重庆在线,打造新闻资讯第一网!

帮助中心 广告联系

世界首创——节能环保燃气发动机、寻求合作

来源:未知 作者:华豫新闻 人气: 发布时间:2017-03-17
摘要:蒸汽机原理的燃气发动机 内燃机的工作原理是将活塞的直线运动通过连杆曲柄机构转化为曲轴的旋转运动,但是这种直线运动并不能全部转化为旋转运动。 内燃机的动力来自燃油在气缸内爆发燃烧产生的压力,燃油的吸入、废气的排除都是通过直线运动来完成的。 四冲
 

蒸汽机原理的燃气发动机

     内燃机的工作原理是将活塞的直线运动通过连杆曲柄机构转化为曲轴的旋转运动,但是这种直线运动并不能全部转化为旋转运动。
     内燃机的动力来自燃油在气缸内爆发燃烧产生的压力,燃油的吸入、废气的排除都是通过直线运动来完成的。
     四冲程内燃机的一个工作循环由四个冲程(即四个直线运动)组成,其中三个冲程都是为燃烧工作服务的,只有一个冲程承担对外做功输出功率的任务,工作冲程只占工作循环的四分之一。
     内燃机输入外力严重的不连续决定了内燃机存在不能自行起动、不能低速运行、存在超载灭火、剧烈的震动与噪音等许多不可克服的致命弱点。
     内燃机以它轻便节能的燃烧方式淘汰了蒸汽机,但是它的运转性能与蒸汽机相比却是相差遥远。
     蒸汽机的工作原理也是将活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动,但是蒸汽机的直线运动能够全部转化为曲轴的旋转运动,它的全部冲程都是工作冲程,因此它的运转性能要比内燃机好得多,它不存在内燃机的诸多弊病。
     将内燃机与蒸汽机的优点综合为一体,开发出一种新型发动机是《蒸汽机原理的燃气发动机》所要完成的任务。
     为了叙述的方便以下将《蒸汽机原理的燃气发动机》简化为《燃气发动机》。
     《燃气发动机》的结构特征是用蒸汽机的性能取代内燃机的性能,用内燃机的动力取代蒸汽机的动力。
     取代之后可以达到怎样的技术效果呢?必须首先了解它们的技术背景。
     下面是四冲程内燃机的慢动作工作原理运转示意图,它的显著特征:忽快忽慢的运转特性。
(见内燃机动画)
 

     内燃机的燃烧过程是靠活塞做功产生的惯性能量来维持的、是惯性运动的产物。
     在三个冲程这样漫长的燃烧过程中,由于惯性能量的逐渐消耗,活塞的运行速度在快速下降,当下一个做功冲程开始后活塞的运动速度又会突然加快。这种忽快忽慢的运转特性是内燃机的工作原理所决定的,也是产生震动与噪音的根源。
     对于单缸内燃机来讲,忽快忽慢的现象不可避免,要想解决这个问题只有通过增加气缸数量,用轮流做功的方法来解决,气缸数量越多效果越好,但所花费的代价是巨大的。
     确保内燃机安全运行的基本条件是确保燃烧过程正常进行、确保活塞的运行速度在下降的过程中不能降至为零。
     发动机的运转速度是确保发动机正常运行的条件之一,能够确保发动机正常运转的最低转速就是起动转速。
     在起动转速以下发动机没有自行运转的功能,必须依靠其它发动机来驱动。发动机遇到超载现象时就会使转速下降,低于起动转速,因此产生超载灭火。
     超载灭火是重大的安全隐患,何时灭火不以人的意志为转移,关键时刻发生灭火就会造成机毁人亡。
     上述弊病都是由内燃机工作原理所确定的,输入外力严重的不连续性是内燃机弊病的总根源。
     蒸汽机因为动力系统的笨重与庞大被内燃机所淘汰,但它的运转性能却是内燃机无法相比。
下面是蒸汽机的工作原理运转示意图:
(见蒸汽发动机动画)
 

上述图示结构是齐齐哈尔车辆工厂生产的203型铁路轨道蒸汽起重机上所用的蒸汽机

     它与内燃机在结构上的显著区别是它的气缸是双向的,高压蒸汽通过分配法按时按量送入气缸。
     气缸压力由负载决定,可根据负载变化自行调整输出扭矩。它的全部冲程都是工作冲程,它的全部直线运动都能够转化为旋转运动,因此它具备低转速大扭矩、运转平稳无噪音的运转特性,具备正、反两个旋转方向、可带载实现从零到最高转速之间无级调速的运转特性。
     蒸汽发动机与负载之间的运行关系永远是同步的,不存在载荷静止发动机空转的怠速运行,也没有起动转速的说法。
     发动机在起动时所消耗的功率是最大的,蒸汽机车上蒸汽机的连杆直接连接在车轮上,可以带动整个列车的负载实现平稳起动,这种性能是内燃机不敢想的,内燃机要想完成上述操作必须在减速箱、变矩器,离合器这些辅助设备的配合下才能完成。
     通过上述内燃机与蒸汽机技术背景的对比可知它们之间的性能差距有多大?
     《燃气发动机》的实质结构就是以燃气为动力的蒸汽机,蒸汽机的工作原理就是它的工作原理。
     《燃气发动机》的动力是燃气,是与内燃机相同的动力,都是由燃油燃烧转化来的。
     在内燃机中燃油的燃烧过程是通过活塞的直线往复运动来完成的,在《燃气发动机》中燃烧过程也是通过活塞的直线往复运动来完成的,与内燃机不同的是这种往复运动与发动机的运转无关,它是靠弹簧复位形成的往复运动,是独立的燃烧机构。下图是所用燃烧装置的工作原理图(忽略冷、热工艺性能的影响)。


     燃烧装置是由气缸活塞机构组成,活塞位于气缸的中部,把气缸分成左右两个结构相同的燃烧室,活塞两端各有一个复位弹簧。两个燃烧室内各有一个火花塞。燃烧室的入口通过单向阀与化油器相连,燃烧室的出口通过单向阀与稳压气室相连。
     火花塞和化油器都是借用内燃机的部件,化油器是产生汽油混合气的装置,它们的工作原理与内燃机都是一样的。

燃烧装置的燃烧过程是:

     当左侧燃烧室内充满汽油混合气时(首次启动时燃烧室内没有汽油混合气,可用手动等方式完成),点燃火花塞,燃油爆发燃烧,爆发的燃气使燃烧室内气压迅速上升,由于单向阀的通径与活塞直径相比相差悬殊,所以在气压升高的过程中可以同时完成两个程序:一是燃烧气体通过单向阀进入稳压气室;二是爆发产生的压力克服右侧燃烧室弹簧的阻力,推动活塞运动到行程的终点,将右侧燃烧室内的气体全部压入稳压气室。随着时间的延长,左燃烧室内的燃气逐步进入稳压气室,被压缩弹簧带动活塞开始复位,右侧气室逐渐变为真空、将化油器内的汽油混合气通过单向阀被吸入右侧燃烧室,之后右侧燃烧室的火花塞点火,开始下一个燃烧循环。
     稳压气室的作用是将燃气压力控制在额定的工作范围之内,然后再提供给《燃气发动机》。火花塞的工作是在稳压气室的压力控制下进行的,压力超过额定压力时火花塞停止工作,压力低于额定压力时火花塞恢复工作。
     实现燃烧循环过程的关键程序是燃油的吸入和燃气的输出。燃油燃烧爆发压力推动活塞运动的过程是输出燃气的过程,弹簧推动活塞复位是吸入燃油的过程。
下图是燃烧过程工作原理动态示意图:
见燃烧装置动画。
 
 
上述结构适用于汽油机,如果将火花塞更换成喷油嘴,把化油器接入高压空气,此结构就可适用于柴油机。
     在内燃机的燃烧原理中柴油是被压缩产生的高温点燃的,但这种燃烧原理还存在着另外一种解释:柴油在高密度的空气中高速飞行与空气摩擦,柴油是被摩擦生热点燃的。
     在内燃机中柴油的燃烧过程是被压缩高温点燃的,还是经摩擦生热点燃的没有争论的必要,但摩擦生热这个结论是不可置疑的,满足摩擦生热的条件也是不难办到的。
     《燃气发动机》的总体结构就是独立的燃烧机构产生高压燃烧气体、为专职的发动机提供动力;专职的发动机接受外来动力,将动能转化为机械能对外输出功率。
下面是《燃气发动机》总体结构示意图:

 
     内燃机的结构是燃烧与做功合二而一,《燃气发动机》是将合二而一的结构一分为二,实行燃烧、做功专业化。
     只有专业化的发动机才能做到体积小、重量轻,结构简单、安全可靠,极大地降低燃料消耗。
     燃料消耗的多少决定于燃烧质量,内燃机的燃烧质量与发动机转速密切相关,发动机不可能总在最佳转速下运转。
     《燃气发动机》的燃烧过程与发动机运转无关,不受发动机转速的限制,所以它的燃烧质量自然要比内燃机好。
     燃料消耗的多少还与燃气的使用状况有关,在气缸内燃气的做功效率与做功空间成反比。蒸汽机的活塞在某一行程的终点时,活塞与气缸之间的间隙大小与燃气的消耗密切相关,在保证不发生撞缸的情况下越小越好,这样才能保证每一次做功消耗的能量最少。
     内燃机的燃烧室与气缸直接相连,燃烧室这个空间容积所产生的能量消耗不可避免。《燃气发动机》不存在这种现象自然可以节省大量的燃料消耗。
从燃气的产生方式来看,内燃机是点一次火做一次功,属于单件加工、自给自足的生产方式。《燃气发动机》是属于批量生产,统一分配专业化的生产方式。

     从内燃机到《燃气发动机》的改变其实质是体制结构的改变,体制的改变所带来的各方效益是不可估量的,《燃气发动机》的市场前景是非常广阔的。


       中国制造2025节能与新能源汽车技术路线图也明确提出了还是要推动以天然气为主的替代燃料汽车发展。2030年新车占比逐步提高到8%。未来时代,燃气发动机会有很大的市场,国家在产业政策以及资金扶持方面,会对相关生产企业有很大的倾斜。

     本项目符合国家产业政策,是国家十三五重点政策支持项目,本项目
体积小、重量轻,结构简单、安全可靠,极大地降低燃料消耗。本项目一旦进入市场,会对节能减排方面,大气污染方面有很大的改进。并且过节会有大量资金方面的支持。本技术研发人李福祥在发动机领域工作了几十年,可以确保技术的稳定性,安全性,实用性,望有识之士前来洽谈合作。

 联系人:刘才
电话:18519376147
联系人:谷明军
电话:18911881193

联系人:李福祥 (技术研发人)
电话:13846268964
邮箱:lifx49@126.com
微信:13846268964
责任编辑:华豫新闻

上一篇:杨振福研发的系列考面机寻求合作

下一篇:没有了

百度新闻独家出品

新闻由机器选取每5分钟自动更新

手机: 邮箱:
联系电话: 地址: