[发明专利]一种发动机

摘要

本发明预燃喷水式发动机，特征在于在发动机汽缸盖上有一个预燃室，预燃室不直接与汽缸相通，发动机压缩冲程、排气冲程或作功冲程的高温高压气体可以单向进入预燃室，然后向预燃室内喷油、喷水，燃油在预燃室内与高温高压气体相遇发生预燃烧烧掉所有的氧气，预燃烧过的燃油在预燃室内与水发生水煤气反应产生水煤气，然后水煤气经过冷却从发动机进气管进入发动机汽缸进行燃烧作功，水煤气燃烧作功采用压燃式燃烧方式，水煤气的主要成分是氢气和一氧化碳，可以采用大压缩比且不易产生爆震，燃烧速度快，热效率高，尾气有害物质少可以大幅度提高发动机环保指标，对油品、喷油嘴和喷油泵的要求不高，目前几乎所有的燃油都可以满足本发动机的使用要求且燃烧稳定不会产生爆震，对喷油嘴喷嘴孔径不需要特别细小，喷油压力也不需要特别高，降低了零部件的成本提高了发动机的稳定性，消除了油品问题导致的喷油嘴使用故障，往预燃室内喷水而不是直接将水喷入发动机汽缸内，对发动机使用寿命不会产生影响；本发明的发动机在排气管处有一个喷水嘴，在排气管中间设置了一个涡轮马达，往发动机排气管中喷水，水雾化吸收废气的能量膨胀推动涡轮马达作功，涡轮马达带动发电机发电，将发动机废气的能量转化成电能提高发动机的热效率。

主权项

一种预燃喷水式发动机，其特征是由热交换器(1)、低压水煤气管(2)、减压阀(3)、高压水煤气管(4)、喷油嘴(5)、压力传感器(6)、温度传感器(7)、氧传感器(8)、喷水嘴(9)、水管(10)、水泵(11)、水箱(12)、水煤气电控阀(13)、节气门(14)、进气管(15)、进气门(16)、预燃室(17)、保压阀体(18)、保压气门(19)、预燃室进气道(20)、预燃室进气门(21)、排气门(22)、副喷水嘴(23)、排气管(24)、涡轮马达(25)和发电机(26)组成，在发动机汽缸盖上有预燃室(17)，喷油嘴(5)、喷水嘴(9)安装在汽缸盖上，喷油嘴(5)、喷水嘴(9)的喷嘴与预燃室(17)内腔相通，预燃室(17)顶部有一小孔与高压水煤气管(4)相通，高压水煤气管(4)与预燃室(17)密封连接，预燃室(17)通过保压气门(19)经过保压阀体(18)与预燃室进气道(20)相通，再经过预燃室进气门(21)与发动机汽缸相通，保压阀体(18)装配在汽缸盖上通过其阀体内部的通道将预燃室(17)与预燃室进气道(20)联通，保压气门(19)安装在保压阀体(18)上通过弹簧使保压气门(19)处于密封状态气体只能单向进入预燃室(17)，预燃室进气门(21)与排气门(22)相互有一定角度在凸轮轴轴向上有一定间距，预燃室进气门(21)与排气门(22)被同一根排气凸轮轴驱动但开启时间不同，在作功冲程或排气冲程的某个时刻预燃室进气门(21)被打开，汽缸中的高温高压的废气通过预燃室进气道(20)推开保压气门(19)进入预燃室(17)，此时喷油嘴(5)喷油，燃油与高温高压的废气在预燃室(17)内燃烧，然后喷水嘴(9)往预燃室(17)内喷水，喷水嘴(9)通过水管(10)、水泵(11)与水箱(12)相连，水喷入预燃室后雾化成水蒸气并与初步燃烧过的燃油发生水煤气反应，然后气体通过预燃室(17)上方的小孔进入高压水煤气管(4)继续进行水煤气反应，高压水煤气管(4)的末端装配一个减压阀(3)，减压阀(3)设定在一定的开度使高压水煤气管(4)内保持适当的压力，在高压水煤气管(4)的管壁上装配有压力传感器(6)、温度传感器(7)、氧传感器(8)监控水煤气反应的压力、温度及氧气的含量，如果检测到温度、压力偏低发动机控制器会自动增加喷油量，反之会减少喷油量，如果检测到高压水煤气管(4)内氧气浓度超过指标就会增加喷油量烧掉多于的氧气，减压阀(3)与低压水煤气管(2)相连，经过彻底水煤气反应的气体通过减压阀(3)进入低压水煤气管(2)，低压水煤气管(2)、热交换器(1)、水煤气电控阀(13)与进气管(15)相连，水煤气经过热交换器(1)的冷却到燃点以下后经由节气门(14)进入发动机汽缸内，减压阀(3)、水煤气电控阀(13)、喷油嘴(5)、喷水嘴(9)的与节气门(14)相关联，节气门(14)开度增加则减压阀(3)、水煤气电控阀(13)、喷油嘴(5)、喷水嘴(9)的开度也随之增加，反之则减小，在发动机停止后，水煤气电控阀(13)关闭，在排气管(24)上装配副喷水嘴(23)往发动机排气管中喷水，副喷水嘴(23)通过水管(10)与水泵(11)相连，水喷入排气管(24)后雾化膨胀推动涡轮马达(25)作功，涡轮马达(25)带动发电机(26)发电。