專利名稱：節(jié)能環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)類別，特別是一種節(jié)能環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱內(nèi)都裝有機(jī)油，起到潤(rùn)滑曲軸、曲柄和氣環(huán)的作用，同時(shí)起到密封氣環(huán)的作用。在潤(rùn)滑氣環(huán)的過(guò)程中會(huì)有少量機(jī)油進(jìn)入汽缸內(nèi)和汽缸內(nèi)的燃油一起燃燒；然而，機(jī)油燃燒往往是不充分的，會(huì)造成污染。燃油在汽缸內(nèi)燃燒推動(dòng)活塞做功，產(chǎn)生的熱量傳遞給曲軸箱內(nèi)的機(jī)油；機(jī)油受熱氧化冒煙，甚至?xí)匀?。所以要在汽缸套?nèi)加入循環(huán)冷卻水來(lái)冷卻汽缸。循環(huán)冷卻水的循環(huán)過(guò)程如下水泵把汽缸套內(nèi)的熱水抽到散熱水箱內(nèi)， 風(fēng)扇把散熱水箱里的熱水吹冷，吹冷的水又流回汽缸套內(nèi)冷卻汽缸。汽缸的熱量沒(méi)有被充分利用。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)滯燃，冒黑煙。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)爆燃，損壞汽缸；需要在汽油里添加防爆劑鉛或錳，造成環(huán)境重金屬污染。燃油在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃燒不充分，會(huì)排放大量的一氧化碳、碳?xì)浠衔锖吞嘉⒘?；還會(huì)產(chǎn)生氮氧化物，造成環(huán)境污染。碳微粒積在汽缸壁上會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，一種具有獨(dú)特性能的非磁性新型多鐵合金可以將熱能直接轉(zhuǎn)化成電能。該新型多鐵合金由鐵、鎳、鈷、錳、錫組成，在溫度低時(shí)表現(xiàn)為無(wú)磁性，在溫度高時(shí)表現(xiàn)為強(qiáng)磁性。該新型多鐵合金靠近稀土磁鐵時(shí)，加熱該新型多鐵合金， 該新型多鐵合金的磁力會(huì)突然戲劇性地大幅度增加；這樣周?chē)木€圈中就會(huì)有電流產(chǎn)生。 插電式混合動(dòng)力汽車(chē)?yán)眠@一原理，把汽車(chē)排出的廢熱氣用來(lái)發(fā)電，發(fā)出的電力與發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械力一起驅(qū)動(dòng)汽車(chē)?？ㄖZ循環(huán)指出汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是38%，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是42%。燃油燃燒產(chǎn)生的能量，有40%轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，剩下60%的能量以熱能的形式被冷卻汽缸的冷卻水及排出的廢熱氣帶走。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)傳遞給汽缸的熱量，要比發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢熱氣的熱量多。但這一熱量沒(méi)有被充分利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可以克服現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的上述缺陷。本發(fā)明節(jié)能環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)，包括曲軸箱、曲軸、曲柄、活塞銷、活塞、汽缸、汽缸套、氣環(huán)、進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)、熱交換裝置、空氣過(guò)濾器、進(jìn)氣管、排氣管、散熱水箱、水泵、風(fēng)扇、廢氣鼓風(fēng)機(jī)、燃油箱、燃油泵、燃油閥、燃油噴嘴、火花塞、稀土磁鐵熱電裝置和電氣控制系統(tǒng)。燃油泵從燃油箱抽取燃油經(jīng)過(guò)燃油閥從汽缸內(nèi)的燃油噴嘴中噴出。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)做功沖程中 火花塞的電脈沖火花點(diǎn)燃汽缸里經(jīng)過(guò)壓縮沖程與空氣充分混合的氣化汽油。氣環(huán)用鋁合金制成，裝在活塞下端；氣環(huán)與汽缸內(nèi)壁之間有一定間隙。曲軸箱內(nèi)曲柄的一端與曲軸鉸鏈， 曲軸箱內(nèi)的潤(rùn)滑液是機(jī)油。稀土磁鐵熱電裝置的稀土磁鐵包在熱交換裝置上，新型多鐵合金包在稀土磁鐵上，線圈包在新型多鐵合金的外面，稀土磁鐵熱電裝置的熱傳遞銅將熱交換裝置的熱量傳遞給新型多鐵合金，稀土磁鐵熱電裝置的外殼把稀土磁鐵熱電裝置的稀土磁鐵、新型多鐵合金、熱傳遞銅和線圈包在里面。吸氣沖程中經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器過(guò)濾的空氣經(jīng)進(jìn)氣管從已打開(kāi)的進(jìn)氣門(mén)進(jìn)入汽缸。在排氣沖程中汽缸里的廢熱氣從已打開(kāi)的排氣門(mén)排入熱交換裝置。從熱交換裝置出來(lái)的廢氣吹動(dòng)廢氣鼓風(fēng)機(jī)的動(dòng)力葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，然后再經(jīng)排氣管排出。廢氣鼓風(fēng)機(jī)的一條管路經(jīng)過(guò)一個(gè)脈沖地打開(kāi)的機(jī)械風(fēng)門(mén)接入包在熱交換裝置上的稀土磁鐵熱電裝置外殼內(nèi)，脈沖地冷卻新型多鐵合金、稀土磁鐵和熱傳遞銅。曲軸箱下面接有活塞箱?；钊湟粋?cè)的管子經(jīng)過(guò)水泵接到散熱水箱，有一條回水管從散熱水箱出來(lái)后，接到活塞箱另一側(cè)下端，活塞箱和散熱水箱內(nèi)都裝有水。散熱水箱旁裝有風(fēng)扇。曲軸箱底部中間位置裝有滑動(dòng)軸承，滑動(dòng)軸承由軸承座、銅套和密封圈組成?；钊麠U固定在活塞上的活塞銷中部?；钊麠U與滑動(dòng)軸承的銅套相適配，活塞桿向上穿過(guò)滑動(dòng)軸承的密封圈和銅套后與曲柄的另一端鉸鏈。在氣環(huán)上方的活塞上裝有玻璃密封圈，玻璃密封圈內(nèi)添加了碳素纖維，玻璃密封圈包在支撐環(huán)上、并固定在活塞上。玻璃密封圈上方的活塞上有一圈梯形槽，梯形槽的底面上至少有一個(gè)與活塞里面相通的小孔，梯形槽內(nèi)裝有硅橡膠密封圈，硅橡膠密封圈內(nèi)添加了金屬粉末。汽缸套內(nèi)不再裝冷卻水，汽缸外面包有另一個(gè)稀土磁鐵熱電裝置。包在汽缸上的稀土磁鐵熱的裝置的熱傳遞銅，把汽缸上的熱量傳遞給包在汽缸上的稀土磁鐵熱電裝置的新型多鐵合金。廢氣鼓風(fēng)機(jī)的另一管路經(jīng)過(guò)另一個(gè)脈沖地打開(kāi)的機(jī)械風(fēng)門(mén)后接入包在汽缸上的稀土磁鐵熱電裝置的外殼內(nèi)，脈沖地冷卻新型多鐵合金、稀土磁鐵和熱傳遞銅。發(fā)動(dòng)機(jī)的第一個(gè)沖程是吸氣沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，活塞向上運(yùn)行，空氣經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器過(guò)濾后經(jīng)進(jìn)氣管從已打開(kāi)的進(jìn)氣門(mén)進(jìn)入汽缸、空氣被吸入汽缸。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油泵從燃油箱里抽取汽油后，經(jīng)過(guò)電噴燃油閥從燃油噴嘴向汽缸內(nèi)噴汽油。在汽缸內(nèi)汽油與空氣充分混合。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)只有空氣被吸入汽缸?；钊蛏线\(yùn)行時(shí)，會(huì)有少量水從硅橡膠密封圈滲出。發(fā)動(dòng)機(jī)的第二個(gè)沖程是壓縮沖程進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，活塞向下運(yùn)行。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸內(nèi)的空氣或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸內(nèi)的汽油與空氣的混合氣體被壓縮，汽缸內(nèi)的氣體溫度生高。吸氣沖程時(shí)從硅橡膠密封圈滲出的水，吸收汽缸壁的熱量和壓縮沖程時(shí)，壓縮氣體所產(chǎn)生的熱量而汽化、變?yōu)樗魵猓c汽缸里的氣體一起升溫。發(fā)動(dòng)機(jī)的第三個(gè)沖程是做功沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油泵從燃油箱抽取柴油，經(jīng)過(guò)打開(kāi)燃油閥從燃油噴嘴往汽缸內(nèi)噴柴油，噴出的霧狀柴油在汽缸內(nèi)燃燒。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的火花塞通電打火，點(diǎn)燃汽缸內(nèi)與空氣混合在一起的汽油。燃油在汽缸內(nèi)燃燒，汽缸內(nèi)的氣體的溫度和氣壓急劇上升；水蒸氣在急速升溫時(shí)會(huì)發(fā)生微爆現(xiàn)象，炸碎汽缸內(nèi)的燃油液滴，使燃油在汽缸內(nèi)的分布更加均勻，燃油與空氣的接觸面積增大，燃油的燃燒更加充分。 從而提高了燃油的燃燒效率，抑制了一氧化碳、碳?xì)浠衔锖吞嘉⒘５牡纳?，減輕對(duì)環(huán)境的污染。對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)可以抑制滯燃現(xiàn)象的產(chǎn)生。對(duì)于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)可以抑制爆燃現(xiàn)象的發(fā)生。由于水蒸氣的比熱要比壓縮空氣和氣化的汽油的比熱大的多，汽油在汽缸內(nèi)氧化所產(chǎn)生的熱量傳給周?chē)膲嚎s空氣和氣化的汽油的同時(shí)也傳給了汽缸內(nèi)的水蒸氣； 水蒸氣升溫時(shí)吸收大量的熱，所以汽缸內(nèi)的氣體的溫度不會(huì)升的太快、太高；避免了汽缸內(nèi)的某一處達(dá)到汽油的燃點(diǎn)，導(dǎo)致爆燃現(xiàn)象的發(fā)生。燃油在汽缸內(nèi)燃燒時(shí)，汽缸內(nèi)的水蒸氣升溫時(shí)吸收大量的熱量；所以汽缸內(nèi)的溫度不會(huì)升的太高，導(dǎo)致汽缸內(nèi)的氮?dú)夂脱鯕獍l(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氮氧化物污染環(huán)境。在做功沖程中，氣環(huán)有效地降低了高溫高壓氣體對(duì)玻璃密封圈的沖擊；玻璃密封圈在高溫下變軟，成為具有塑性和彈性類似橡膠的物質(zhì)。玻璃密封圈內(nèi)添加碳素纖維，可增強(qiáng)高溫下變軟的玻璃的彈性。玻璃密封圈在受熱膨脹和表面張力的作用下以及高溫高壓氣體的擠壓和玻璃密封圈內(nèi)的支撐環(huán)的阻擋下，玻璃密封圈的外徑變大；玻璃密封圈與汽缸內(nèi)表面接觸，起到密封作用。玻璃密封圈的玻璃內(nèi)添加碳素纖維也可以預(yù)防玻璃冷卻后玻璃變脆、而破碎。玻璃是無(wú)機(jī)物，它的化學(xué)穩(wěn)定性很強(qiáng)，高溫下不會(huì)被氧化和分解、只會(huì)軟化；所以在發(fā)動(dòng)機(jī)上用玻璃做密封圈是在好不過(guò)的了。由于軟化玻璃密封圈的表面粗糙不能完全阻擋住高溫高壓氣體，但可以降低高溫高壓氣體對(duì)硅橡膠密封圈沖擊；再加上從硅橡膠密封圈滲出的水氣化時(shí)吸收大量的熱，以及硅橡膠密封圈底部和側(cè)面的水吸收一些熱量冷卻硅橡膠密封圈，使得硅橡膠密封圈的溫度在硅橡膠在所能承受的溫度之下密封汽缸。發(fā)動(dòng)機(jī)的最后一個(gè)沖程是排氣沖程排氣門(mén)打開(kāi)，活塞向下運(yùn)行；汽缸里的廢氣經(jīng)已打開(kāi)的排氣門(mén)進(jìn)入熱交換裝置內(nèi)，對(duì)熱交換裝置進(jìn)行加熱。從熱交換裝置出來(lái)的廢氣， 推動(dòng)廢氣鼓風(fēng)機(jī)的動(dòng)力葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，然后從排氣管排出。廢氣鼓風(fēng)機(jī)的動(dòng)力葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)廢氣鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)活塞上的玻璃密封圈只有在汽缸內(nèi)的氣體溫度很高時(shí)才與汽缸內(nèi)表面接觸；在其他時(shí)候由于玻璃密封圈的溫度較低玻璃冷縮，玻璃密封圈恢復(fù)原狀不與汽缸內(nèi)表面接觸，所以玻璃密封圈在四個(gè)沖程的平均摩擦阻力并不大。硅橡膠密封圈內(nèi)添加金屬粉末，可以增加硅橡膠密封圈的耐磨性。汽缸內(nèi)表面鍍鉻，可以減小汽缸對(duì)硅橡膠密封圈、玻璃密封圈和氣環(huán)的摩擦阻力，而且鉻堅(jiān)硬耐磨不生銹。水泵將活塞箱內(nèi)的熱水抽到散熱水箱里，風(fēng)扇將散熱水箱里的熱水冷卻；冷卻后的水又流回活塞箱，循環(huán)使用?；钊淅锏乃鋮s了活塞、硅橡膠密封圈和周期性地冷卻了汽缸。在排氣沖程中，排出廢熱氣進(jìn)入熱交換裝置中釋放出熱量，對(duì)包在熱交換裝置上的稀土磁鐵熱電裝置的熱傳遞銅進(jìn)行加熱。做功沖程中燃油在汽缸內(nèi)燃燒加熱汽缸，汽缸傳遞出的熱量對(duì)包在汽缸上的稀土磁鐵熱電裝置的熱傳遞銅進(jìn)行加熱?？紤]到熱傳遞的滯后性，包在熱交換裝置上和包在汽缸上的稀土磁鐵熱電裝置的熱傳遞銅，在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣沖程和吸氣沖程期間將熱量分別傳遞給各自的新型多鐵合金，使新型多鐵合金逐漸增強(qiáng)磁性；這一磁場(chǎng)變化，在稀土磁鐵熱電裝置的線圈中產(chǎn)生電流。在這一期間機(jī)械風(fēng)門(mén)是關(guān)閉的。在吸氣沖程、壓縮沖程和做功沖程期間沒(méi)有廢熱氣進(jìn)入熱交換裝置中。排氣沖程 活塞箱中的水開(kāi)始冷卻汽缸；吸氣沖程吸入的空氣也會(huì)冷卻汽缸；壓縮沖程活塞箱中的水再次冷卻汽缸?？紤]到熱傳遞的滯后性，在壓縮沖程和做功沖程期間打開(kāi)機(jī)械風(fēng)門(mén)。廢氣鼓風(fēng)機(jī)吹出的風(fēng)經(jīng)過(guò)打開(kāi)的機(jī)械風(fēng)門(mén)進(jìn)入稀土磁鐵熱電裝置的外殼中，冷卻新型多鐵合金、稀土磁鐵和熱傳遞銅。新型多鐵合金冷卻降溫后逐漸失去磁性，這一磁場(chǎng)變化又會(huì)在稀土磁鐵熱電裝置的線圈中產(chǎn)生電流。但是，這一電流與新型多鐵合金吸熱升溫后逐漸增強(qiáng)磁性時(shí)，磁場(chǎng)變化在稀土磁鐵熱電裝置的線圈中產(chǎn)生的電流方向相反。稀土磁鐵熱電裝置發(fā)出的電經(jīng)過(guò)處理后，可給插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的運(yùn)行電機(jī)供電或給汽車(chē)蓄電池充電。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步具體詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明節(jié)能環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2是本發(fā)明的活塞及附件的放大剖示圖。
具體實(shí)施例方式圖1和圖2所示，本發(fā)明節(jié)能環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)包括曲軸箱1、曲軸2、曲柄3、活塞銷7、 活塞8、汽缸12、汽缸套13、氣環(huán)11、進(jìn)氣門(mén)17、排氣門(mén)15、熱交換裝置20、空氣過(guò)濾器19、 進(jìn)氣管18、排氣管M、散熱水箱25、水泵27、風(fēng)扇沈、廢氣鼓風(fēng)機(jī)22、燃油箱觀、燃油泵29、 燃油閥30、燃油噴嘴14、火花塞16、稀土磁鐵熱電裝置21和電氣控制系統(tǒng)。燃油泵四從燃油箱觀抽取燃油，經(jīng)過(guò)燃油閥30從汽缸12內(nèi)的燃油噴嘴14中噴出。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)做功沖程中火花塞16的電脈沖火花點(diǎn)燃汽缸12里經(jīng)過(guò)壓縮沖程，與空氣充分混合的氣化汽油。 氣環(huán)11用鋁合金制成，裝在活塞8下端，氣環(huán)與汽缸8內(nèi)壁之間有一定間隙。曲軸箱1內(nèi)曲柄3的一端與曲軸2鉸鏈，曲軸箱1內(nèi)的潤(rùn)滑液是機(jī)油。稀土磁鐵熱電裝置21的稀土磁鐵包在熱交換裝置20上，新型多鐵合金包在稀土磁鐵上，線圈包在新型多鐵合金的外面。稀土磁鐵熱電裝置21的熱傳遞銅將熱交換裝置20的熱量傳遞給新型多鐵合金。稀土磁鐵熱電裝置21的外殼，把稀土磁鐵熱電裝置21的稀土磁鐵、新型多鐵合金、熱傳遞銅和線圈包在里面。吸氣沖程中經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器19過(guò)濾的空氣，經(jīng)進(jìn)氣管18從已打開(kāi)的進(jìn)氣門(mén)17 進(jìn)入汽缸12。在排氣沖程中汽缸12里的廢熱氣，從已打開(kāi)的排氣門(mén)17排入熱交換裝置 20 ；從熱交換裝置20出來(lái)的廢氣吹動(dòng)廢氣鼓風(fēng)機(jī)22的動(dòng)力葉輪221轉(zhuǎn)動(dòng)，然后再經(jīng)排氣管 M排出。廢氣鼓風(fēng)機(jī)22的一條管路經(jīng)過(guò)一個(gè)脈沖地打開(kāi)的機(jī)械風(fēng)門(mén)23接入包在熱交換裝置20上的稀土磁鐵熱電裝置21外殼內(nèi)，脈沖地冷卻新型多鐵合金、稀土磁鐵和熱傳遞銅。 曲軸箱1下面接有活塞箱6?；钊? —側(cè)的管子經(jīng)過(guò)水泵27接入散熱水箱25，有一條回水管從散熱水箱25出來(lái)后，接到活塞箱6另一側(cè)下端?；钊?和散熱水箱25內(nèi)都裝有水，散熱水箱25旁裝有風(fēng)扇26。曲軸箱1底部中間位置裝有滑動(dòng)軸承4，滑動(dòng)軸承4由軸承座、銅套和密封圈組成?；钊麠U5固定在活塞8上的活塞銷7中部?；钊麠U5與滑動(dòng)軸承4的銅套相適配，活塞桿5向上穿過(guò)滑動(dòng)軸承4的密封圈和銅套后與曲柄3的另一端鉸鏈。在氣環(huán)11上方的活塞8上裝有玻璃密封圈10，玻璃密封圈10內(nèi)添加了碳素纖維；玻璃密封圈10包在支撐環(huán)上、并固定在活塞8上。玻璃密封圈10上方的活塞8上有一圈梯形槽，梯形槽的底面上至少有一個(gè)與活塞8里面相通的小孔，梯形槽內(nèi)裝有硅橡膠密封圈9 ； 硅橡膠密封圈9內(nèi)添加了金屬粉末。汽缸套13內(nèi)不再裝冷卻水，汽缸12外面包有另一個(gè)稀土磁鐵熱電裝置21。包在汽缸12上的稀土磁鐵熱裝置21的熱傳遞銅把汽缸12上的熱量，傳遞給包在汽缸12上的稀土磁鐵熱電裝置21的新型多鐵合金。廢氣鼓風(fēng)機(jī)22的另一管路經(jīng)過(guò)另一個(gè)脈沖地打開(kāi)的機(jī)械風(fēng)門(mén)23后，接入包在汽缸12上的稀土磁鐵熱電裝置21 的外殼內(nèi)；脈沖地冷卻新型多鐵合金、稀土磁鐵和熱傳遞銅。發(fā)動(dòng)機(jī)的第一個(gè)沖程是吸氣沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門(mén)17打開(kāi)，活塞12向上運(yùn)行；空氣經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器19過(guò)濾后，經(jīng)進(jìn)氣管18從已打開(kāi)的進(jìn)氣門(mén)17進(jìn)入汽缸12、空氣被吸入汽缸12。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油泵四從燃油箱觀里抽取汽油，經(jīng)過(guò)電噴燃油閥30從燃油噴嘴 14向汽缸12內(nèi)噴汽油；在汽缸12內(nèi)汽油與空氣充分混合。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)只有空氣被吸入汽缸12?；钊?向上運(yùn)行時(shí)，會(huì)有少量水從硅橡膠密封圈9滲出。發(fā)動(dòng)機(jī)的第二個(gè)沖程是壓縮沖程進(jìn)氣門(mén)17關(guān)閉，活塞12向下運(yùn)行。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)
6的汽缸12內(nèi)的空氣或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸12內(nèi)的汽油與空氣的混合氣體被壓縮，汽缸12內(nèi)的氣體溫度升高。吸氣沖程時(shí)從硅橡膠密封圈9滲出的水，吸收汽缸12壁的熱量和壓縮沖程時(shí)壓縮氣體產(chǎn)生的熱量而汽化、變?yōu)樗魵猓c汽缸12里的氣體一起升溫。發(fā)動(dòng)機(jī)的最后一個(gè)沖程是排氣沖程排氣門(mén)15打開(kāi)，活塞8向下運(yùn)行。汽缸12里的廢氣經(jīng)已打開(kāi)的排氣門(mén)15進(jìn)入熱交換裝置20內(nèi)，對(duì)熱交換裝置20進(jìn)行加熱。從熱交換裝置20出來(lái)的廢氣，推動(dòng)廢氣鼓風(fēng)機(jī)22的動(dòng)力葉輪221轉(zhuǎn)動(dòng)，然后再?gòu)呐艢夤躆排出。廢氣鼓風(fēng)機(jī)22的動(dòng)力葉輪221的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)廢氣鼓風(fēng)機(jī)22轉(zhuǎn)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞12上的玻璃密封圈10只有在汽缸12內(nèi)的氣體溫度很高時(shí)才與汽缸12內(nèi)表面接觸；在其他時(shí)候由于玻璃密封圈10的溫度較低玻璃冷縮，玻璃密封圈10恢復(fù)原狀不與汽缸12內(nèi)表面接觸；所以，玻璃密封圈10在四個(gè)沖程的平均摩擦阻力并不大。 玻璃密封圈10內(nèi)添加碳素纖維，可以增強(qiáng)玻璃密封圈10加熱軟化后的彈性和減輕冷卻硬化后的脆性。硅橡膠密封圈9內(nèi)添加金屬粉末，可以增加硅橡膠密封圈9的耐磨性。汽缸 12內(nèi)表面鍍鉻，可以減小汽缸12對(duì)硅橡膠密封圈9、玻璃密封圈10和氣環(huán)11的摩擦阻力， 而且鉻堅(jiān)硬耐磨不生銹。水泵27將活塞箱6內(nèi)的熱水抽到散熱水箱25里，風(fēng)扇沈?qū)⑸崴?5里的熱水冷卻；冷卻后的水又流回活塞箱6內(nèi)、循環(huán)使用?；钊?里的水冷卻了活塞6、硅橡膠密封圈9和周期性地冷卻了汽缸12。在排氣沖程中，排出廢熱氣進(jìn)入熱交換裝置20中釋放出熱量，對(duì)包在熱交換裝置 20上的稀土磁鐵熱電裝置21的熱傳遞銅進(jìn)行加熱。做功沖程中燃油在汽缸12內(nèi)燃燒加熱汽缸12，汽缸12傳遞出的熱量對(duì)包在汽缸12上的稀土磁鐵熱電裝置21的熱傳遞銅進(jìn)行加熱?？紤]到熱傳遞的滯后性，包在熱交換裝置20上和包在汽缸12上的稀土磁鐵熱電裝置 21的熱傳遞銅，在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣沖程和吸氣沖程期間將熱量傳遞給新型多鐵合金。使稀土磁鐵熱電裝置21的新型多鐵合金溫度逐漸升高，新型多鐵合金的磁性從無(wú)到有逐漸增強(qiáng)磁性；這一磁場(chǎng)變化在稀土磁鐵熱電裝置21的線圈中產(chǎn)生電流。在這一期間機(jī)械風(fēng)門(mén)23 是關(guān)閉的。在吸氣沖程、壓縮沖程和做功沖程期間沒(méi)有廢熱氣進(jìn)入熱交換裝置20中。排氣沖程活塞箱6中的水開(kāi)始冷卻汽缸12。吸氣沖程吸入的空氣也會(huì)冷卻汽缸12。壓縮沖程 活塞箱6中的水再次冷卻汽缸12。考慮到熱傳遞的滯后性，在壓縮沖程和做功沖程期間打開(kāi)機(jī)械風(fēng)門(mén)23 ；廢氣鼓風(fēng)機(jī)22吹出的風(fēng)經(jīng)過(guò)打開(kāi)的機(jī)械風(fēng)門(mén)23進(jìn)入稀土磁鐵熱電裝置21 的外殼中，冷卻新型多鐵合金、稀土磁鐵和熱傳遞銅。新型多鐵合金冷卻降溫后逐漸失去磁性，這一磁場(chǎng)變化又會(huì)在稀土磁鐵熱電裝置21的線圈中產(chǎn)生電流。但是，這一次的電流與新型多鐵合金吸熱升溫后逐漸增強(qiáng)磁性，磁場(chǎng)變化在稀土磁鐵熱電裝置21的線圈中產(chǎn)生的電流方向相反。稀土磁鐵熱電裝置21發(fā)出的電經(jīng)過(guò)處理后，可給插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的運(yùn)行電機(jī)供電或給汽車(chē)蓄電池充電。在實(shí)際應(yīng)用中汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，只用一個(gè)曲軸箱1，所以活塞箱6也只用一個(gè)。也可以用發(fā)動(dòng)機(jī)自身動(dòng)力帶動(dòng)的機(jī)械鼓風(fēng)機(jī)代替廢氣鼓風(fēng)機(jī)22。每一個(gè)汽缸12均裝有一個(gè)冷熱交換裝置20和一個(gè)包在冷熱交換裝置20上的稀土磁鐵熱電裝置21，但共用一條排氣管24。每一個(gè)汽缸12外面也都包有一個(gè)稀土磁鐵熱電裝置21。玻璃密封圈10可解釋為在一定值高溫時(shí)，具有玻璃那種在高溫下軟化成帶有彈性的物質(zhì)制成的密封圈。這一特殊材料制成的密封圈，要消除玻璃所具有的冷卻硬化時(shí)的脆性，同時(shí)要增強(qiáng)該物質(zhì)在高溫下軟化時(shí)的彈性及高溫下漲大、低溫下縮小但不脆的特征。 玻璃焊料的軟化溫度是250°C。普通玻璃的軟化溫度是350 400°C。不同的發(fā)動(dòng)機(jī)要選擇不同軟化溫度的該物質(zhì)。 我們知道發(fā)動(dòng)機(jī)的工況溫度是400 600°C，它是指做功沖程汽缸內(nèi)的溫度。傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，在汽缸12外面冷卻水的保護(hù)下，曲軸箱1內(nèi)的機(jī)油溫度是不會(huì)升到兩百多度、讓機(jī)油分解冒煙的溫度。糖廠發(fā)電用的蔗渣鍋爐中，用于受熱產(chǎn)生水蒸氣的省煤氣管與所連接的U型管之間的密封圈的材料是硅橡膠；可見(jiàn)耐溫250 350°C的硅橡膠在水和水蒸氣的保護(hù)下能夠承受多高的溫度！同樣本發(fā)明在氣環(huán)11和玻璃密封圈10的幫助下，以及活塞箱6里的水的保護(hù)下的硅橡膠密封圈9是完全可以勝任本發(fā)明節(jié)能環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞8 密封任務(wù)。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)，包括曲軸箱、曲軸、曲柄、、活塞銷、活塞、汽缸、汽缸套、氣環(huán)、進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)、熱交換裝置、空氣過(guò)濾器、進(jìn)氣管、排氣管、散熱水箱、水泵、風(fēng)扇、廢氣鼓風(fēng)機(jī)、燃油箱、燃油泵、燃油閥、燃油噴嘴、火花塞、稀土磁鐵熱電裝置和電氣控制系統(tǒng)；燃油泵從燃油箱抽取燃油經(jīng)過(guò)燃油閥從汽缸內(nèi)的燃油噴嘴中噴出，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)做功沖程中 火花塞的電脈沖火花點(diǎn)燃汽缸里經(jīng)過(guò)壓縮沖程與空氣充分混合的氣化汽油；氣環(huán)用鋁合金制成，裝在活塞下端，氣環(huán)與汽缸內(nèi)壁之間有一定間隙；曲軸箱內(nèi)曲柄的一端與曲軸鉸鏈， 曲軸箱內(nèi)的潤(rùn)滑液是機(jī)油；稀土磁鐵熱電裝置的稀土磁鐵包在熱交換裝置上，新型多鐵合金包在稀土磁鐵上，線圈包在新型多鐵合金的外面，稀土磁鐵熱電裝置的熱傳遞銅將熱交換裝置的熱量傳遞給新型多鐵合金，稀土磁鐵熱電裝置的外殼把稀土磁鐵熱電裝置的稀土磁鐵、新型多鐵合金、熱傳遞銅和線圈包在里面；吸氣沖程中經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器過(guò)濾的空氣經(jīng)進(jìn)氣管從已打開(kāi)的進(jìn)氣門(mén)進(jìn)入汽缸；在排氣沖程中汽缸里的廢熱氣從已打開(kāi)的排氣門(mén)排入熱交換裝置，從熱交換裝置出來(lái)的廢氣吹動(dòng)廢氣鼓風(fēng)機(jī)的動(dòng)力葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，然后再經(jīng)排氣管排出；廢氣鼓風(fēng)機(jī)的一條管路經(jīng)過(guò)一個(gè)脈沖地打開(kāi)的機(jī)械風(fēng)門(mén)接入稀土磁鐵熱電裝置外殼內(nèi)，脈沖地冷卻新型多鐵合金、稀土磁鐵和熱傳遞銅；其特征在于所述曲軸箱(1)下面接有活塞箱(6)，活塞箱(6) —側(cè)的管子經(jīng)過(guò)所述水泵(XT)接到所述散熱水箱(25)，有一條回水管從所述散熱水箱05)出來(lái)后，接到活塞箱(6)另一側(cè)下端；活塞箱(6)和所述散熱水箱0 內(nèi)都裝有水，所述散熱水箱0 旁裝有所述風(fēng)扇06)；所述曲軸箱(1)底部中間位置裝有滑動(dòng)軸承G)，滑動(dòng)軸承由軸承座、銅套和密封圈組成；活塞桿(5)固定在所述活塞(8)上的所述活塞銷(7)的中部，活塞桿( 與滑動(dòng)軸承(4)的銅套相適配， 活塞桿(5)向上穿過(guò)滑動(dòng)軸承的密封圈和銅套后與所述曲柄(3)的另一端鉸鏈；在所述氣環(huán)(11)上方的所述活塞⑶上裝有玻璃密封圈(10)，所述玻璃密封圈(10)包在支撐環(huán)上、并固定在所述活塞(8)上；所述玻璃密封圈(10)上方的所述活塞(8)上有一圈梯形槽，梯形槽的底面上至少有一個(gè)與所述活塞(8)里面相通的小孔，梯形槽內(nèi)裝有硅橡膠密封圈(9)；所述汽缸套(1 內(nèi)不再裝冷卻水，所述汽缸(1 外面包有另一個(gè)所述稀土磁鐵熱電裝置；包在所述汽缸(1 上的所述稀土磁鐵熱裝置的熱傳遞銅，把所述汽缸(1 上的熱量傳遞給包在所述汽缸(1 上的所述稀土磁鐵熱電裝置的新型多鐵合金；所述廢氣鼓風(fēng)機(jī)0 的另一管路經(jīng)過(guò)另一個(gè)脈沖地打開(kāi)的所述機(jī)械風(fēng)門(mén)(23)，然后接入包在所述汽缸(1 上的所述稀土磁鐵熱電裝置的外殼內(nèi)，脈沖地冷卻新型多鐵合金、稀土磁鐵和熱傳遞銅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述節(jié)能環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述玻璃密封圈(10)的玻璃內(nèi)添加有碳素纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述節(jié)能環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述硅橡膠密封圈(9)的硅橡膠內(nèi)添加有金屬粉末。
全文摘要
本發(fā)明節(jié)能環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)是由傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)改造而來(lái)的。曲軸箱下面接有活塞箱，活塞箱內(nèi)裝有水?；钊浣佑醒h(huán)水冷卻系統(tǒng)。曲軸箱底部中間位置裝有滑動(dòng)軸承?；钊麠U固定在活塞銷上，活塞桿向上穿過(guò)滑動(dòng)軸承后與曲柄的下端鉸鏈。在氣環(huán)上方的活塞上裝有玻璃密封圈，玻璃密封圈上方的活塞上裝有硅橡膠密封圈。汽缸套內(nèi)不再裝冷卻水。從排氣門(mén)排出的廢熱氣經(jīng)過(guò)熱交換裝置后，吹動(dòng)廢氣鼓風(fēng)機(jī)的動(dòng)力葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，然后從排氣管排出。汽缸和熱交換裝置外面分別包有一個(gè)稀土磁鐵熱電裝置。廢氣鼓風(fēng)機(jī)的兩條管路各經(jīng)過(guò)一個(gè)脈沖地打開(kāi)的機(jī)械風(fēng)門(mén)后，分別接入包在汽缸和熱交換裝置上的稀土磁鐵熱電裝置內(nèi)。稀土磁鐵熱電裝置發(fā)出的電，供插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的運(yùn)行電機(jī)使用。
文檔編號(hào)F02B75/40GK102392738SQ20111031578
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者張英華 申請(qǐng)人:張英華