專利名稱：復合動力循環(huán)發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種復合動力循環(huán)發(fā)動機，其對排放到外部的能量進行重新利用，從而提高了能量效率并減少了化石燃料消耗，因而能夠降低成本。
背景技術：
一般來說，車輛的發(fā)動機將化石燃料與空氣相混合并且對其進行燃燒來產(chǎn)生旋轉
倉tfi。然而，對于從燃料中產(chǎn)生的潛在能量，僅使用了大約30%，這是因為由于燃料并未燃燒而被排放導致浪費了大約30%，大約30%作為熱能被損失，并且大約10%作為摩擦能被損失掉。因此，已經(jīng)對能夠從根本上減少能量損失的復合動力循環(huán)發(fā)動機進行了研究。特別而言，在這樣一個研究系統(tǒng)中，發(fā)動機的排放氣體用來產(chǎn)生高溫蒸汽，并且該蒸汽使得渦輪機旋轉從而對損失的能量進行回收，但是該能量回收系統(tǒng)需要諸如渦輪發(fā)電機的昂貴設備，這使得系統(tǒng)復雜化。公開于本發(fā)明背景部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現(xiàn)有技術。

發(fā)明內容
本發(fā)明的各個方面致力于提供一種復合動力循環(huán)發(fā)動機，其具有的優(yōu)點是:通過對熱能(該熱能通過排放氣體而被損失掉)重新利用而提高了效率、減少了排放氣體并簡化了系統(tǒng)。在本發(fā)明的一個方面當中，一種復合動力循環(huán)發(fā)動機，可以包括:燃料噴射器，該燃料噴射器將燃料噴射到已經(jīng)供應到燃燒室或者待被供應到燃燒室的空氣中；高溫介質噴射器，該高溫介質噴射器將高溫介質噴射到燃燒室內，從而增大該燃燒室的壓力；低溫介質噴射器，該低溫介質噴射器將低溫介質噴射到燃燒室內，從而降低該燃燒室的壓力；以及活塞，該活塞布置在燃燒室內從而能夠在該燃燒室內滑動，并且該活塞將氣體膨脹或收縮的能量轉換為動能，其中所述高溫介質噴射器或所述低溫介質噴射器增大或減少了所述燃燒室的壓力，從而產(chǎn)生動力。多個氣缸可以包括活動氣缸和非活動氣缸，所述活動氣缸的燃料噴射器進行工作；所述非活動氣缸的燃料噴射器不進行工作，其中所述高溫介質噴射器或所述低溫介質噴射器布置在所述非活動氣缸內，從而待進行工作。
所述高溫介質噴射器的高溫介質是高溫蒸汽，并且低溫介質是低溫濕氣，該低溫濕氣的溫度可低于所述高溫蒸汽。在所述燃料噴射器進行工作的時候，高溫介質噴射器和低溫介質噴射器并不工作。所述的復合動力循環(huán)發(fā)動機還可以包括布置在排氣管線上的換熱器，排放氣體通過該排氣管線流動并且該排氣管線通過第一管線而流體連接到所述高溫介質噴射器，其中換熱器通過第一管線向高溫介質噴射器來供應高溫介質。所述的復合動力循環(huán)發(fā)動機還可以包括介質泵，該介質泵通過第三管線而與所述換熱器流體連接，并且該介質泵將低溫介質通過所述第三管線而供應到所述換熱器，從而該低溫介質轉變成了高溫介質。所述的復合動力循環(huán)發(fā)動機還可以包括冷凝器，該冷凝器在所述排氣管線上設置在所述換熱器的下游側，其中所述冷凝器使用了從介質泵供應的低溫介質來對排放氣體中可能包含的濕氣進行冷凝。所述低溫介質可以包括水。所述的復合動力循環(huán)發(fā)動機還可以包括介質泵，該介質泵通過第二管線而與低溫介質噴射器流體連接，并且該介質泵通過所述第二管線而向低溫介質噴射器供應低溫介質。所述的復合動力循環(huán)發(fā)動機還可以包括貯存器，該貯存器在所述第二管線上設在介質泵和低溫介質噴射器之間，從而臨時存儲所述低溫介質。所述的復合動力循環(huán)發(fā)動機還可以包括冷凝器，該冷凝器在排氣管線上設置在所述換熱器的下游側，其中所述冷凝器使用了從介質泵供應的低溫介質來對排放氣體中可能包含的濕氣進行冷凝。 所述高溫介質和所述低溫介質可以包括水或者蒸汽。所述燃料噴射器噴射汽油或者柴油，并且低溫介質噴射器和高溫介質噴射器分別噴射不同溫度的介質，該不同溫度的介質包含濕氣。在本發(fā)明的另一個方面當中，一種復合動力循環(huán)系統(tǒng)可以包括:燃料噴射器，該燃料噴射器將燃料噴射到已經(jīng)供應到燃燒室或者待被供應到燃燒室的空氣中；高溫介質噴射器，該高溫介質噴射器將高溫介質噴射到所述燃燒室內，從而增大該燃燒室的壓力；低溫介質噴射器，該低溫介質噴射器將低溫介質噴射到所述燃燒室內，從而降低該燃燒室的壓力；活塞，該活塞布置在所述燃燒室內從而能夠在該燃燒室內滑動，并且該活塞將氣體膨脹或收縮的能量轉換為動能；以及控制部分，該控制部分控制所述高溫介質噴射器或低溫介質噴射器，以增大或減少了所述燃燒室的壓力，從而通過所述活塞來產(chǎn)生動力。多個氣缸可以包括活動氣缸和非活動氣缸，該活動氣缸的燃料噴射器進行工作；該非活動氣缸的燃料噴射器不進行工作，其中所述高溫介質噴射器或低溫介質噴射器布置在所述非活動氣缸內，從而待進行工作。所述高溫介質噴射器將高溫蒸汽噴射到氣缸內，并且低溫介質噴射器將低溫濕氣噴射到氣缸內，該低溫濕氣的溫度可低于高溫蒸汽。所述的復合動力循環(huán)系統(tǒng)還可以包括布置在排氣管線上的換熱器，排放氣體通過該排氣管線流動，其中所述換熱器通過第一管線向所述高溫介質噴射器來供應高溫介質，該第一管線將換熱器流體連接到高溫介質噴射器。所述燃料噴射器噴射汽油或者柴油，并且低溫介質噴射器和高溫介質噴射器分別噴射不同溫度的介質，該不同溫度的介質包含濕氣。本發(fā)明使用了諸如水的介質來對通過排放氣體而損失掉的能量進行回收，并且本發(fā)明將介質作為蒸汽噴射到燃燒氣缸中，從而將損失能量有效地回收為動能。本發(fā)明的方法和裝置具有其他的特性和優(yōu)點，這些特性和優(yōu)點從并入本文中的附圖和隨后的具體實施方式
中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實施方式
中進行詳細陳述，這些附圖和具體實施方式
共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。


圖1是顯示了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的復合動力循環(huán)發(fā)動機中的活動氣缸和非活動氣缸的立體圖。圖2是示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的復合動力循環(huán)發(fā)動機的局部內部橫截面視圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的復合動力循環(huán)發(fā)動機的示意圖。應當了解，附圖并不必須是按比例繪制的，其示出了某種程度上經(jīng)過簡化了的本發(fā)明的基本原理的各個特征。在此所公開的本發(fā)明的特定的設計特征，包括例如特定的尺寸、定向、定位和外形，將部分地由特定目的的應用和使用環(huán)境所確定。在這些附圖中，在貫穿附圖的多幅圖形中，附圖標記指代本發(fā)明的相同或等效的部分。
具體實施例方式現(xiàn)在將具體參考本發(fā)明的各個實施方案，在附圖中和以下的描述中示出了這些實施方案的實例。雖然本發(fā)明與示例性實施方案相結合進行描述，但是應當了解，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內的各種替換、修改、等效形式以及其它實施方案。以下將參考附圖來詳細描述本發(fā)明的示例性實施方案。圖1是顯示了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的復合動力循環(huán)發(fā)動機中的活動氣缸和非活動氣缸的立體圖。參考圖1，發(fā)動機包括第一氣缸101、第二氣缸102、第三氣缸103、第四氣缸104、第五氣缸105、第六氣缸106、第七氣缸107和第八氣缸108。在本發(fā)明的示例性實施方案當中，為了方便，氣缸被任意編號，并且其順序和圖號可以進行不同地應用。如圖所示，在V8模式下所有氣缸都被激活，而在V6模式下，第四氣缸104和第六氣缸106不被激活。第二氣缸102、第三氣缸103、第五氣缸105和第八氣缸108在V4模式下不被激活。在所有氣缸不被激活的模式下，所有氣缸可以不被激活。停缸(CDA)模式實現(xiàn)了汽油或柴油燃料并未噴射到所有氣缸的情況，從而某些氣缸并未被激活，并且其余的氣缸被激活。因此，當發(fā)動機負載較低時，可以減少不必要的燃料消耗。同時，盡管某些氣缸未被激活而減少了燃料消耗，但是噴射到活動氣缸中的燃料作為排放氣體的熱能而被損失掉，因此該損失的能量可以作為動能被回收。參考圖2和圖3，將進一步解釋該方法。圖2是示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的復合動力循環(huán)發(fā)動機的局部內部橫截面視圖。參考圖2，發(fā)動機包括能夠被激活或者不被激活的燃燒室291，并進一步包括與燃燒室291相關的以下部件:活塞298、燃料噴射器200、高溫介質噴射器210、低溫介質噴射器220、換熱器230、介質泵250、貯存器240、冷凝器260、第一管線251、第二管線254、第三管線256和第四管線258。進一步地，所述發(fā)動機還包括進氣閥和排氣閥，它們分別吸入進氣空氣和排出排放氣體。圖中顯示了一個燃燒室291，但是如圖1所示，可以對應于每個氣缸來設置燃燒室291，并且利用燃料而燃燒的排放氣體通過排放管線222而被排放。換熱器230布置在排氣管線222上并且使用了排放氣體的熱量來加熱諸如水的介質。低溫介質噴射器220布置在燃燒室291的上方中間部分處，且高溫介質噴射器210布置在其一側。高溫介質噴射器210連接到換熱器230，從而接收高溫介質。介質泵250將介質通過第三管線256而泵入到換熱器230，并且換熱器230通過第一管線251而向高溫介質噴射器210供應諸如高溫蒸汽的介質。介質泵250通過第二管線254向低溫介質噴射器220供應低溫介質，并且貯存器240布置在第二管線254上以臨時存儲介質。如圖所示，介質泵250通過第三管線256、換熱器230和第一管線251向高溫介質噴射器210供應高溫介質，并且介質泵250通過貯存器240和第二管線254向低溫介質噴射器220供應低溫介質。冷凝器在排氣管線222上布置在換熱器230的下游側，從而對排放氣體的介質進行冷凝，并且該冷凝器接收來自介質泵250的低溫介質。同時，燃料噴射器200布置在連接到燃燒室291的進氣管線上。當燃料噴射器200噴射汽油或者柴油燃料的時候，在本發(fā)明的示例性實施方案當中，高溫介質噴射器210和低溫介質噴射器220并不噴射介質。然而，當燃料噴射器200并不噴射燃料并且不被激活時，高溫介質噴射器210或者低溫介質噴射器220可以噴射高溫介質和低溫介質。高溫介質噴射器210所噴射的高溫蒸汽增大了燃燒室291的壓力，從而通過活塞298的下降而產(chǎn)生了動能，并且低溫介質噴射器220噴射的低溫介質減小了燃燒室291的壓力，從而使得活塞通過燃燒室291的壓力減小而上升。圖3是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的復合動力循環(huán)發(fā)動機的示意圖。參考圖3，控制部分300控制燃料噴射器200、高溫介質噴射器210、低溫介質噴射器220和介質泵250?？刂撇糠?00檢測發(fā)動機的驅動狀況并且通過已檢測到的驅動狀況來使得每個氣缸不被激活。本領域技術人員已經(jīng)熟知氣缸不被激活的方法，因此在本發(fā)明示例性實施方案中將省略其詳細描述?？刂撇糠?00根據(jù)發(fā)動機的驅動狀況來選擇不被激活的氣缸，并且控制部分300控制燃料噴射器200，以使得燃料并未被噴射。進一步地，控制部分300控制高溫介質噴射器210和低溫介質噴射器220，從而高溫介質和低溫介質在未被激活的氣缸內在預定時刻下選擇性地噴射盡可能多的預定量。高溫介質噴射器210或低溫介質噴射器220噴射的介質通過燃燒室291的氣缸壁的熱量而膨脹，從而在本發(fā)明的示例性實施方案中有助于活塞下降。進一步地，高溫介質噴射器210可以將高溫蒸汽噴射到燃燒室291內。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，高溫介質噴射器210和低溫介質噴射器220可以噴射的介質包括蒸汽或者水。為了方便解釋和精確限定所附權利要求，術語“上”、“下”、“內”和“外”是用于參考圖中顯示的這些特征的位置來描述示例性實施方式的特征。前述對本發(fā)明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想窮盡本發(fā)明，或者將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導，可以進行很多改變和變化。對示例性實施方案進行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠實現(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由所附的權利要求書及其等同形式所限定。
權利要求
1.一種復合動力循環(huán)發(fā)動機，包括: 燃料噴射器，該燃料噴射器將燃料噴射到已經(jīng)供應到燃燒室或者待被供應到燃燒室的空氣中； 高溫介質噴射器，該高溫介質噴射器將高溫介質噴射到所述燃燒室內，從而增大該燃燒室的壓力； 低溫介質噴射器，該低溫介質噴射器將低溫介質噴射到所述燃燒室內，從而減小該燃燒室的壓力；以及 活塞，該活塞布置在所述燃燒室內從而能夠在該燃燒室內滑動，并且該活塞將氣體膨脹能量或氣體收縮能量轉換為動能， 其中所述高溫介質噴射器或所述低溫介質噴射器增大或減小了所述燃燒室的壓力，從而產(chǎn)生動力。
2.根據(jù)權利要求 1所述的復合動力循環(huán)發(fā)動機，其中多個氣缸包括: 活動氣缸，該活動氣缸的燃料噴射器進行工作；以及 非活動氣缸，該非活動氣缸的燃料噴射器不進行工作，其中所述高溫介質噴射器或所述低溫介質噴射器布置在所述非活動氣缸內，從而待進行工作。
3.根據(jù)權利要求1所述的復合動力循環(huán)發(fā)動機，其中所述高溫介質噴射器的高溫介質是高溫蒸汽，并且低溫介質是低溫濕氣，該低溫濕氣的溫度低于所述高溫蒸汽。
4.根據(jù)權利要求1所述的復合動力循環(huán)發(fā)動機，其中在所述燃料噴射器進行工作的時候，所述高溫介質噴射器和所述低溫介質噴射器并不工作。
5.根據(jù)權利要求1所述的復合動力循環(huán)發(fā)動機，還包括布置在排氣管線上的換熱器，排放氣體通過該排氣管線流動并且該排氣管線通過第一管線而流體連接到所述高溫介質噴射器，其中所述換熱器通過所述第一管線向所述高溫介質噴射器來供應高溫介質。
6.根據(jù)權利要求5所述的復合動力循環(huán)發(fā)動機，還包括介質泵，該介質泵通過第三管線而與所述換熱器流體連接，并且該介質泵將低溫介質通過所述第三管線而供應到所述換熱器，從而該低溫介質轉變成了所述高溫介質。
7.根據(jù)權利要求6所述的復合動力循環(huán)發(fā)動機，還包括冷凝器，該冷凝器在所述排氣管線上設置在所述換熱器的下游側，其中所述冷凝器使用了從所述介質泵供應的低溫介質來對排放氣體中包含的濕氣進行冷凝。
8.根據(jù)權利要求7所述的復合動力循環(huán)發(fā)動機，其中所述低溫介質包括水。
9.根據(jù)權利要求5所述的復合動力循環(huán)發(fā)動機，還包括介質泵，該介質泵通過第二管線而與所述低溫介質噴射器流體連接，并且該介質泵通過所述第二管線而向所述低溫介質噴射器供應低溫介質。
10.根據(jù)權利要求9所述的復合動力循環(huán)發(fā)動機，還包括貯存器，該貯存器在所述第二管線上設在所述介質泵和所述低溫介質噴射器之間，從而臨時存儲所述低溫介質。
11.根據(jù)權利要求9所述的復合動力循環(huán)發(fā)動機，還包括冷凝器，該冷凝器在所述排氣管線上設置在所述換熱器的下游側，其中所述冷凝器使用了從所述介質泵供應的低溫介質來對排放氣體中包含的濕氣進行冷凝。
12.根據(jù)權利要求1所述的復合動力循環(huán)發(fā)動機，其中所述高溫介質和所述低溫介質包括水或者蒸汽。
13.根據(jù)權利要求1所述的復合動力循環(huán)發(fā)動機，其中所述燃料噴射器噴射汽油或者柴油，并且所述低溫介質噴射器和所述高溫介質噴射器分別噴射不同溫度的介質，該不同溫度的介質包含濕氣。
14.一種復合動力循環(huán)系統(tǒng),包括: 燃料噴射器，該燃料噴射器將燃料噴射到已經(jīng)供應到燃燒室或者待被供應到燃燒室的空氣中； 高溫介質噴射器，該高溫介質噴射器將高溫介質噴射到所述燃燒室內，從而增大該燃燒室的壓力； 低溫介質噴射器，該低溫介質噴射器將低溫介質噴射到所述燃燒室內，從而減小該燃燒室的壓力； 活塞，該活塞布置在所述燃燒室內從而能夠在該燃燒室內滑動，并且該活塞將氣體膨脹能量或氣體收縮能量轉換為動能；以及 控制部分，該控制部分控制所述高溫介質噴射器或所述低溫介質噴射器，以增大或減小所述燃燒室的壓力，從而通過所述活塞來產(chǎn)生動力。
15.根據(jù)權利要求14所述的復合動力循環(huán)系統(tǒng),其中多個氣缸包括: 活動氣缸，該活動氣缸的燃料噴射器進行工作；以及 非活動氣缸，該非活動氣缸的燃料噴射器不進行工作，其中所述高溫介質噴射器或所述低溫介質噴射器布置在所述非活動氣缸內，從而待進行工作。
16.根據(jù)權利要求14所述的復合動力循環(huán)系統(tǒng)，其中所述高溫介質噴射器將高溫蒸汽噴射到氣缸內，并且所述低溫介質噴射器將低溫濕氣噴射到氣缸內，該低溫濕氣的溫度低于所述高溫蒸汽。
17.根據(jù)權利要求14所述的復合動力循環(huán)系統(tǒng)，還包括布置在排氣管線上的換熱器，排放氣體通過該排氣管線流動，其中所述換熱器通過第一管線向所述高溫介質噴射器來供應高溫介質，該第一管線將所述換熱器流體連接到所述高溫介質噴射器。
18.根據(jù)權利要求14所述的復合動力循環(huán)系統(tǒng)，其中所述燃料噴射器噴射汽油或者柴油，并且所述低溫介質噴射器和所述高溫介質噴射器分別噴射不同溫度的介質，該不同溫度的介質包含濕氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復合動力循環(huán)發(fā)動機，其可以包括燃料噴射器，該燃料噴射器將燃料噴射到已經(jīng)供應到燃燒室或者待被供應到燃燒室的空氣中；高溫介質噴射器，該高溫介質噴射器將高溫介質噴射到所述燃燒室內，從而增大該燃燒室的壓力；低溫介質噴射器，該低溫介質噴射器將低溫介質噴射到所述燃燒室內，從而降低該燃燒室的壓力；以及活塞，該活塞可布置在所述燃燒室內從而能夠在該燃燒室內滑動，并且該活塞將氣體膨脹或收縮能量轉換為動能，其中所述高溫介質噴射器或低溫介質噴射器增大或減少了所述燃燒室的壓力，從而產(chǎn)生動力。
文檔編號F01N5/02GK103147850SQ20121052370
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權日2011年12月7日
發(fā)明者崔命植 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社