具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外，使用“第一”、“第二”、“第三”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此也不能理解为对本发明保护范围的限制。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

如图2A至图2D，所示，在一实施例中，活塞式水汽动力系统1包括汽缸11、活塞12、进气口13、排气口14、进水口15。活塞12位于汽缸11内，可沿汽缸11的轴向在第一位置P1与第二位置P2之间往复移动，第一位置P1为活塞头部121与汽缸头部111最近的位置，第二位置P2为活塞头部121与汽缸头部111最远的位置，位于第一位置P1的活塞头部121与汽缸头部111限定汽化室16。空气从进气口14进入汽缸11后，进气口13以及排气口14关闭，空气在汽缸11内被向第一位置P1移动的活塞12压缩，形成压缩空气填充汽化室16，水31从进水口15通过喷嘴151喷射进入汽化室16，水在汽化室16内与压缩空气直接接触而剧烈气化，使得水的体积膨胀形成膨胀水汽32，膨胀水汽32推动活塞12朝远离第一位置P1的方向，即朝第二位置P2的方向移动做功，做功完毕后空气以及水汽从排气口14排出汽缸11。如此设置的有益效果在于，将水喷射进汽化室16内，与高温的压缩空气掺混，水吸收热量气化而膨胀做功，由于单位质量内水的体积是水蒸汽的1600倍左右，有限体积的汽化室16内，水的体积迅速膨胀，引起压力的激增，推动在汽缸11内可往复移动的活塞12从第一位置P1向第二位置P2移动做功。有水的汽化取代燃烧反应，可以达到无污染、零排放的效果，且做功后剩余的水汽以及空气可以循环利用；且水的安全性高于化石燃料，且成本低，避免了成本高、储存危险的缺点。在一实施例中，类似于传统的内燃机动力系统的结构，活塞式水汽动力系统1还可以包括动力组件，动力组件包括连杆件以及飞轮曲轴件，所述连杆件一端连接活塞12，另一端连接曲轴飞轮件，活塞12从第一位置P1朝第二位置P2移动转化为连杆件旋转运动，做功输出至曲轴飞轮组件。在一些实施例中，从进气口13进入汽缸11的空气可以是活塞式水汽动力系统1所处的大气环境下的空气，如此的有益效果在于，可以避免设置复杂的增压系统，简化了动力系统结构，也易于动力系统的维护。

参考图2C以及图4，在一个或多个实施例中，在一实施例中，喷嘴151喷射水的具体结构可以是，喷嘴151设置于进水口15，喷嘴151耦接有高压共轨件152，使得从进水口15喷射的水31至少有部分为高压水雾311，高压共轨件152可以是类似于现有技术中燃油喷射系统的高压共轨件，例如通过高压泵将水输送至公共供水管路内，通过公共供水管内的压力实现喷射的水31的压力的精确控制，但不以此为限。采用高压共轨件152的有益效果在于，持续对喷射的水31加压，提升了喷射入汽化室16的水31的雾化程度，使得其更为均匀地在汽化室16中与高温的压缩空气接触，实现水变水蒸气的变化。

参考图3以及图4，在一实施例中，活塞式水汽动力系统1的具体结构还可以包括储水件17，喷嘴151喷射的水31至少部分来自储水件17经第一管路171输送至喷嘴151。继续参考图3，在一实施中，活塞式水汽动力系统1的具体结构还可以包括循环组件18，循环组件18包括水气分离件181，空气以及水汽从排气口14排出后，至少有部分输出至循环组件18的水气分离件181进行水气分离，循环组件18还包括第二管路182以及第三管路183，第二管路182两端分别连接水气分离件181以及储水件17，使得水气分离得到的水至少有部分进入储水件17收集；第三管路183的两端分别连接水气分离件181以及进气口13，使得水气分离得到的空气至少有部分直接进入汽缸11。如此可以实现空气以及水的重复利用，也可以充分利用排出的空气的余热，提高压缩空气的温度。

继续参考图3，在一实施例中，活塞式水汽动力系统1还可以包括加热器19，加热器19可对汽化室16进行加热，加热器19可以是电加热器，但不以此为限。如此设置可以保证汽化室内具备更高的温度，从而保证喷入的水31被充分气化。

继续参考图3，在一实施例中，循环组件18还可以包括第四管路184，第四管路184的两端分别连接水气分离件181以及喷嘴151，使得水气分离得到的水至少有部分直接被喷射入汽化室16，如此可以充分利用排出的水的余热，提高水31在喷嘴151中被加压喷射的雾化效果。

可以理解到，上述的活塞式水汽动力系统1与图1A至图1D所示的内燃机动力系统10类似，均可以用于汽车，也可以用于小型飞机等等内燃机适用的交通工具，如此可以实现航空器零排放的目标，且节约了使用成本。

参考图5，适用于上述实施例介绍的活塞式水汽动力系统1的动力提供方法可以是：

步骤S1：进气口打开，排气口关闭，空气从所述进气口进入汽缸，所述活塞从所述第一位置移动至与所述汽缸的头部最远的一第二位置；

步骤S2：进气口关闭，排气口关闭，所述活塞从所述第二位置移动至所述第一位置，使得空气被压缩形成压缩空气；

步骤S3：进气口关闭，排气口关闭，将水喷射入所述汽化室，所述水在所述汽化室内与所述压缩空气直接接触而剧烈气化，所述水的体积膨胀形成膨胀水汽，所述膨胀水汽推动活塞朝远离所述第一位置的方向移动做功；

步骤S4：进气口关闭，排气口打开，活塞从所述第二位置向所述第一位置移动将空气以及水汽排出所述汽缸。

综上，采用以上实施例的活塞式水汽动力系统及提供动力方法的有益效果包括但不限于利用压缩空气的热能直接气化水，结合单位质量内水的体积是水蒸汽的1600倍左右的特性，将内燃机压缩过程产生的高温充分利用于汽化过程直接做功，不发生燃烧过程，避免燃烧过程中的排放问题，成本低、安全性好。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。