不等承压能力活塞式热动力系统的制作方法

专利名称：不等承压能力活塞式热动力系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种活塞式热动力系统。
背景技术：
传统活塞发动机，每个气缸及其运动件(活塞、连杆、曲轴等)都必须以工作过程中缸内最高压力设计其结构承载能力，这就必然导致结构及重量庞大、制造成本高等问题。为了大幅度提高发动机的效率就必须大幅度提高内燃机的工作压力(即爆压)，然而传统内燃机的承压能力一般仅有IOMPa到20MPa左右。因此，需要发明一种承压能力大、结构轻巧的新型活塞式热动力系统。

发明内容
为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下
一种不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机、活塞做功机构和活塞发动机，在所述活塞压气机的气缸上设压气机进气口和压气机供气口，在所述活塞做功机构的气缸上设做功机构进气口和做功机构排气口，所述活塞发动机设有发动机进气口和发动机排气口，所述压气机供气口与所述发动机进气口连通，所述发动机排气口与所述做功机构进气口连通，所述压气机进气口、所述压气机供气口、所述做功机构进气口、所述做功机构排气口、所述发动机进气口和所述发动机排气口中的部分或全部设有配气门，所述活塞发动机的承压能力大于所述活塞压气机的承压能力，所述活塞发动机的承压能力大于所述活塞做功机构的承压能力。所述活塞压气机设为对置活塞压气机，和/或所述活塞发动机设为对置活塞发动机，和/或所述活塞做功机构设为对置活塞做功机构。所述活塞压气机的曲轴、所述活塞做功机构的曲轴和所述活塞发动机的曲轴设为同一曲轴。所述活塞压气机的曲轴、所述活塞做功机构的曲轴和所述活塞发动机的曲轴中至少两个不共轴设置。所述活塞压气机的曲轴和所述活塞发动机的曲轴之间，所述活塞发动机的曲轴和所述活塞做功机构的曲轴之间，所述活塞压气机的曲轴和所述活塞做功机构的曲轴之间至少一处经变速器连接。在所述活塞做功机构的排气道上设动力叶轮机构。所述压气机进气口和所述压气机供气口两者共同或其中一个设置在所述活塞压气机的气缸侧壁上。所述活塞压气机设为大径活塞压气机，所述活塞做功机构设为大径活塞做功机构，所述活塞发动机设为小径活塞发动机，所述小径活塞发动机的活塞直径小于所述大径活塞压气机的活塞直径，所述小径活塞发动机的活塞直径小于所述大径活塞做功机构的活
塞直径；
或所述活塞压气机设为多级活塞压气机，所述活塞做功机构设为大径活塞做功机构，所述活塞发动机设为小径活塞爆排发动机，所述小径活塞爆排发动机的活塞直径小于所述多级活塞压气机中的大径活塞压气机的活塞直径，所述小径活塞爆排发动机的活塞直径小于所述大径活塞做功机构的活塞直径；
或所述活塞压气机设为大径活塞压气机，所述活塞做功机构设为大径活塞做功机构，所述活塞发动机设为小径短压程充气发动机，所述小径短压程充气发动机的承压能力大于15MPa，所述小径短压程充气发动机的活塞直径小于所述大径活塞压气机的活塞直径，所述小径短压程充气发动机的活塞直径小于所述大径活塞做功机构的活塞直径。与所述活塞压气机连接的所述曲轴的曲轴段的承载能力、与所述活塞发动机连接的所述曲轴的曲轴段的承载能力和与所 述活塞做功机构连接的所述曲轴的曲轴段的承载能力中至少两个承载能力不等。所述活塞压气机的连杆的承载能力、所述活塞发动机的连杆的承载能力和所述活塞做功机构的连杆的承载能力中至少两个承载能力不等。所述活塞压气机的活塞的承载能力、所述活塞发动机的活塞的承载能力和所述活塞做功机构的活塞的承载能力中至少两个承载能力不等。所述活塞压气机的气缸的承载能力、所述活塞发动机的气缸的承载能力和所述活塞做功机构的气缸的承载能力中至少两个承载能力不等。所述活塞压气机的气缸盖的承载能力、所述活塞发动机的气缸盖的承载能力和所述活塞做功机构的气缸盖的承载能力中至少两个承载能力不等。一种不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机和活塞发动机，在所述活塞压气机的气缸上设压气机进气口、压气机供气充气口和压气机排气口，在所述活塞发动机的气缸上设发动机进排共用气口，所述压气机供气充气口和所述发动机进排共用气口连通，所述压气机进气口、所述压气机供气充气口、所述压气机排气口和所述发动机进排共用气口中的部分或全部设有配气门，所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口、所述压气机供气充气口和所述压气机排气口中的全部或部分使所述活塞压气机按照吸气冲程一压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程一排气冲程的四冲程循环模式工作的压气机单道U流四冲程正时控制机构，或所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口、所述压气机供气充气口和所述压气机排气口中的全部或部分使所述活塞压气机按照扫气吸气压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程的二冲程循环模式工作的压气机单道U流二冲程正时控制机构，所述活塞发动机的承压能力大于所述活塞压气机的承压能力。所述压气机进气口、所述压气机供气充气口和所述压气机排气口全部或部分设置在所述活塞压气机的气缸侧壁上。所述发动机进排共用气口设置在所述活塞发动机的气缸侧壁上。所述压气机供气充气口和所述发动机进排共用气口的连通通道上设储气罐。一种不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机和活塞发动机，在所述活塞压气机的气缸上设压气机进气口、压气机供气口、压气机充气口和压气机排气口，在所述活塞发动机的气缸上设发动机进气口和发动机排气口，所述压气机供气口和所述发动机进气口连通，所述发动机排气口和所述压气机充气口连通，所述压气机进气口、所述压气机供气口、所述压气机充气口、所述压气机排气口、所述发动机进气口和所述发动机排气口中的部分或全部设有配气门，所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口、所述压气机供气口、所述压气机充气口和所述压气机排气口中的全部或部分使所述活塞压气机按照吸气冲程一压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程一排气冲程的四冲程循环模式工作的压气机双道U流四冲程正时控制机构，或所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口、所述压气机供气口、所述压气机充气口和所述压气机排气口中的全部或部分使所述活塞压气机按照扫气吸气压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程的二冲程循环模式工作的压气机双道U流二冲程正时控制机构，所述活塞发动机的承压能力大于所述活塞压气机的承压能力。所述压气机进气口、所述 压气机供气口、所述压气机充气口和所述压气机排气口中的全部或部分设置在所述活塞压气机的气缸侧壁上。在所述压气机供气口和所述发动机进气口的连通通道上设储气罐，和/或在所述发动机排气口和所述压气机充气口的连通通道上设储气罐。所述发动机进气口和所述发动机排气口两者共同或其中一个设置在所述活塞发动机的气缸侧壁上。一种不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机和活塞发动机，在所述活塞压气机的气缸上设压气机进气口、压气机供气充气口和压气机排气口，在所述活塞发动机的气缸上设发动机进气口和发动机排气口，所述压气机供气充气口和所述发动机进气口连通，所述发动机排气口和所述压气机供气充气口连通，在所述压气机供气充气口和所述发动机进气口的连通通道上和/或在所述发动机排气口和所述压气机供气充气口的连通通道上设通道阀，所述压气机进气口、所述压气机供气充气口、所述压气机排气口、所述发动机进气口和所述发动机排气口中的部分或全部设有配气门，所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口、所述压气机供气充气口、所述压气机排气口和所述通道阀中的全部或部分使所述活塞压气机按照吸气冲程一压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程一排气冲程的四冲程循环模式工作的压气机单双U流四冲程正时控制机构，或所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口、所述压气机供气充气口、所述压气机排气口和所述通道阀中的全部或部分使所述活塞压气机按照扫气吸气压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程的二冲程循环模式工作的压气机单双U流二冲程正时控制机构，所述活塞发动机的承压能力大于所述活塞压气机的承压能力。一种不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机和活塞发动机，在所述活塞压气机的气缸上设压气机进气口、压气机供气口、压气机充气口和压气机排气口，在所述活塞发动机的气缸上设发动机进排共用气口，所述压气机供气口和所述发动机进排共用气口连通，所述发动机进排共用气口和所述压气机充气口连通，在所述压气机供气口和所述发动机进排共用气口的连通通道上和/或在所述发动机进排共用气口和所述压气机充气口的连通通道上设通道阀，所述压气机进气口、所述压气机供气口、所述压气机充气口、所述压气机排气口和所述发动机进排共用气口中的部分或全部设有配气门，所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口、所述压气机供气口、所述压气机充气口、所述压气机排气口和所述通道阀中的全部或部分使所述活塞压气机按照吸气冲程一压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程一排气冲程的四冲程循环模式工作的压气机双单U流四冲程正时控制机构，或所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口、所述压气机供气口、所述压气机充气口、所述压气机排气口和所述通道阀中的全部或部分使所述活塞压气机按照扫气吸气压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程的二冲程循环模式工作的压气机双单U流二冲程正时控制机构，所述活塞发动机的承压能力大于所述活塞压气机的承压能力。在所述活塞压气机的排气道上设动力叶轮机构。一种不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机和活塞发动机，在所述活塞压气机的气缸上设压气机进气口和压气机供气口，在所述活塞发动机的气缸上设发动机进气口和发动机排气口，所述压气机供气口与所述发动机进气口连通，所述压气机进气口、所述压气机供气口、所述发动机进气口和所述发动机排气口中全部设有配气门；在所述活塞发动机的排气道上设多级动力叶轮机构，或所 述活塞发动机的排气道经射流泵与动力叶轮机构连通，所述活塞发动机的承压能力大于所述活塞压气机的承压能力。所述活塞压气机设为对置活塞压气机，和/或所述活塞发动机设为对置活塞发动机。所述活塞压气机的曲轴和所述活塞发动机的曲轴设为同一曲轴。所述活塞压气机的曲轴和所述活塞发动机的曲轴不共轴设置，所述活塞压气机的曲轴和所述活塞发动机的曲轴之间经变速器连接。与所述活塞压气机连接的所述曲轴的曲轴段的承载能力和与所述活塞发动机连接的所述曲轴的曲轴段的承载能力不等。所述活塞压气机的连杆的承载能力和所述活塞发动机的连杆的承载能力不等。所述活塞压气机的活塞的承载能力和所述活塞发动机的活塞的承载能力不等。所述活塞压气机的气缸的承载能力和所述活塞发动机的气缸的承载能力不等。所述活塞压气机的气缸盖的承载能力和所述活塞发动机的气缸盖的承载能力不
坐寸ο所述活塞发动机的控制机构设为使所述活塞发动机按扫气进气压缩冲程一燃烧膨胀做功冲程二冲程工作模式工作的二冲程发动机控制机构，或所述活塞发动机的控制机构设为使所述活塞发动机按吸气冲程一压缩冲程一燃烧膨胀做功冲程一排气冲程四冲程工作模式工作的四冲程发动机控制机构。所述活塞发动机的承压能力大于15MPa。所述活塞压气机设为多级活塞压气机。在所述活塞压气机的气缸上设降温器。在所述多级活塞压气机中的各个活塞压气机之间的连通通道上设置降温器。在所述活塞压气机的进气道上设叶轮压气机。在所述叶轮压气机和所述活塞压气机之间的连通通道上设降温器。所述活塞发动机的膨胀比小于12。所述活塞压气机与所述活塞发动机的气体连通通道上设旁通口，所述旁通口与所述活塞发动机的曲轴箱连通。所述活塞发动机的曲轴箱的承压能力大于IMPa。所述活塞压气机设为大径活塞压气机，所述活塞发动机设为小径活塞发动机，所述小径活塞发动机的活塞直径小于所述大径活塞压气机的活塞直径。一种不等承压能力活塞式热动力系统,包括大径活塞发动机和小径活塞发动机，在所述大径活塞发动机的气缸上设大径发动机进气口、大径发动机排气口和大径发动机供气口，在所述小径活塞发动机的气缸上设小径发动机进气口和小径发动机排气口，所述大径发动机供气口与所述小径发动机进气口连通，所述大径发动机进气口、所述大径发动机排气口、所述大径发动机供气口、所述小径发动机进气口和所述小径发动机排气口中的部分或全部设有配气门，所述小径活塞发动机的承压能力大于所述大径活塞发动机的承压能力，所述小径活塞发动机的承压能力大于15MPa，所述小径活塞发动机的活塞直径小于所述大径活塞发动机的活塞直径。—种不等承压能力活塞式热动力系统，包括多级活塞压气机和多级活塞做功机构，在所述多级活塞压气机的气缸上设多级压气机进气口和多级压气机供气口，在所述多级活塞做功机构的气缸上设多级做功机构进气口和多级做功机构排气口，所述多级压气机供气口经连续燃烧室与所述多级做功机构进气口连通，所述多级压气机进气口、所述多级压气机供气口、所述多级做功机构进气口和所述多级做功机构排气口中的部分或全部设有配气门，所述连续燃烧室的承压能力大于15MPa。一种提高所述不等承压能力活塞式热动力系统效率和环保性的方法，调整即将开始做功的气体工质的压力到15MPa以上，调整即将开始做功的气体工质的温度到2700K以下，使即将开始做功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。一种所述不等承压能力活塞式热动力系统的运行方法，
第一步，初级压缩过程，在这一过程中，利用结构轻巧的所述活塞压气机将吸入的空气或空气燃料混合物或经增压的空气或空气燃料混合物在所述活塞压气机中进行压缩；第二步，内燃机过程，在这一过程中，将经第一步中所述活塞压气机压缩后的空气或空气燃料混合物导入压缩比小于12的所述活塞发动机中并进行进一步压缩至15MPa以上，然后使其发生燃烧化学反应后膨胀做功，再将做功后的气体排出；
第三步，做功机构过程，在这一过程中，将由第二步中的所述活塞发动机排出的气体导入结构轻巧的所述活塞做功机构进行进一步膨胀做功；
所述活塞压气机设为单级活塞压气机，或设为多级活塞压气机；所述活塞做功机构设为单级活塞做功机构，或设为多级活塞做功机构；所述活塞发动机为一个或多个并联设置。一种所述不等承压能力活塞式热动力系统的运行方法，
第一步，初级压缩过程，在这一过程中，利用结构轻巧的活塞压气机将吸入的空气或空气燃料混合物或经增压的空气或空气燃料混合物在所述活塞压气机中进行压缩；
第二步，内燃机过程，在这一过程中，将经第一步中所述活塞压气机压缩后的空气或空气燃料混合物导入压缩比小于12的所述活塞发动机中并进行进一步压缩至15MPa以上，然后使其发生燃烧化学反应后且膨胀做功；再将所述活塞发动机排出的气体导入结构轻巧的所述活塞压气机进行进一步膨胀做功；
所述活塞压气机设为单级活塞压气机，或设为多级活塞压气机；所述活塞发动机为一个或多个并联设置。本发明中，在设有所述活塞做功机构的结构中，所述活塞压气机的曲轴、所述活塞做功机构的曲轴和所述活塞发动机的曲轴可以设为同一曲轴，或所述活塞压气机的曲轴、所述活塞做功机构的曲轴和所述活塞发动机的曲轴中至少两个不共轴设置，所述活塞压气机的曲轴和所述活塞发动机的曲轴之间，所述活塞发动机的曲轴和所述活塞做功机构的曲轴之间，所述活塞压气机的曲轴和所述活塞做功机构的曲轴之间至少一处经变速器(如齿轮变速机构)连接；在只设有所述活塞压气机和所述活塞发动机的结构中，所述活塞压气机的曲轴和所述活塞发动机的曲轴可为同一曲轴，或所述活塞压气机的曲轴和所述活塞发动机的曲轴不共轴设置，所述活塞压气机的曲轴和所述活塞发动机的曲轴之间经变速器(如齿轮变速机构)连接。本发明中，所谓的“所述活塞压气机的曲轴和所述活塞发动机的曲轴之间，所述活塞发动机的曲轴和所述活塞做功机构的曲轴之间，所述活塞压气机的曲轴和所述活塞做功机构的曲轴之间至少一处经变速器连接”是指所述活塞压气机的曲轴、所述活塞做功机构的曲轴和所述活塞发动机的曲轴三者之间的转速是不相同的。本发明中，所谓的通道阀是指设置在通道内或设置在通道上的控制气体流动的阀体，所谓的通道阀可以是闸阀、球阀等。本发明中，所谓的扫气进气压缩冲程是指经初步压缩的具有一定压力的气体充入所述活塞发动机的气缸进行扫气，当排气完了时对进气进行进一步压缩的过程，这一过程中包括排气过程。本发明中，所谓的燃烧膨胀做功冲程是指燃料和空气发生燃烧化学反应并通过气体的膨胀对外输出动力的过程。本发明中，所谓的U流是对气体流动，即气体供送和回充的形象描述。本发明中，所谓的单道U流是指所述活塞压气机和所述活塞发动机经单一通道连通，所述单一通道既用于气体供送，也用于气体回充；
本发明中，所谓的双道U流是指所述活塞压气机和所述活塞发动机经两条通道连通，其中一条通道用于气体供送，另一条通道用于气体回充；
本发明中，所谓的单双U流是指所述活塞压气机的单一通道与所述活塞发动机的两条通道连通，所述单一通道既用于气体供送，也用于气体回充，所述两条通道中一条通道用于气体供送，另一条通道用于气体回充；
本发明中，所谓的双单U流是指所述活塞压气机的两条通道与所述活塞发动机的单一通道连通，所述两条通道中一条通道用于气体供送，另一条通道用于气体回充，所述单一通道既用于气体供送，也用于气体回充。本发明中，所谓的结构轻巧是指结构简单、承压能力相对较弱，如结构轻巧的活塞压气机是指结构简单、承压能力相对较弱活塞压气机；
本发明中，所谓的“将经第一步中所述活塞压气机压缩后的空气或空气燃料混合物导入压缩比小于12的所述活塞发动机中并进行进一步压缩至15MPa以上”是指经所述活塞压气机压缩后的空气或空气燃料混合物在所述活塞发动机中无需进行大幅度压缩就可以压缩至15MPa以上，这样可以大幅度节省所述活塞发动机的压缩功，提高所述活塞发动机的效率。本发明中，所谓的射流泵是指通过动力流体引射非动力流体，两流体相互作用从一个出口排出的装置，所谓的射流泵可以是气体射流泵(即喷射泵)，也可以是液体射流泵；所谓的射流泵可以是传统射流泵，也可以是非传统射流泵。本发明中，所谓的传统射流泵是指由两个套装设置的管构成的，向内管提供高压动力流体，内管高压动力流体在外管内喷射，在内管高压动力流体喷射和外管的共同作用下使内外管之间的其他流体(从外管进入的流体)沿内管高压动力流体的喷射方向产生运动的装置；所谓射流泵的外管可以有缩扩区，外管可以设为文丘里管，内管喷嘴可以设为拉瓦尔喷管，所谓的缩扩区是指外管内截面面积发生变化的区域；所述射流泵至少有三个接口或称通道，即射流泵动力流体喷射口、射流泵低压流体入口和射流泵流体出口。本发明中，所谓的非传统射流泵是指由两个或两个以上相互套装设置或相互并列设置的管构成的，其中至少一个管与动力流体源连通，并且动力流体源中的动力流体的流动能够引起其他管中的流体产生定向流动的装置；所谓射流泵的管可以有缩扩区，可以设为文丘里管，管的喷嘴可以设为拉瓦尔喷管，所谓的缩扩区是指管内截面面积发生变化的区域；所述射流泵至少有三个接口或称通道，即射流泵动力流体喷射口、射流泵低压流体入口和射流泵流体出口 ；所述射流泵可以包括多个射流泵动力流体喷射口，在包括多个射流泵动力流体喷射口的结构中，所述射流泵动力流体喷射口可以布置在所述射流泵低压流体入口的管道中心区，也可以布置在所述射流泵低压流体入口的管道壁附近，所述射流泵动力流体喷射口也可以是环绕所述射流泵低压流体入口管道壁的环形喷射口。 本发明中，所述射流泵包括多级射流泵，多股射流泵和脉冲射流泵等。本发明中，所谓的“所述活塞发动机的排气道经射流泵与动力叶轮机构连通”是指所述活塞发动机的排气道与所述射流泵的动力流体喷射口连通，所述射流泵的流体出口与动力叶轮机构的工质入口连通，所述射流泵的低压流体入口与大气连通或与其他低压气源(如所述叶轮动力机构排出的气体)连通。经详细分析，活塞式热动力系统(即活塞式内燃机)在工作中，气缸处于较大压力状态(气缸内的气压由最高爆压降至最高爆压值的三分之一)的时间很短，而在绝大部分时间内，气缸及其运动件(活塞、连杆、曲轴等)所受到的作用力均远远小于气缸及其运动件的承载能力。换句话说，在活塞式内燃机的工作过程中，在绝大部分时间内，气缸及其运动件是处于承载能力远远过剩状态，这种过剩状态无论从制造成本、体积、重量以及效率等任何方面来说，都是一种严重的浪费。不仅如此，传统活塞式发动机的结构还使发动机陷入发动机爆压无法大幅度提高的状态，其原因是要想保证一定的功率，而且保证一定的爆压就必须将活塞、连杆或曲轴等设计得庞大，然而由于这些部件尺寸庞大，就必然导致缸套、缸盖承载能力的下降，最终使爆压无法提高。传统活塞式内燃机活塞做功过程中的受力特点是受力大而时间短，这是导致这类发动机结构笨重的重要原因。为了解决这一问题，本发明所公开的不等承压能力活塞式热动力系统将内燃机的工作过程分为如下过程一、初级压缩过程，这一过程是将吸入的空气(含空气燃料混合物)或经所述叶轮压气机增压的空气(含空气燃料混合物)在所述活塞压气机中进行压缩，由于这一压缩过程的压力较小，所以其机构不仅可以做得较为轻巧，而且还可以使其在较高的速度下工作；二、内燃机过程，这一过程是将经所述活塞压气机压缩后的空气(含空气燃料混合物)进一步压缩，并使其发生燃烧化学反应后膨胀做功，这一过程中虽然压力较大，但是由于进气已被压缩到一定程度，所以气缸的排量相对较小，气缸的直径也相对较小，所以气缸及其运动件可以承受较高的爆压，这一过程中，膨胀比也相对较小，膨胀做功后的气缸内的气体仍然具有较高的压力，在这一过程中，由于膨胀比较小，所以增加了气体工质处于较大压力状态下对活塞的作用时间，这一过程的执行机构即所述活塞发动机的结构需要承担较大的作用力；三、做功机构过程，这一过程是将由过程二中的所述活塞发动机排出的气体导入所述活塞做功机构进行进一步膨胀做功，在这一过程中，由于进入所述活塞做功机构的气体工质的压力大幅度下降，所以所述活塞做功机构的结构可以相对轻巧化，而且由于结构已轻巧化，所述活塞做功机构可以高速运转。上述三个过程中，第一个过程中的所述活塞压气机可以是单级活塞压气机，也可以是多级活塞压气机；第三个过程的所述活塞做功机构可以是单级活塞做功机构，也可以是多级活塞做功机构；而第二个过程中的所述活塞发动机可以由两个或两个以上并联设置。本发明中，所公开的不等承压能力活塞式热动力系统改变气缸直径的目的是为了利用直径较小的活塞气缸机构的承压能力大的优势，使发动机的爆压(或燃料在燃烧室内发生燃烧化学反应时的压力)得以大幅度提高，最终实现提高效率的目的。本发明中，在所述活塞压气机上设排气门，所述活塞压气机受正时控制机构控制按照吸气冲程一压气供气余隙气体放出冲程的二冲程循环模式工作，或所述活塞压气机受正时控制机构控制按照进气扫气压气供气冲程一余隙气体做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述活塞压气机受正时控制机 构控制按照吸气冲程一压气供气冲程一余隙气体做功冲程一排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述活塞压气机受正时控制机构控制按照吸气冲程一压气供气冲程一余隙气体做功冲程一排气冲程一吸气冲程一排气冲程的六冲程循环模式工作。本发明中，在所述活塞压气机上设排气门和燃料入口，所述活塞压气机受正时控制机构控制按照进气扫气压气供气冲程一余隙气体燃烧做功冲程的二冲程循环模式工作，或所述活塞压气机受正时控制机构控制按照吸气冲程一压气供气冲程一余隙气体燃烧做功冲程一排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述活塞压气机受正时控制机构控制按照吸气冲程一压气供气冲程一余隙气体燃烧做功冲程一排气冲程一吸气冲程一排气冲程的六冲程循环模式工作。本发明中，所述活塞发动机的承压能力大于15. 5MPa、16MPa、16. 5MPa、17MPa、17. 5MPa、18MPa、18. 5MPa、19MPa、19. 5MPa、20MPa、20. 5MPa、21MPa、21. 5MPa、22MPa、22. 5MPa、23MPa、23. 5MPa、24MPa、24. 5MPa、25MPa、25.5MPa、26MPa、26.5MPa、27MPa、27.5MPa、28MPa、28.5MPa、29MPa、29.5MPa、30MPa、30. 5MPa、31MPa、31. 5MPa、32MPa、32. 5MPa、33MPa、33.5MPa、34MPa、34.5MPa、35MPa、35.5MPa、36MPa、36.5MPa、37MPa、37.5MPa、38MPa、38. 5MPa、39MPa、39. 5MPa、40MPa、40. 5MPa、41MPa、41. 5MPa、42MPa、42.5MPa、43MPa、43. 5MPa、44MPa、44.5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、46. 5MPa、47MPa、47. 5MPa、48MPa、48. 5MPa、49MPa、49. 5MPa 或大于 50MPa。本发明中，所述小径活塞发动机的承压能力大于15. 5MPa、16MPa、16. 5MPa、17MPa、17. 5MPa、18MPa、18. 5MPa、19MPa、19. 5MPa、20MPa、20. 5MPa、21MPa、21. 5MPa、22MPa、22. 5MPa、23MPa、23. 5MPa、24MPa、24. 5MPa、25MPa、25. 5MPa、26MPa、26. 5MPa、27MPa、27. 5MPa、28MPa、28. 5MPa、29MPa、29.5MPa、30MPa、30. 5MPa、31MPa、31. 5MPa、32MPa、32. 5MPa、33MPa、33. 5MPa、34MPa、34. 5MPa、35MPa、35. 5MPa、36MPa、36. 5MPa、37MPa、37.5MPa、38MPa、38.5MPa、39MPa、39.5MPa、40MPa、40. 5MPa、41MPa、41. 5MPa、42MPa、42. 5MPa、43MPa、43. 5MPa、44MPa、44. 5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、46. 5MPa、47MPa、47. 5MPa、48MPa、48. 5MPa、49MPa、49. 5MPa 或大于 50MPa。本发明中，所述小径短压程充气发动机的承压能力大于15. 5MPa、16MPa、16. 5MPa、17MPa、17. 5MPa、18MPa、18. 5MPa、19MPa、19. 5MPa、20MPa、20. 5MPa、21MPa、21. 5MPa、22MPa、22.5MPa、23MPa、23.5MPa、24MPa、24. 5MPa、25MPa、25. 5MPa、26MPa、26. 5MPa、27MPa、27. 5MPa、28MPa、28. 5MPa、29MPa、29. 5MPa、30MPa、30. 5MPa、31MPa、31. 5MPa、32MPa、32. 5MPa、33MPa、33. 5MPa、34MPa、34. 5MPa、35MPa、35. 5MPa、36MPa、36. 5MPa、37MPa、37.5MPa、38MPa、38. 5MPa、39MPa、39. 5MPa、40MPa、40. 5MPa、41MPa、41. 5MPa、42MPa、42.5MPa、43MPa、43. 5MPa、44MPa、44. 5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、46. 5MPa、47MPa、47. 5MPa、48MPa、48. 5MPa、49MPa、49. 5MPa 或大于 50MPa。本发明中，所述活塞发动机的膨胀比小于11、10、9、8、7、6、5、4、3或小于2。本发明中，在所述活塞压气机的气缸上设降温器；在所述活塞压气机设为多级活塞压气机的结构中，在所述多级活塞压气机中的各个活塞压气机之间的连通通道上设置降温器。本发明中，在所述活塞压气机和所述连续燃烧室之间设膨胀剂入口 ；在所述活塞压气机设为多级活塞压气机的结构中，在所述多级活塞压气机和所述连续燃烧室之间设膨胀剂入口。本发明中，所述活塞发动机的相关连接件的承压能力大于所述活塞压气机。本发明中，所谓的大径是指直径相对较大的机构，如大径活塞压气机、大径活塞做功机构等；所谓的小径指直径相对较小的机构，如小径活塞压气机、小径活塞爆排发动机
坐寸ο本发明中，所谓降温器是指一切可以对气体进行降温的装置，可以是散热器，也可以是以降温为目的的热交换器，还可以是混合式降温器；所谓混合式降温器是指将温度较低的膨胀剂与高温高压气体混合使高温高压气体降温的装置。本发明所谓的爆排发动机是指由燃烧室和膨胀做功机构(即做功机构)构成的，只进行燃烧爆炸做功过程(含燃烧爆炸做功冲程)和排气过程，不包含吸气过程和压缩过程的热动力系统(即将热转换成功的系统)，这种热动力系统中原工质(即燃烧前的工质)是以充入的方式而不是吸入的方式进入燃烧室的；燃烧室与膨胀做功机构(即做功机构)可以直接连通，也可以将燃烧室设置在膨胀做功机构内(如将燃烧室设置在气缸活塞机构的气缸内的结构)，还可以将燃烧室经控制阀与膨胀做功机构连通；在将燃烧室经控制阀与膨胀做功机构连通的结构中，为了充分高效燃烧，可以使燃烧室处于连续燃烧状态，也可以使燃烧室处于间歇燃烧状态；一个燃烧室可以对应一个膨胀做功机构，一个燃烧室也可以对应两个或两个以上的膨胀做功机构；做功机构可以是活塞式膨胀做功机构(含转子式膨胀做功机构)，还可以是透平式膨胀做功机构(即叶轮式做功机构)，所谓的膨胀做功机构是指利用燃烧室的工质膨胀对外输出动力的机构；为使这种发动机正常工作需要在进气中加入燃料或在燃烧室中喷射燃料，根据燃料不同，可以采用点燃或压燃形式。本发明中，对于活塞压气机，活塞下行吸气时，进气门打开，将需要压缩的气体吸入气缸(即活塞运行至下止点)后，进气门关闭，这一冲程称为吸气冲程；活塞上行(即趋近于气缸盖)对缸内气体进行压缩，当压缩到一定程度时(缸内的压力大于供气门外部的压力时)，供气门打开，缸内的气体经供气门被排出后，供气门关闭，这一冲程称为压气供气冲程；当活塞结束压气供气冲程时，活塞开始下行(即远离气缸盖)利用气体压缩机余隙容积内的气体直接做功，这一冲程称为余隙气体做功冲程(如果余隙气体是含氧气体，此时可向余隙容积内喷射燃料使燃料与余隙气体发生燃烧化学反应并推动活塞做功，这一冲程称为余隙气体燃烧做功冲程，而如果是把小径活塞发动机的具有一定压力的排气充入所述大径活塞压气机的气缸继续做功而不发生燃烧化学反应，这一冲程称为充气做功冲程，如果发生燃烧化学反应，则成为充气燃烧做功冲程)；当活塞结束余隙气体做功冲程或余隙气体燃烧做功冲程时，排气门打开，活塞开始上行将缸内气体(即做功后的气体)排出气缸后，排气门关闭，这一冲程称为排气冲程。此外，在进气为有压气体的前提下(例如经叶轮压气机压缩后的气体以及经活塞背部压缩的气体(如同二冲程进气模式))，当活塞处于下止点时，排气门和进气门都打开，利用经过进气门进入气缸的有压气体将原存在于气缸内的气体经排气门以扫气的形式排出后，排气门关闭，进气门也关闭，活塞继续上行对缸内气体进行压缩，随后供气门打开进行供气，直至活塞运行至上止点时，供气门关闭，这一冲程称为进气扫气压气供气冲程。本发明中，所谓的回充气体膨胀做功冲程是指将所述活塞发动机膨胀做功后的气体工质回充到所述活塞压气机内，在所述活塞压气机内进一步膨胀做功的过程。本发明中，所谓的活塞做功机构是指一切可以利用气体膨胀对外输出动力的气缸活塞机构，如气动发动机等。本发明中，所谓的配气门是指能够控制气体流动的气门，它可以是进气门、排气门、供气门，也可以是供气充气门、进排共用气门；所谓的进气门是指控制进气的气门，所谓供气门是指控制压缩气体流出的气门(相当于传统活塞式气体压缩机的排气门)，所谓排气门是指控制膨胀做功后的缸内气体排出的气门，所谓的充气门是指控制充气的气门，所谓的供气充气门是指同时具有供气功能和充气功能的气门，即一门两用；所谓的进排共用气门是指同时具有进气功能和排气功能的气门，即一门两用。 本发明中，所谓的进气口是指连通气缸内外的控制进气的连通通道；所谓供气口是指控制压缩气体流出的连通通道；所谓排气口是指控制膨胀做功后的缸内气体排出的连通通道；所谓的供气口是指控制供气的连通通道，如传统活塞式压气机的排气通道；所谓的充气口是指控制充气的连通通道；所谓的供气充气口是指同时具有供气功能和充气功能的连通通道；所谓的进排共用气口是指同时具有进气功能和排气功能的连通通道。本发明中，所述活塞机构(包括活塞压气机、活塞做功机构和活塞发动机等)都可以设置为对置活塞气缸机构；所谓的对置活塞气缸机构是指在一个气缸内对置设置两个活塞的机构，这种机构中需要在气缸壁上设置配气通道。本发明中，所谓的正时控制机构是指一切能够使所述不等承压能力活塞式热动力系统按照本发明所公开的逻辑关系(包括二冲程循环模式、四冲程循环模式、六冲程循环模式)工作的控制装置、单元或系统，可以是机械控制系统(如凸轮控制机构)、液压控制系统、电磁控制系统和电子控制系统，或者它们的各种组合控制系统。本发明中，所谓的控制机构的功能与上述所述正时控制机构的功能和结构相同。本发明中，所谓的活塞压气机是指活塞式压气机；所谓的活塞做功机构是指活塞式做功机构；所谓的活塞发动机是指活塞式发动机。本发明中，所谓的“所述活塞压气机设有压气机进气口和压气机供气口 ”是指在所述活塞压气机的工质包络上设压气机进气口和压气机供气口 ；所谓的“所述活塞做功机构设有做功机构进气口和做功机构排气口 ”是指在所述活塞做功机构的工质包络上设做功机构进气口和做功机构排气口 ；所谓的“所述活塞发动机设有发动机进气口和发动机排气口 ”是指在所述活塞发动机的工质包络上设发动机进气口和发动机排气口。本发明中，所谓的工质包络是指由活塞和与所述活塞相配合的腔体所构成的容纳气体工质的空间的壁，例如由活塞、气缸和气缸盖构成的容纳气体工质的空间的壁,再例如由相互对置设置的两个活塞和气缸构成的容纳气体工质的空间的壁，还例如由多个相互对置设置的活塞、与每个活塞相配合的气缸以及连通这些所述气缸的气缸连通腔体构成的容纳气体工质的空间的壁。本发明中，所谓的空间的壁是指容纳气体工质的空间内气体工质所接触到的物体，包括固定的物体例如气缸和气缸盖，也包括活动的物体，例如活塞。本发明中，所谓的活塞发动机的承压能力是指组成所述活塞发动机的活塞、气缸、缸盖、气门、连杆、曲轴等部件的承压能力均满足要求。本发明中，所述活塞压气机可以设为多级活塞压气机或多个活塞压气机的组合，所述活塞压气机的直径可以设为相等，也可以设为不等；在所述活塞压气机的直径设为不等的结构中，所述活塞压气机按照直径由大到小的顺序依次连通，以实现更高的压气效率。本发明中，所述活塞做功机构可以设为多级活塞做功机构的组合，所述活塞做功机构的直径可以设为相等，也可以设为不等；在所述活塞做功机构的直径设为不等的结构中，所述活塞做功机构按照直径由小到大的顺序依次连通，以实现更高的做功效率。本发明中，所谓的燃料入口是指一切能够将燃料导入所述气体包络的开口或装置，如燃料喷射器、燃料导入阀等。本发明中，所谓的活塞发动机是指由活塞和气缸构成的，设有进气门和排气门，并具有压缩冲程和燃烧爆炸做功冲程的动力机构。本发明中，所述活塞发动机可以是二冲程活塞发动机，也可以是四冲程活塞发动机。本发明中，所谓的叶轮压气机是指一切利用叶轮对气体进行压缩的装置，例如涡轮压气机等。本发明中，所谓的叶轮动力机构是指一切利用气体流动膨胀对外做功的机构，例如动力透平、动力涡轮等。本发明中，所述叶轮动力机构可以对所述叶轮压气机输出动力，也可以对外输出动力。本发明中，所述多级动力叶轮机构可以对所述叶轮压气机输出动力，也可以对外输出动力。本发明中，所谓的膨胀剂是指不参与燃烧化学反应起冷却和调整做功工质摩尔数并膨胀做功的工质，可以是气体或液体，如水蒸汽、二氧化碳、氦气、氮气及水、液体二氧化碳、液氦、液氮、液化空气等。本发明中，所述连续燃烧室的承压能力大于15. 5MPa、16MPa、16. 5MPa、17MPa、17.5MPa、18MPa、18. 5MPa、19MPa、19. 5MPa、20MPa、20. 5MPa、2IMPa、21. 5MPa、22MPa、22.5MPa、23MPa、23.5MPa、24MPa、24. 5MPa、25MPa、25. 5MPa、26MPa、26. 5MPa、27MPa、27. 5MPa、28MPa、28. 5MPa、29MPa、29. 5MPa、30MPa、30. 5MPa、31MPa、31. 5MPa、32MPa、32.5MPa、33MPa、33.5MPa、34MPa、34. 5MPa、35MPa、35. 5MPa、36MPa、36. 5MPa、37MPa、37. 5MPa、38MPa、38. 5MPa、39MPa、39. 5MPa、40MPa、40. 5MPa、41MPa、41. 5MPa、42MPa、
42.5MPa、43MPa、43. 5MPa、44MPa、44. 5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、46.5MPa、47MPa、
47.5MPa、48MPa、48. 5MPa、49MPa、49. 5MPa 或大于 50MPa。本发明中，所述活塞发动机的曲轴箱的承压能力大于I. 5MPa、2MPa、2. 5MPa、3MPa、3. 5MPa、4MPa、4. 5MPa、5MPa、5. 5MPa、6MPa、6. 5MPa、7MPa、7. 5MPa、8MPa、8. 5MPa、9MPa、9. 5MPa、10MPa、10. 5MPa、llMPa、11. 5MPa、12MPa、12. 5MPa、13MPa、13. 5MPa、14MPa、14. 5MPa、15MPa、15. 5MPa、16MPa、16. 5MPa、17MPa、17.5MPa、18MPa、18.5MPa、19MPa、19.5MPa、20MPa、20. 5MPa、21MPa、21. 5MPa、22MPa、22. 5MPa、23MPa、23. 5MPa、24MPa、24. 5MPa、25MPa、
25.5MPa、26MPa、26. 5MPa、27MPa、27. 5MPa、28MPa、28. 5MPa、29MPa、29. 5MPa、30MPa、30.5MPa、31MPa、31. 5MPa、32MPa、32. 5MPa、33MPa、33. 5MPa、34MPa、34. 5MPa、35MPa、
35.5MPa、36MPa、36.5MPa、37MPa、37. 5MPa、38MPa、38. 5MPa、39MPa、39. 5MPa、40MPa、40.5MPa、41MPa、41.5MPa、42MPa、42. 5MPa、43MPa、43. 5MPa、44MPa、44. 5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、46. 5MPa、47MPa、47. 5MPa、48MPa、48. 5MPa、49MPa、49. 5MPa 或大于 50MPa。本发明中，图32是气体工质的温度T和压力P的关系图，O-A-H所示曲线是通过状态参数为298K和O. IMPa的O点的气体工质绝热关系曲线；B点为气体工质的实际状态点，E-B-D所示曲线是通过B点的绝热关系曲线，A点和B点的压力相同；F-G所示曲线是通过2800K和IOMPa (即目前内燃机中即将开始做功的气体工质的状态点)的工质绝热关系曲线。本发明中，图32中的中的χ是气体工质绝热指数P是气体工质的压力，Γ是气体工质的温度，C是常数。本发明中，所谓的类绝热关系包括下列三种情况1.气体工质的状态参数(即工质的温度和压力)点在所述工质绝热关系曲线上，即气体工质的状态参数点在图32中O-A-H所示曲线上；2.气体工质的状态参数(即工质的温度和压力)点在所述工质绝热关系曲线左侧，即气体工质的状态参数点在图32中O-A-H所示曲线的左侧；3.气体工质的状态参数(即工质的温度和压力)点在所述工质绝热关系曲线右侧，即气体工质的状态参数点在图32中O-A-H所示曲线的右侧，但是气体工质的温度不高于由此气体工质的压力按绝热关系计算所得温度加1000K的和、加950K的和、加900K的和、加850K的和、加800K的和、力口750K的和、加700K的和、加650K的和、加600K的和、加550K的和、加500K的和、加450K的和、加400K的和、加350K的和、加300K的和、加250K的和、加200K的和、加190K的和、力口180K的和、加170K的和、加160K的和、加150K的和、加140K的和、加130K的和、加120K的和、加IlOK的和、加100K的和、加90K的和、加80K的和、加70K的和、加60K的和、加50K的和、加40K的和、加30K的和或不闻于加20K的和，即如图8所不，所述气体工质的实际状态点为B点，A点是压力与B点相同的绝热关系曲线上的点，A点和B点之间的温差应小于1000K、950K、900K、850K、800K、750K、700K、650K、600K、550K、500K、450K、400K、350K、300K、250Κ、200Κ、190Κ、180Κ、170Κ、160Κ、150Κ、140Κ、130Κ、120Κ、I10Κ、100K、90K、80K、70K、60K、50Κ、40Κ、30Κ 或小于 20Κ。本发明中，所谓类绝热关系可以是上述三种情况中的任何一种，也就是指即将开始做功的气体工质的状态参数(即气体工质的温度和压力)点在如图32所示的通过B点的绝热过程曲线E-B-D的左侧区域内。本发明中，所谓的即将开始做功的气体工质是指在做功冲程(或做功过程)即将开始时自身即将开始膨胀推动做功机构做功的气体工质。本发明中，将即将开始做功的气体工质的状态参数(即气体工质的温度和压力)符合类绝热关系的发动机系统(即热动力系统)定义为低熵发动机。本发明中，调整压气机的压缩气体出口处的气体压力，调整导入的膨胀剂的量，调整导入做功机构或燃烧室的气体工质的温度和压力，进而调整即将开始做功的气体工质的温度到2000K以下，调整即将开始做功的气体工质的压力到15MPa以上，使即将开始做功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。本发明中，所谓的短压程充气发动机是指没有独立的吸气冲程，排气过程、吸气过程和压缩过程共用一个冲程，即扫气压气冲程，压缩冲程中容积变化的量小于膨胀做功冲程中容积变化的量的活塞式发动机；所述活塞压气机出口处的气体压力越高，所述短压程
充气发动机的压缩过程占一个冲程的长度的份额可以越小，在具体发动机中，可根据工况的要求，调整所述活塞压气机的气体出口处的气体压力和所述短压程充气发动机的压缩冲程的压缩力度。本发明中，所谓的活塞可以是与曲柄连杆机构连接的活塞，也可以是自由活塞。本发明中，根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统，如在所述燃料入口处设置燃料供送系统等。本发明的有益效果如下
本发明所公开的不等承压能力活塞式热动力系统大幅度提高了效率。


图I所示的是本发明实施例I的结构示意 图2所示的是本发明实施例2的结构示意 图3所示的是本发明实施例3的结构示意 图4所示的是本发明实施例4的结构示意 图5所示的是本发明实施例5的结构示意 图6所示的是本发明实施例6的结构示意 图7所示的是本发明实施例7的结构示意 图8所示的是本发明实施例8的结构示意 图9所示的是本发明实施例9的结构示意 图10所示的是本发明实施例10的结构示意 图11所示的是本发明实施例11的结构示意 图12所示的是本发明实施例12的结构示意 图13所示的是本发明实施例13的结构示意 图14所示的是本发明实施例14的结构示意 图15所示的是本发明实施例15的结构示意 图16所示的是本发明实施例16的结构示意 图17所示的是本发明实施例17的结构示意图；图18所示的是本发明实施例18的结构示意 图19所示的是本发明实施例19的结构示意 图20所示的是本发明实施例20的结构示意 图21所示的是本发明实施例21的结构示意 图22所示的是本发明实施例22的结构示意 图23所示的是本发明实施例23的结构示意 图24所示的是本发明实施例24的结构示意 图25所示的是本发明实施例25的结构示意 图26所示的是本发明实施例26的结构示意 图27所示的是本发明实施例27的结构示意 图28所示的是本发明实施例28的结构示意 图29所示的是本发明实施例29的结构示意 图30所示的是本发明实施例30的结构示意 图31所示的是本发明实施例31的结构示意 图32所示的是气体工质的温度T和压力P的关系图，
图中
I压气机进气口、2压气机供气口、3做功机构进气口、4做功机构排气口、5发动机进气口、6发动机排气口、7配气门、10压气机供气充气口、11多级活塞做功机构、12叶轮压气机、13动力叶轮机构、14大径活塞压气机供气通道、15降温器、16压气机排气口、17燃料入口、18压气机双道U流四冲程正时控制机构、21曲轴、23压气机充气口、28压气机双道U流二冲程正时控制机构、29发动机进排共用气口、30储气罐、32曲轴箱、33小径短压程充气发动机、34大径活塞发动机、71大径活塞压气机、72大径活塞做功机构、73小径活塞发动机、74多级活塞压气机、75小径活塞爆排发动机、77小径活塞压气机、78小径活塞做功机构、88通道阀、90大径发动机进气口、91大径发动机排气口、92大径发动机供气口、93小径发动机进气口、94小径发动机排气口、95多级压气机进气口、96多级压气机供气口、97多级做功机构进气口、98多级做功机构排气口、99变速器、100多级动力叶轮机构、101活塞压气机、102活塞做功机构、103活塞发动机、110连续燃烧室、150射流泵、181压气机单道U流四冲程正时控制机构、182压气机单双U流四冲程正时控制机构、183压气机双单U流四冲程正时控制机构、188压气机正时控制机构、281压气机单道U流二冲程正时控制机构、282压气机单双U流二冲程正时控制机构、283压气机双单U流二冲程正时控制机构。
具体实施方式
实施例I
如图I所示的不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机101、活塞做功机构102和活塞发动机103，在所述活塞压气机101的气缸盖上设压气机进气口 I和压气机供气口 2，在所述活塞做功机构102的气缸盖上设做功机构进气口 3和做功机构排气口 4，在所述活塞发动机103的气缸盖上设发动机进气口 5和发动机排气口 6，所述压气机供气口 2与所述发动机进气口 5连通，所述发动机排气口 6与所述做功机构进气口 3连通，所述压气机进气口 I、所述压气机供气口 2、所述做功机构进气口 3、所述做功机构排气口 4、所述发动机进气口 5和所述发动机排气口 6中全部设有配气门7，所述活塞发动机103的承压能力大于所述活塞压气机101的承压能力，所述活塞发动机103的承压能力大于所述活塞做功机构102的承压能力，所述活塞发动机103的承压能力大于15MPa。所述活塞发动机103的控制机构设为使所述活塞发动机103按扫气进气压缩冲程一燃烧膨胀做功冲程二冲程工作模式工作的二冲程发动机控制机构。可选择地，所述活塞发动机103的控制机构设为使所述活塞发动机103按吸气冲程一压缩冲程一燃烧膨胀做功冲程一排气冲程四冲程工作模式工作的四冲程发动机控制机构。为了提高所述不等承压能力活塞式热动力系统的效率和环保性，调整即将开始做功的气体工质的压力到15MPa以上，调整 即将开始做功的气体工质的温度到2700K以下，例如调整即将开始做功的气体工质的压力为16MPa，温度为1200K，使即将开始做功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。本实施例中，所述不等承压能力活塞式热动力系统按下述方法运行
第一步，初级压缩过程，在这一过程中，利用结构轻巧的所述活塞压气机101将吸入的空气或空气燃料混合物在所述活塞压气机101中进行压缩；
第二步，内燃机过程，在这一过程中，将经第一步中所述活塞压气机101压缩后的空气或空气燃料混合物导入压缩比小于12的所述活塞发动机103中并进行进一步压缩至15MPa以上，然后使其发生燃烧化学反应并膨胀做功，再将做功后的气体排出；
第三步，做功机构过程，在这一过程中，将由第二步中的所述活塞发动机103排出的气体导入结构轻巧的所述活塞做功机构102进行进一步膨胀做功。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101设为多级活塞压气机74 ;所述活塞做功机构102设为多级活塞做功机构11 ;所述活塞发动机103为多个并联设置。具体实施时，可选择地，所述压气机进气口 I、所述压气机供气口 2、所述做功机构进气口 3、所述做功机构排气口 4、所述发动机进气口 5和所述发动机排气口 6中部分设有配气门7。具体实施时，可选择地，所述活塞发动机103的承压能力大于15. 5MPa、16MPa、16.5MPa、17MPa、17.5MPa、18MPa、18. 5MPa、19MPa、19. 5MPa、20MPa、20. 5MPa、21MPa、21. 5MPa、22MPa、22. 5MPa、23MPa、23. 5MPa、24MPa、24. 5MPa、25MPa、25. 5MPa、26MPa、
26.5MPa、27MPa、27. 5MPa、28MPa、28. 5MPa、29MPa、29. 5MPa、30MPa、30. 5MPa、31MPa、31.5MPa、32MPa、32. 5MPa、33MPa、33. 5MPa、34MPa、34. 5MPa、35MPa、35. 5MPa、36MPa、36. 5MPa、37MPa、37. 5MPa、38MPa、38. 5MPa、39MPa、39.5MPa、40MPa、40.5MPa、41MPa、41.5MPa、42MPa、42. 5MPa、43MPa、43. 5MPa、44MPa、44. 5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、46. 5MPa、47MPa、47. 5MPa、48MPa、48. 5MPa、49MPa、49. 5MPa 或大于 50MPa。具体实施时，可选择地，所述发动机进气口 5和所述发动机排气口 6中至少一个设置在所述活塞发动机103的气缸侧壁上；所述压气机进气口 I和所述压气机供气口 2两者共同或其中一个设置在所述活塞压气机101的气缸侧壁上；所述做功机构进气口 3和所述做功机构排气口 4两者共同或其中一个设置在所述活塞做功机构102的气缸侧壁上。实施例2
如图2所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例I的区别在于在所述活塞做功机构102的排气道上设动力叶轮机构13，在所述活塞压气机101的进气道上设叶轮压气机12，所述动力叶轮机构13对所述叶轮压气机12输出动力。在所述叶轮压气机12和所述活塞压气机101之间的连通通道上设降温器15，在所述活塞压气机101的气缸上设降温器15。本实施例中，所述不等承压能力活塞式热动力系统按下述方法运行
第一步，初级压缩过程，在这一过程中，利用结构轻巧的所述活塞压气机101将吸入的经叶轮压气机12增压的空气或空气燃料混合物在所述活塞压气机101中进行压缩；
第二步，内燃机过程，在这一过程中，将经第一步中所述活塞压气机101压缩后的空气或空气燃料混合物导入压缩比小于12的所述活塞发动机103中并进行进一步压缩至15MPa以上，然后使其发生燃烧化学反应并膨胀做功，再将做功后的气体排出；
第三步，做功机构过程，在这一过程中，将由第二步中的所述活塞发动机103排出的气
体导入结构轻巧的所述活塞做功机构102进行进一步膨胀做功。实施例3
如图3所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例I的区别在于所述活塞压气机101与所述活塞发动机103的气体连通通道上设旁通口，所述旁通口与所述活塞发动机103的曲轴箱32连通，所述活塞发动机103的曲轴箱32的承压能力大于IMPa。所述活塞发动机103的膨胀比小于12，如膨胀比设为9。具体实施时，可选择地，所述活塞发动机的曲轴箱32的承压能力大于1.5MPa、2MPa、2. 5MPa、3MPa、3. 5MPa、4MPa、4. 5MPa、5MPa、5. 5MPa、6MPa、6. 5MPa、7MPa、7. 5MPa、8MPa、8. 5MPa、9MPa、9. 5MPa、lOMPa、10. 5MPa、llMPa、11. 5MPa、12MPa、12. 5MPa、13MPa、13. 5MPa、14MPa、14. 5MPa、15MPa、15. 5MPa、16MPa、16. 5MPa、17MPa、17. 5MPa、18MPa、18. 5MPa、19MPa、19. 5MPa、20MPa、20. 5MPa、21MPa、21. 5MPa、22MPa、22. 5MPa、23MPa、23. 5MPa、24MPa、24.5MPa、25MPa、25. 5MPa、26MPa、26. 5MPa、27MPa、27. 5MPa、28MPa、28. 5MPa、29MPa、29.5MPa、30MPa、30.5MPa、31MPa、31. 5MPa、32MPa、32. 5MPa、33MPa、33. 5MPa、34MPa、34. 5MPa、35MPa、35. 5MPa、36MPa、36. 5MPa、37MPa、37.5MPa、38MPa、38.5MPa、39MPa、39.5MPa、40MPa、40. 5MPa、41MPa、41. 5MPa、42MPa、42. 5MPa、43MPa、43. 5MPa、44MPa、44.5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、46.5MPa、47MPa、47. 5MPa、48MPa、48. 5MPa、49MPa、49. 5MPa或大于50MPa。可选择地，所述活塞发动机的膨胀比小于11、10、9、8、7、6、5、4、3或小于2。实施例4
如图4所示的对置活塞气缸机构，上述实施例中所述活塞发动机103可设为对置活塞气缸机构，相应所述发动机进气口 5和所述发动机排气口 6两者共同设置在所述活塞发动机103的气缸侧壁上。具体实施时，本发明中所公开的所有活塞式机构(包括所述活塞压气机101、所述活塞做功机构102和所述活塞发动机103)可以部分或全部设为对置活塞气缸机构，即所述活塞压气机101和/或所述活塞做功机构102和/或所述活塞发动机103设为对置活塞气缸机构。具体实施时，可选择地，将下述实施例中所有活塞式机构均可采用如图4所示的对置活塞气缸机构来替换。实施例5如图5所示的不等承压能力活塞式热动力系统的曲轴结构，上述实施例中的所述活塞压气机101的曲轴、所述活塞做功机构102的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴设为同一曲轴21，与所述活塞压气机101连接的所述曲轴21的曲轴段的承载能力、与所述活塞发动机103连接的所述曲轴21的曲轴段的承载能力和与所述活塞做功机构102连接的所述曲轴21的曲轴段的承载能力中至少两个承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的连杆的承载能力、所述活塞发动机103的连杆的承载能力和所述活塞做功机构102的连杆的承载能力中至少两个承载能力不
坐寸ο具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的活塞的承载能力、所述活塞发动机103的活塞的承载能力和所述活塞做功机构102的活塞的承载能力中至少两个承载能力不
坐寸ο具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的气缸的承载能力、所述活塞发动机103的气缸的承载能力和所述活塞做功机构102的气缸的承载能力中至少两个承载能力不
坐寸ο具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的气缸盖的承载能力、所述活塞发动机103的气缸盖的承载能力和所述活塞做功机构102的气缸盖的承载能力中至少两个承载能力不等。实施例6
如图6所示的不等承压能力活塞式热动力系统的曲轴结构，其与实施例5的区别在于所述活塞压气机101的曲轴、所述活塞做功机构102的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴中至少两个不共轴设置。所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴之间，所述活塞发动机103的曲轴和所述活塞做功机构102的曲轴之间，所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞做功机构102的曲轴之间其中一处经变速器99连接。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴之间，所述活塞发动机103的曲轴和所述活塞做功机构102的曲轴之间，所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞做功机构102的曲轴之间多处是经变速器99连接。实施例7
如图7所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例I的区别在于所述活塞压气机101设为大径活塞压气机71，所述活塞做功机构102设为大径活塞做功机构72，所述活塞发动机103设为小径活塞发动机73，所述小径活塞发动机73的活塞直径小于所述大径活塞压气机71的活塞直径，所述小径活塞发动机73的活塞直径小于所述大径活塞做功机构72的活塞直径。实施例8
如图8所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例I的区别在于所述活塞压气机101设为多级活塞压气机74，所述多级活塞压气机74由大径活塞压气机71和小径活塞压气机77构成，所述活塞做功机构102设为大径活塞做功机构72，所述活塞发动机103设为小径活塞爆排发动机75，所述小径活塞爆排发动机75的活塞直径小于所述多级活塞压气机74中的大径活塞压气机71的活塞直径，所述小径活塞爆排发动机75的活塞直径小于所述大径活塞做功机构72的活塞直径。在所述多级活塞压气机74中的各个活塞压气机之间的连通通道上设置降温器15，即在所述大径活塞压气机71和所述小径活塞压气机77连通通道上设降温器15。实施例9
如图9所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例I的区别在于所述活塞压气机101设为大径活塞压气机71，所述活塞做功机构102设为大径活塞做功机构72，所述活塞发动机103设为小径短压程充气发动机33，所述小径短压程充气发动机33的承压能力大于15MPa，所述小径短压程充气发动机33的活 塞直径小于所述大径活塞压气机71的活塞直径，所述小径短压程充气发动机33的活塞直径小于所述大径活塞做功机构72的活塞直径。具体实施时，可选择地，所述小径短压程充气发动机33的承压能力可以大于 15. 5MPa、16MPa、16. 5MPa、17MPa、17. 5MPa、18MPa、18. 5MPa、19MPa、19. 5MPa、20MPa、20.5MPa、21MPa、21. 5MPa、22MPa、22. 5MPa、23MPa、23. 5MPa、24MPa、24. 5MPa、25MPa、25. 5MPa、26MPa、26. 5MPa、27MPa、27. 5MPa、28MPa、28. 5MPa、29MPa、29. 5MPa、30MPa、30.5MPa、31MPa、31.5MPa、32MPa、32. 5MPa、33MPa、33. 5MPa、34MPa、34. 5MPa、35MPa、35.5MPa、36MPa、36.5MPa、37MPa、37.5MPa、38MPa、38.5MPa、39MPa、39.5MPa、40MPa、
40.5MPa、41MPa、41. 5MPa、42MPa、42. 5MPa、43MPa、43. 5MPa、44MPa、44.5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、46. 5MPa、47MPa、47. 5MPa、48MPa、48. 5MPa、49MPa、49. 5MPa 或大于 50MPa。实施例10
如图10所示的不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机101和活塞发动机103，在所述活塞压气机101的气缸盖上设压气机进气口 I、压气机供气充气口 10和压气机排气口 16，在所述活塞发动机103的气缸盖上设发动机进排共用气口 29，所述压气机供气充气口 10和所述发动机进排共用气口 29连通，所述压气机进气口 I、所述压气机供气充气口 10、所述压气机排气口 16和所述发动机进排共用气口 29全部设有配气门7，所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口 I、所述压气机供气充气口 10和所述压气机排气口 16中的全部或部分使所述活塞压气机101按照吸气冲程一压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程一排气冲程的四冲程循环模式工作的压气机单道U流四冲程正时控制机构181，所述活塞发动机103的承压能力大于所述活塞压气机101的承压能力。所述活塞发动机103的膨胀比小于12，如膨胀比设为6。为了提高所述不等承压能力活塞式热动力系统的效率和环保性，调整即将开始做功的气体工质的压力到15MPa以上，调整即将开始做功的气体工质的温度到2700K以下，例如调整即将开始做功的气体工质的压力为16MPa，温度为1200K，使即将开始做功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。本实施例中，所述不等承压能力活塞式热动力系统按下述方法运行
第一步，初级压缩过程，在这一过程中，利用结构轻巧的所述活塞压气机101将吸入的空气或空气燃料混合物在所述活塞压气机101中进行压缩；
第二步，内燃机过程，在这一过程中，将经第一步中所述活塞压气机101压缩后的空气或空气燃料混合物导入压缩比小于12的所述活塞发动机103中并进行进一步压缩至15MPa以上，然后使其发生燃烧化学反应并膨胀做功；再将所述活塞发动机103排出的气体导入结构轻巧的所述活塞压气机101进行进一步膨胀做功。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101设为多级活塞压气机74 ;所述活塞发动机103为多个并联设置。具体实施时，可选择地，所述压气机进气口 I、所述压气机供气充气口 10、所述压气机排气口 16和所述发动机进排共用气口 29中的部分设有配气门7。具体实施时，可选择地，所述发动机进排共用气口 29可设置在所述活塞发动机103的气缸侧壁上；所述压气机进气口 I、所述压气机供气充气口 10和所述压气机排气口16中至少一个设置在所述活塞压气机101的气缸侧壁上。实施例11
如图11所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例10的区别在于在所述活塞压气机101与所述活塞发动机103的气体连通通道上设旁通口，所述旁通口与所述活塞发动机103的曲轴箱32连通，所述活塞发动机103的曲轴箱32的承压能力大于IMPa。具体实施时，可选择地，所述活塞发动机103的曲轴箱32的承压能力大于I. 5MPa、2MPa、2. 5MPa、3MPa、3. 5MPa、4MPa、4. 5MPa、5MPa、5. 5MPa、6MPa、6. 5MPa、7MPa、7. 5MPa、8MPa、8. 5MPa、9MPa、9. 5MPa、lOMPa、10. 5MPa、IIMPa、11. 5MPa、12MPa、12. 5MPa、13MPa、13. 5MPa、14MPa、14.5MPa、15MPa、15. 5MPa、16MPa、16. 5MPa、17MPa、17. 5MPa、18MPa、18. 5MPa、19MPa、19.5MPa、20MPa、20.5MPa、21MPa、21. 5MPa、22MPa、22. 5MPa、23MPa、23. 5MPa、24MPa、24. 5MPa、25MPa、25. 5MPa、26MPa、26. 5MPa、27MPa、27. 5MPa、28MPa、28. 5MPa、29MPa、29.5MPa、30MPa、30. 5MPa、31MPa、31. 5MPa、32MPa、32. 5MPa、33MPa、33. 5MPa、34MPa、34.5MPa、35MPa、35.5MPa、36MPa、36. 5MPa、37MPa、37. 5MPa、38MPa、38. 5MPa、39MPa、39.5MPa、40MPa、40.5MPa、41MPa、41. 5MPa、42MPa、42. 5MPa、43MPa、43. 5MPa、44MPa、44. 5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、46. 5MPa、47MPa、47. 5MPa、48MPa、48. 5MPa、49MPa、49. 5MPa或大于50MPa。实施例12
如图12所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例10的区别在于所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口 I、所述压气机供气充气口 10和所述压气机排气口 16中的全部或部分使所述活塞压气机101按照扫气吸气压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程的二冲程循环模式工作的压气机单道U流二冲程正时控制机构 281。所述压气机供气充气口 10和所述发动机进排共用气口 29的连通通道上设储气罐30。所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴设为同一曲轴21(具体实施时，可参照实施例5中的图5所示设置);可选择地，与所述活塞压气机101连接的所述曲轴21的曲轴段的承载能力和与所述活塞发动机103连接的所述曲轴21的曲轴段的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的连杆的承载能力和所述活塞发动机103的连杆的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的活塞的承载能力和所述活塞发动机103的活塞的承载能力不等。
具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的气缸的承载能力和所述活塞发动机103的气缸的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的气缸盖的承载能力和所述活塞发动机103的气缸盖的承载能力不等。实施例13
如图13所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例10的区别在于所述压气机进气口 I设在所述活塞压气机101的气缸侧 壁上，所述压气机进气口 I的打开和关闭受所述活塞压气机101的活塞控制，所述压气机供气充气口 10和所述压气机排气口 16设在所述活塞压气机101的气缸盖上。所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴不共轴设置，所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴之间经变速器99连接。具体实施时，可参照实施例6中的图6所示设置。具体实施时，可选择地，所述压气机进气口 I、所述压气机供气充气口 10和所述压气机排气口 16全部或部分设置在所述活塞压气机101的气缸侧壁上；所述发动机进排共用气口 29设置在所述活塞发动机103的气缸侧壁上。实施例14
如图14所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例10的区别在于在所述活塞压气机101的进气道上设叶轮压气机12，在所述活塞压气机101的排气道上设动力叶轮机构13，所述动力叶轮机构13对所述叶轮压气机12输出动力。在所述活塞压气机101的气缸上设降温器15，在所述叶轮压气机12和所述活塞压气机101之间的连通通道上设降温器15。本实施例中，所述不等承压能力活塞式热动力系统按下述方法运行
第一步，初级压缩过程，在这一过程中，利用结构轻巧的所述活塞压气机101将经所述叶轮压气机12增压的空气或空气燃料混合物在所述活塞压气机101中进行压缩；
第二步，内燃机过程，在这一过程中，将经第一步中所述活塞压气机101压缩后的空气或空气燃料混合物导入压缩比小于12的所述活塞发动机103中并进行进一步压缩至15MPa以上，然后使其发生燃烧化学反应并膨胀做功；再将所述活塞发动机103排出的气体导入结构轻巧的所述活塞压气机101进行进一步膨胀做功。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101设为多级活塞压气机74，在所述多级活塞压气机74中的各个活塞压气机之间的连通通道上设置降温器15。实施例15
如图15所示的不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机101和活塞发动机103，在所述活塞压气机101的气缸盖上设压气机进气口 I、压气机供气口 2、压气机充气口23和压气机排气口 16，在所述活塞发动机103的气缸盖上设发动机进气口 5和发动机排气口 6，所述压气机供气口 2和所述发动机进气口 5连通，所述发动机排气口 6和所述压气机充气口 23连通，所述压气机进气口 I、所述压气机供气口 2、所述压气机充气口 23、所述压气机排气口 16、所述发动机进气口 5和所述发动机排气口 6全部设有配气门7，所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口 I、所述压气机供气口 2、所述压气机充气口 23和所述压气机排气口 16中的全部或部分使所述活塞压气机101按照吸气冲程一压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程一排气冲程的四冲程循环模式工作的压气机双道U流四冲程正时控制机构18，所述活塞发动机103的承压能力大于所述活塞压气机101的承压能力。所述活塞发动机103的膨胀比小于12，如膨胀比设为7。所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴设为同一曲轴21(具体实施时，可参照实施例5中的图5所示设置);可选择地，与所述活塞压气机101连接的所述曲轴21的曲轴段的承载能力和与所述活塞发动机103连接的所述曲轴21的曲轴段的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的连杆的承载能力和所述活塞发动机103的连杆的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的活塞的承载能力和所述活塞发动机103的活塞的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的气缸的承载能力和所述活塞发动机103的气缸的承载能力不等。所述活塞压气机101的气缸盖的承载能力和所述活塞发动机103的气缸盖的承载能力不等。为了提高所述不等承压能力活塞式热动力系统的效率和环保性，调整即将开始做功的气体工质的压力到15MPa以上，调整即将开始做功的气体工质的温度到2700K以下，例如调整即将开始做功的气体工质的压力为16MPa，温度为1200K，使即将开始做功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。本实施例中，所述不等承压能力活塞式热动力系统按下述方法运行
第一步，初级压缩过程，在这一过程中，利用结构轻巧的活塞压气机101将吸入的空气或空气燃料混合物在所述活塞压气机101中进行压缩；
第二步，内燃机过程，在这一过程中，将经第一步中所述活塞压气机101压缩后的空气或空气燃料混合物导入压缩比小于12的活塞发动机103中并进行进一步压缩至15MPa以上，然后使其发生燃烧化学反应并膨胀做功；再将所述活塞发动机103排出的气体导入结构轻巧的所述活塞压气机101进行进一步膨胀做功。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101设为多级活塞压气机74 ;所述活塞发动机103为多个并联设置。具体实施时，可选择地，所述压气机进气口 I、所述压气机供气口 2、所述压气机充气口 23、所述压气机排气口 16、所述发动机进气口 5和所述发动机排气口 6中的部分设有配气门7。具体实施时，可选择地，所述发动机进气口 5和所述发动机排气口 6中至少一个设置在所述活塞发动机103的气缸侧壁上；所述压气机进气口 I、所述压气机供气口 2、所述压气机充气口 23和所述压气机排气口 16中至少一个设置在所述活塞压气机101的气缸侧壁上。实施例16
如图16所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例15的区别在于取消所述压气机双道U流四冲程正时控制机构18，所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口 I、所述压气机供气口 2、所述压气机充气口 23和所述压气机排气口 16中的全部或部分使所述活塞压气机101按照扫气吸气压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程的二冲程循环模式工作的压气机双道U流二冲程正时控制机构28。在所述压气机供气口 2和所述发动机进气口 5的连通通道上设储气罐30。可选择地，在所述发动机排气口 6和所述压气机充气口 23的连通通道上设储气罐30和/或在所述压气机供气口 2和所述发动机进气口 5的连通通道上设储气罐30。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴不共轴设置，所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴之间经变速器99连接。具体实施时，可参照实施例6中的图6所示设置。实施例17
如图17所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例15的区别在于所述发动
机进气口 5设置在所述活塞发动机103的气缸侧壁上，所述发动机进气口 5的的打开和关闭受所述活塞发动机103的活塞控制，所述发动机排气口 6设置在所述活塞发动机103的气缸盖上。具体实施时，可选择地，所述压气机进气口 I、所述压气机供气口 2、所述压气机充气口 23和所述压气机排气口 16中的全部或部分设置在所述活塞压气机101的气缸侧壁上；所述发动机进气口 5和所述发动机排气口 6两者共同或其中一个设置在所述活塞发动机103的气缸侧壁上。实施例18
如图18所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例15的区别在于所述活塞压气机101的所述压气机供气口 2与所述活塞发动机103的所述发动机进气口 5相连的气体连通通道上设旁通口，所述旁通口与所述活塞发动机103的曲轴箱32连通，所述活塞发动机103的曲轴箱32的承压能力大于IMPa。具体实施时，所述旁通口还可以设置在所述活塞压气机101的所述压气机充气口23和所述活塞发动机103的所述发动机排气口 6相连的气体连通通道上。具体实施时，可选择地，所述活塞发动机103的曲轴箱32的承压能力大于I. 5MPa、2MPa、2. 5MPa、3MPa、3. 5MPa、4MPa、4. 5MPa、5MPa、5. 5MPa、6MPa、6. 5MPa、7MPa、7. 5MPa、8MPa、8. 5MPa、9MPa、9. 5MPa、lOMPa、10. 5MPa、IIMPa、11. 5MPa、12MPa、12. 5MPa、13MPa、13. 5MPa、14MPa、14.5MPa、15MPa、15. 5MPa、16MPa、16. 5MPa、17MPa、17. 5MPa、18MPa、18. 5MPa、19MPa、19.5MPa、20MPa、20.5MPa、21MPa、21. 5MPa、22MPa、22. 5MPa、23MPa、23. 5MPa、24MPa、24. 5MPa、25MPa、25. 5MPa、26MPa、26. 5MPa、27MPa、27. 5MPa、28MPa、28. 5MPa、29MPa、29.5MPa、30MPa、30. 5MPa、31MPa、31. 5MPa、32MPa、32. 5MPa、33MPa、33. 5MPa、34MPa、34.5MPa、35MPa、35. 5MPa、36MPa、36. 5MPa、37MPa、37. 5MPa、38MPa、38. 5MPa、39MPa、39.5MPa、40MPa、40.5MPa、41MPa、41. 5MPa、42MPa、42. 5MPa、43MPa、43. 5MPa、44MPa、44. 5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、46. 5MPa、47MPa、47. 5MPa、48MPa、48. 5MPa、49MPa、49. 5MPa或大于50MPa。实施例19
如图19所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例15的区别在于在所述活塞压气机101的进气道上设叶轮压气机12，在所述活塞压气机101的排气道上设动力叶轮机构13，所述动力叶轮机构13对所述叶轮压气机12输出动力。在所述活塞压气机101的气缸上设降温器15，在所述叶轮压气机12和所述活塞压气机101之间的连通通道上设降温器15。本实施例中，所述不等承压能力活塞式热动力系统按下述方法运行
第一步，初级压缩过程，在这一过程中，利用结构轻巧的活塞压气机101将经所述叶轮压气机12增压的空气或空气燃料混合物在所述活塞压气机101中进行压缩；
第二步，内燃机过程，在这一过程中，将经第一步中所述活塞压气机101压缩后的空气或空气燃料混合物导入压缩比小于12的活塞发动机103中并进行进一步压缩至15MPa以上，然后使其发生燃烧化学反应并膨胀做功；再将所述活塞发动机103排出的气体导入结构轻巧的所述活塞压气机101进行进一步膨胀做功。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101设为多级活塞压气机74，在所述多级活塞压气机74中的各个活塞压气机之间的连通通道上设置降温器15。实施例20
如图20所示的不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机101和活塞发动机103，在所述活塞压气机101的气缸盖上设压气机进气口 I、压气机供气充气口 10和压气机排气口 16，在所述活塞发动机103的气缸盖上设发动机进气口 5和发动机排气口 6，所述压气机供气充气口 10和所述发动机进气口 5连通，所述发动机排气口 6和所述压气机供气充气口 10连通，在所述发动机排气口 6和所述压气机供气充气口 10的连通通道上设通道阀88，所述压气机进气口 I、所述压气机供气充气口 10、所述压气机排气口 16、所述发动机进气口 5和所述发动机排气口 6全部设有配气门7，所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口 I、所述压气机供气充气口 10、所述压气机排气口 16和所述通道阀88中的全部或部分使所述活塞压气机101按照吸气冲程一压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程一排气冲程的四冲程循环模式工作的压气机单双U流四冲程正时控制机构182。所述活塞发动机103的承压能力大于15MPa。所述活塞发动机103的膨胀比小于12，如膨胀比设为8。为了提高所述不等承压能力活塞式热动力系统的效率和环保性，调整即将开始做功的气体工质的压力到15MPa以上，调整即将开始做功的气体工质的温度到2700K以下，例如调整即将开始做功的气体工质的压力为16MPa，温度为1200K，使即将开始做功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。本实施例中，所述不等承压能力活塞式热动力系统按下述方法运行
第一步，初级压缩过程，在这一过程中，利用结构轻巧的活塞压气机101将吸入的空气或空气燃料混合物在所述活塞压气机101中进行压缩；
第二步，内燃机过程，在这一过程中，将经第一步中所述活塞压气机101压缩后的空气或空气燃料混合物导入压缩比小于12的活塞发动机103中并进行进一步压缩至15MPa以上，然后使其发生燃烧化学反应并膨胀做功；再将所述活塞发动机103排出的气体导入结构轻巧的所述活塞压气机101行进一步膨胀做功。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101设为多级活塞压气机74 ;所述活塞发动机103为多个并联设置。具体实施时，可选择地，所述压气机进气口 I、所述压气机供气充气口 10、所述压气机排气口 16、所述发动机进气口 5和所述发动机排气口 6中的部分设有配气门7。具体实施时，可选择地，在所述压气机供气充气口 10和所述发动机进气口 5的连通通道上和/或在所述发动机排气口 6和所述压气机供气充气口 10的连通通道上设通道阀88。具体实施时，可选择地，所述发动机进气口 5和所述发动机排气口 6中至少一个设置在所述活塞发动机103的气缸侧壁上；所述压气机进气口 I、所述压气机供气充气口 10和所述压气机排气口 16中至少一个设置在所述活塞压气机101的气缸侧壁上。实施例21
如图21所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例20的区别在于取消所述压气机单双U流四冲程正时控制机构182，所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口 I、所述压气机供气充气口 10、所述压气机排气口 16和所述通道阀88中的全部或部分使所述活塞压气机101按照扫气吸气压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程的二冲程循环模式工作的压气机单双U流二冲程正时控制机构282，所述活塞发动机
103的承压能力大于所述活塞压气机101的承压能力。所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴设为同一曲轴21(具体实施时，可参照实施例5中的图5所示设置);可选择地，与所述活塞压气机101连接的所述曲轴21的曲轴段的承载能力和与所述活塞发动机103连接的所述曲轴21的曲轴段的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的连杆的承载能力和所述活塞发动机103的连杆的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的活塞的承载能力和所述活塞发动机103的活塞的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的气缸的承载能力和所述活塞发动机103的气缸的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的气缸盖的承载能力和所述活塞发动机103的气缸盖的承载能力不等。实施例22
如图22所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例20的区别在于所述活塞压气机101的所述压气机供气口 2与所述活塞发动机103的所述发动机进气口 5相连的气体连通通道上设旁通口，所述旁通口与所述活塞发动机103的曲轴箱32连通，所述活塞发动机103的曲轴箱32的承压能力大于IMPa。所述活塞发动机103的膨胀比小于12，如膨胀比设为7。所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴不共轴设置，所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴之间经变速器99连接。具体实施时，可参照实施例6的图6所示设置。具体实施时，所述旁通口还可以设置在所述活塞压气机101的所述压气机充气口23和所述活塞发动机103的所述发动机排气口 6相连的气体连通通道上。具体实施时，可选择地，所述活塞发动机103的曲轴箱32的承压能力大于I. 5MPa、2MPa、2. 5MPa、3MPa、3. 5MPa、4MPa、4. 5MPa、5MPa、5. 5MPa、6MPa、6. 5MPa、7MPa、7. 5MPa、8MPa、
8.5MPa、9MPa、9. 5MPa、lOMPa、10. 5MPa、llMPa、11. 5MPa、12MPa、12. 5MPa、13MPa、13. 5MPa、14MPa、14. 5MPa、15MPa、15.5MPa、16MPa、16.5MPa、17MPa、17.5MPa、18MPa、18. 5MPa、19MPa、19. 5MPa、20MPa、20. 5MPa、21MPa、21. 5MPa、22MPa、22. 5MPa、23MPa、23. 5MPa、24MPa、24. 5MPa、25MPa、25. 5MPa、26MPa、26. 5MPa、27MPa、27. 5MPa、28MPa、28. 5MPa、29MPa、29.5MPa、30MPa、30.5MPa、31MPa、31. 5MPa、32MPa、32. 5MPa、33MPa、33. 5MPa、34MPa、34. 5MPa、35MPa、35. 5MPa、36MPa、36. 5MPa、37MPa、37.5MPa、38MPa、38.5MPa、39MPa、39.5MPa、40MPa、40. 5MPa、41MPa、41. 5MPa、42MPa、42. 5MPa、43MPa、43. 5MPa、44MPa、44.5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、46. 5MPa、47MPa、47. 5MPa、48MPa、48. 5MPa、49MPa、49. 5MPa或大于50MPa。实施例23
如图23所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例20的区别在于在所述活塞压气机101的进气道上设叶轮压气机12，在 所述活塞压气机101的排气道上设动力叶轮机构13，所述动力叶轮机构13对所述叶轮压气机12输出动力。在所述活塞压气机101的气缸上设降温器15，在所述叶轮压气机12和所述活塞压气机101之间的连通通道上设降温器15。本实施例中，所述不等承压能力活塞式热动力系统按下述方法运行
第一步，初级压缩过程，在这一过程中，利用结构轻巧的活塞压气机101将经所述叶轮压气机12增压的空气或空气燃料混合物在所述活塞压气机101中进行压缩；
第二步，内燃机过程，在这一过程中，将经第一步中所述活塞压气机101压缩后的空气或空气燃料混合物导入压缩比小于12的活塞发动机103中并进行进一步压缩至15MPa以上，然后使其发生燃烧化学反应并膨胀做功；再将所述活塞发动机103排出的气体导入结构轻巧的所述活塞压气机101进行进一步膨胀做功。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101设为多级活塞压气机74，在所述多级活塞压气机74中的各个活塞压气机之间的连通通道上设置降温器15。实施例24
如图24所示的不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机101和活塞发动机103，在所述活塞压气机101的气缸盖上设压气机进气口 I、压气机供气口 2、压气机充气口23和压气机排气口 16，在所述活塞发动机103的气缸盖上设发动机进排共用气口 29，所述压气机供气口 2和所述发动机进排共用气口 29连通，所述发动机进排共用气口 29和所述压气机充气口 23连通，在所述压气机供气口 2和所述发动机进排共用气口 29的连通通道上设通道阀88，所述压气机进气口 I、所述压气机供气口 2、所述压气机充气口 23、所述压气机排气口 16和所述发动机进排共用气口 29全部设有配气门7，所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口 I、所述压气机供气口 2、所述压气机充气口 23、所述压气机排气口 16和所述通道阀88中的全部或部分使所述活塞压气机101按照吸气冲程一压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程一排气冲程的四冲程循环模式工作的压气机双单U流四冲程正时控制机构183。所述活塞发动机103的膨胀比小于12，如膨胀比设为9。所述活塞发动机103的承压能力大于15MPa。本实施例中，所述不等承压能力活塞式热动力系统按下述方法运行
第一步，初级压缩过程，在这一过程中，利用结构轻巧的活塞压气机101将吸入的空气或空气燃料混合物在所述活塞压气机101中进行压缩；
第二步，内燃机过程，在这一过程中，将经第一步中所述活塞压气机101压缩后的空气或空气燃料混合物导入压缩比小于12的活塞发动机103中并进行进一步压缩至15MPa以上，然后使其发生燃烧化学反应并膨胀做功；再将所述活塞发动机103排出的气体导入结构轻巧的所述活塞压气机101进行进一步膨胀做功。具体实施时，可选择地，在所述压气机供气口 2和所述发动机进排共用气口 29的连通通道上和/或在所述发动机进排共用气口 29和所述压气机充气口 23的连通通道上设通道阀88。所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴设为同一曲轴21(具体实施时，可参照实施例5中的图5所示设置);可选择地，与所述活塞压气机101连接的所述曲轴21的曲轴段的承载能力和与所述活塞发动机103连接的所述曲轴21的曲轴段的承载能力不等；
具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的连杆的承载能力和所述活塞发动机103的连杆的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的活塞的承载能力和所述活塞发动机103的活塞的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的气缸的承载能力和所述活塞发动机103的气缸的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的气缸盖的承载能力和所述活塞发动机103的气缸盖的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述压气机进气口 I、所述压气机供气口 2、所述压气机充气口 23、所述压气机排气口 16和所述发动机进排共用气口 29中的部分设有配气门7。具体实施时，可选择地，所有不等承压能力活塞式热动力系统的所述活塞发动机103的控制机构都可设为使所述活塞发动机103按扫气进气压缩冲程一燃烧膨胀做功冲程二冲程工作模式工作的二冲程发动机控制机构，或所述活塞发动机103的控制机构设为使所述活塞发动机103按吸气冲程一压缩冲程一燃烧膨胀做功冲程一排气冲程四冲程工作模式工作的四冲程发动机控制机构。具体实施时，可选择地，所述发动机进排共用气口 29设置在所述活塞发动机103的气缸侧壁上；所述压气机进气口 I、所述压气机供气口 2、所述压气机充气口 23和所述压气机排气口 16中至少一个设置在所述活塞压气机101的气缸侧壁上。实施例25
如图25所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例24的区别在于取消所述压气机双单U流四冲程正时控制机构183，所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口 I、所述压气机供气口 2、所述压气机充气口 23、所述压气机排气口 16和所述通道阀88中的全部或部分使所述活塞压气机101按照扫气吸气压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程的二冲程循环模式工作的压气机双单U流二冲程正时控制机构283，所述活塞发动机103的承压能力大于所述活塞压气机101的承压能力。所述活塞压气机101与所述活塞发动机103的气体连通通道上设旁通口，所述旁通口与所述活塞发动机103的曲轴箱32连通。所述活塞发动机103的曲轴箱32的承压能力大于IMPa。具体实施时，可选择地，所述活塞发动机103的曲轴箱32的承压能力大于IMpa、I. 5MPa、2MPa、2. 5MPa、3MPa、3. 5MPa、4MPa、4. 5MPa、5MPa、5. 5MPa、6MPa、6. 5MPa、7MPa、7.5MPa、8MPa、8.5MPa、9MPa、9. 5MPa、lOMPa、10. 5MPa、IIMPa、11. 5MPa、12MPa、12. 5MPa、13MPa、13. 5MPa、14MPa、14. 5MPa、15MPa、15. 5MPa、16MPa、16. 5MPa、17MPa、17. 5MPa、18MPa、18. 5MPa、19MPa、19. 5MPa、20MPa、20. 5MPa、21MPa、21. 5MPa、22MPa、22. 5MPa、23MPa、23.5MPa、24MPa、24.5MPa、25MPa、25.5MPa、26MPa、26.5MPa、27MPa、27.5MPa、28MPa、28.5MPa、29MPa、29. 5MPa、30MPa、30. 5MPa、31MPa、31. 5MPa、32MPa、32. 5MPa、33MPa、33.5MPa、34MPa、34.5MPa、35MPa、35.5MPa、36MPa、36. 5MPa、37MPa、37. 5MPa、38MPa、38.5MPa、39MPa、39. 5MPa、40MPa、40. 5MPa、41MPa、41. 5MPa、42MPa、42. 5MPa、43MPa、
43.5MPa、44MPa、44. 5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、46. 5MPa、47MPa、47. 5MPa、48MPa、
48.5MPa、49MPa、49. 5MPa 或大于 50MPa。实施例26
如图26所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例24的区别在于在所述活塞压气机101的进气道上设叶轮压气机12，在所述活塞压气机101的排气道上设动力叶轮机构13，所述动力叶轮机构13对所述叶轮压气机12输出动力。在所述活塞压气机101的气缸上设降温器15，在所述叶轮压气机12和所述活塞压气机101之间的连通通道上设降温器15。所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴不共轴设置，所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴之间经变速器99连接。具体实施时，可参照实施例6的图6所示设置。为了提高所述不等承压能力活塞式热动力系统的效率和环保性，调整即将开始做功的气体工质的压力到15MPa以上，调整即将开始做功的气体工质的温度到2700K以下，例如调整即将开始做功的气体工质的压力为16MPa，温度为1200K，使即将开始做功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。本实施例中，所述不等承压能力活塞式热动力系统按下述方法运行
第一步，初级压缩过程，在这一过程中，利用结构轻巧的活塞压气机101将经所述叶轮压气机12增压的空气或空气燃料混合物在所述活塞压气机101中进行压缩；
第二步，内燃机过程，在这一过程中，将经第一步中所述活塞压气机101压缩后的空气或空气燃料混合物导入压缩比小于12的活塞发动机103中并进行进一步压缩至15MPa以上，然后使其发生燃烧化学反应并膨胀做功；再将所述活塞发动机103排出的气体导入结构轻巧的所述活塞压气机101进行进一步膨胀做功。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101设为设为多级活塞压气机74 ;所述活塞发动机103为多个并联设置。实施例27
如图27所示的不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机101和活塞发动机103，在所述活塞压气机101的气缸盖上设压气机进气口 I和压气机供气口 2，在所述活塞发动机103的气缸盖上设发动机进气口 5和发动机排气口 6，所述压气机供气口 2与所述发动机进气口 5连通，所述压气机进气口 I、所述压气机供气口 2、所述发动机进气口 5和所述发动机排气口 6中全部设有配气门7，在活塞发动机103的排气道上设多级动力叶轮机构100，所述活塞发动机103的承压能力大于所述活塞压气机101的承压能力。
所述多级动力叶轮机构100对外输出动力，当在所述活塞压气机101的进气道上设叶轮压气机12时，所述多级动力叶轮机构100对所述叶轮压气机12输出动力。具体实施时，可选择地，所述活塞发动机103的承压能力大于15MPa，所述活塞发动机103的膨胀比小于12，如膨胀比设为5。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴设为同一曲轴21 (具体实施时，可参照实施例5中的图5所示设置);可选择地，与所述活塞压气机101连接的所述曲轴21的曲轴段的承载能力和与所述活塞发动机103连接的所述曲轴21的曲轴段的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的连杆的承载能力和所述活塞发动机103的连杆的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的活塞的承载能力和所述活塞发动
机103的活塞的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的气缸的承载能力和所述活塞发动机103的气缸的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101的气缸盖的承载能力和所述活塞发动机103的气缸盖的承载能力不等。具体实施时，可选择地，所述压气机进气口 I、所述压气机供气口 2、所述发动机进气口 5和所述发动机排气口 6中的部分设有配气门7。具体实施时，可选择地，所述活塞发动机103的承压能力大于15MPa、15. 5MPa、16MPa、16. 5MPa、17MPa、17. 5MPa、18MPa、18.5MPa、19MPa、19.5MPa、20MPa、20.5MPa、21MPa、21.5MPa、22MPa、22. 5MPa、23MPa、23. 5MPa、24MPa、24. 5MPa、25MPa、25. 5MPa、26MPa、26. 5MPa、27MPa、27. 5MPa、28MPa、28. 5MPa、29MPa、29. 5MPa、30MPa、30. 5MPa、31MPa、31.5MPa、32MPa、32.5MPa、33MPa、33. 5MPa、34MPa、34. 5MPa、35MPa、35. 5MPa、36MPa、36.5MPa、37MPa、37. 5MPa、38MPa、38. 5MPa、39MPa、39. 5MPa、40MPa、40. 5MPa、41MPa、
41.5MPa、42MPa、42. 5MPa、43MPa、43. 5MPa、44MPa、44. 5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、46. 5MPa、47MPa、47. 5MPa、48MPa、48. 5MPa、49MPa、49. 5MPa 或大于 50MPa。具体实施时，可选择地，所述发动机进气口 5和所述发动机排气口 6中至少一个设置在所述活塞发动机103的气缸侧壁上；所述压气机进气口 I和所述压气机供气口 2中至少一个设置在所述活塞压气机101的气缸侧壁上。实施例28
如图28所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例27的区别在于所述活塞压气机101设为由大径活塞压气机71和小径活塞压气机77串联构成的多级活塞压气机74，所述活塞发动机103设为小径短压程充气发动机33，所述小径短压程充气发动机33的承压能力大于15MPa。所述小径短压程充气发动机33的排气道经射流泵150与所述动力叶轮机构13连通。所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴不共轴设置，所述活塞压气机101的曲轴和所述活塞发动机103的曲轴之间经变速器99连接。具体实施时，可参照实施例6的图6所示设置。为了提高所述不等承压能力活塞式热动力系统的效率和环保性，调整即将开始做功的气体工质的压力到15MPa以上，调整即将开始做功的气体工质的温度到2700K以下，例如调整即将开始做功的气体工质的压力为18MPa，温度为1500K，使即将开始做功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。本实施例中，所述不等承压能力活塞式热动力系统按下述方法运行
第一步，初级压缩过程，在这一过程中，利用结构轻巧的多级活塞压气机74将经所述叶轮压气机12增压的空气或空气燃料混合物在所述多级活塞压气机74中进行压缩；第二步，内燃机过程，在这一过程中，将经第一步中所述多级活塞压气机74压缩后的空气或空气燃料混合物导入压缩比小于12的所述小径短压程充气发动机33中并进行进一步压缩至15MPa以上，然后使其发生燃烧化 学反应并膨胀做功，再将做功后的气体经所述射流泵150导入所述动力叶轮机构13内进一步做功。具体实施时，可选择地，当不设所述叶轮压气机12时，第一步的初级压缩过程中，利用结构轻巧的多级活塞压气机74将吸入的空气或空气燃料混合物直接在所述多级活塞压气机74中进行压缩。具体实施时，可选择地，所述活塞压气机101设为单级活塞压气机；所述活塞发动机103为多个并联设置。实施例29
如图29所示的不等承压能力活塞式热动力系统，其与实施例28的区别在于在所述大径活塞压气机71的气缸上设降温器15，在所述叶轮压气机12和所述大径活塞压气机71之间的连通通道上设降温器15，在所述多级活塞压气机74中的各个活塞压气机之间的连通通道上设置降温器15。实施例30
如图30所示的不等承压能力活塞式热动力系统，包括大径活塞发动机34和小径活塞发动机73，在所述大径活塞发动机34的气缸盖上设大径发动机进气口 90、大径发动机排气口 91和大径发动机供气口 92，在所述小径活塞发动机73的气缸盖上设小径发动机进气口93和小径发动机排气口 94，所述大径发动机供气口 92与所述小径发动机进气口 93连通，所述大径发动机进气口 90、所述大径发动机排气口 91、所述大径发动机供气口 92、所述小径发动机进气口 93和所述小径发动机排气口 94全部设有配气门7，所述小径活塞发动机73的承压能力大于所述大径活塞发动机34的承压能力，所述小径活塞发动机73的承压能力大于15MPa，所述小径活塞发动机73的活塞直径小于所述大径活塞发动机34的活塞直径。具体实施时，可选择地，所述大径发动机进气口 90、所述大径发动机排气口 91、所述大径发动机供气口 92、所述小径发动机进气口 93和所述小径发动机排气口 94中的部分设有配气门7。具体实施时，可选择地，所述小径发动机进气口 93和所述小径发动机排气口 94中至少一个设置在所述小径活塞发动机73的气缸侧壁上；所述大径发动机进气口 90、所述大径发动机排气口 91和所述大径发动机供气口 92中至少一个设置在所述大径活塞发动机34的气缸侧壁上。实施例31
如图31所示的不等承压能力活塞式热动力系统，包括多级活塞压气机74和多级活塞做功机构11，在所述多级活塞压气机74的气缸盖上设多级压气机进气口 95和多级压气机供气口 96，在所述多级活塞做功机构11的气缸盖上设多级做功机构进气口 97和多级做功机构排气口 98，所述多级压气机供气口 96经连续燃烧室110与所述多级做功机构进气口97连通，所述多级压气机进气口 95、所述多级压气机供气口 96、所述多级做功机构进气口97和所述多级做功机构排气口 98全部设有配气门7，所述连续燃烧室110的承压能力大于15MPa ;所述多级活塞压气机74由大径活塞压气机71和小径活塞压气机77构成，所述多级活塞做功机构11由小径活塞做功机构78和大径活塞做功机构72构成，所述小径活塞做功机构78的活塞直径小于所述大径活塞压气机71的活塞直径，所述小径活塞做功机构78的活塞直径小于所述大径活塞做功机构72的活塞直径，所述小径活塞压气机77的活塞直径小于所述大径活塞压气机71的活塞直径，所述小径活塞压气机77的活塞直径小于所述大径活塞做功机构72的活塞直径，在所述多级活塞压气机74中的各个活塞压气机之间的连通通道上设置降温器15。在所述小径活塞压气机77上设压气机排气口 16和燃料入口 17，所述小径活塞压气机77受压气机正时控制机构188控制按照进气扫气压气供气冲程一余隙气体燃烧做功
冲程的二冲程循环模式工作。具体实施时，可选择地，所述小径活塞压气机77受压气机正时控制机构188控制按照吸气冲程一压气供气冲程一余隙气体燃烧做功冲程一排气冲程的四冲程循环模式工作，或所述小径活塞压气机77受压气机正时控制机构188控制按照吸气冲程一压气供气冲程一余隙气体燃烧做功冲程一排气冲程一吸气冲程一排气冲程的六冲程循环模式工作。所述大径活塞压气机71的曲轴、所述小径活塞压气机77的曲轴、所述大径活塞做功机构72的曲轴和所述小径活塞做功机构78的曲轴设为同一曲轴21 (具体实施时，可参照实施例5中的图设置);还可以在所述大径活塞压气机71的气缸上设降温器15或在所述小径活塞压气机77的气缸上设降温器15 ;所述小径活塞压气机77设为对置活塞气缸机构,和/或所述大径活塞压气机71设为对置活塞气缸机构，和/或所述小径活塞做功机构78设为对置活塞气缸机构，和/或大径活塞做功机构72设为对置活塞气缸机构。具体实施时，可选择地所述多级压气机进气口 95、所述多级压气机供气口 96、所述多级做功机构进气口 97和所述多级做功机构排气口 98中的部分设有配气门7。具体实施时，可选择地，所述连续燃烧室110的承压能力大于15. 5MPa、16MPa、16.5MPa、17MPa、17.5MPa、18MPa、18. 5MPa、19MPa、19. 5MPa、20MPa、20. 5MPa、21MPa、21. 5MPa、22MPa、22. 5MPa、23MPa、23. 5MPa、24MPa、24. 5MPa、25MPa、25. 5MPa、26MPa、26.5MPa、27MPa、27.5MPa、28MPa、28. 5MPa、29MPa、29. 5MPa、30MPa、30. 5MPa、31MPa、
31.5MPa、32MPa、32. 5MPa、33MPa、33. 5MPa、34MPa、34. 5MPa、35MPa、35. 5MPa、36MPa、36. 5MPa、37MPa、37. 5MPa、38MPa、38. 5MPa、39MPa、39.5MPa、40MPa、40.5MPa、41MPa、41.5MPa、42MPa、42.5MPa、43MPa、43.5MPa、44MPa、44. 5MPa、45MPa、45. 5MPa、46MPa、46. 5MPa、47MPa、47. 5MPa、48MPa、48. 5MPa、49MPa、49. 5MPa 或大于 50MPa。具体实施时，可选择地，所述多级做功机构进气口 97和所述多级做功机构排气口98中至少一个设置在所述多级活塞做功机构11的气缸侧壁上；所述多级压气机进气口 95和所述多级压气机供气口 96中至少一个设置在所述多级活塞压气机74的气缸侧壁上。显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。
权利要求
1.一种不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机(101)、活塞做功机构(102)和活塞发动机(103)，其特征在于在所述活塞压气机(101)的气缸上设压气机进气口(I)和压气机供气口(2)，在所述活塞做功机构(102)的气缸上设做功机构进气口(3)和做功机构排气口(4)，在所述活塞发动机(103)的气缸上设发动机进气口(5)和发动机排气口(6)，所述压气机供气口(2)与所述发动机进气口(5)连通，所述发动机排气口(6)与所述做功机构进气口(3)连通，所述压气机进气口(I)、所述压气机供气口(2)、所述做功机构进气口(3)、所述做功机构排气口(4)、所述发动机进气口(5)和所述发动机排气口(6)中的部分或全部设有配气门(7)，所述活塞发动机(103)的承压能力大于所述活塞压气机(101)的承压能力，所述活塞发动机(103)的承压能力大于所述活塞做功机构(102)的承压能力。
2.一种不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机(101)和活塞发动机(103)，其特征在于在所述活塞压气机(101)的气缸上设压气机进气口(I)、压气机供气充气口(10)和压气机排气口(16)，在所述活塞发动机(103)的气缸上设发动机进排共用气口(29)，所述压气机供气充气口( 10)和所述发动机进排共用气口(29)连通，所述压气机进气口(I)、所述压气机供气充气口(10)、所述压气机排气口(16)和所述发动机进排共用气口(29)中的部分或全部设有配气门(7)，所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口( I )、所述压气机供气充气口( 10)和所述压气机排气口( 16)中的全部或部分使所述活塞压气机(101)按照吸气冲程一压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程一排气冲程的四冲程循环模式工作的压气机单道U流四冲程正时控制机构(181)，或所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口( I)、所述压气机供气充气口( 10)和所述压气机排气口(16)中的全部或部分使所述活塞压气机(101)按照扫气吸气压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程的二冲程循环模式工作的压气机单道U流二冲程正时控制机构(281)，所述活塞发动机(103)的承压能力大于所述活塞压气机(101)的承压能力。
3.一种不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机(101)和活塞发动机(103)，其特征在于在所述活塞压气机(101)的气缸上设压气机进气口(I)、压气机供气口(2)、压气机充气口(23)和压气机排气口(16)，在所述活塞发动机(103)的气缸上设发动机进气口(5 )和发动机排气口( 6 )，所述压气机供气口( 2 )和所述发动机进气口( 5 )连通，所述发动机排气口(6)和所述压气机充气口(23)连通，所述压气机进气口( I)、所述压气机供气口(2)、所述压气机充气口(23)、所述压气机排气口( 16)、所述发动机进气口(5)和所述发动机排气口(6)中的部分或全部设有配气门(7)，所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口(I)、所述压气机供气口(2)、所述压气机充气口(23)和所述压气机排气口(16)中的全部或部分使所述活塞压气机(101)按照吸气冲程一压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程一排气冲程的四冲程循环模式工作的压气机双道U流四冲程正时控制机构(18)，或所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口(I)、所述压气机供气口(2)、所述压气机充气口(23)和所述压气机排气口( 16)中的全部或部分使所述活塞压气机(101)按照扫气吸气压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程的二冲程循环模式工作的压气机双道U流二冲程正时控制机构(28)，所述活塞发动机(103)的承压能力大于所述活塞压气机(101)的承压能力。
4.一种不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机(101)和活塞发动机(103)，其特征在于在所述活塞压气机(101)的气缸上设压气机进气口(I)、压气机供气充气口(10)和压气机排气口(16)，在所述活塞发动机(103)的气缸上设发动机进气口(5)和发动机排气口(6)，所述压气机供气充气口( 10)和所述发动机进气口(5)连通，所述发动机排气口(6)和所述压气机供气充气口(10)连通，在所述压气机供气充气口(10)和所述发动机进气口(5)的连通通道上和/或在所述发动机排气口(6)和所述压气机供气充气口( 10)的连通通道上设通道阀(88)，所述压气机进气口( I )、所述压气机供气充气口( 10)、所述压气机排气口(16)、所述发动机进气口(5)和所述发动机排气口(6)中的部分或全部设有配气门(7)，所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口(I)、所述压气机供气充气口(10)、所述压气机排气口(16)和所述通道阀(88)中的全部或部分使所述活塞压气机(101)按照吸气冲程一压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程一排气冲程的四冲程循环模式工作的压气机单双U流四冲程正时控制机构(182)，或所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口(I)、所述压气机供气充气口(10)、所述压气机排气口( 16)和所述通道阀(88)中的全部或部分使所述活塞压气机(101)按照扫气吸气压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程的二冲程循环模式工作的压气机单双U流二冲程正时控制机构(282)，所述活塞发动机(103)的承压能力大于所述活塞压气机(101)的承压能力。
5.一种不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机(101)和活塞发动机(103)，其特征在于在所述活塞压气机(101)的气缸上设压气机进气口(I)、压气机供气口(2)、压气机充气口(23)和压气机排气口(16)，在所述活塞发动机(103)的气缸上设发动机进排共用气口(29)，所述压气机供气口(2)和所述发动机进排共用气口(29)连通，所述发动机进排共用气口(29)和所述压气机充气口(23)连通，在所述压气机供气口(2)和所述发动机进排共用气口(29)的连通通道上和/或在所述发动机进排共用气口(29)和所述压气机充气口(23)的连通通道上设通道阀(88)，所述压气机进气口( I)、所述压气机供气口(2)、所述压气机充气口(23)、所述压气机排气口(16)和所述发动机进排共用气口(29)中的部分或全部设有配气门(7)，所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口(I)、所述压气机供气口(2)、所述压气机充气口(23)、所述压气机排气口( 16)和所述通道阀(88)中的全部或部分使所述活塞压气机(101)按照吸气冲程一压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程一排气冲程的四冲程循环模式工作的压气机双单U流四冲程正时控制机构(183)，或所述不等承压能力活塞式热动力系统还包括控制所述压气机进气口( I)、所述压气机供气口(2)、所述压气机充气口(23)、所述压气机排气口(16)和所述通道阀(88)中的全部或部分使所述活塞压气机(101)按照扫气吸气压气供气冲程一回充气体膨胀做功冲程的二冲程循环模式工作的压气机双单U流二冲程正时控制机构(283)，所述活塞发动机(103)的承压能力大于所述活塞压气机(101)的承压能力。
6.一种不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机(101)和活塞发动机(103)，在所述活塞压气机(101)的气缸上设压气机进气口(I)和压气机供气口(2)，在所述活塞发动机(103)的气缸上设发动机进气口(5)和发动机排气口(6)，所述压气机供气口(2)与所述发动机进气口(5)连通，所述压气机进气口(I)、所述压气机供气口(2)、所述发动机进气口(5)和所述发动机排气口(6)中全部设有配气门(7);在所述活塞发动机(103)的排气道上设多级动力叶轮机构(100)，或所述活塞发动机(103)的排气道经射流泵(150)与动力叶轮机构(13)连通，所述活塞发动机(103)的承压能力大于所述活塞压气机(101)的承压能力。
7.—种不等承压能力活塞式热动力系统,包括大径活塞发动机(34)和小径活塞发动机(73)，其特征在于在所述大径活塞发动机(34)的气缸上设大径发动机进气口(90)、大径发动机排气口(91)和大径发动机供气口(92)，在所述小径活塞发动机(73)的气缸上设小径发动机进气口(93)和小径发动机排气口(94)，所述大径发动机供气口(92)与所述小径发动机进气口(93)连通，所述大径发动机进气口(90)、所述大径发动机排气口(91)、所述大径发动机供气口(92)、所述小径发动机进气口(93)和所述小径发动机排气口(94)中的部分或全部设有配气门(7)，所述小径活塞发动机(73)的承压能力大于所述大径活塞发动机(34)的承压能力，所述小径活塞发动机(73)的承压能力大于15MPa，所述小径活塞发动机(73)的活塞直径小于所述大径活塞发动机(34)的活塞直径。
8.一种不等承压能力活塞式热动力系统，包括多级活塞压气机(74)和多级活塞做功机构(11)，其特征在于在所述多级活塞压气机(74)的气缸上设多级压气机进气口(95)和多级压气机供气口(96)，在所述多级活塞做功机构(11)的气缸上设多级做功机构进气口(97)和多级做功机构排气口(98)，所述多级压气机供气口(96)经连续燃烧室(I 10)与所述多级做功机构进气口(97)连通，所述多级压气机进气口(95)、所述多级压气机供气口(96)、所述多级做功机构进气口(97)和所述多级做功机构排气口(98)中的部分或全部设有配气门(7)，所述连续燃烧室(110)的承压能力大于15MPa。
9.一种提高如权利要求I至8中任一项所述不等承压能力活塞式热动力系统效率和环保性的方法，其特征在于调整即将开始做功的气体工质的压力到15MPa以上，调整即将开始做功的气体工质的温度到2700K以下，使即将开始做功的气体工质的温度和压力符合类绝热关系。
10.一种如权利要求I所述不等承压能力活塞式热动力系统的运行方法，其特征在于 第一步，初级压缩过程，在这一过程中，利用结构轻巧的所述活塞压气机(101)将吸入的空气或空气燃料混合物或经增压的空气或空气燃料混合物在所述活塞压气机(101)中进行压缩； 第二步，内燃机过程，在这一过程中，将经第一步中所述活塞压气机(101)压缩后的空气或空气燃料混合物导入压缩比小于12所述活塞发动机(103)中并进行进一步压缩至15MPa以上，然后使其发生燃烧化学反应并膨胀做功，再将做功后的气体排出； 第三步，做功机构过程，在这一过程中，将由第二步中的所述活塞发动机(103)排出的气体导入结构轻巧的所述活塞做功机构(102)进行进一步膨胀做功； 所述活塞压气机(101)设为单级活塞压气机，或设为多级活塞压气机(74);所述活塞做功机构(102)设为单级活塞做功机构，或设为多级活塞做功机构(11);所述活塞发动机(103)为一个或多个并联设置。
全文摘要
本发明公开了一种不等承压能力活塞式热动力系统，包括活塞压气机、活塞做功机构和活塞发动机，活塞压气机设有压气机进气口和压气机供气口，活塞做功机构设有做功机构进气口和做功机构排气口，活塞发动机设有发动机进气口和发动机排气口，压气机供气口与发动机进气口连通，发动机排气口与做功机构进气口连通，压气机进气口、压气机供气口、做功机构进气口、做功机构排气口、发动机进气口和发动机排气口中的部分或全部设有配气门，活塞发动机的承压能力大于活塞压气机的承压能力，活塞发动机的承压能力大于活塞做功机构的承压能力。本发明所公开的不等承压能力活塞式热动力系统大幅度提高了效率。
文档编号F02B75/02GK102852633SQ20121029607
公开日2013年1月2日 申请日期2012年8月17日 优先权日2011年8月18日
发明者靳北彪 申请人:摩尔动力(北京)技术股份有限公司