與所述小徑活塞發(fā)動機(3)的充氣口連通，所述小徑活塞發(fā)動機(3)的排氣口與所述大徑活塞做功機構(gòu)(2)的充氣口連通，所述小徑活塞發(fā)動機(3)的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞發(fā)動機(3)的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機(I)的活塞直徑，所述小徑活塞發(fā)動機(3)的活塞直徑小于所述大徑活塞做功機構(gòu)(2)的活塞直徑。
2.如權(quán)利要求I所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于所述小徑活塞發(fā)動機(3)的氣缸(8)與工質(zhì)腔(9)連通，在所述工質(zhì)腔(9)和所述氣缸(8)之間設供氣充氣門(10)，所述供氣充氣門(10)受供氣充氣控制機構(gòu)(11)控制。
3.如權(quán)利要求I所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于所述大徑活塞壓氣機(I)和/或所述大徑活塞做功機構(gòu)(2)和/或所述小徑活塞發(fā)動機(3)設為對置活塞氣缸機構(gòu)。
4.如權(quán)利要求I所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于所述大徑活塞壓氣機(I)、所述大徑活塞做功機構(gòu)(2)和所述小徑活塞發(fā)動機(3)與同一曲軸連接。
5.一種高壓充氣爆排發(fā)動機，包括大徑活塞壓氣機(I)、小徑活塞壓氣機(4)、大徑活塞做功機構(gòu)(2)和小徑活塞爆排發(fā)動機(5)，其特征在于所述大徑活塞壓氣機(I)的供氣口與所述小徑活塞壓氣機(4)的進氣口連通，所述小徑活塞壓氣機(4)的供氣口與所述小徑活塞爆排發(fā)動機(5)的充氣口連通，所述小徑活塞爆排發(fā)動機(5)的排氣口與所述大徑活塞做功機構(gòu)(2)的充氣口連通，所述小徑活塞爆排發(fā)動機(5)的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞爆排發(fā)動機(5)的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機(I)的活塞直徑，所述小徑活塞爆排發(fā)動機(5)的活塞直徑小于所述大徑活塞做功機構(gòu)(2)的活塞直徑，所述小徑活塞壓氣機(4)的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機(I)的活塞直徑，所述小徑活塞壓氣機(4)的活塞直徑小于所述大徑活塞做功機構(gòu)(2)的活塞直徑。
6.如權(quán)利要求5所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于所述大徑活塞壓氣機(I)和/或所述小徑活塞壓氣機(4)和/或所述大徑活塞做功機構(gòu)(2)和/或所述小徑活塞爆排發(fā)動機(5)設為對置活塞氣缸機構(gòu)。
7.如權(quán)利要求5或6所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于所述大徑活塞壓氣機(I)、所述小徑活塞壓氣機(4)、所述大徑活塞做功機構(gòu)(2)和所述小徑活塞爆排發(fā)動機(5)與同一曲軸連接。
8.一種高壓充氣爆排發(fā)動機，包括大徑活塞壓氣機(I)、小徑活塞壓氣機(4)、大徑活塞做功機構(gòu)(2)和小徑活塞做功機構(gòu)(6)，其特征在于所述大徑活塞壓氣機(I)的供氣口經(jīng)大徑活塞壓氣機供氣通道(14)與所述小徑活塞壓氣機(4)的進氣口連通，所述小徑活塞壓氣機(4)的供氣口經(jīng)小徑活塞壓氣機供氣通道(19)與燃燒室(7)的工質(zhì)入口連通，所述燃燒室(7)的工質(zhì)出口與所述小徑活塞做功機構(gòu)(6)的充氣口連通，所述小徑活塞做功機構(gòu)(6)的排氣口與所述大徑活塞做功機構(gòu)(2)的充氣口連通，所述燃燒室(7)的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞做功機構(gòu)(6)的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機(I)的活塞直徑，所述小徑活塞做功機構(gòu)(6)的活塞直徑小于所述大徑活塞做功機構(gòu)(2)的活塞直徑，所述小徑活塞壓氣機(4)的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機(I)的活塞直徑，所述小徑活塞壓氣機(4)的活塞直徑小于所述大徑活塞做功機構(gòu)(2)的活塞直徑。
9.如權(quán)利要求8所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于所述大徑活塞壓氣機(I)和/或所述小徑活塞壓氣機(4)和/或所述大徑活塞做功機構(gòu)(2)和/或所述小徑活塞做功機構(gòu)(6)設為對置活塞氣缸機構(gòu)。
10.如權(quán)利要求8或9所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于所述大徑活塞壓氣機(I )、所述小徑活塞壓氣機(4)、所述大徑活塞做功機構(gòu)(2)和所述小徑活塞做功機構(gòu)(6)與同一曲軸連接。
11.如權(quán)利要求3或8所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于在所述小徑活塞壓氣機(4)上設冷卻器(15)。
12.如權(quán)利要求3或8所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于在所述小徑活塞壓氣機供氣通道(19)上設膨脹劑入口(20)。
13.如權(quán)利要求3或8所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于在所述小徑活塞壓氣機(4)上設排氣門(16)，所述小徑活塞壓氣機(4)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣余隙氣體放出沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述小徑活塞壓氣機(4)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述小徑活塞壓氣機(4)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述小徑活塞壓氣機(4)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。
14.如權(quán)利要求3或8所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于在所述小徑活塞壓氣機(4)上設排氣門(16)和燃料入口(17)，所述小徑活塞壓氣機(4)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述小徑活塞壓氣機(4)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述小徑活塞壓氣機(4)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。
15.如權(quán)利要求I或8所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于在所述大徑活塞壓氣機Cl)的進氣道上設葉輪壓氣機(12)。
16.如權(quán)利要求15所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于在所述葉輪壓氣機(12)和所述大徑活塞壓氣機(I)之間設冷卻器(15)。
17.如權(quán)利要求I或8所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于在所述大徑活塞做功機構(gòu)(2)的排氣道上設動力葉輪機構(gòu)(13)。
18.如權(quán)利要求I或8所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于在所述大徑活塞壓氣機(I)上，和/或在所述大徑活塞壓氣機(I)的大徑活塞壓氣機供氣通道(14)上設冷卻器(15)。
19.如權(quán)利要求I或8所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于在所述大徑活塞壓氣機(I)上設排氣門(16)，所述大徑活塞壓氣機(I)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣余隙氣體放出沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機(I)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機(I)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機(I)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。
20.如權(quán)利要求I或8所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于在所述大徑活塞壓氣機(I)上設排氣門(16)和燃料入口( 17)，所述大徑活塞壓氣機(I)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機(I)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機(I)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。
21.—種高壓充氣爆排發(fā)動機,包括大徑活塞壓氣機(I)和小徑活塞發(fā)動機(3)，其特征在于在所述大徑活塞壓氣機(I)上設進氣門(21 )、供氣充氣門(10 )和排氣門(16)，在所述小徑活塞發(fā)動機(3)設發(fā)動機進排共用氣門(29)，所述大徑活塞壓氣機(I)的氣缸依次經(jīng)所述供氣充氣門(10)、供氣排氣通道(31)和所述發(fā)動機進排共用氣門(29)與所述小徑活塞發(fā)動機(3)的氣缸連通，所述小徑活塞發(fā)動機(3)的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞發(fā)動機(3)的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機(I)的活塞直徑。
22.如權(quán)利要求21所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于在所述供氣排氣通道(31)上設儲氣罐(30)。
23.—種高壓充氣爆排發(fā)動機,包括大徑活塞壓氣機(I)和小徑活塞發(fā)動機(3)，其特征在于在所述大徑活塞壓氣機(I)上設進氣門(21)、供氣門(22)、充氣門(23)和排氣門(16)，在所述小徑活塞發(fā)動機(3)設發(fā)動機進氣門(24)和發(fā)動機排氣門(25)，所述大徑活塞壓氣機(I)的氣缸依次經(jīng)所述供氣門(22)、供氣通道(26)和所述發(fā)動機進氣門(24)與所述小徑活塞發(fā)動機(3)的氣缸連通，所述小徑活塞發(fā)動機(3)的氣缸依次經(jīng)所述發(fā)動機排氣門(25)、排氣通道(27)和所述充氣門(23)與所述大徑活塞壓氣機(I)的氣缸連通，所述小徑活塞發(fā)動機(3)的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞發(fā)動機(3)的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機(I)的活塞直徑。
24.如權(quán)利要求23所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于在所述供氣通道(26)上儲氣罐(30)，和/或在所述排氣通道(27)上儲氣罐(30)。
25.—種高壓充氣爆排發(fā)動機,包括大徑活塞壓氣機(I)和小徑活塞發(fā)動機(3)，其特征在于在所述大徑活塞壓氣機(I)上設進氣門(21 )、供氣充氣門(10)和排氣門(16)，所述大徑活塞壓氣機(I)的氣缸經(jīng)所述供氣充氣門(10)與所述小徑活塞發(fā)動機(3)的氣缸連通，所述小徑活塞發(fā)動機(3)的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞發(fā)動機(3)的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機(I)的活塞直徑。
26.一種高壓充氣爆排發(fā)動機，包括大徑活塞壓氣機(I)和小徑活塞發(fā)動機(3)，其特征在于在所述大徑活塞壓氣機(I)上設進氣門(21)、供氣門(22)、充氣門(23)和排氣門(16)，所述大徑活塞壓氣機(I)的氣缸經(jīng)所述供氣門(22)與所述小徑活塞發(fā)動機(3)的氣缸連通，所述小徑活塞發(fā)動機(3)的氣缸經(jīng)所述充氣門(23)與所述大徑活塞壓氣機(I)的氣缸連通，所述小徑活塞發(fā)動機(3)的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞發(fā)動機(3)的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機(I)的活塞直徑。
27.如權(quán)利要求21至26任意之一所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于所述大徑活塞壓氣機(I)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一充氣做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機(I)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機(I)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。
28.如權(quán)利要求21至26任意之一所述高壓充氣爆排發(fā)動機，其特征在于在所述大徑活塞壓氣機(I)上設燃料入口( 17)，所述大徑活塞壓氣機(I)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程的二沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機(I)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程一排氣沖程的四沖程循環(huán)模式工作，或所述大徑活塞壓氣機(I)受正時控制機構(gòu)(18)控制按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一充氣燃燒做功沖程一排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的六沖程循環(huán)模式工作。
專利摘要本實用新型公開了一種高壓充氣爆排發(fā)動機，包括大徑活塞壓氣機、大徑活塞做功機構(gòu)和小徑活塞發(fā)動機，所述大徑活塞壓氣機的供氣口與所述小徑活塞發(fā)動機的充氣口連通，所述小徑活塞發(fā)動機的排氣口與所述大徑活塞做功機構(gòu)的充氣口連通，所述小徑活塞發(fā)動機的承壓能力大于20MPa，所述小徑活塞發(fā)動機的活塞直徑小于所述大徑活塞壓氣機的活塞直徑，所述小徑活塞發(fā)動機的活塞直徑小于所述大徑活塞做功機構(gòu)的活塞直徑。本實用新型所公開的高壓充氣爆排發(fā)動機大幅度提高了效率。
文檔編號F02B41/02GK202745999SQ20122033786
公開日2013年2月20日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者靳北彪 申請人:摩爾動力(北京)技術(shù)股份有限公司