一種燃燒室獨立的內(nèi)燃機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種內(nèi)燃機(jī)，特別是一種具有獨立燃燒室的內(nèi)燃機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]一般活塞式內(nèi)燃機(jī)沒有獨立燃燒室，燃料在氣缸內(nèi)燃燒，推動活塞對外做功，內(nèi)燃機(jī)的能源利用效率一般在20-40%，很難進(jìn)一步提高。主要原因是壓縮比和燃燒初溫難于進(jìn)一步提高。一般活塞做功內(nèi)燃機(jī)的燃燒室都是間歇式燃燒，提高壓縮比和燃燒初溫易引發(fā)爆震現(xiàn)象，損壞內(nèi)燃機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種提高壓縮比和燃燒初溫不會發(fā)生爆震損壞做功氣室的內(nèi)燃機(jī)。本發(fā)明由燃燒室、進(jìn)氣系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、做功系統(tǒng)組成。進(jìn)氣系統(tǒng)與燃燒室相連，負(fù)責(zé)向燃燒室輸送壓縮空氣。進(jìn)料系統(tǒng)與燃燒室相連，負(fù)責(zé)向燃燒室輸送燃料。燃燒室體積固定，沒有像活塞一樣的活動壁，燃料在燃燒室持續(xù)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為高溫高壓氣體的內(nèi)能。做功系統(tǒng)與燃燒室相連，做功系統(tǒng)的活塞做功將氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
[0004]燃燒室由耐高溫高壓材料制造，所述耐高溫高壓材料既可以是耐高溫特種鋼，也可以是耐高溫陶瓷，也可以是耐高溫復(fù)合材料，特別是碳纖維陶瓷復(fù)合材料，燃燒室在工作時一直處于高溫高壓狀態(tài)。進(jìn)一步的，燃燒室可以在外壁包覆保溫材料，還可以在內(nèi)壁涂覆耐火隔熱材料，避免熱量流失。
[0005]進(jìn)氣系統(tǒng)由空氣壓縮系統(tǒng)、進(jìn)氣管道及進(jìn)氣閥門組成?？諝鈮嚎s系統(tǒng)可以是與做功系統(tǒng)聯(lián)動的空氣壓縮系統(tǒng)也可以是獨立工作的空氣壓縮系統(tǒng)，可以是單級壓縮也可以是多級壓縮，可以是活塞式空氣壓縮系統(tǒng)也可以是離心式空氣壓縮系統(tǒng)?；钊諝鈮嚎s系統(tǒng)可以是往復(fù)式活塞空氣壓縮系統(tǒng)，也可以是轉(zhuǎn)子式活塞空氣壓縮系統(tǒng)。與做功系統(tǒng)聯(lián)動的空氣壓縮系統(tǒng)，可以與做功系統(tǒng)共軸也可以不共軸。與做功系統(tǒng)聯(lián)動的活塞往復(fù)式空氣壓縮系統(tǒng)可以有獨立的壓縮氣缸，也可以是壓縮氣缸與做功系統(tǒng)的做功氣缸連為一體。獨立工作的空氣壓縮系統(tǒng)可以是電動空氣壓縮系統(tǒng)，也可以是獨立內(nèi)燃機(jī)空氣壓縮系統(tǒng)。進(jìn)氣系統(tǒng)還可以在空氣壓縮系統(tǒng)與進(jìn)氣閥之間設(shè)置壓縮空氣緩沖裝置，緩沖裝置還可以具有加熱裝置，加熱裝置對緩沖裝置的壓縮空氣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的壓縮空氣通過進(jìn)氣閥進(jìn)入燃燒室。加熱裝置的熱量來源于做功系統(tǒng)排放的尾氣。
[0006]進(jìn)料系統(tǒng)主要由燃料儲存裝置及進(jìn)料泵組成。燃料可以是液體燃料也可以是氣體燃料。進(jìn)料泵可以是連續(xù)進(jìn)料泵也可以是脈沖式進(jìn)料泵，可以是獨立進(jìn)料泵也可以是與做功系統(tǒng)聯(lián)動的進(jìn)料泵。獨立進(jìn)料泵可以是電動進(jìn)料泵也可以是氣動進(jìn)料泵。進(jìn)料泵與燃燒室可以通過進(jìn)料閥直接相連，也可以是進(jìn)料泵連接緩沖加熱裝置再通過進(jìn)料閥與燃燒室相連。具有緩沖加熱裝置的進(jìn)料系統(tǒng)，燃料通過進(jìn)料泵進(jìn)入緩沖加熱裝置，緩沖加熱裝置對進(jìn)入緩沖裝置的燃料進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的燃料通過進(jìn)料閥進(jìn)入燃燒室。緩沖加熱裝置的熱量來源于做功系統(tǒng)排放的尾氣。
[0007]做功系統(tǒng)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，做功系統(tǒng)可以是往復(fù)式活塞做功系統(tǒng)，也可以是轉(zhuǎn)子式活塞做功系統(tǒng)。往復(fù)式活塞做功系統(tǒng)可以是單缸系統(tǒng)也可以是多缸系統(tǒng)。多缸可以是直列，也可以是對列，還可以是V型排列。往復(fù)式活塞做功系統(tǒng)只有二個行程，一個是做功行程，一個是排氣行程。每個具有做功活塞的氣室有獨立的進(jìn)氣控制閥門，可以按需要控制高溫高壓氣流的流速及通斷時間。
[0008]本發(fā)明的工作原理是:進(jìn)氣系統(tǒng)將壓縮空氣送入燃燒室，進(jìn)料系統(tǒng)將燃料送入燃燒室，燃料在燃燒室燃燒，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為高溫高壓氣體的內(nèi)能，高溫高壓氣體通過做功系統(tǒng)的活塞做功將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。內(nèi)燃機(jī)持續(xù)工作，進(jìn)氣系統(tǒng)持續(xù)提供大于燃燒室壓強(qiáng)的壓縮空氣，進(jìn)料系統(tǒng)持續(xù)提供壓強(qiáng)大于燃燒室的燃料。
【附圖說明】
[0009]圖1是具有獨立燃燒室的內(nèi)燃機(jī)的示意圖。
[0010]其中I一燃燒室、2—進(jìn)氣系統(tǒng)、3—進(jìn)料系統(tǒng)、4一做功系統(tǒng)、5—進(jìn)氣閥、6—進(jìn)料閥、7—做功閥、8—點火器。
[0011]圖2是具有獨立進(jìn)氣控制閥門的做功氣室的示意圖。
[0012]其中21—做功活塞、22—排氣閥、23—進(jìn)氣閥。
[0013]圖3是做功系統(tǒng)與空氣壓縮系統(tǒng)的聯(lián)動共軸的示意圖。
[0014]其中31—做功系統(tǒng)與空氣壓縮系統(tǒng)共用的主軸、32—進(jìn)氣系統(tǒng)的空氣壓縮氣缸、33—做功系統(tǒng)的做功氣缸。
[0015]圖4是做功系統(tǒng)的氣缸與活塞與空氣壓縮系統(tǒng)的氣缸與活塞連為一體的不意圖。
[0016]其中41 一做功系統(tǒng)與空氣壓縮系統(tǒng)連為一體的氣缸、42—做功系統(tǒng)與空氣壓縮系統(tǒng)連為一體的活塞、43—做功系統(tǒng)的廢氣排氣閥、44 一做功系統(tǒng)的高壓氣體進(jìn)氣閥、45—進(jìn)氣系統(tǒng)的自然空氣進(jìn)氣閥、6—進(jìn)氣系統(tǒng)的壓縮氣體出氣閥。
【具體實施方式】
[0017]實施例一
本發(fā)明由燃燒室1、進(jìn)氣系統(tǒng)2、進(jìn)料系統(tǒng)3、做功系統(tǒng)4組成，燃燒室I體積固定，內(nèi)有點火器8。進(jìn)氣系統(tǒng)2通過進(jìn)氣閥5與燃燒室I相連。進(jìn)料系統(tǒng)3通過進(jìn)料閥6與燃燒室I相連。做功系統(tǒng)4通過做功閥7與燃燒室I相連。其中做功系統(tǒng)4為單氣缸往復(fù)式活塞做功系統(tǒng)，進(jìn)氣系統(tǒng)2為與做功系統(tǒng)聯(lián)動的單缸往復(fù)式活塞空氣壓縮系統(tǒng)，進(jìn)料系統(tǒng)3為獨立的電動液體燃料連續(xù)進(jìn)料系統(tǒng)，燃燒室I為內(nèi)壁有防火隔熱涂層的耐高溫合金燃燒室。
[0018]實施例二
本發(fā)明由燃燒室1、進(jìn)氣系統(tǒng)2、進(jìn)料系統(tǒng)3、做功系統(tǒng)4組成，燃燒室I體積固定，內(nèi)有點火器8。進(jìn)氣系統(tǒng)2通過進(jìn)氣閥5與燃燒室I相連。進(jìn)料系統(tǒng)3通過進(jìn)料閥6與燃燒室I相連。做功系統(tǒng)4通過做功閥7與燃燒室I相連。其中做功系統(tǒng)4為V型排列的多缸往復(fù)式活塞做功系統(tǒng)，進(jìn)氣系統(tǒng)2為與做功系統(tǒng)聯(lián)動的多缸單級往復(fù)式活塞空氣壓縮系統(tǒng)，進(jìn)料系統(tǒng)3為獨立的電動液體燃料連續(xù)進(jìn)料系統(tǒng)，燃燒室I為內(nèi)壁有防火隔熱涂層的耐高溫合金燃燒室。
[0019]實施例三
本發(fā)明由燃燒室1、進(jìn)氣系統(tǒng)2、進(jìn)料系統(tǒng)3、做功系統(tǒng)4組成，燃燒室I體積固定，內(nèi)有點火器8。進(jìn)氣系統(tǒng)2通過進(jìn)氣閥5與燃燒室I相連。進(jìn)料系統(tǒng)3通過進(jìn)料閥6與燃燒室I相連。做功系統(tǒng)4通過做功閥7與燃燒室I相連。其中做功系統(tǒng)4為直列多缸往復(fù)式活塞做功系統(tǒng)，進(jìn)氣系統(tǒng)2為與做功系統(tǒng)聯(lián)動的多缸單級往復(fù)式活塞空氣壓縮系統(tǒng)，進(jìn)料系統(tǒng)3為獨立的電動液體燃料連續(xù)進(jìn)料系統(tǒng)，燃燒室I為內(nèi)壁有防火隔熱涂層的耐高溫合金燃燒室。
[0020]實施例四
本發(fā)明由燃燒室1、進(jìn)氣系統(tǒng)2、進(jìn)料系統(tǒng)3、做功系統(tǒng)4組成，燃燒室I體積固定，內(nèi)有點火器8。進(jìn)氣系統(tǒng)2通過進(jìn)氣閥5與燃燒室I相連。進(jìn)料系統(tǒng)3通過進(jìn)料閥6與燃燒室I相連。做功系統(tǒng)4通過做功閥7與燃燒室I相連。其中做功系統(tǒng)4為轉(zhuǎn)子式活塞做功系統(tǒng)，進(jìn)氣系統(tǒng)2為與做功系統(tǒng)聯(lián)動的單級轉(zhuǎn)子式活塞空氣壓縮系統(tǒng)，進(jìn)料系統(tǒng)3為獨立的電動液體燃料連續(xù)進(jìn)料系統(tǒng)，燃燒室I為內(nèi)壁有防火隔熱涂層的耐高溫合金燃燒室。
[0021]實施例五
本發(fā)明由燃燒室1、進(jìn)氣系統(tǒng)2、進(jìn)料系統(tǒng)3、做功系統(tǒng)4組成，燃燒室I體積固定，內(nèi)有點火器8。進(jìn)氣系統(tǒng)2通過進(jìn)氣閥5與燃燒室I相連。進(jìn)料系統(tǒng)3通過進(jìn)料閥6與燃燒室I相連。做功系統(tǒng)4通過做功閥7與燃燒室I相連。其中做功系統(tǒng)4為直列多缸往復(fù)式活塞做功系統(tǒng)，進(jìn)氣系統(tǒng)2為與做功系統(tǒng)聯(lián)動的多缸多級往復(fù)式活塞空氣壓縮系統(tǒng)，進(jìn)料系統(tǒng)3為獨立的電動液體燃料連續(xù)進(jìn)料系統(tǒng)，燃燒室I為內(nèi)壁有防火隔熱涂層的耐高溫合金燃燒室。
[0022]實施例六
本發(fā)明由燃燒室1、進(jìn)氣系統(tǒng)2、進(jìn)料系統(tǒng)3、做功系統(tǒng)4組成，燃燒室I體積固定，內(nèi)有點火器8。進(jìn)氣系統(tǒng)2通過進(jìn)氣閥5與燃燒室I相連。進(jìn)料系統(tǒng)3通過進(jìn)料閥6與燃燒室I相連。做功系統(tǒng)4通過做功閥7與燃燒室I相連。其中做功系統(tǒng)4為直列多缸往復(fù)式活塞做功系統(tǒng)，進(jìn)氣系統(tǒng)2為與做功系統(tǒng)聯(lián)動的轉(zhuǎn)子式活塞空氣壓縮系統(tǒng)，進(jìn)料系統(tǒng)3為獨立的電動液體燃料連續(xù)進(jìn)料系統(tǒng)，燃燒室I為內(nèi)壁有防火隔熱涂層的耐高溫合金燃燒室。
[0023]實施例七
本發(fā)明由燃燒室1、進(jìn)氣系統(tǒng)2、進(jìn)料系統(tǒng)3、做功系統(tǒng)4組成，燃燒室I體積固定，內(nèi)有點火器8。進(jìn)氣系統(tǒng)2通過進(jìn)氣閥5與燃燒室I相連。進(jìn)料系統(tǒng)3通過進(jìn)料閥6與燃燒室I相連。做功系統(tǒng)4通過做功閥7與燃燒室I相連。其中做功系統(tǒng)4為直列多缸往復(fù)式活塞做功系統(tǒng)，進(jìn)氣系統(tǒng)2為與做功系統(tǒng)聯(lián)動的離心式空氣壓縮系統(tǒng)，進(jìn)料系統(tǒng)3為獨立的電動液體燃料連續(xù)進(jìn)料系統(tǒng)，燃燒室I為內(nèi)壁有防火隔熱涂層的耐高溫合金燃燒室。
[0024]實施例八
本發(fā)明由燃燒室1、進(jìn)氣系統(tǒng)2、進(jìn)料系統(tǒng)3、做功系統(tǒng)4組成，燃燒室I體積固定，內(nèi)有點火器8。進(jìn)氣系統(tǒng)2通過進(jìn)氣閥5與燃燒室I相連。進(jìn)料系統(tǒng)3通過進(jìn)料閥6與燃燒室I相連。做功系統(tǒng)4通過做功閥7與燃燒室I相連。其中做功系統(tǒng)4為直列多缸往復(fù)式活塞做功系統(tǒng)，進(jìn)氣系統(tǒng)2為獨立的電動離心式空氣壓縮系統(tǒng)，進(jìn)料系統(tǒng)3為獨立的電動液體燃料連續(xù)進(jìn)料系統(tǒng)，燃燒室I為內(nèi)壁有防火隔熱涂層的耐高溫合金燃燒室。
[0025]實施例九本發(fā)明由燃燒室1、進(jìn)氣系統(tǒng)2、進(jìn)料系統(tǒng)3、做功系統(tǒng)4組成，燃燒室I體積固定，內(nèi)有點火器8。進(jìn)氣系統(tǒng)2通過進(jìn)氣閥5與燃燒室I相連。進(jìn)料系統(tǒng)3通過進(jìn)料閥6與燃燒室I相連。做功系統(tǒng)4通過做功閥7與燃燒室I相連。其中做功系統(tǒng)4為直列多缸往復(fù)式活塞做功系統(tǒng)，進(jìn)氣系統(tǒng)2為獨立的電動單級往復(fù)式活塞空氣壓縮系統(tǒng)，進(jìn)料系統(tǒng)3為獨立的電動液體燃料連續(xù)進(jìn)料系統(tǒng)，燃燒室I為內(nèi)壁有防火隔熱涂層的耐高溫合金燃燒室。
[0026]實施例十
本發(fā)明由燃燒室1、進(jìn)氣系統(tǒng)2、進(jìn)料系統(tǒng)3、做功系統(tǒng)4組成，燃燒室I體積固定，內(nèi)有點火器8。進(jìn)氣系統(tǒng)2通過進(jìn)氣閥5與燃燒室I相連。進(jìn)料系統(tǒng)3通過進(jìn)料閥6與燃燒室I相連。做功系統(tǒng)4通過做功閥7與燃燒室I相連。其中做功系統(tǒng)4為直列多缸往復(fù)式活塞