余热利用内燃机的制作方法

1.本发明涉及机械领域的发动机，具体涉及一种余热利用内燃机。


背景技术：

2.众所周知，现有内燃机燃烧后的高温高压气体大多直接排放掉，使用过程中存在如下问题：1、内燃机排出的废气余热得不到进一步利用，内燃机的热效率低；2、油耗高，内燃机的经济性差；3、废气排放量大，不利于环境保护。


技术实现要素：

3.本发明的目的是：设计一种余热利用内燃机，喷水气缸充分利用喷油气缸排出的废气余热，提高内燃机的热效率，相对降低油耗，增强内燃机的经济性。
4.本发明的技术解决方案是：该余热利用内燃机，包括喷油气缸和喷水气缸，其中半数为喷油气缸，另一半数为喷水气缸，喷油气缸的排气道经三通管连接喷水气缸的进气道，整体构成余热利用内燃机。
5.更进一步的设计是，所述喷水气缸的容积扩大为喷油气缸的数倍。
6.更进一步的设计是，所述喷油气缸和喷水气缸采取单列八缸、v8缸或是卧式对置8缸的结构设置。
7.本发明的优点是：1、喷油气缸排出的废气余热由喷水气缸得到进一步利用，提高了内燃机的热效率；2、内燃机由各半的喷油气缸和喷水气缸构成，喷水气缸代替喷油气缸，节省了油耗，提高了内燃机的经济性；3、减少了喷油气缸的废气排放，保护了环境。
附图说明
8.图1为单列八缸四冲程内燃机的结构示意图。
具体实施方式
9.下面结合附图进一步说明本发明的技术方案，但不能理解为是对技术方案的限制，而且为了简明，行业通用的某些零部件在图中并没有示意出来。
10.如图1所示，该余热利用内燃机，包括喷油气缸和喷水气缸，其中半数为喷油气缸，另一半数为喷水气缸，喷油气缸的排气道经三通管连接喷水气缸的进气道，整体构成余热利用内燃机。
11.更进一步的设计是，所述喷水气缸的容积扩大为喷油气缸的数倍。
12.更进一步的设计是，所述喷油气缸和喷水气缸采取单列八缸、v8缸或是卧式对置8缸的结构设置。
13.本发明的工作原理是：喷油气缸是四冲程循环往复，为进气、压缩、做功、排气；喷水气缸也是四冲程循环往复，由喷油气缸的第四冲程排出的高温气体经三通管被喷入喷水气缸，第1冲程进气后经第2冲程压缩，再第3冲程做功，最后第4冲程排气，喷油气缸的废气
余热由喷水气缸完成循环利用；区别在于：喷水气缸的第1冲程进气，进的不是新鲜空气，而是喷油气缸的第四冲程排出的高温气体；喷水气缸的第2冲程压缩，活塞到上止点时，气体的温度比喷油气缸的气体膨胀做功时的温度高得多；喷水气缸的第3冲程做功，所喷的不是燃油而是热水，喷入的雾状热水遇到高温气体和气缸四壁后，迅速膨胀做功，达到利用余热目的；喷水气缸的第4冲程排气，将含有水蒸汽的废气排掉，完成一个循环过程。
14.以现有的双缸内燃机为例：双缸内燃机概括地说由两个独立的单缸内燃机通过连轴（曲轴、凸轮轴）相互连接组成，工作时各自完成四冲程的循环，由于同向连轴实现了功率叠加，即整个双缸内燃机的功率=单缸内燃机功率＋单缸内燃机功率，那么整个双缸内燃机的燃油量=单缸内燃机的燃油量 单缸内燃机的油量。
15.本发明所述的双缸余热利用内燃机，其结构为：将现有的双缸内燃机的其中一个气缸的供油系统改为供水系统，用三通管将喷油气缸的排气道与喷水气缸的进气道连接；当喷油气缸进行第四冲程时，排出的高温高压气体通过三通管喷入喷水气缸的进气道，喷水气缸吸入高温气体（第1冲程进气）、经压缩（第2冲程压缩）、喷水（第3冲程做功）、排气（第4冲程排气），完成利用废气余热的一个循环；双缸余热利用内燃机的燃油量=原双缸内燃机的一个缸的燃油量，双缸内燃机的两缸燃油的功率〉双缸余热利用内燃机的功率〉双缸内燃机的一缸燃油的功率；当然，其他余热利用内燃机与此同理。
16.为了更好提高内燃机的热效率，将喷水气缸的容积扩大为喷油气缸的数倍，使喷油气缸的高温高压气体的热量得到充分地利用，从而更好地提高内燃机的热效率；当然这样设计后，由于喷水气缸与喷油气缸做功的功率不同，喷水气缸与喷油气缸的曲轴、连杆、活塞不同，给内燃机的稳定性带来影响，在结构上采取单列八缸、v8缸或是卧式对置8缸，即解决这个问题。
17.表1为单列八缸四冲程内燃机的工作循环表；表2为单列八缸四冲程内燃机的四个喷油气缸的排气道对应着四个喷水气缸的进气道的排序表；下面以单列八缸内燃机为例：八缸内燃机中4个气缸为喷油气缸，另4个气缸为喷水气缸；它是利用喷油气缸的第四冲程排出的高温气体，通过三通管喷入喷水气缸（第1冲程吸气）、经压缩（第2冲程压缩）、喷水（第3冲程做功）、排气（第4冲程排气），完成废气余热再利用的一个循环。
18.其原理是：曲轴在运转过程中，两个大活塞和两个小活塞同时向上运动，另两个大活塞和两个小活塞同时向下运动，即平衡平稳得转动；在运转的四个冲程中，每个冲程均有一个喷油气缸做功和一个喷水气缸做功，使得内燃机转动平稳；四个喷油气缸的排气道对应着四个喷水气缸的进气道，实现每对排气、进气同步进行，减少喷水气缸的进气阻力，提高进气量，能更进一步利用废气余热。
19.表1：点火或喷油（水）次序（3，7）
‑
（1，6）
‑
（4，8）
‑
（2，5）
表2：四个喷油气缸的排气道对应着四个喷水气缸的进气道的排序：（2，4）——（7，5）——（1，3）——（8，6）。


技术特征：
1.余热利用内燃机，其特征是：它包括喷油气缸和喷水气缸，其中半数为喷油气缸，另一半数为喷水气缸，喷油气缸的排气道经三通管连接喷水气缸的进气道，整体构成余热利用内燃机。2.根据权利要求1所述的余热利用内燃机，其特征是：所述喷水气缸的容积扩大为喷油气缸的数倍。3.根据权利要求1所述的余热利用内燃机，其特征是：所述喷油气缸和喷水气缸采取单列八缸、v8缸或是卧式对置8缸的结构设置。

技术总结
本发明公开了一种余热利用内燃机，包括喷油气缸和喷水气缸，其中半数为喷油气缸，另一半数为喷水气缸，喷油气缸的排气道经三通管连接喷水气缸的进气道，整体构成余热利用内燃机。本发明中的喷水气缸充分利用喷油气缸排出的废气余热，提高内燃机的热效率，相对降低油耗，增强内燃机的经济性。增强内燃机的经济性。增强内燃机的经济性。


技术研发人员：岳佐荣 张召明
受保护的技术使用者：张淮萍
技术研发日：2021.07.27
技术公布日：2021/9/21