專利名稱：汽車用外燃發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于汽車發(fā)動機。
背景技術：
現在汽車多采用內燃發(fā)動機，是在汽缸內燃燒燃料以產生熱能驅動車輛的。內燃機存在很多優(yōu)點的同時，還有一個很大的不足，就是熱能的利用率太低，70％左右的熱能被白白浪費掉了，為此人們積極的對發(fā)動機進行改進，以提高熱能的利用率。外燃發(fā)動機是利用在汽缸外部的熱能提供汽缸內作功的能量，已有技術有報道，但結構比較復雜。

發(fā)明內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種汽車用外燃發(fā)動機，特點是使燃料安排在一個更加合理的環(huán)境中燃燒，燃燒的更徹底，更充分，同時改變了內燃機在汽缸內燃燒作功時而不得不采取大幅度降溫措施，避免熱能的白白浪費。本實用新型提供的外燃發(fā)動機結構簡單。
本實用新型的汽車用外燃發(fā)動機，包括汽缸，汽缸包括缸體、缸蓋，缸體內有活塞，活塞下部通過連桿與曲軸相聯，其特征在于汽缸連通一氣體加壓裝置，氣體加壓裝置內有循環(huán)氣室和對循環(huán)氣室的加熱裝置，循環(huán)氣室與缸體內連通。
本實用新型可根據車輛載重多少確定汽缸的多少及缸徑的大小，循環(huán)氣體作為作功物質，可以是空氣、蒸氣或其它適合氣體，循環(huán)氣做為熱能的載體，在氣體加壓裝置內吸收熱能，使其壓力加大，再轉移到汽缸內作功。
氣體加壓裝置可以是多種，一般屬于換熱器結構方式。所述對循環(huán)氣室的加熱裝置可以的燃料式，也可以是電加熱式。
燃料式結構為包括燃灶、火焰導管，循環(huán)氣室置于燃燒室內，火焰導管設置于循環(huán)氣室間。燃灶的燃料由外部燃料和助燃氣組成，助燃氣是由發(fā)動機的氣泵(儲氣筒)中的氣體經換熱后供給的，助燃氣同時提供燃灶燃燒的氧氣。燃燒室?guī)в斜夭牧?。循環(huán)氣室與火焰導管的接觸面上帶有翅片，中間可由隔板分成兩部分，兩部分之間相通。燃灶可根據不同的燃料設置不同的燃具，燃具可更換，以適應多種液體、氣體燃料使用，固定使用時固體燃料也可做能源，本可采用公知的電子打火的方式。
電加熱式結構為所述對循環(huán)氣室的加熱裝置為電加熱元件，電加熱元件設置在循環(huán)氣室的內壁上。電熱元件的電源由車內的蓄電池和發(fā)電機來供應。
氣體加壓裝置采用兩種結構方式，一種將氣體加壓裝置安裝在汽缸上部，稱為頂置式，一種將氣體加壓裝置安裝在缸蓋一側稱為側置式，其余的結構方式同內燃機的結構方式，安裝方式同常規(guī)的內燃機安裝方式。
氣體加壓裝置的側置式方式是氣體加壓裝置安裝在汽缸的側部，循環(huán)氣室通過進氣道和出氣道與缸體連通，進氣道和出氣道上設有出氣開關和進氣開關。進氣開關和出氣開關分別包括一桿部，桿部穿過進氣道或出氣道，與進氣道或出氣道連接部位留有與進氣道或出氣道口徑相同的孔，桿部于缸蓋外通過彈簧、搖臂、推桿、挺桿與凸輪連接(基本同內燃機進排氣門結構)。桿部孔與進出氣道孔相吻合時氣道便通，孔部上移后，由桿部將其氣道堵住，氣道便被關閉。
氣體加壓裝置的頂置式方式是氣體加壓裝置安裝在汽缸的頂部，循環(huán)氣室通過進氣道和出氣道與缸體內連通。進氣道和出氣道上的開關結構為進出氣開關臂為一條帶雙孔的扁型桿，桿的一端連接由拆頁式軸接頭連接連動搖壁，搖壁的另一端連接凸輪頂桿，頂桿與內燃機的凸輪連接(頂桿至凸輸段與內燃機進排氣門結構相同)，進出氣開關臂的雙孔分別與進氣道或出氣道吻合，但保持一個孔與其中的進氣道或出氣道相通，另一個孔與出氣道或進氣道錯位。
頂置式氣體加壓裝置，當采用燃料式加熱裝置時，循環(huán)氣室內可分布呈輻射狀的火焰導管，火焰導管與燃灶的燃燒空間相通。
本實用新型穿過缸蓋加有氣體底數調整孔。
本實用新型達到的技術效果是，提供一種新的發(fā)動機結構方式，使燃料燃燒更充分，同時避免了內燃機因降溫而浪費大量能量。本實用新型是二沖程發(fā)動機，比內燃機減去了換氣的二個沖程，熱效率更高，車輛提速更敏捷，發(fā)動機操作可通過機械設定的與通用內燃機一樣，安裝本實用新型時整車部件不需作大的調整，氣體加壓裝置的形狀可適應安裝需要，在鑄造時可以與缸蓋鑄成一體，也可以單獨以總成的方式設計，可根據需要而定。本實用新型結構簡單，代替內燃機作用，具有高效率，低消耗，低污染的特點。


圖1為本實用新型的側置式結構示意圖；圖2為圖1中本實用新型氣體加壓裝置剖面示意圖；圖3為本實用新型頂置式結構示意圖；圖4為圖1圖2中循環(huán)氣室載面示意圖；圖5為廢氣排放及余熱回收系統(tǒng)示意圖；圖6為圖1圖3中氣體底數調整系統(tǒng)；圖7為圖1圖2中的電熱結構示意圖；圖8為側置式進氣開關或出氣開關的運行結構示意圖；圖中1曲軸、2連桿、3活塞、4缸蓋、5助燃氣管、6燃料進管、7燃灶、8循環(huán)氣室、9隔板、10隔板缺口、11缸體、12限壓閥、13換熱器外殼、14附加耐熱板、15火焰導管、16排氣支管、17進氣道、18出氣道、19出氣開關、20進氣開關、21底氣氣道、22底氣閥門、23底氣進口管、24底氣出口管、25電熱元件、26保溫層、27電源接柱、28電子點火器、29進出氣總口、30氣體底數調整孔、31助燃氣進口、32翅片、33燃燒室、34氣體加壓裝置、35換熱管、36排氣總管外殼、37排氣總管內室、38節(jié)氣門、39排氣總管出口、40氣室支柱、41軟彈簧、42頂桿、43搖臂、44彈簧、45彈簧固定板、46進出氣開關臂、47橡膠活塞、48閥們頂桿、49底氣排出孔、50彈簧、51活動塞、52杠桿 53彈簧座 54彈簧 55開關搖臂 56推桿 57挺桿 58凸輪軸59凸輪 60桿部具體實施方式
圖1-8為本實用新型的實施例結構示意圖，以下結合實施例附圖說明如圖1-3為本實用新型由氣體加壓裝置和汽缸配合共同構成汽車用外燃發(fā)動機，其它部件如潤滑系、冷卻系、曲軸、連桿、凸輸、推桿、頂桿、搖臂等與內燃機相同，安裝方式同常規(guī)內燃機安裝方式，氣體加壓裝置的結構為換熱器34結構型式。側置式外殼13內，循環(huán)氣室8由隔板9分為上下兩層，接近器壁的地方留有隔板缺口10使上下兩層串通為一整體，循環(huán)氣室8由進氣道17、出氣道18與缸體11相通，進氣道17和出氣道18上分別有出氣開關19和進氣開關20控制氣體的關閉與開通，循環(huán)氣室8的進氣開關20處于開通狀態(tài)，出氣開關19處于關閉狀態(tài)，氣體便從出氣道18經出氣總口29進入汽缸壓迫活塞3下行到下止點，由飛輪(原有發(fā)動機部件)的慣性帶動下活塞3上行，這時出氣開關19開通，進氣開關20關閉，將汽缸內氣體經進氣道17推入循環(huán)氣室8的上層，再從隔板缺口10處轉入下層，充滿整個循環(huán)氣室8，循環(huán)氣體在進入循環(huán)氣室8時與氣室壁和立在氣室內眾多的火焰導管15壁及壁上裝有的傳熱翅片32頻繁碰撞，將燃燒室33內燃灶7燃燒，燃料所產生的高溫進行傳遞，加劇氣體分子的活動速率，使循環(huán)氣室8內的氣體壓力瞬間到達所需要的值數，這時活塞3到達上止點，進氣開關20開通，出氣開關19關閉，高壓力的氣體經出氣道18進入汽缸，壓迫活塞3下行作動，作動后的氣體壓力和溫度都已下降，在飛輪旋轉帶動下，活塞3又上行，將作了功的氣體推回循環(huán)氣室8內接受熱量。如此循環(huán)重復。
上述進氣開關和出氣開關的開、閉方式為以出氣開關為例，圖8所示，循環(huán)氣室的進氣道17處于截止狀態(tài)，使循環(huán)氣室不與缸體內相通，桿部60內的相應孔與出氣道18呈開通狀態(tài)，使循環(huán)氣室的循環(huán)氣與缸體內相通。氣體進入汽缸壓迫活塞下行時，活塞推動與之相連的連桿2、曲軸1通過正時齒輪帶動凸輪軸58作旋轉運動，在活塞達到下止點時，通過凸輪軸58的轉動再帶動凸輪59，凸輪59頂動挺桿57、推桿56及開關搖臂55壓動彈簧座53及彈簧54，使出氣開關19的桿部60下移，恰好使出氣開關處于關閉狀態(tài)，而此時進氣道17處于開通狀態(tài)。圖1中進氣開關和出氣開關分別設置為兩個部件，也可以只設置為一個部件，桿部同時穿過進氣道和出氣道，開閉方式仍如圖8所表達的原理，桿部上設置兩個孔，當一個孔與一個氣道相通時，另一個孔與另一個氣道錯位。
根據不同的需要，有的發(fā)動機可以在氣體加壓裝置內設兩個循環(huán)氣室8，使氣體熱傳遞更充分，進出氣開關各自控制兩個氣道，具體操作與單氣室相同。
頂置式開關結構如下進出氣開關臂46為一條有雙孔的扁型桿，一端連接由拆頁軸式的接頭，連接連動的搖臂43，搖臂43的另一端連接凸輪頂桿42，頂桿42至凸軸相聯段與內燃機進排氣門部件相同。
頂置式燃燒室33設在循環(huán)氣室8下部中心部，火焰導管15將燃灶7的火焰從循環(huán)氣室中間引出布滿整個除循環(huán)氣室8以外氣體加壓裝置內部空間，循環(huán)氣室8由進氣道17和出氣道8與汽缸相通，進氣道17和出氣道18由帶孔進出氣開關臂46控制，開關臂46上兩個孔由一個孔的位置與進氣道17相吻合，氣體便流通，出氣道18錯位堵塞，頂桿42在凸輸頂動下上移，頂動搖臂43上移，帶動開關臂46移動，使另一孔與出氣道18相吻合，另一孔與進氣道17錯位堵塞。
特殊需要的車輛，如圖7所示，氣體加壓裝置內由電供熱，它是在循環(huán)氣室8的壁上及其隔板9，底座等處(頂置式除隔板外亦同圖7所示)安裝電熱元件，電熱元件的電源由車內的蓄電池和發(fā)電機來供應。
活塞3到達下止點時，氣體還存在一定壓力，稱其為壓力底數，壓力底數代表著氣體質量，是氣體受熱后能產生多大壓力的基礎，可根據不同的壓力需要保留不同的壓力底數，由車上的高壓氣泵通過氣體底數調整系統(tǒng)進行調整，使汽缸內保留合理的壓力，底數配合受熱作功，需要加大馬力時，如圖6，氣體通過底氣進口管23進入汽缸，氣體底數壓力增大，同時節(jié)氣門38開大，加大燃灶7的火焰，使循環(huán)氣室8的內壁和火焰導管15及其傳熱翅片32溫度升高，循環(huán)氣體的溫度隨著升高，膨脹系數增大，推動活塞3時推力加快加大，完成馬力加大，發(fā)動機熄火時，節(jié)氣門38關閉燃灶7(電供熱的關掉電源)將杠桿52下壓活動塞51壓彈簧50下移，使帶孔橡膠活塞47下移將底氣進口管23堵塞，底氣出口管24開通，帶孔橡膠活塞47繼續(xù)下移，閥門頂桿48壓迫底氣閥門22鎖片開啟，底氣便通過橡膠活塞47孔中經底氣出口管24排出，汽缸內無壓縮氣體，發(fā)動機便自動停止。起動時由車上蓄氣筒存的氣體供給汽缸壓力底數及燃灶7點火用氣(電供熱可接通電源)。
本實用新型將發(fā)動機的廢氣余熱進行利用，將發(fā)動機的氣泵(儲氣筒)的氣體進行加熱作為助燃氣。如圖1、圖3由助燃氣管5進入燃灶7。如圖1從排氣支管16排出的廢氣溫度比較高，進入圖5所示的排氣總管內室37內(原發(fā)動機排氣室)，與從氣泵來的助燃氣進行熱交換(助燃氣管在排氣總管內室37內呈換熱管方式)，加熱助燃氣后進入燃灶(氣體加壓裝置34)。廢氣余熱利用后通過排氣總管出口39接發(fā)動機消音器，排入大氣。
權利要求1.汽車用外燃發(fā)動機，包括汽缸，汽缸包括缸體(11)、缸蓋(4)，缸體內有活塞(3)，活塞下部通過連桿(2)與曲軸(1)相聯，其特征在于汽缸連通一氣體加壓裝置，氣體加壓裝置內有循環(huán)氣室(8)和對循環(huán)氣室的加熱裝置，循環(huán)氣室與缸體內連通，氣體加壓裝置上帶有排氣支管(16)。
2.根據權利要求1所述的發(fā)動機，其特征在于所述對循環(huán)氣室的加熱裝置包括燃灶(7)、火焰導管(15)，循環(huán)氣室置于燃燒室內，火焰導管設置于循環(huán)氣室間與燃灶燃燒空間相通。
3.根據權利要求2所述的發(fā)動機，其特征在于燃灶(7)連接燃料進管(6)和助燃氣管(5)，助燃氣管連接發(fā)動機儲氣筒，排氣支管(16)連接排氣總管內室(37)，助燃氣管經過排氣總管內室(37)與燃灶連接。
4.根據權利要求2所述的發(fā)動機，其特征在于循環(huán)氣室與燃燒室之間為換熱器結構方式，循環(huán)氣室與火焰導管接觸面上帶有傳熱翅片(32)，中間由隔板(9)分成兩部分，兩部分之間相通。
5.根據權利要求1所述的發(fā)動機，其特征在于所述對循環(huán)氣室的加熱裝置為電加熱元件(25)，電加熱元件設置在循環(huán)氣室的內壁上，電熱元件的電源為汽車內的蓄電池或發(fā)電機。
6.根據權利要求1所述的發(fā)動機，其特征在于所述氣體加壓裝置安裝在汽缸的側部，循環(huán)氣室通過進氣道(17)和出氣道(18)與缸體連通，進氣道和出氣道上分別設有出氣開關(19)和進氣開關(20)。
7.根據權利要求6所述的發(fā)動機，其特征在于所述進氣開關和出氣開關分別包括一桿部(60)，桿部穿過進氣道或出氣道，與進氣道或出氣道連接部位留有與進氣道或出氣道口徑相同的孔，桿部于缸蓋外通過彈簧(54)、開關搖臂(55)、推桿(56)、挺桿(57)與凸輪(59)連接。
8.根據權利要求1所述的發(fā)動機，其特征在于所述氣體加壓裝置安裝在汽缸的頂部，循環(huán)氣室通過進氣道和出氣道與缸體內連通，進出氣開關臂(46)為一條帶雙孔的扁型桿，桿的一端連接由折頁式軸接頭連接連動搖臂(43)，搖臂(43)的另一端連接凸輪頂桿(42)，頂桿與內燃機的凸輪連接，進出氣開關臂的雙孔分別與進氣道或出氣道吻合，在一種狀態(tài)下保持一個孔與其中的進氣道或出氣道相通，另一個孔與出氣道或進氣道錯位。
9.根據權利要求8所述的發(fā)動機，其特征在于循環(huán)氣室內分布呈輻射狀的火焰導管，火焰導管與燃灶的燃燒空間連通。
10.根據權利要求1所述的發(fā)動機，其特征在于穿過缸蓋(4)加有氣體底數調整孔(30)。
專利摘要汽車用外燃發(fā)動機,包括汽缸,汽缸包括缸體、缸蓋,缸體內有活塞,活塞下部通過連桿與曲軸相聯,其特征在于汽缸連通一氣體加壓裝置,氣體加壓裝置內有循環(huán)氣室和對循環(huán)氣室的加熱裝置,循環(huán)氣室與缸體內連通,氣體加壓裝置上帶有排氣支管。對循環(huán)氣室的加熱裝置可以的燃料式,也可以是電加熱式。氣體加壓裝置可以安裝在汽缸上部,稱為頂置式,可以安裝在缸蓋一側稱為側置式。本實用新型提供了一種新的發(fā)動機結構方式,使燃料在汽缸外更加合理的環(huán)境中燃燒,燃燒的更徹底,更充分,同時改變了內燃機由于大力降溫而使近三分之一的熱能被白白浪費掉的狀況。進一步大幅度提高了熱能的利用率,具有能效大,低消耗,低污染的特點。
文檔編號F02B23/00GK2516708SQ0221227
公開日2002年10月16日 申請日期2002年1月19日 優(yōu)先權日2002年1月19日
發(fā)明者常緒芝 申請人:常緒芝