基于正时定容燃烧方式的一种原动机的热力循环方法

摘要

本发明提供了基于正时定容燃烧方式的一种原动机的热力循环方法，其循环包括多级压缩级间冷却过程、逆流换热过程、正时定容燃烧过程和绝热膨胀过程，是一种由热能转化为机械能的热力循环。通过多级压缩级间冷却过程，减少压缩耗功；通过逆流换热过程，回收本要排至外部环境的工质的焓并参与热力循环，提高热能利用率；通过正时定容燃烧过程，实现长时间均匀低温定容燃烧，有效抑制HC、CO、PM和NOx等有害污染物的产生，同时提高燃烧效率；通过绝热膨胀过程，使膨胀后压力接近环境压力，实现充分膨胀做功。本发明为今后设计高效低污染物排放和高性能的原动机提供了方向。

主权项

基于正时定容燃烧方式的一种原动机的热力循环方法，其特征在于：该热力循环方法以转子发动机的转子自转角度360°或二冲程往复发动机的输出轴旋转角度360°或四冲程往复发动机的输出轴旋转角度720°为一个循环周期，压缩过程和膨胀过程在不同装置中实现：步骤1，进行多级压缩级间冷却过程，该过程包括多级压缩和级间冷却两个过程，其中，相邻两级压缩之间，进行一次级间冷却，级间冷却对前一级压缩与后一级压缩之间的工质进行冷却，末级压缩之后不再对工质进行冷却，之后工质进入稳压调压过程，稳定和调节工质压力；步骤2，进行逆流换热过程，该过程中，对稳压调压后的工质进行逆流换热，使其与绝热膨胀后的工质进行热交换，使稳压调压后的工质吸收绝热膨胀后的工质焓，使绝热膨胀后排出的工质的余热直接被利用到热力循环中，同时绝热膨胀后的工质焓降；步骤3，进行正时定容燃烧过程，该过程中，在正时燃烧系统内有进气过程、燃烧过程、排气过程、扫气过程，并且通过正时系统使这4个过程按时序工作，一方面膨胀过程与压缩过程分别在独立装置内完成，实现膨胀比大于增压比，一方面燃烧的时间延长，以360°为一个循环周期计，燃烧时间最高至210°；步骤4，进行绝热膨胀过程，该过程独立于正时定容燃烧过程和多级压缩级间冷却过程，绝热膨胀过程的膨胀比大于压缩过程的增压比，使绝热膨胀后工质的压力接近环境压力。