贰点壹加贰冲程发动机系统暨贰点壹加贰冲程发电系统

摘要

2.1+2冲程发动机系统暨2.1+2冲程发电系统有别于传统内燃机将“进气、压缩、做功、排气”都在同一内燃机内完成，而是将“进气、压缩”两冲程用专门塑料压缩机来完成（在恰当时机可用各种转速各种类型压缩机）；并储存于高压空气储罐内；内燃缸只完成“缸内直喷高压混合气并点火作功冲程”和“排气冲程”。空压机可在内燃机高效运行工况或能量输出富余工况时为高压气罐打气；内燃机可做到零阻力起动；使用缸内直喷高压混合气可精准控制气量与油量，也避免使用高精尖的高压供油和高压喷油装置，也不要求燃料抗爆性。同时也解决了高压空气驱动车，续行里程短、空气能利用不充分问题。还可回收刹车能。整个系统就像分工细化的现代社会化大生产体系，专业的人和机构干专业的事并协同工作，可在恰当时机高效利用内外资源，做到整体高效输出。

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃发动机系统或燃油发电系统，其学名又称为“高压空气——燃油内燃发动机”。

背景技术

传统的四冲程缸内直喷汽油内燃发动机工作时，活塞往复运动二次，完成进气、压缩、做功、排气四个冲程，实现一个完整的工作循环。虽然四冲程内燃机效率较高，但其中燃烧产生能量的浪费巨大，工作循环只有做功冲程是利用能量做功的，其他三个冲程均只消耗能量不做功，因此不宜频繁停机起动，要求高能量输出时内耗也很大，且耗能较大。同理二冲程内燃机的进气、压缩二冲程也是在同一内燃机活塞的另一侧完成。动力输出一般只占燃料燃烧释放总能量的30%左右，大约30%的能量被作为废气排气带走，内燃缸内火花塞废气清除不干净；就是用现代的电喷技术也要用高精尖的高压供油系统和高压喷嘴直喷油粒，高压油路密封要求高，高压油路和喷嘴制造和使用困难；燃油高压喷嘴喷油不细与空气混合不均，较难分层控制喷出浓或者稀的油雾，而且制造困难，使用和维修不便；化油器内燃机虽然也是利用高速流动空气负压产生油雾，但喷油量和油雾浓稀都无法控制更无法分层；它们都是将整个内燃缸的空气充量压缩至固定燃烧室，再集中爆炸式作功，对燃料要求高，只能用有很好抗爆性又污染小的汽油，而且空气充量也少而不可控，因为空气充量少所以热能利用效率低.即使涡轮增压达到的充量也要受排气量影响，而非当前发动机输出对充量的要求，且内燃机振动大，全金属材质的发动机体重大或成本也高；在内燃机起动时、重负荷输出时等不良工况状态，还要用到压缩冲程耗能使此工况时发动机运行困难；现有的高压空气驱动发动机可在一定程度上改善内燃机的不足，但仅仅用高压空气驱动发动机，其一次性能量使存储量有限，不能在运行中利用内部富余能量加压，续驶里程较短，同时高压空气充量的能量利用效率低，若足量的高压空气加热可产生百倍甚至千倍的体积膨胀产生高效能量使输出效能增加。

发明内容

本发明的目的就是提供一种高压空气—燃油内燃发动机，即2.1+2冲程发动机系统或2.1+2冲程内燃发电系统，以解决传统内燃机耗能多，它们都是在同一个内燃机中“四个冲程依次按顺序工作”完成一个工作循环，起动和高能量输出时内部阻力大，压缩冲程时机不可控和效率又低，空气充量也少；燃料高压直喷系统虽供油量可控但制造与使用、维修困难，油雾中油粒粗且油气混合不均；化油器型内燃机虽解决了油雾问题但用油量又不可控，耗油大；它们都是用整个内燃缸的空间内空气充量压缩到们燃烧室一次性爆炸做功到下止点，空气充量不足而不可控，燃烧产生的热量不能充分利用；对燃料要求高，要用提炼难度大的高抗爆性汽油；内燃机有富余能量时能量不能有效利用；对活塞做功时推力不均匀不可控，系统整体较难做到按需求可控的精准输出；还有刹车能回收利用的问题。以及发动机单纯使用高压空气驱动时，空气充量不能产生热效应因此高压气效能利用率低和空气压缩能存储量有限续行里程不足的问题。本发明充分利用计算机技术，对内燃机各项工作进行分解，各部分专业分工，内部增加高压空气储存装置按需随时储能或随时供应高压空气，可智能地对各部分的工作按恰当时机使各专业部分干专业工作并使其协同完成各项系统工作，使整个系统精准输出，在不良工作状态时无内耗、有富余能量时可转换为空气压缩能并存储、在发动机怠速或低能量输出时可调整内燃机部分工作策略精确控制发动机能量的使用、存储的空气压缩能量大时可重点利用、在优良工况时开启压缩空气工作并存储；混合气喷射器缸内直喷系统，可作到按时机精确地控制喷入的足量空气充量与燃油量，它在内燃缸内利用高速喷出空气产生的负压使混合气中油粒更微细并油气充分混合均匀，可做到分层地分布浓混合气与稀混合气，即易点燃又燃烧充分，节约能源还污染小，再在恰当时机喷入足量高压空气可充分利用油雾燃烧后产生废气的高温再膨胀作功，高压混合气缸内直喷射系统比较高压燃油缸内直喷射系统的制造和维修成本更低、使用更方便；车辆还可在差速器上通过离合器和无级变速器连接刹车压缩机，在车减速时将惯性动能转换为空气压缩能并储存待用；整个系统会充分发挥现代计算机智能科技优势，没有计算机自动控制与管理技术也无法实现本发明，本发明也为计算机技术提供了广阔的发挥平台。

本发明是这样实现的：

本发明的内燃机部分的基础机型是立式v型2.1+2冲程发动机形式，包括第一内燃缸、第二内燃缸、空气压缩及高压空气储能装置、工作压高压空气供气控制系统及常压燃油供给控制系统、混合气喷射控制系统和计算机自动控制系统。当系统输出机械能时采用立式2.1+2冲程发动机，它的第一内燃缸与第二内燃缸采用V形布置，其他扩展机型可设为n个缸，也必须两两相关，可不设固定燃烧室。当内燃机带动发电机，系统输出电能时，布置6缸或更多缸并呈放射状星型水平分布，也两两相关。每个缸上部设气缸盖，缸盖中间设置电火花塞和主混合气喷射器；并在每个内燃缸的缸盖上周边设六个稀混合气喷射器；在内燃缸盖上设置排气门、排气管，而没有进气门和进气管。所述空气压缩及高压空气储能装置包括逆止阀、空气滤清器、空气压缩机和高压空气储罐;所述高压空气储气罐上设置有两个充气阀及出气阀、高压空气压力传感器；所述逆止阀连接在空气压缩机的排气口与高压储气罐的第二充气阀之间，高压储气罐第一充气阀用于停车时利用地面电网电能为高压储气罐打气储能；所述空气压缩机上设与空气滤清器相连的进气管、进气口、排气门、空气压缩机体、空气压缩机动力轴；所述空气压缩机动力轴通过离合器与整体的动力传动系统相连，并由计算机按压缩工作策略控制其离或合；所述工作压高压空气供气控制系统包括工作压高压空气电磁阀、高压气体滤清器和工作压高压空气减压器、工作压空气压力传感器和温度传感器、工作压高压空气管；所述工作压高压空气管连接高压空气储罐的出气阀与混合气喷射器工作压高压空气管接口之间，由计算机按内燃机部分工作策略控制工作压高压空气电磁阀将高压空气储罐供的高压空气调整为工作压高压空气；所述工作压高压空气减压器套在内燃缸排气管外壁以加热因减压后降温的工作压空气；所述常压燃油供给控制系统包括常压燃油泵、燃油滤清器和蓄压器、常压燃油压力调节器、常压供油管；所述蓄压器连接常压燃油泵和常压燃油压力调节器之间；所述常压燃油压力调节器的一端连接常压供油管，使供油管道保持常压，而非现有缸内直喷燃油系统用到的高压油路和高压喷嘴，解决其制造和维修困难问题，以及使用中问题多的现象。所述常压供油管连接在常压燃油泵与各个混合气喷射器燃油接口之间。

所述混合气喷射控制系统和计算机自动控制系统包括有空气压缩及高压储气罐气压管理系统、工作压高压空气的气压调控系统、燃料常压压力调控系统，混合气喷射器含有工作压高压气路电磁电路和常压油路电磁电路的双参数控制电路，计算机同时控制空气充量和油量两个控制参数。

所述空气压缩及高压储气罐管理系统和计算机自动控制系统，包括高压气罐充气阀和逆止阀、气罐内高压空气压力传感器、出气阀和工作压高压空气电磁阀控制电路、工作压高压空气减压器、工作压高压空气温度传感器、工作压高压空气压力传感器、曲轴位置和相位传感器、并且压缩机轴与传动系统之间釆用离合器相连，空气压缩机的工作受离合电控开关控制等。计算机自动控制系统根据使用燃料种类指令和曲轴位置以及气罐内高压空气压力和内燃机工况等和整个系统输出需求，得出当前内燃机部分运行策略和空气压缩机部分工作策略来管理和控制整个发动机系统运行，充分利用内外资源做到整体高效运转。当高压气储罐空气压力过低时或是内燃机正是高效运转工况时或是怠速等有富余能量时，都可指令压缩机与传动系统相合，为高压气储罐打气并储存高压空气，能连续不断的在恰当时机为内燃机部分供给足量的空气充量，而非传统高压空气驱动发动机只在停车时利用压缩机一次为高压气储罐储存有限的高压气能。

所述工作压高压空气供气控制系统还包括工作压高压空气减压器、工作压高压混合气喷射机构；所述工作压高压混合气喷射机构包括有：工作压高压空气电磁阀电磁控制电路、工作压高压空气压力传感器和混合气喷射双控电磁阀、计算机等自动控制系统；所述工作压高压空气减压器与高压气体滤清器和工作压高压空气管连接。工作压高压空气压力是计算机根据当前内燃机部分工作策略，将高压储气罐中高压空气通过工作压高压空气电磁阀，将高压空气压力调整到所需的工作压压力；并且所述高压空气减压器套接在排气管上，以利用气缸中排出的高温尾气加热工作压高压气体，提高因高压空气压降至工作压后气体温度降低时的气温。这是纯高压气驱动时很难解决的。

当高压气储罐采用超高压储能以减少使用压缩机的策略时，在工作压高压空气电磁阀处设电热氧传感器，并设纯氧补充罐及自控电磁阀，以保证空气超高压时不同成分液化后，减压排出时氧含量不足的状况。

所述混合气喷射器是在其本体上设置有工作压高压气喷射机构与常压燃油喷射机构，在缸内利用高压空气高速喷出时产生的负压将以常压喷射出的燃油颗粒打碎，并使油气充分混合接触。这与缸内直喷的高压燃油喷射相比，2.1+2冲程发动机缸内直喷的混合气，喷射器产生的油雾油粒更细小、油气混合更匀，并空气量、喷油量和油雾浓稀可控；同时它是缸内直喷混合气，因此与通过进气冲程气流产生负压，在缸外进气通道上的设置化油器式内燃机也不是一个概念，因为传统内燃机都是使用内燃缸设置了进气、压缩冲程，是将活塞在内燃缸下止点至上止点时，整个缸内空间的空气充量压缩至小小燃烧室产生高压混合气，然后到上止点时点燃爆炸式一次做功到下上点，做功工作过程不均，又因没有足量的空气充量而热效应不高。空气压缩的时机不可控，在起动、高负荷等不利工况时，也要有压缩空气冲程消耗能量，而且无论是采用缸外化油器或者是电控缸内高压油直喷都不易分层分布控制和产生浓混合气或稀混合气。就是用涡轮增压时充量也受排气量的影响，而不能按输出工况控制。

所述常压燃油喷射机构包括常压燃油喷射电气接口、常压燃油通道、第一电磁阀及针阀；所述第一电磁阀由第一弹簧、第一电磁线圈及第一电磁阀衔铁构成；所述常压燃油喷射电气接口与第一电磁线圈电连接；所述针阀位于第一电磁线圈的下方且与第一电磁阀街铁相接；在所述针阀底部设置有常压燃油喷孔；所述常压燃油通道连接常压燃油管接口与常压燃油喷孔。所述工作压高压空气喷射机构包括工作压高压空气喷射电气接口、高压空气通道、第二电磁阀和球阀、混合气喷孔；所述第二电磁阀由第二电磁线圈、第二弹簧、第二电磁阀衔铁构成；所述工作压高压空气喷射电气接口与第二电磁线圈电连接，所述球阀位于第二电磁线圈的下方且与第二电磁阀衔铁相接；所述高压空气通道下段至混合气喷孔为环绕于燃油喷孔的“环状通道和高压空气与混合气喷孔”。

本发明在传统缸内直喷燃油内燃发动机的基础上增设高压空气储能装置及其工作压高压空气控制系统，其内燃机部分工作策略是：a当发动机启动时根据曲轴位置，算得向下运行的“做功缸”喷高压空气做功;b当活塞排气运行到上止点后向下作功运行时，先喷纯高压空气充量，一是用高压空气推动活塞“高压作功”运行。二是清除火花塞附近废气和积炭，三是形成一个燃烧室；c然后打开常压燃油通道喷出油粒，利用高压空气高速喷出时产生的负压，将油粒充分打碎并充分混合作为混合气燃料，是把燃油通道与高压空气通道集成在一个喷射器上，由计算机得出准确地合适地空燃比，利用高压稀混合气“高压作功”，将要到点火前时在中间的主混合气喷射器喷入浓混合气;d当混合气直接喷入内燃缸进行“高压作功”至点火点时，电火花点燃混合气“燃烧做功”；e在“燃烧做功”至燃料完全燃烧后，七个混合气喷射器对高温废气再喷入高压空气再“热膨胀作功’至下止点；f活塞至下止点转而向上做排气冲程,此时对应的相关内燃缸点火。内燃机部分活塞往复运动一次作“作功”和“排气”两冲程，就完成一个完整工作循环。空气压缩部分工作策略是：使用压缩工作高效的专用压缩机完成(按储气罐内气压低而内燃缸工作需要和内燃机工作产能富余时或内燃机运行工况优良时，进行压缩空气工作)，这时空压机转轴相位、转速与内燃机转轴相位、转速不直接相关，只考虑动能传输，空压机是通过离合器.与传动系统相连接，由计算机根据当前系统内外状况适时的决定其离与合。还可在停车时利用廉价的地面电网使用电动压缩机为高压储气罐打气储能，这提高了发动机效率，节省燃油消耗。还可在差速器处设一个离合器和无级变速器与刹车压缩机相连，可利用刹车空气压缩机为高压空气储罐打气，将减速惯性能量转换为空气压缩能并储存待用，回收减速、制动时的能量。

本发明还可有效调节空气充量和混合气中燃料的量及其比例。提高燃料燃烧效率，有效解决了传统发动机在怠速空做功或低速状态下，由于燃烧不充分，所带来的废气排放污染和燃油浪费等问题。

2.1+2冲程发动机系统就像一个现代化分工合作的社会化大生产体系，专业的人或专业的机构干专业的事！整个系统各单元有序、协同、和谐运行着。在恰当时机充分利用内外部资源，并同时敏捷地对环境反馈做出反映，整个系统做到节省燃料并按要求精准输出能量。

综上所述2.1+2冲程缸内直喷高压混合气的发动机系统与二冲程内燃发动机和四冲程（化油器型或缸内燃油直喷型）内燃发动机，高压空气驱动发动机等传统发动机都不是一种类型发动机，它也必需使用更多的计算机智能，是新型的发动机类型。

附图说明

图1，是本发明的结构示意图

图2，是本发明双参数控制的混合气喷射器的结构示意图。

图中 1第一内燃缸 2第二内燃缸 3活塞 4连杆 5冷却水温度传感器 6气缸盖 7第一燃烧室 8第二燃烧室 9电火花塞 10混合气喷射器 11燃油喷射电气接口12常压燃油管接口 13第一电磁线圈 14第一弹簧 15第一电磁阀衔铁 16针阀 17常压燃油喷孔 18常压燃油通道 19工作压高压空气喷射电气接口 20工作压高压空气管接口 21第二电磁线圈 22第二弹簧 23第二电磁阀衔铁 24球阀 25高压空气或高压混合气喷孔 26内燃缸排气门 27内燃缸排气管 28氧传感器 29高压储气罐 30第一充气阀 31第二充气阀 32高压空气出气阀 33高压空气压力传感器 34空气压缩机35空气滤清器 36压缩机曲轴（若是压缩机采用涡轮压缩机时这里不述） 37压缩机进气门 38压缩机排气门 39逆止阀 40工作压力高压空气电磁阀 41工作压高压气体滤清器 42工作压高压空气减压器 43工作压高压空气温度传感器 44工作压高压空气压力传感器 45工作压高压空气管 46燃油滤网 47常压燃油泵 48燃油滤清器 49蓄压器50常压燃油压力调节器 51燃油分配管 52供油管.

具体实施方法

如图1所示,本发明的2.1+2冲程内燃发动机系统，包括内燃缸，高压空气压缩和储能装置，工作压高压空气供气控制系统，燃油供给控制系统，混合气喷射装置及计算机自动控制系统。

图示了该发动机基础布置，具有两个立式并列布置的内燃缸。第一内燃缸1、第二内燃缸2、从曲轴方向看应为立式V型两两相关布置，也可以立式V型n个缸布置，它们的内燃缸也必须两两相关。当是燃油发电系统时，内燃发动机部分内燃缸可按水平放置，呈放射状星型布置6缸或更多缸，内燃缸也两两相关。内燃缸体分别设置有活塞3、连杆4、曲轴和曲轴位置传感器，并在缸体上设置有冷却水温度传感器5、在第一内燃缸1和第一燃烧室 7、第二内燃缸2第二燃烧室 8；内燃缸体的气缸盖6的中部分别设置有电火花塞 9和主混合气喷射器10，在每个缸的气缸盖6的一周布置六个稀混合气喷射器10。

如图2所示，混合气喷射器将常压燃油电磁喷油机构与工作压高压空气电磁喷射机构集成为一体，在混合气喷口处利用高速喷出气体产生的负压打碎按常压喷出的燃油油粒，并充分做到油气均匀混合。七个混合器喷射器在内燃缸实施纯高压空气作功时，作为工作压高压空气喷射器。

常压燃油电磁喷油机构的构造是：常压燃油喷射电气接口11与第一电磁线圈13电连接，针阀16位于第一电磁线圈13的下方，因燃油压力较低，针阀16与第一电磁阀衔铁15相连接，在针阀16的底部设置有常压燃油喷孔17，常压燃油通道18连接常压燃油管接口12与常压燃油喷孔17。工作压高压空气喷射机构包括高压空气喷射电气接口19、工作压高压空气连接口20与通道、第二电磁阀及球阀24。第二电磁阀由第二电磁线圈21、第二弹簧22以及第二电磁阀衔铁23构成。工作压高压空气喷射电气接口19与第二电磁线圈21电连接，球阀24位于第二电磁线圈21下方并与第二电磁阀衔铁相连；工作压高压空气接口与通道20、球阀24至工作压高压空气喷口段是工作压高压空气喷射通道和混合气喷孔25，此通道是环绕常压燃油喷油孔17外壁的环状管腔，便于所喷出的高压空气对中间喷出油粒产生负压。使其破碎并充分混合均匀。

a当有燃油喷射电气接口11和第一电磁线圈13通电时，针阀16打开，常压燃油喷孔喷油；b当燃油喷射电气接口11不通电的，第一弹簧14将针阀16关闭,燃油喷孔不喷油；

c当工作压高压空气喷射电气接口19和第二电磁线圈21通电时，球阀24打开，气压符合工作要求的工作压高压空气从喷射通道和喷孔25喷出;d当其不通电时，第二弹簧将高压空气通道上球阀24关闭，喷射器停喷。

一、当常压燃油喷射电气接口11和工作压高压空气喷射电气接口19同时通电时，混合气喷射器10可喷出油粒微细同时又油气混合均匀的高压浓混合气；

二、当工作压空气喷射电气接口19常通电，而计算机自控系统向常压燃油喷射电气接口11输入占空比经精确计算的脉冲电时，使混合气喷射器10喷出高压稀混合气。

三、当仅有工作压高压空气喷射电气接口19通电时，混合气喷射器则只喷出高压空气，此时燃油喷孔17和火花塞9处，会被高压空气清理干净，不易积碳，同时高压气推动活塞做功。

高压空气储能装置包括高压空气储罐29和空气压缩机34。高压空气储罐29上设置有第一充气阀30、第二充气阀31、出气阀32、逆止阀39及高压空气压力传感器33。为降低成本和减轻发动机重量，空气压缩机34采用塑料空气压缩机，它可采用各种类型的空气压缩机（如涡轮空压机），并且其转轴与内燃机转轴的相位或转速不直接相关，附图1只图示了活塞气缸型压缩机。空气压缩机34只要在发动机传动系统某节点通过离合器与内燃机连接上，传递旋转机械能即可。刹车空气压缩机的转轴通过离合器和无级变压器与差速器相连。

在压缩机34上部设置压缩机进气门37和压缩机排气门38，在进气门37前方设置有空气滤清器35，用于清除空气中的微粒杂质，将清洁空气送入空气压缩机34的气缸内。在高压空气储罐29的第二充气阀31与空气压缩机34的排气口38之间设置有充气管线和逆止阀39，用于控制由空气压缩机34向高压空气储罐29的充气工作，第一充气阀30用于与外部压缩机相连接，利用地面固定的廉价能源和地面压缩机向高压空气储罐29充入压缩空气存储起来，在发动机启动或运行时使用；高压空气压力传感器33监测高压空气储罐29中的空气压力，是系统工作决策的重要参数。

工作压高压空气供气控制系统包括工作压高压空气电磁阀40、高压气体滤清器41、高压空气减压器42及工作压高压空气管45；工作压高压空气管45连接高压空气储罐29的出气阀32与混合气喷射器的高压空气接口20。在高压空气减压器42上设置有减压后空气温度传感器43和工作压高压空气压力传感器44，根据高压空气压力传感器33和工作压高压空气压力传感器44以及当前内燃缸工作需要的高压空气工作压力，由计算机与工作压高压空气电磁阀控制和管理工作压高压空气的工作压力。高压空气减压器42套接在排气管27外壁一周，利用内燃缸内排出的高温废气加热高压空气减压器42内的工作压空气，同时工作压高压空气管45将压力稳定的符合工作压力的高压空气分别输送至各个内燃缸盖6的七个混合气喷射器10的工作压高压空气管接口20。

燃油供给控制系统包括滤网46、常压燃油泵47、燃油滤清器48、蓄压器49、常压燃油压力调节器50、常压燃油分配管51及常压供油管52。常压供油管52连接滤网46与混合气喷射器10的常压燃油管接口12。燃油经滤网46初步过滤后的燃油由常压燃油泵47加压，经过燃油滤清器48进行再次过滤，经过两次过滤并具有低压压力的燃油进入蓄压器49，并经常压燃油压力调节器50调节压力，通过常压燃油分配管51将压力稳定的低压燃油，经常压供油管52分别输送至各个燃油缸汽缸盖6上七个混合气喷射器10的常压燃油管接口。

2.1+2冲程内燃机可以不设置固定燃烧室，计算机自动控制系统同时监控高压气的质与量和燃油量两个参数，内燃机部分的工作策略是:

一、发动机在启动时根据曲轴位置传感器测得那个缸的活塞处于下行的，用此缸内七个混合气喷射器10喷入高压空气做功，辅助以电动机驱动发动机曲轴在零阻力状态下迅速起动发动机。

二、当高压气储罐29内气压高出阈值时，活塞3运动到上止点开始向下运行作功时，高压气通过工作压高压空气供气控制系统和七个混合气喷射器10向工作缸内喷入高压空气，利用高压空气推动活塞做功。

三、首先假设刚开始作功缸的活塞3在高压空气作功到对应还在作功缸的活塞3作功运行至下止点时，将刚开始作功缸的活塞面的位置叫点火点。

刚开始做功缸的活塞3从上止点由高压空气作功运行到点火点的行程设为h。它形成的圆柱形空间为燃烧室；

具体是当高压气储罐29内气压在正常范围内时，刚开始作功缸的活塞3从上止点至点火点前的提前角的行程用七个混合气喷射器10喷高压空气做功，活塞3到点火点提前角后七个混合气喷射器10喷入高压稀混合气同时高压作功，在活塞3距点火点很近时中间火花塞9附近的主混合气喷射器10喷入高压浓混合气，周边六个混合气喷射器10继续喷入高压稀混合气同时高压作功，活塞3运行至点火点（对应缸为下止点）时，电火塞9点火，点燃浓混合气雾，进而使整个作功缸混合气燃烧作功，在作功缸燃烧作功到混合气燃烧完成后（由计算机计算出），七个混合气喷射器对高温废气再喷入高压空气，充分利用混合气完全燃烧后的高温加热高压空气继而使其再膨胀作功。既可更加有效地利用能量又降低废气温度。活塞3作功运行到下止点后转而活塞向上运行排气，这时排气门26打开，使其成为排气工作缸，排气缸活塞3通过惯性和对应作功缸作功作用下，排出废气，完成整个工作循环。

2.1+2冲程发动机系统机械能输出时的内燃缸数设置数量n的计算

假设活塞在上止点至点火点的行程设为h，（此时缸内空间为燃烧室）

活塞在上止点至下止点整个行程设置为m，

那么: 内燃缸数n=m/h ,

无论总数为多少个缸，每两个内燃缸两两相关。

当要2.1+2冲程发动机带动发电机发电，系统整体是电能输出时，系统各内燃缸为水平放射状星型布置6个缸或者更多个缸，也必须每两个内燃缸两两相关，内燃系统运行策略同输出机械能而立式布置的内燃缸。

整个大电网的整体用电是有巨大波动的，而局部的每个用电单元用电量相对稳定，因此做到局部按是否用电的用电量需求精准发直流电并用动态开关电路按需调压，在局部供电线中设馈线由用电单元提出用电参数请求，可在局部做到供电与用电匹配，爱迪生当年是主张用直流电的，风水轮流转。

本发明内燃缸上部不设专门的燃烧室。h行程形成的内燃缸上部空间为燃烧室，发动机也不在上止点前设置点火提前角而是在作功过程中的点火点前设置；因为在h行程过程中只需考虑高压空气推动活塞，内燃缸整个作功行程过程中多次喷入高压气既作功又向缸内注入足量的空气充量并含有混合气，而非象传统内燃机将整个行程m空间内空气充量压缩为很小一点的燃烧室空间内，在作功冲程上部一次爆炸作功，空气充量少不可控而且作功过程粗暴不稳定，所以2.1+2冲程发动机不需要象传统内燃机考虑燃油抗爆性，发动机运行也更平稳，h行程中高压空气也可把火花塞附近废气吹净，燃料可使用无抗爆性汽油、天然气、煤气、煤制甲醇、沼气等等一切液态的、气态的燃料。

使用2.1+2冲程发动机系统在停车时，可利用地面电动压缩机，打开充气阀30向高压气储罐29充气，这时可充分利用风能、水能、太阳能等绿色可再生的廉价的地面固定能源为车辆加供空气压缩能。在行程途中，塑料空气压缩机34的曲轴36通过离合器与传动系统相连,根据整个系统空气压缩策略由计算机自动控制离合器的开合。在后桥差速器和刹车压缩机之间也由离合器和无级变速器连接。

2.1+2冲程发动机充分利用内燃机部分高效运转状态时（如非启动区间）或者是制动、怠速、减速等内燃机能量富余工况时，使塑料压缩机与动力系统相合，向高压空气储罐29充气，此时内燃机工作循环顺序及其轴的相位和顺序与压缩机轴的相位和顺序无直接关联，压缩机只在恰当时机从动力系统获取动能，因此该内燃发动机具有良好的起停性能和较强能量输出性能，可针对各种速度与荷载要求，由计算机实现发动机精准出力。当系统暂时停止输出动力时，可在系统内部只为压缩机出力并存储起来，不会空耗。此外。在车辆减速和制动时，可用刹车压缩机生成压缩空气，将制动能转换为空气压缩能储存于高压气储罐内，回收减速、制动时损失的能量。

由于2.1+2冲程发动机与同样功率的传统内燃机相比，减少了一半的金属材质气缸，但增加了塑料压缩机和碳纤维储气罐。由于空气压缩机与蓄气罐采用大量轻质材质材料制得，并且通过管道灵活布置，这使得2.1+2冲程发动机系统总重量减轻；但总体积增加（储气罐可灵活布置于座椅之下）。整个系统大量采用新型材料减少了金属材料使用，制造成本大为降低。

整个2.1+2冲程发动机系统是一个完整复杂的体系，其运行就象现代分工复杂又细化了的社会化大生产体系。它有空气压缩机、燃油泵这样的供应链上游厂商；还有刹车压缩机这样的废料再利用厂商；有高压气储罐、蓄压器及各管道这样的仓库、交通运输系统组成的，为原材料、“在生产的中间产品”和产成品提供仓库服务的仓储物流业；有高压混合气喷射器这样的精准营销商业；有滤清器、压力调节器、传感器、电磁控制阀、计算机等自动控制和管理系统组成的发达服务业；整个系统敏捷地按需求进行的动能总输出是有效的均衡营销商业。它是个完整的专业人或专业机构干专业事的系统，并且各部分选择恰当时机协同配合，充分利用内外资源，整体敏捷而及时的按需输出机械能或电能，整个系统需要有发达的计算机服务功能才能实现本发明。