熱源式發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造涉及發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的發(fā)動(dòng)機(jī)一一熱源式發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]專利號(hào)為“201210056745.0”公開了一種發(fā)明創(chuàng)造名稱為“負(fù)壓式發(fā)動(dòng)機(jī)及其工作循環(huán)過程”。
[0003]專利號(hào)為“201410251608.1”公開了一種發(fā)明創(chuàng)造名稱為“熱回收負(fù)壓動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)”。
[0004]因上述的發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比小，如果要實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)大功率，就必須將增大發(fā)動(dòng)機(jī)的體積，一方面成本高、自重大；另一方面大體積的發(fā)動(dòng)機(jī)不利于安裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明創(chuàng)造的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種熱源式發(fā)動(dòng)機(jī)，本發(fā)動(dòng)機(jī)采用加熱裝置對(duì)膨脹腔進(jìn)行加熱，有效增加了膨脹腔內(nèi)壓力，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓縮比、高功率，并兼具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明創(chuàng)造所提供的技術(shù)方案為:
一種熱源式發(fā)動(dòng)機(jī)，包括至少一個(gè)活塞腔，每個(gè)活塞腔內(nèi)的對(duì)應(yīng)設(shè)有一個(gè)活塞，與活塞配合有活塞桿，活塞桿連接有曲軸，活塞與活塞腔形成密封的膨脹室，膨脹室內(nèi)設(shè)有可伸入和縮出膨脹室的加熱裝置。
[0007]方向的定義:本發(fā)明創(chuàng)造的入出以活塞腔為一個(gè)部件，進(jìn)入到其內(nèi)為入，脫離視為出。
[0008]伸入和縮出的有兩種形式:
1、使得膨脹室體積改變，實(shí)現(xiàn)進(jìn)入時(shí)的壓縮；
2、膨脹室體積不變，此時(shí)不壓縮。
[0009]優(yōu)選的，活塞腔位于膨脹室的對(duì)側(cè)腔室與外界相通。
[0010]優(yōu)選的，活塞腔位于膨脹室的對(duì)側(cè)腔室為燃燒室。
[0011 ] 優(yōu)選的，加熱裝置進(jìn)入膨脹室深度可調(diào)。
[0012]優(yōu)選的，加熱裝置為加熱棒。
[0013]優(yōu)選的，設(shè)有與燃燒室通過閥控連通的回?zé)崞?，回?zé)崞鞯母邷貧怏w與加熱棒的進(jìn)口連接。
[0014]優(yōu)選的，加熱棒的前端為不具有加熱功能的冷端，后端為加熱端。
[0015]一種熱源式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作方法(加熱棒為冷端以及熱端的情況)，其特征在于:
A、當(dāng)活塞由裝配點(diǎn)開始朝向膨脹腔，運(yùn)動(dòng)時(shí)，加熱棒開始向膨脹室運(yùn)動(dòng)；
B、當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，加熱棒的冷端全部進(jìn)入到膨脹室，實(shí)現(xiàn)第一次壓縮；
C、當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)后，曲軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，在活塞未反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，加熱棒的加熱端進(jìn)入到膨脹室，完成第二次壓縮，并對(duì)壓縮空氣進(jìn)行加熱，將熱量輸入；
D、活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，被壓縮加熱后的空氣膨脹做功，一直運(yùn)動(dòng)到裝配點(diǎn)；
E、活塞從裝配點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，膨脹室內(nèi)的空氣形成負(fù)壓，至少加熱棒的加熱端縮出膨脹室；
F、活塞從下止點(diǎn)開始變向，由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，在負(fù)壓作用下，活塞做功，到裝配點(diǎn)或者裝配點(diǎn)附近；
G、重復(fù)步驟A。
[0016]一種熱源式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作方法(加熱棒無冷端情況)，其特征在于:
A、當(dāng)活塞由裝配點(diǎn)開始朝向膨脹腔運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，實(shí)現(xiàn)第一次壓縮；
B、當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)后，曲軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，在活塞未反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，加熱棒迅速進(jìn)入到膨脹室，完成第二次壓縮，并對(duì)壓縮空氣進(jìn)行加熱，將熱量輸入；
C、活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，被壓縮加熱后的空氣膨脹做功，一直運(yùn)動(dòng)到裝配點(diǎn)；
D、活塞從裝配點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，加熱棒縮出膨脹室，膨脹室內(nèi)的空氣形成負(fù)壓；
E、活塞從下止點(diǎn)開始變向，由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，在負(fù)壓作用下，活塞做功，到裝配點(diǎn)或者裝配點(diǎn)附近；
F、重復(fù)步驟A。
[0017]本發(fā)明創(chuàng)造的工作原理就是引入了加熱裝置，引入后，加熱裝置起到以下作用:
一:加熱棒為一個(gè)三維立體結(jié)構(gòu)的部件，在加熱棒伸入到膨脹室之后勢(shì)必會(huì)占用一定的空間，因此加熱棒肯定會(huì)對(duì)膨脹室內(nèi)的空氣進(jìn)一步壓縮；
二:另一方面加熱棒可以對(duì)被壓縮后的空氣進(jìn)行加熱，用于增大壓縮后空氣的壓力，實(shí)現(xiàn)高壓縮比。
[0018]設(shè)置加熱棒后，加熱棒可從兩個(gè)方向(壓縮、加熱)提高膨脹室內(nèi)的壓力，解決了原申請(qǐng)的負(fù)壓式發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓力小、發(fā)動(dòng)機(jī)體積大這一問題。
[0019]可將加熱棒按需求做成一定形狀，直接通過熱傳遞或氣體介質(zhì)輸送的方式，使加熱棒受熱達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度。
[0020]發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱溫度還會(huì)有大的上升空間，(比如激光加熱，電弧加熱)使發(fā)動(dòng)機(jī)的體積可進(jìn)一步縮小，結(jié)構(gòu)也更加緊湊。這一技術(shù)方案使電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能除電動(dòng)機(jī)外成為又一高效實(shí)用的技術(shù)。為電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能拓展了更加廣范的空間，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)是顯而易見的。
[0021]氣缸的底端封閉，增加一個(gè)加熱裝置，此加熱裝置安裝在汽缸的底端，由活塞、汽缸底端，加熱裝置構(gòu)成一個(gè)封閉的空間，稱其為“膨脹室”，“膨脹室”內(nèi)密封一個(gè)大氣壓力的氣體。
[0022]膨脹室可以位于活塞上止點(diǎn)外或者下止點(diǎn)外側(cè)。
[0023]同時(shí)，加熱裝置可自由的沿氣缸底端為搗鬼進(jìn)入膨脹室，其進(jìn)入量是可控的。
[0024]加熱棒進(jìn)入膨脹室有兩個(gè)功能:
1、壓縮膨脹室內(nèi)的氣體；
2、加熱膨脹室內(nèi)的氣體使其膨脹，由于其進(jìn)入膨脹室的量是可控的，以此其壓縮后產(chǎn)生的壓力和加熱膨脹里是可控的。
[0025]加熱的熱源來自于回收器內(nèi)的高溫氣體，并使加熱棒始終保持其理想的工作溫度、高溫氣體由一渦輪送入加熱棒一端，并從加熱棒的另一端經(jīng)管路回到加熱器。
[0026]本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果表現(xiàn)在:
1、通過加熱棒的伸縮實(shí)現(xiàn)了高壓縮比:在活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，加熱棒伸入到膨脹腔內(nèi)，一方面加熱棒侵占膨脹腔內(nèi)，進(jìn)一步壓縮缸體體積，另一方面，加熱棒對(duì)膨脹腔內(nèi)的氣體進(jìn)行加熱，提高了壓縮比。
[0027]2、選用加熱棒，
3、原斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)冷熱腔分離，冷熱腔的冷熱空氣回來循環(huán)，相比斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，冷熱腔一體，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。
[0028]4、無排放。
[0029]本熱源式發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)相比，其轉(zhuǎn)換熱效率比電動(dòng)機(jī)更高，且具備內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)秀輸出特性。
【附圖說明】
[0030]圖1是實(shí)施例1步驟A結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是實(shí)施例1步驟B結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是實(shí)施例1步驟C結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是實(shí)施例1步驟D初狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是實(shí)施例1步驟D末狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是實(shí)施例1步驟E初狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是實(shí)施例1步驟E末狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是實(shí)施例1步驟F初狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是實(shí)施例1步驟F末狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本發(fā)明創(chuàng)造相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明創(chuàng)造的一些方面相一致的裝置的例子。
[0032]一種熱源式發(fā)動(dòng)機(jī)，包括至少一個(gè)活塞腔，活塞腔的個(gè)數(shù)可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，類似于現(xiàn)有的汽柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，比如單缸、雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、十二缸等。
[0033]每個(gè)活塞腔內(nèi)的對(duì)應(yīng)設(shè)有一個(gè)活塞I，與活塞配合有活塞桿，活塞桿連接有曲軸。圖中A為上止點(diǎn)、B為裝配點(diǎn)、C為下止點(diǎn)。
[0034]活塞將活塞腔形成兩個(gè)腔室:其中活塞腔、活塞頂端面形成