壓力式噴液裝置和噴液增壓系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及發(fā)動機和發(fā)電機機械領(lǐng)域,具體來說涉及一種壓力式液體進給裝置及使用壓力式液體進給裝置的發(fā)動機或發(fā)電機。
【背景技術(shù)】
[0002]能夠?qū)?nèi)能轉(zhuǎn)化成動能的機構(gòu)稱之為發(fā)動機。例如主要以氣缸和活塞作為轉(zhuǎn)換機構(gòu)的內(nèi)燃機,根據(jù)燃料以及點火形式的不同可分為汽油機或柴油機,或有以氫氣、天然氣、石油氣為燃料的發(fā)動機,其燃燒形式與汽油機差異較小。根據(jù)工作循環(huán)與活塞沖程特性劃分,可分為二沖程與四沖程發(fā)動機。無論是二沖程或四沖程活塞內(nèi)燃發(fā)動機,還是汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動機、球形發(fā)動機以及旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子發(fā)動機,都具有進氣、壓縮、做功和排氣的過程。通常在將燃料空氣混合物壓縮后通過火花塞進行點燃做功。在對燃燒室進行燃料進給的方式通常采用電噴的方式,及電子燃油噴射控制。此外,排氣時在燃燒室內(nèi)排出的廢氣還保持較高的溫度,這就造成了能量的浪費。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點,提出一種壓力式液體進給裝置及噴液增壓發(fā)動機系統(tǒng)。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0005]一種連接燃燒室的壓力式噴液裝置,包括液體進給裝置與增壓裝置;所述增壓裝置連接所述液體進給裝置,所述增壓裝置通過外部增壓方式將所述液體進給裝置中的液體介質(zhì)噴射入燃燒室。
[0006]所述液態(tài)介質(zhì)包括水,液氮,燃料或混合物。
[0007]所述液態(tài)介質(zhì)也可以是其他液體。
[0008]通過這種技術(shù)方案,在燃燒室的燃料燃燒時,向燃燒室內(nèi)部噴射一定量的液態(tài)介質(zhì),液態(tài)介質(zhì)遇熱后氣化,從而增大燃燒室內(nèi)部的氣壓,從而延長做功時間,達到提高功率的效果。
[0009]相對于采用電噴的控制方式進行液態(tài)介質(zhì)的噴入,本實用新型的技術(shù)方案無需引入額外的電噴控制系統(tǒng),故不會出現(xiàn)整個系統(tǒng)太過復(fù)雜且不穩(wěn)定的技術(shù)問題。
[0010]一種優(yōu)選方案是:所述液體進給裝置包括儲液裝置,連通通道和噴液口,所述儲液裝置通過所述連通通道連接所述噴液口 ;所述儲液裝置與所述連通通道之間設(shè)有單向閥;所述連通通道和所述噴液口之間設(shè)有單向閥;所述增壓裝置包括壓動曲軸,活塞和彈簧,所述壓動曲軸與發(fā)動機功率輸出曲軸連接并同步旋轉(zhuǎn),所述壓動曲軸包括軸體和軸體上的凸塊,所述壓動曲軸旋轉(zhuǎn)時所述凸塊壓迫所述活塞,所述彈簧的一端頂在所述活塞背向所述壓動曲軸的一側(cè),所述彈簧的另一端設(shè)置在限位件上,所述活塞上設(shè)有柱塞。
[0011 ] 另一種優(yōu)選方案是:所述液體進給裝置包括儲液裝置,連通通道和噴液口,所述儲液裝置通過所述增壓裝置連接所述連通通道,所述增壓裝置為渦輪增壓裝置;還包括調(diào)節(jié)裝置,所述調(diào)節(jié)裝置包括壓動曲軸,活塞和彈簧,所述壓動曲軸與發(fā)動機功率輸出曲軸連接并同步旋轉(zhuǎn),所述壓動曲軸包括軸體和凸塊,所述壓動曲軸旋轉(zhuǎn)時所述凸塊壓迫所述活塞,所述彈簧的一端頂在所述活塞背向所述壓動曲軸的一側(cè),所述彈簧的另一端設(shè)置在限位件上,所述活塞上設(shè)有柱塞,所述柱塞位于所述連通通道與所述噴液口之間,所述柱塞上設(shè)有通孔。
[0012]所述壓動曲軸的轉(zhuǎn)速等于所述功率輸出曲軸轉(zhuǎn)速的一半。
[0013]所述壓動曲軸與所述功率輸出曲軸通過包括齒輪或鏈條連接。
[0014]進一步優(yōu)選的方案是:所述凸塊在所述壓動曲軸徑向為階梯狀凸起,所述壓動曲軸可以在徑向移動。
[0015]由此獲得的效果是:通過控制壓動曲軸在徑向移動,選擇壓迫活塞向下運動的對應(yīng)凸塊的高度,凸塊越高,壓動曲軸旋轉(zhuǎn)時活塞下壓的幅度越大,連通通道灌入的液體介質(zhì)越多,對燃燒室內(nèi)噴入的液體介質(zhì)液越多;凸塊越低,連通通道灌入的液體介質(zhì)越少,對燃燒室內(nèi)噴入的液體介質(zhì)越少;當凸塊高度為O時,壓動曲軸旋轉(zhuǎn)不會壓動活塞,停止對燃燒室內(nèi)噴入液體介質(zhì)。通過上述方式,自由控制壓力式液體進給裝置對燃燒室內(nèi)的噴液量。
[0016]可以通過手動操作調(diào)整壓動曲軸在徑向的移動;也可以自動化控制系統(tǒng):在氣缸中設(shè)置檢測器與控制器,通過自動化控制系統(tǒng)調(diào)整壓動曲軸在徑向的移動。
[0017]進一步優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述噴液口為一個或多個,所述噴液口的噴液孔是單孔的或多孔的,所述噴液口的末端是平面的或者凸起的半球形;所述噴液口設(shè)有外層壁與內(nèi)層壁,所述外層壁與所述內(nèi)層壁之間設(shè)有間隙,間隙是真空的。
[0018]由此獲得的效果是:通過對噴液口的設(shè)置,當噴液口為多個時可以實現(xiàn)對燃燒室內(nèi)的多點式噴液;當噴液口的噴液孔為多個時可以實現(xiàn)對燃燒室內(nèi)的噴霧式噴液;當噴液口為凸起的半球形,噴射面更大,噴射角度更好,使液體介質(zhì)噴入更均勻;燃燒室內(nèi)氣化增壓效果更佳。
[0019]內(nèi)層壁內(nèi)側(cè)管道為噴液口的進液管,而外層壁與氣缸壁相鄰,外層壁與內(nèi)層壁之間的間歇是真空的,可以阻隔氣缸壁的高熱傳導(dǎo)到噴液口的進液管管壁上,將管內(nèi)的液體汽化,產(chǎn)生高壓而影響噴液效果。
[0020]本實用新型還涉及一種噴液增壓系統(tǒng),該系統(tǒng)包括至少一個如前所述的壓力式噴液裝置。
[0021]本實用新型涉及的噴液增壓系統(tǒng)包括:所述壓力式噴液裝置,燃燒室,渦輪機,冷凝散熱管和循環(huán)裝置;所述壓力式噴液裝置連接所述燃燒室,所述燃燒室對所述渦輪機排氣,所述冷凝散熱管對所述渦輪機的排氣冷凝處理,所述循環(huán)裝置將所述冷凝裝置分離出液體傳輸?shù)剿鰤毫κ絿娨貉b置。
[0022]使用上述噴液增壓系統(tǒng),隨著燃燒室內(nèi)火花塞點火爆炸,燃燒室內(nèi)部壓力增大,發(fā)動機開始做功,壓力式液體進給裝置對燃燒室內(nèi)噴射入液態(tài)介質(zhì),液態(tài)介質(zhì)遇熱氣化,進一步提升燃燒室內(nèi)的氣壓。
[0023]燃燒室排出氣體進入渦輪機,對渦輪機內(nèi)實現(xiàn)渦輪增壓,燃燒室排除的氣體通過所述冷凝散熱管進行冷卻,冷凝散熱管對渦輪機中排出的氣體冷凝,循環(huán)裝置收集散熱冷凝管上冷凝的液態(tài)介質(zhì)并將液態(tài)介質(zhì)回收到所述壓力式噴液裝置。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型涉及的噴液增壓系統(tǒng):通過燃燒室的高溫排氣對渦輪機的空氣進行增溫增壓,提高做功效率;充分回收壓力式液體進給裝置對燃燒室內(nèi)噴射的液體介質(zhì),達到回收循環(huán)利用的效果。
【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型的實施例1的進氣狀態(tài)工作示意圖;
[0026]圖2是本實用新型的實施例1的壓縮狀態(tài)工作示意圖;
[0027]圖3是本實用新型的實施例2的連通狀態(tài)工作示意圖;
[0028]圖4是本實用新型的實施例2的截斷狀態(tài)工作示意圖;
[0029]圖5是本實用新型的實施例1,2中壓動曲軸的正視圖和側(cè)視圖的示意圖;
[0030]圖6是本實用新型的實施例1,2中噴液口的噴液孔分布示意圖;
[0031]圖7是本實用新型的實施例1,2中噴液口的橫截面示意圖;
[0032]圖8是本實用新型的噴液增壓發(fā)動機系統(tǒng)的工作流程示意圖;
[0033]圖9是本實用新型的噴液增壓發(fā)動機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖示意圖;
[0034]圖10是本實用新型的噴液增壓發(fā)動機系統(tǒng)應(yīng)用在航空發(fā)動機渦輪風扇的局部工作示意圖。
[0035]附圖中各附圖標記與各部件的對應(yīng)關(guān)系如下:
[0036]1.壓力式噴液裝置;11.儲液裝置;12.連通通道;13.噴液口;14.噴液孔;15.外層壁;16.內(nèi)層壁;21.單向閥;22.單向閥;31.壓動曲軸;32.活塞;33.彈簧;34.軸體;35.凸塊;36.柱塞;37.通孔;4.燃燒室;5.渦輪增壓裝置;6.渦輪機;8.冷凝散熱管;9.循環(huán)裝置;10.凈化裝置。
【具體實施方式】
[0037]下面通過具體實施例對本實用新型進行進一步說明:
[0038]圖1-2所示為本實用新型所涉及的壓力式噴液裝置的實施例1的工作示意圖。
[0039]一種連接燃燒室4的壓力式噴液裝置I,包括液體進給裝置與增壓裝置:所述液體進給裝置包括儲液裝置11,連通通道12和噴液口 13,儲液裝置11通過連通通道12連接噴液口 13 ;儲液裝置11與所述連通通道12之間設(shè)有單向閥21 ;連通通道12和所述噴液口13之間設(shè)有單向閥22 ;所述增壓裝置包括壓動曲軸31,活塞32和彈簧33,壓動曲軸31與發(fā)動機功率輸出曲軸鏈接并同步旋轉(zhuǎn),壓動曲軸31包括軸體34和凸塊35,壓動曲軸31旋轉(zhuǎn)時凸塊35壓迫活塞32,彈簧33的一端頂在活塞32背向所述壓動曲軸31的一側(cè),彈簧33的另一端設(shè)置在限位件上,活塞32上設(shè)有柱塞36。
[0040]燃燒室4內(nèi)火花塞點火爆炸,燃燒室4內(nèi)部壓力增大,發(fā)動機開始做功,發(fā)動機功率輸出曲軸自行轉(zhuǎn)動,帶動與發(fā)動機功率輸出曲軸連接的壓動曲軸31進行旋轉(zhuǎn)。
[0041]如圖1所示:當壓動曲軸31上的凸塊35旋轉(zhuǎn)至向下位置時,壓迫活塞32,活塞32向下運動,活塞32另一側(cè)的彈簧33壓縮,活塞32帶動柱塞36運動,連通通道12的體積受到壓縮,連通通道12內(nèi)氣壓值增加,當連通通道12內(nèi)氣壓值大于臨界值時,儲液裝置11與連通通道12之間的單向閥21打開,儲液裝置11內(nèi)的液體介質(zhì)流入連