活塞发动机、发电机组及移动载具的制作方法

本申请属于热机，具体而言，涉及一种活塞发动机、发电机组及移动载具。

背景技术：

1、活塞发动机也叫往复式发动机，是一种利用一个或者多个活塞将压力转换成旋转动能的发动机，活塞发动机是热机的一种，靠汽油、柴油、甲醇等燃料提供动力。活塞式发动机主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构等组成。活塞式发动机大多是四冲程发动机，即一个气缸完成一个工作循环，活塞在气缸内要经过四个冲程，依次是进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。

2、发动机的热效率是指转变为机械功的热量与所消耗的热量的比值，热效率是衡量发动机的技术水平及经济性的重要指标。活塞发动机的热量损失较高，其热效率仅有20％-30％，因此提高活塞发动机的热效率具有非常重要的意义。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中的上述缺点，本申请的目的在于提供一种活塞发动机、发电机组及移动载具，以解决现有活塞发动机热效率低的技术问题。

2、本申请为解决上述的技术问题所采用的技术手段是：

3、第一方面，本申请中提供了一种活塞发动机，该活塞发动机包括曲轴、内燃缸、内燃缸换热器、内燃缸换热器、蒸气缸及润滑箱体。所述内燃缸内设置有内燃活塞，所述内燃活塞通过连杆机构连接于所述曲轴。内燃缸换热器套设在所述内燃缸的外表面，所述内燃缸换热器内预设有换热介质，以回收所述内燃缸的缸壁散发的热量，所述内燃缸换热器开设有内燃缸换热器出气口。所述蒸气缸内设置有蒸气活塞，所述蒸气活塞通过连杆机构连接于所述曲轴；所述蒸气缸开设有蒸气进气口，所述蒸气进气口与所述内燃缸换热器出气口连通，以将换热后获得的蒸气通入所述蒸气缸内做功；所述蒸气缸上开设有冷凝口，所述冷凝口用于将做功后冷却的换热介质导出所述蒸气缸。所述润滑箱体内容纳有所述曲轴，所述润滑箱体用于承接所述冷凝口导出的换热介质。

4、进一步地，所述润滑箱体与所述内燃缸换热器连通，以使所述润滑箱体内的换热介质回收至所述内燃缸换热器。

5、进一步地，还包括第一循环泵，所述第一循环泵连通所述润滑箱体与所述内燃缸换热器，用于将所述润滑箱体内的换热介质泵入所述内燃缸换热器内。

6、进一步地，上述活塞发动机还包括第二循环泵，所述第二循环泵包括泵入口、第一泵出口与第二泵出口，所述泵入口与所述润滑箱体连通，所述第一泵出口与所述内燃缸的底部内壁相对，所述第二泵出口与所述蒸气缸的底部内壁相对。

7、进一步地，上述活塞发动机还包括废气介质换热器，所述废气介质换热器包括废气通道与介质通道。所述废气通道包括废气进气口与废气出气口，所述废气进气口与内燃缸的排气口连通，所述废气出气口与大气连通。所述介质通道包括介质入口与介质出口，所述介质入口与所述内燃缸换热器出气口或所述冷凝口连通，所述介质出口与所述蒸气进气口连通。

8、进一步地，所述润滑箱体为密封箱体，所述内燃缸与蒸气缸的缸套底部伸入所述润滑箱体。所述活塞发动机还包括稳压管道和稳压控制气阀，所述稳压管道的一端与所述废气介质换热器的介质出口连通，另一端与所述润滑箱体连通，所述稳压控制气阀用于在所述蒸气缸做功后打开并在所述蒸气缸做功时关闭。

9、进一步地，所述曲轴上连接有发电机，所述发电机浸入在所述润滑箱体内的换热介质内；

10、所述发电机为盘式电机或bsg电机。

11、进一步地，上述活塞发动机还包括蒸气缸换热器，所述蒸气缸换热器套设在所述蒸气缸的外表面，所述蒸气缸换热器内预设有换热介质，以回收所述蒸气缸的缸壁散发的热量，所述蒸气缸换热器包括蒸气缸换热器出气口。蒸气缸换热器出气口与所述内燃缸换热器连通，和/或，所述蒸气缸换热器出气口与所述废气介质换热器的介质入口连通。

12、进一步地，所述蒸气缸包括蒸气缸套，所述蒸气活塞包括柔性密封体以及活塞板，所述柔性密封体包括相互连通的第一端口与第二端口，所述第一端口与所述蒸气缸套的底部密封连接，所述第二端口与所述活塞板密封连接，所述活塞板通过连杆机构与曲轴连接；或，所述蒸气缸包括蒸气缸套，所述蒸气活塞设置在所述蒸气缸套内，所述蒸气缸套的内壁涂覆有润滑涂层。

13、进一步地，在标准大气压下，所述换热介质的沸点为50℃-150℃。

14、进一步地，所述换热介质为氟戊烷、氟己烷、氟庚烷、氟辛烷、乙醇、乙二醇、甲醇、汽油、氟烃制冷剂、氯氟烃制冷剂与水或者水与上述物质的混合物。

15、第二方面，本申请还提供了一种发电机组，该发电机组包括发电机以及第一方面任一实施例的活塞发动机和曲轴，活塞发动机中的内燃活塞、蒸气活塞以及发电机与所述曲轴连接。

16、第三方面，本申请还提供了一种移动载具，该移动载具包括第二方面任一实施例的发电机组，所述移动载具通过发电机组提供驱动力，或所述发电机组为移动载具供电。

17、上述移动载具还包括电池组、驱动电机、车轮以及热力元件，所述热力元件用于将所述车轮的制动能量转化为热能；所述换热介质与所述电池组、所述驱动电机、所述发电机以及所述热力元件中的至少一个进行换热。

18、本申请的有益效果：本发明通过在内燃缸的外表面设置内燃缸换热器和废气介质换热器，实现收集内燃缸做功后缸套上的热能和废气中的热能，降低了现有技术中传统的发动机工作时的热量损失，并配合蒸气缸的设置，使得收集的热能可以转化为蒸气缸的动能，蒸气缸使用内燃缸工作时收集的热能进行驱动，提高了热效率、降低了能源损耗，对活塞发动机整体的经济性有了很大的提升。同时设置润滑箱体收集换热介质，并利用换热介质对曲轴汽活塞、内燃活塞和电机等进行润滑。

技术特征：

1.一种活塞发动机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的活塞发动机，其特征在于，所述润滑箱体与所述内燃缸换热器连通，以使所述润滑箱体内的换热介质回收至所述内燃缸换热器。

3.根据权利要求1所述的活塞发动机，其特征在于，还包括第一循环泵，所述第一循环泵连通所述润滑箱体与所述内燃缸换热器，用于将所述润滑箱体内的换热介质泵入所述内燃缸换热器内。

4.根据权利要求1所述的活塞发动机，其特征在于，还包括第二循环泵，所述第二循环泵包括泵入口、第一泵出口与第二泵出口，所述泵入口与所述润滑箱体连通，所述第一泵出口与所述内燃缸的底部内壁相对，所述第二泵出口与所述蒸气缸的底部内壁相对。

5.根据权利要求1所述的活塞发动机，其特征在于，还包括废气介质换热器，所述废气介质换热器包括废气通道与介质通道；

6.根据权利要求5所述的活塞发动机，其特征在于，所述蒸气缸远离所述蒸气进气口的端口密封，所述蒸气缸内的蒸气活塞与所述蒸气缸之间形成密封的稳压腔，所述蒸气缸上开设有稳压口；

7.根据权利要求1所述的活塞发动机，其特征在于，所述曲轴上连接有发电机，所述发电机浸入在所述润滑箱体内的换热介质内；

8.根据权利要求5所述的活塞发动机，其特征在于，还包括蒸气缸换热器，所述蒸气缸换热器套设在所述蒸气缸的外表面，所述蒸气缸换热器内预设有换热介质，以回收所述蒸气缸的缸壁散发的热量，所述蒸气缸换热器包括蒸气缸换热器出气口；

9.根据权利要求1所述的活塞发动机，其特征在于，所述蒸气缸包括蒸气缸套，所述蒸气活塞包括柔性密封体以及活塞板，所述柔性密封体包括相互连通的第一端口与第二端口，所述第一端口与所述蒸气缸套的底部密封连接，所述第二端口与所述活塞板密封连接，所述活塞板通过连杆机构与曲轴连接；或，

10.根据权利要求1所述的活塞发动机，其特征在于，在标准大气压下，所述换热介质的沸点为50℃-150℃。

11.根据权利要求10所述的活塞发动机，其特征在于，所述换热介质为氟戊烷、氟己烷、氟庚烷、氟辛烷、乙醇、乙二醇、甲醇、汽油、氟烃制冷剂、氯氟烃制冷剂与水或者水与上述物质的混合物。

12.根据权利要求1所述的活塞发动机，其特征在于，所述曲轴的数量为两个，分别为内燃曲轴与蒸气曲轴，所述内燃缸内的内燃活塞与所述内燃曲轴连接；所述蒸气缸内的蒸气活塞与所述蒸气曲轴连接；或，

13.根据权利要求1所述的活塞发动机，其特征在于，所述蒸气活塞的上表面设置有蓄能衬套，所述蓄能衬套用于吸收冲击压力。

14.一种发电机组，其特征在于，包括发电机与权利要求1-13所述的活塞发动机和曲轴，所述权利要求1-13所述的活塞发动机中的内燃活塞、蒸气活塞以及发电机与所述曲轴连接。

15.一种移动载具，其特征在于，包括权利要求14所述的发动机组，所述移动载具通过所述发电机组提供驱动力，或所述发电机组为移动载具供电。

16.根据权利要求15所述的移动载具，其特征在于，还包括电池组、驱动电机、车轮以及热力元件，所述热力元件用于将所述车轮的制动能量转化为热能；

技术总结本申请提供了一种活塞发动机、发电机组及移动载具，该活塞发动机包括曲轴、内燃缸、内燃缸换热器、内燃缸换热器、蒸气缸及润滑箱体。内燃缸内设置有内燃活塞，内燃活塞通过连杆机构连接于曲轴。内燃缸换热器套设在内燃缸的外表面，内燃缸换热器内预设有换热介质，以回收内燃缸的缸壁散发的热量，内燃缸换热器开设有内燃缸换热器出气口。蒸气缸内设置有蒸气活塞，蒸气活塞通过连杆机构连接于曲轴；蒸气缸开设有蒸气进气口，蒸气进气口与内燃缸换热器出气口连通，以将换热后获得的蒸气通入蒸气缸内做功；蒸气缸上开设有冷凝口，冷凝口用于将做功后冷却的换热介质导出蒸气缸。润滑箱体内容纳有曲轴，润滑箱体用于承接冷凝口导出的换热介质。技术研发人员：请求不公布姓名受保护的技术使用者：星辰萌想科技（北京）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30