專利名稱：一種發(fā)動機的工作方法、發(fā)動機和車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機技術(shù)，特別是指一種發(fā)動機的工作方法、發(fā)動機和車輛。
背景技術(shù)：
發(fā)動機燃燒純氧時，通過向發(fā)動機內(nèi)噴水，解決純氧燃燒速度過快，以及導(dǎo)致的溫度過高的問題；這一過程中，含CO2的尾氣通過與液氧之間進行換熱，使液氧氣化成氧氣，含CO2的尾氣凝華形成干冰，被進行回收利用。具體而言，可以將液氧和CO2逆向通過熱交換器，交換器內(nèi)設(shè)計螺旋葉片，增強換熱 效率?，F(xiàn)有技術(shù)的缺陷在于，需要在發(fā)動機蓋上布置噴水裝置，增加了發(fā)動機蓋的加工復(fù)雜度，并且由于裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致不易拆卸和清洗，以及，冷凝后形成的干冰無法取出，容易堵塞換熱器管道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種發(fā)動機的工作方法、發(fā)動機和車輛，用于解決現(xiàn)有技術(shù)無法回收利用含CO2的尾氣，以及發(fā)動機中的富氧燃燒過于激烈的缺陷。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施例提供一種發(fā)動機的工作方法，包括采用尾氣捕捉裝置通過排氣管獲取尾氣；并將所述尾氣置于所述尾氣捕捉裝置的熱量交換空腔內(nèi)；氧氣罐中的液氧氣化后形成的氧氣經(jīng)過液氧氣化波紋管，所述液氧氣化波紋管位于所述熱量交換空腔內(nèi)；所述尾氣與所述氧氣進行熱量交換，所述尾氣中的第一部分CO2冷凝形成固體干冰后沉積；第二部分CO2通過與內(nèi)燃機貫通連接的進氣管進入內(nèi)燃機。所述的方法中，所述液氧氣化波紋管套接有至少一個凝華篩；所述尾氣與所述氧氣進行熱量交換包括所述尾氣在至少一個所述凝華篩上釋放熱量；所述氧氣通過所述液氧氣化波紋管吸收所述凝華篩的熱量。所述的方法中，第二部分CO2通過與內(nèi)燃機貫通連接的進氣管進入內(nèi)燃機包括 第二部分CO2經(jīng)過一 EGR閥后進入EGR管，經(jīng)過所述EGR管進入所述進氣管，通過所述進氣管到達所述內(nèi)燃機。所述的方法中，所述EGR閥接收來自控制單元的流量控制信號；所述流量控制信號根據(jù)檢測到的所述第二部分CO2與所述氧氣之間的比例關(guān)系生成。一種發(fā)動機，包括尾氣捕捉裝置，與內(nèi)燃機的排氣管貫通連接，具有容置尾氣的熱量交換空腔；氧氣罐，用于容置液氧；液氧氣化波紋管，位于所述熱量交換空腔內(nèi)，與所述氧氣罐貫通連接，用于容置氣化后的氧氣；熱量交換器，位于所述熱量交換空腔內(nèi)，與所述液氧氣化波紋管套接，用于實現(xiàn)所述氧氣和尾氣之間的熱量交換；進氣管，與內(nèi)燃機貫通連接，用于導(dǎo)入進行過熱量交換后剩余的第二部分co2。所述的發(fā)動機中，熱量交換器具體為至少一個凝華篩；各個凝華篩圍繞在所述液氧氣化波紋管的外側(cè)并與所述液氧氣化波紋管的外表面充分接觸。所述的發(fā)動機中，所述液氧氣化波紋管與進氣管之間還包括EGR管；所述EGR管與所述液氧氣化波紋管貫通連接，且接合處有一 EGR閥。所述的發(fā)動機中，還包括EGR閥與一控制單元電連接，接收來自所述控制單元的流量控制信號；所述流量控制信號根據(jù)檢測到的所述第二部分CO2與所述氧氣之間的比例關(guān)系生成。所述的發(fā)動機中，還包括包裹住所述排氣管的外部的冷凝水套，用于為所述尾氣進行降溫。所述的發(fā)動機中，還包括 廢氣旁通渦輪增壓器，與所述排氣管貫通連接，用于將內(nèi)燃機排放的所述尾氣抽回到所述熱量交換空腔。一種車輛，包括發(fā)動機，發(fā)動機包括尾氣捕捉裝置，與內(nèi)燃機的排氣管貫通連接，具有容置尾氣的熱量交換空腔；氧氣罐，用于容置液氧；液氧氣化波紋管，位于所述熱量交換空腔內(nèi)，與所述氧氣罐貫通連接，用于容置氣化后的氧氣；熱量交換器，位于所述熱量交換空腔內(nèi)，與所述液氧氣化波紋管套接，用于實現(xiàn)所述氧氣和尾氣之間的熱量交換；進氣管，與內(nèi)燃機貫通連接，用于導(dǎo)入進行過熱量交換后剩余的第二部分co2。本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下回收發(fā)動機排出的尾氣，并通過熱量交換回收尾氣中的一部分CO2，然后控制另一部分CO2進入內(nèi)燃機與氧氣進行混合，使得內(nèi)燃機中的氧氣能夠得到更為充分的燃燒，降低了對氧氣的消耗，并且回收了 CO2，實現(xiàn)了零排放。


圖I表示發(fā)動機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2表示發(fā)動機的工作方法流程示意圖；I內(nèi)燃機2排氣管3氧氣罐4尾氣捕捉裝置5凝華篩6液氧氣化波紋管7EGR 閥8EGR 管9進氣管。
具體實施例方式為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。內(nèi)燃機燃燒純氧的過程中，采用部分尾氣CO2進行再循環(huán)，降低純氧燃燒的速度。
發(fā)動機的結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括內(nèi)燃機I，排氣管2，氧氣罐3，尾氣捕捉裝置4，凝華篩5，液氧氣化波紋管6，EGR閥7，EGR管8，進氣管9。本發(fā)明實施例提供一種發(fā)動機的工作方法，如圖2所示，包括步驟201，采用尾氣捕捉裝置4通過排氣管2獲取尾氣；并將所述尾氣置于所述尾氣捕捉裝置4的熱量交換空腔內(nèi)；步驟202，氧氣罐3中的液氧氧氣后形成的氧氣經(jīng)過液氧氣化波紋管6 ;所述液氧氣化波紋管6位于所述熱量交換空腔內(nèi)，步驟203，所述尾氣與所述氧氣進行熱量交換；所述尾氣中的第一部分CO2冷凝形成固體干冰后沉積；步驟204，第二部分CO2通過與內(nèi)燃機I貫通連接的進氣管9進入內(nèi)燃機I。應(yīng)用所提供的技術(shù)，在發(fā)動機中， 回收排出的尾氣，并通過熱量交換回收尾氣中的一部分CO2，然后控制另一部分CO2進入內(nèi)燃機與氧氣進行混合，使得內(nèi)燃機中的氧氣能夠得到更為充分的燃燒，降低了對氧氣的消耗，并且回收了 CO2，實現(xiàn)了零排放。在一個優(yōu)選實施例中，所述液氧氣化波紋管6套接有至少一個凝華篩5 ；所述尾氣與所述氧氣進行熱量交換，包括 所述尾氣在至少一個所述凝華篩5上釋放熱量；所述氧氣通過所述液氧氣化波紋管6吸收所述凝華篩5的熱量。在一個優(yōu)選實施例中，第二部分CO2通過內(nèi)燃機進氣管進入內(nèi)燃機，包括第二部分CO2經(jīng)過一 EGR閥I后進入EGR管8，經(jīng)過所述EGR管8進入內(nèi)燃機的進氣管9，直至到達所述內(nèi)燃機。在一個優(yōu)選實施例中，所述EGR閥7接收來自控制單元的流量控制信號；所述流量控制信號根據(jù)檢測到的所述第二部分CO2與所述氧氣之間的比例關(guān)系生成。內(nèi)燃機I利用進入的空氣啟動后，尾氣通過排氣管2進入尾氣捕捉裝置4，此時，氧氣罐3中的液氧進入液氧氣化波紋管6，液氧通過液氧氣化波紋管6的管壁與管外尾氣中的CO2進行換熱，液氧吸熱氣化成為氧氣，尾氣中的CO2放熱凝華成為干冰；干冰被尾氣氣流帶動懸浮于氣體中，當(dāng)干冰通過凝華篩5時，被固定到凝華篩5上，剩余的未完全凝華的氣體的CO2通過EGR管8進入內(nèi)燃機的進氣管9，EGR管8內(nèi)設(shè)有EGR閥7，通過調(diào)節(jié)EGR閥7可以控制EGR管8中的氣體流量。氧氣與通過EGR管8的CO2混合進入內(nèi)燃機燃燒，降低了純氧燃燒的速度、以及降低了原有過高的溫度，同時，通過EGR閥7調(diào)節(jié)氧氣濃度，使02/C02混合氣濃度符合富氧燃燒最佳混合氣濃度，在內(nèi)燃機I中進行富氧燃燒，實現(xiàn)了污染性尾氣的零排放。本發(fā)明實施例提供一種發(fā)動機,如圖I所示,包括尾氣捕捉裝置4，與內(nèi)燃機I的排氣管2貫通連接，具有容置尾氣的熱量交換空腔；氧氣罐3，用于容置液氧；液氧氣化波紋管6，位于所述熱量交換空腔內(nèi)，與所述氧氣罐3貫通連接，用于容置氣化后的氧氣；熱量交換器，位于所述熱量交換空腔內(nèi)，與所述液氧氣化波紋管6套接，用于實現(xiàn)所述氧氣和尾氣之間的熱量交換；進氣管9，與內(nèi)燃機I貫通連接，用于導(dǎo)入進行過熱量交換后剩余的第二部分C02。在一個優(yōu)選實施例中，熱量交換器具體為至少一個凝華篩5 ；各個凝華篩5圍繞在所述液氧氣化波紋管6的外側(cè)并與所述液氧氣化波紋管6的外表面充分接觸。
在一個優(yōu)選實施例中，液氧氣化波紋管6與進氣管9之間還包括EGR管8 ;EGR管8與所述液氧氣化波紋管6貫通連接，且接合處有一 EGR閥7。在一個優(yōu)選實施例中，還包括EGR閥7與一控制單元電連接，接收來自所述控制單元的流量控制信號；所述流量控制信號根據(jù)檢測到的所述第二部分CO2與所述氧氣之間的比例關(guān)系生成。 在一個優(yōu)選實施例中，還包括 、包裹住所述排氣管2的外部的冷凝水套，用于為尾氣進行降溫。與所述排氣管2貫通連接的廢氣旁通渦輪增壓器，用于將排放的所述尾氣抽回到所述熱量交換空腔。本發(fā)明實施例提供一種車輛，包括發(fā)動機，如圖I所示，發(fā)動機中尾氣捕捉裝置4，與內(nèi)燃機I的排氣管2貫通連接，具有容置尾氣的熱量交換空腔；氧氣罐3，用于容置液氧；液氧氣化波紋管6，位于所述熱量交換空腔內(nèi)，與所述氧氣罐3貫通連接，用于容置氣化后的氧氣；熱量交換器，位于所述熱量交換空腔內(nèi)，與所述液氧氣化波紋管6套接，用于實現(xiàn)所述氧氣和尾氣之間的熱量交換；進氣管9，與內(nèi)燃機I貫通連接，用于導(dǎo)入進行過熱量交換后剩余的第二部分C02。在一個優(yōu)選實施例中，熱量交換器具體為至少一個凝華篩5 ； 各個凝華篩5圍繞在所述液氧氣化波紋管6的外側(cè)并與所述液氧氣化波紋管6的外表面充分接觸。在一個優(yōu)選實施例中，液氧氣化波紋管6與進氣管9之間還包括EGR管8 ;EGR管8與所述液氧氣化波紋管6貫通連接，且接合處有一 EGR閥7。在一個優(yōu)選實施例中，還包括EGR閥7與一控制單元電連接，接收來自所述控制單元的流量控制信號；流量控制信號根據(jù)檢測到的所述第二部分CO2與所述氧氣之間的比例關(guān)系生成。采用本方案之后的優(yōu)勢是內(nèi)燃機實現(xiàn)氣閉合的零排放工作循環(huán)，回收循環(huán)利用尾氣C02，實現(xiàn)液氧與尾氣CO2之間的熱量交換，液氧氣化成氧氣燃燒，尾氣CO2凝華成干冰進行收集；發(fā)動機實現(xiàn)了富氧燃燒，降低甚至消除了碳氫化合物和碳煙污染物排放，徹底消除了氮氧(NOx)污染物的產(chǎn)生。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機的工作方法，其特征在于，包括 采用尾氣捕捉裝置通過排氣管獲取尾氣；并將所述尾氣置于所述尾氣捕捉裝置的熱量交換空腔內(nèi)； 氧氣罐中的液氧氣化后形成的氧氣經(jīng)過液氧氣化波紋管，所述液氧氣化波紋管位于所述熱量交換空腔內(nèi)； 所述尾氣與所述氧氣進行熱量交換，所述尾氣中的第一部分CO2冷凝形成固體干冰后沉積； 第二部分CO2通過與內(nèi)燃機貫通連接的進氣管進入內(nèi)燃機。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述液氧氣化波紋管套接有至少一個凝華篩； 所述尾氣與所述氧氣進行熱量交換包括 所述尾氣在至少一個所述凝華篩上釋放熱量； 所述氧氣通過所述液氧氣化波紋管吸收所述凝華篩的熱量。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，第二部分CO2通過與內(nèi)燃機貫通連接的進氣管進入內(nèi)燃機包括 第二部分CO2經(jīng)過一 EGR閥后進入EGR管，經(jīng)過所述EGR管進入所述進氣管，通過所述進氣管到達所述內(nèi)燃機。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述EGR閥接收來自控制單元的流量控制信號; 所述流量控制信號根據(jù)檢測到的所述第二部分CO2與所述氧氣之間的比例關(guān)系生成。
5.一種發(fā)動機，其特征在于，包括 尾氣捕捉裝置，與內(nèi)燃機的排氣管貫通連接，具有容置尾氣的熱量交換空腔； 氧氣罐，用于容置液氧； 液氧氣化波紋管，位于所述熱量交換空腔內(nèi)，與所述氧氣罐貫通連接，用于容置氣化后的氧氣； 熱量交換器，位于所述熱量交換空腔內(nèi)，與所述液氧氣化波紋管套接，用于實現(xiàn)所述氧氣和尾氣之間的熱量交換； 進氣管，與內(nèi)燃機貫通連接，用于導(dǎo)入進行過熱量交換后剩余的第二部分CO2。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)動機，其特征在于， 熱量交換器具體為至少一個凝華篩； 各個凝華篩圍繞在所述液氧氣化波紋管的外側(cè)并與所述液氧氣化波紋管的外表面充分接觸。
7.如權(quán)利要求5所述的發(fā)動機，其特征在于，所述液氧氣化波紋管與進氣管之間還包括EGR管； 所述EGR管與所述液氧氣化波紋管貫通連接，且接合處有一 EGR閥。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)動機，其特征在于，還包括 EGR閥與一控制單元電連接，接收來自所述控制單元的流量控制信號； 所述流量控制信號根據(jù)檢測到的所述第二部分CO2與所述氧氣之間的比例關(guān)系生成。
9.如權(quán)利要求7所述的發(fā)動機，其特征在于，還包括包裹住所述排氣管的外部的冷凝水套，用于為所述尾氣進行降溫。
10.如權(quán)利要求7所述的發(fā)動機，其特征在于，還包括 廢氣旁通渦輪增壓器，與所述排氣管貫通連接，用于將內(nèi)燃機排放的所述尾氣抽回到所述熱量交換空腔。
11.一種車輛，其特征在于，包括如權(quán)利要求5 10所述的發(fā)動機。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供一種發(fā)動機的工作方法、發(fā)動機和車輛，方法采用尾氣捕捉裝置通過排氣管獲取尾氣；并將所述尾氣置于所述尾氣捕捉裝置的熱量交換空腔內(nèi)；氧氣罐中的液氧氣化后形成的氧氣經(jīng)過液氧氣化波紋管，所述液氧氣化波紋管位于所述熱量交換空腔內(nèi)；所述尾氣與所述氧氣進行熱量交換，所述尾氣中的第一部分CO2冷凝形成固體干冰后沉積；第二部分CO2通過與內(nèi)燃機貫通連接的進氣管進入內(nèi)燃機?；厥瞻l(fā)動機排出的尾氣，并通過熱量交換回收尾氣中的一部分CO2，然后控制另一部分CO2進入內(nèi)燃機與氧氣進行混合，使得內(nèi)燃機中的氧氣能夠得到更為充分的燃燒，降低了對氧氣的消耗，并且回收了CO2，實現(xiàn)了零排放。
文檔編號F02D21/04GK102767436SQ201210280850
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月8日
發(fā)明者范長城 申請人:北京汽車股份有限公司