一种内燃机蒸汽机混合发动机系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种内燃机蒸汽机混合发动机系统，包括：发动机壳体，内设有密封的容水腔和曲轴，所述容水腔内注入有水且上部预留有蒸汽腔；至少一燃油活塞缸，位于所述发动机壳体内，且与曲轴驱动连接；至少一蒸汽活塞缸，位于所述发动机壳体内，与所述曲轴驱动连接，所述蒸汽活塞缸的进气口连通所述蒸汽腔；冷凝机构，设在所述发动机壳体外且与蒸汽活塞缸的排气口相连接；控制器，用于根据预设的水温阈值控制所述燃油活塞缸和蒸汽活塞缸驱动曲轴向外做功。本实用新型专利技术增加了燃油利用效率、减少了能源消耗，同时在汽车刹车时把刹车的能量储存起来为车辆再次启动提供更多的能量储备。

A hybrid engine system for internal combustion engine steam engine

【技术实现步骤摘要】
一种内燃机蒸汽机混合发动机系统
本技术涉及发动机系统领域，尤其涉及一种集燃油发动机与蒸汽发动机于一体的混合发动机系统。
技术介绍
当前大多数燃油发动机均配置水箱，水箱的作用是用来冷却发动机多余热量，确保发动机于最佳工作温度下工作。倘若水箱的自然冷却不足以将发动机的温度降至合适的范围，还必须开启冷却风扇。此时，除热能散失是一种能源的浪费之外，强制冷却风扇也额外增加了能耗。而所有的能耗，终将要折算为发动机燃油的消耗，不利于节能环保。
技术实现思路
针对上述技术问题，本技术的目的旨在提供一种内燃机蒸汽机混合发动机系统，该系统取消了强制冷却风扇，利用发动机多余热量产生有压力的蒸汽，利用蒸汽推动活塞做有效功，既能实现对发动机多余热量的有效利用，还可以减少发动机燃油的消耗。本技术的目的至少通过如下技术方案之一实现：一种内燃机蒸汽机混合发动机系统，包括：发动机壳体，内设有密封的容水腔和曲轴，所述容水腔内注入有水且上部预留有一定容积的蒸汽腔；至少一燃油活塞缸，位于所述发动机壳体内，且与所述曲轴驱动连接；至少一蒸汽活塞缸，位于所述发动机壳体内，与所述曲轴驱动连接，所述蒸汽活塞缸的进气口连通所述蒸汽腔；冷凝机构，设在所述发动机壳体外且与所述蒸汽活塞缸的排气口相连接；控制器，分别与所述燃油活塞缸和蒸汽活塞缸的进出气控制阀电路连接，用于根据预设的水温阈值控制所述燃油活塞缸和蒸汽活塞缸驱动所述曲轴向外做功。进一步地，所述的燃油活塞缸包括；第一气缸，位于所述发动机壳体内且被所述容水腔包裹；第一活塞，设在所述第一气缸内且通过连杆与所述曲轴驱动连接；第一进气管，一端连通所述第一气缸，另一端延伸至所述发动机壳体外；第一排气管，一端连通所述第一气缸，另一端延伸至所述发动机壳体外，中间泡浸在容水腔内；第一阀体，设置在所述第一排气管伸入所述第一气缸的一端；第二阀体，设置在所述第一进气管伸入所述第一气缸的一端；所述第一阀体和第二阀体为电控阀或气控阀或机械阀，所述第一阀体和第二阀体的开闭由所述控制器控制。由于阀体起到关闭或者打开气路作用，因此实际使用中不论是阀体采用什么控制方式或者其他形状结构均为此列。进一步地，所述的蒸汽活塞缸包括：第二气缸，位于所述发动机壳体内且被所述容水腔包裹；第二活塞，设在所述第二气缸内且通过连杆与所述曲轴驱动连接；蒸汽管，设置于所述容水腔内且一端连通所述第二气缸；第二排气管，一端连通所述第二气缸，另一端延伸至所述发动机壳体外与所述冷凝机构相连通；第三阀体，设置在所述蒸汽管伸入所述第二气缸的一端；第四阀体，设置在所述第二排气管伸入所述第二气缸的一端；所述第三阀体和第四阀体为电控阀或气控阀或机械阀，所述第三阀体和第四阀体的开闭由所述控制器控制。由于阀体起到关闭或者打开气路作用，因此实际使用中不论是阀体采用什么控制方式或者其他形状结构均为此列。进一步地，所述的发动机壳体顶端还设置有连通所述蒸汽腔的保险阀，当蒸汽压力超过一定限度时，打开保险阀以保证发动机的安全。进一步地，所述的冷凝机构包括：储水箱；冷凝器，设置在所述储水箱内，与所述蒸汽活塞缸的排气口相连接，用于对所述蒸汽活塞缸排出的蒸汽进行冷凝。进一步地，还包括水泵，所述的水泵输入端通过管路连接所述冷凝器，输出端通过管路和止回阀连接所述容水腔；所述发动机壳体内还设置有用于检测所述容水腔内水位和水温的水位及水温传感器，所述控制器根据水位及水温传感器检测的水位信号控制所述水泵向所述容水腔内泵水。进一步地，还包括连接于所述曲轴的一端及所述水泵之间的离合式传动机构，用于根据所述控制器的控制信号连接或断开所述曲轴和水泵之间的动力传输。进一步地，所述的离合式传动机构包括有机械传动部件、与所述控制器电连接的电控离合器，所述电控离合器用于根据所述控制器的控制信号连接或断开所述曲轴和水泵之间的动力传输。进一步地，所述冷凝器内还设置有浮阀，用于冷凝器内水位过低时由所述储水箱向冷凝器内注水。进一步地，所述的冷凝器还设置有通气管，所述通气管经储水箱上端设置的通气口连通大气。相比现有技术，本技术包括如下有益效果：1、通过燃油活塞缸与蒸汽活塞缸的组合工作，使得现有燃油发动机的有害的多余热量被蒸汽活塞缸利用起来推动曲轴做有用功，增加燃油的利用效率。2、相比现有燃油发动机，取消了强制冷却风扇，减少了不必要的能源消耗。3、新增的蒸汽活塞缸在汽车刹车时，转变为空气压缩机，将机械能转换为压缩空气的能储存起来，既达到刹车的效果，又为汽车后继的起动提供更多的动力源。附图说明图1为本技术实施例的内燃机蒸汽机混合发动机系统结构图。图中：1-曲轴；2-曲轴输出端；3-第一活塞；4-燃油活塞缸；5-第一阀体；6-第二阀体；7-第一进气管；8-第一排气管；9-水位及水温传感器；10-容水腔；11-保险阀；12-第三阀体；13-蒸汽管；14-第二活塞；15-第四阀体；16-发动机壳体；17-通气口；18-储水箱；19-通气管；20-第二排气管；21-冷凝器；22-浮阀；23-水泵；24-传动机构；25-止回阀；26-蒸汽活塞缸。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。如图1所示，一种内燃机蒸汽机混合发动机系统，包括：发动机壳体16，内设有密封的容水腔10和曲轴1，所述容水腔10内注入有水且上部预留有一定容积的蒸汽腔；一燃油活塞缸4，位于所述发动机壳体16内，且与所述曲轴1驱动连接；一蒸汽活塞缸26，位于所述发动机壳体16内，与所述曲轴1驱动连接，所述蒸汽活塞缸26的进气口连通所述蒸汽腔；冷凝机构，设在所述发动机壳体16外且与所述蒸汽活塞缸26的排气口相连接；控制器，用于根据预设的水温阈值控制所述燃油活塞缸4和蒸汽活塞缸26驱动所述曲轴1向外做功。具体地，所述的燃油活塞缸4包括；第一气缸，位于所述发动机壳体16内且被所述容水腔10包裹；第一活塞3，设在所述第一气缸内且通过连杆与所述曲轴1驱动连接；第一进气管7，一端连通所述第一气缸，另一端延伸至所述发动机壳体16外；第一排气管8，一端连通所述第一气缸，另一端延伸至所述发动机壳体16外，中间泡浸在容水腔10内；第一阀体5，设置在所述第一排气管8伸入所述第一气缸的一端；第二阀体6，设置在所述第一进气管7伸入所述第一气缸的一端；所述第一阀体5和第二阀体6为电控阀或气控阀或机械阀，本实施例选用电磁阀且与所述控制器电路连接，由所述控制器控制所述第一阀体5和第二阀体6动作，起到关闭或者打开气路作用。具体地，所述的蒸汽活塞缸26包括：第二气缸，位于所述发动机壳体16内且被所述容水腔10包裹；第二活塞14，设在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内燃机蒸汽机混合发动机系统，其特征在于，包括：/n发动机壳体(16)，内设有密封的容水腔(10)和曲轴(1)，所述容水腔(10)内注入有水且上部预留有一定容积的蒸汽腔；/n至少一燃油活塞缸(4)，位于所述发动机壳体(16)内，且与所述曲轴(1)驱动连接；/n至少一蒸汽活塞缸(26)，位于所述发动机壳体(16)内，与所述曲轴(1)驱动连接，所述蒸汽活塞缸(26)的进气口连通所述蒸汽腔；/n冷凝机构，设在所述发动机壳体(16)外且与所述蒸汽活塞缸(26)的排气口相连接；/n控制器，用于根据预设的水温阈值控制所述燃油活塞缸(4)和蒸汽活塞缸(26)驱动所述曲轴(1)向外做功。/n

【技术特征摘要】
1.一种内燃机蒸汽机混合发动机系统，其特征在于，包括：
发动机壳体(16)，内设有密封的容水腔(10)和曲轴(1)，所述容水腔(10)内注入有水且上部预留有一定容积的蒸汽腔；
至少一燃油活塞缸(4)，位于所述发动机壳体(16)内，且与所述曲轴(1)驱动连接；
至少一蒸汽活塞缸(26)，位于所述发动机壳体(16)内，与所述曲轴(1)驱动连接，所述蒸汽活塞缸(26)的进气口连通所述蒸汽腔；
冷凝机构，设在所述发动机壳体(16)外且与所述蒸汽活塞缸(26)的排气口相连接；
控制器，用于根据预设的水温阈值控制所述燃油活塞缸(4)和蒸汽活塞缸(26)驱动所述曲轴(1)向外做功。


2.根据权利要求1所述的内燃机蒸汽机混合发动机系统，其特征在于，所述的燃油活塞缸(4)包括；
第一气缸，位于所述发动机壳体(16)内且被所述容水腔(10)包裹；
第一活塞(3)，设在所述第一气缸内且通过连杆与所述曲轴(1)驱动连接；
第一进气管(7)，一端连通所述第一气缸，另一端延伸至所述发动机壳体(16)外；
第一排气管(8)，一端连通所述第一气缸，另一端延伸至所述发动机壳体(16)外，中间泡浸在容水腔（10）内；
第一阀体(5)，设置在所述第一排气管(8)伸入所述第一气缸的一端；
第二阀体(6)，设置在所述第一进气管(7)伸入所述第一气缸的一端；
所述第一阀体(5)和第二阀体(6)为电控阀或气控阀或机械阀，所述第一阀体(5)和第二阀体(6)的开闭由所述控制器控制。


3.根据权利要求1所述的内燃机蒸汽机混合发动机系统，其特征在于，所述的蒸汽活塞缸(26)包括：
第二气缸，位于所述发动机壳体(16)内且被所述容水腔(10)包裹；
第二活塞(14)，设在所述第二气缸内且通过连杆与所述曲轴(1)驱动连接；
蒸汽管(13)，设置于所述容水腔(10)内且一端连通所述第二气缸；
第二排气管(20)，一端连通所述第二气缸，另一端延伸至所述发动机壳体(16)外与所述冷凝机构相连通；
第三阀体(12)，设置在所述蒸汽管(13)伸入所述第二气缸的一端；
第四阀体(15)，设置在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：江伟，谢晋，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44