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专利号: 2019107067433
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种液态空气和燃油双能源混合动力式发动机,其特征在于,其包括发动机本体、热交换器、废气收集容器和液态压缩空气储气容器;

所述发动机本体内有发动机气缸,所述发动机气缸包括内燃燃油缸和气动缸;

所述热交换器的进气端口与所述所述热交换器的进气总管的一端相连接,出气端口与所述热交换器的进气歧管的一端相连接,用于将所述液态压缩空气储气容器中进气总管输出的液态压缩空气与所述内燃燃油缸水套的高温液体进行热交换;

所述废气收集容器,通过安装单向阀的废气排气管与所述内燃燃油缸相连接,所述内燃燃油缸燃烧产生的废气在排气行程排出,经过所述废气排气管收集到废气收集容器;所述废气收集容器,通过安装单向阀的废气进气管与所述气动缸相连,在所述气动缸活塞处于进气行程时把废气从废气收集容器吸入气动缸;以及所述液态压缩空气储气容器依次通过所述进气总管、所述热交换器、所述进气歧管和喷射器与所述气动缸连接;在所述气动缸的活塞接近压缩行程终了时,经所述热交换器加热后的液态空气经过进气歧管由喷射器喷射进入所述气动缸,所述废气瞬间加热进入所述气动缸的液态空气膨胀作功。

2.根据权利要求1所述的液态空气和燃油双能源混合动力式发动机,其特征在于,所述废气收集容器和所述液态压缩空气储气容器都安装压力传感器和安全阀;所述进气总管安装减压阀。

3.根据权利要求1所述的液态空气和燃油双能源混合动力式发动机,其特征在于,所述废气收集容器和液态压缩空气储气容器外表面均附着保温材料保温。

4.根据权利要求1所述的液态空气和燃油双能源混合动力式发动机,其特征在于,所述发动机本体内设有三个发动机气缸,一个气缸为内燃燃油缸,两个气缸为气动缸。

5.根据权利要求1所述的液态空气和燃油双能源混合动力式发动机,其特征在于,所述内燃燃油缸缸径小于气功缸缸径,其活塞行程大于气动缸活塞行程。

6.根据权利要求5所述的液态空气和燃油双能源混合动力式发动机,其特征在于,所述内燃燃油缸压缩比为9:1,气动缸压缩比为3.5:1。

7.根据权利要求1所述的液态空气和燃油双能源混合动力式发动机,其特征在于,所述废气排气管和所述废气进气管的开闭通过电磁驱动转阀控制。

8.根据权利要求1所述的液态空气和燃油双能源混合动力式发动机,其特征在于,所述气动缸与所述内燃燃油缸可以为集成式,对同一曲轴做功输出功率与转矩,也可以为分体式,分别对各自曲轴做功然后进行动力耦合对外输出功率与转矩。

9.根据权利要求1所述的液态空气和燃油双能源混合动力式发动机,其特征在于,所述液态压缩空气储气容器通向所述气动缸的气路中设有稳压腔,对所述液态空气进行稳压。

10.一种权利要求1所述的液态空气和燃油双能源混合动力式发动机的工作方法,其特征在于,包括以下具体步骤:步骤1、所述发动机内燃燃油缸在进气行程吸入可燃混合气,位于所述废气排气管上的所述单向阀关闭;

步骤2、通过压缩行程,所述发动机内燃燃油缸点火使可燃混合气产生高温高压废气,活塞做功后,位于所述废气排气管上的所述单向阀打开,所述废气在排气行程经过所述废气排气管进入到所述废气收集容器中;

步骤3、当所述发动机内燃燃油缸压缩末了行程时,其中1个气动缸处于进气行程,所述废气进气管上的所述单向阀的开启,所述废气收集容器里的高温废气通过所述废气进气管进入所述发动机气动缸;

步骤4、所述废气管上的所述单向阀关闭,气动缸处于压缩行程,进入所述气动缸的所述废气被进一步压缩,使其温度进一步提高;

步骤5、在气动缸压缩行程的末期,所述液态压缩空气储气容器中的液态压缩空气经过所述喷射器喷入发动机气动缸中,所述进气歧管上的所述单向阀关闭,液态压缩空气被高温的废气加热,瞬间迅速膨胀推动气动缸的活塞作功;以及步骤6、当所述气动缸处于排气行程时,膨胀作功后的所述空气和废气通过所述排气管排出气缸,当曲轴转过一定角度,另一个所述气动缸循环进行同样的工作过程。