CN101506524A - 组合式风气发动机及机动车 - Google Patents

Abstract

一种组合式风气发动机包括独立的高压气体发动机(20)和风阻发动机(22)，高压气体发动机通过喷入高压气体而产生主动力，风阻发动机包括叶轮室(221)和叶轮(222)，叶轮室上有用于接收外部风阻气流的进风口(51)，通过接收外界的风阻气流驱动叶轮转动而产生辅助动力。一种机动车包括所述组合式风气发动机。该组合式风气发动机不但能够利用风阻，而且还节能和环保。

Description

组合式风气发动机及机动车

技术领域

[0001] 本发明涉及一种发动机， 可安装在陆地上有方向盘的大、 中、 小型客 货轿车、 铁路列车、 地铁列车、 船舶动力、 航空动力等所有有行驶速度的动力 机械上， 属于机械领域。

背景技术

[0002] 用燃料作为能源的发动机需要消耗大量的燃料， 且又排放大量的废 气、 热气， 污染环境。 为了节省燃料能源， 保护地球环境， 人类更渴望一种无 需燃料消耗， 杜绝废气、 热气排放、 无污染的发动机。

[0003] 中国专利 CN,Y，2242352公开了一种汽车用风力发电装置，包括风车，与 风车连接的传动机构,与传动机构连接的发电机，与发电机输出连接的蓄电池电 路。 汽车用风力发电装置装于汽车前部， 汽车行驶时， 风车转动， 使发电机发 电， 并将电能贮存在蓄电池内， 供发动机运转。

[0004] 中国专利 CN2073484U公开了一种风力发电交通运输工具， 包括交通 运输工具本体和风力发电装置， 交通运输工具本体包括车轮、 底盘、 车箱和蓄 电池， 风力发电装置包括风叶、 转轴和发电机， 发电机固定在车箱上， 风叶固 定在转轴上， 风叶通过转轴传动发电机， 发电机的输出接蓄电池。 工作时， 通 过风叶将风能转换成机械动能， 该机械动能经转轴驱动发电机发电， 发电机输 出的电能由蓄电池存储。

[0005] 无论 CN,Y，2242352还是 CN2073484U,它们共同的优点都是能将风能 转化为电能并存储在蓄电池中加以利用， 但也存在如下共同的不足： 1、 必须进

1 确认本 行能量转换， 即必须将风能转换成电能。 2、 只适用于以电力拖动的交通运输工 具而为了能将电能再次转换成机械能，复杂的机电能量转换系统和电路控制系 统是以电力拖动的交通运输工具所必须配备的。 3、 能量转换效率低： 储能时， 需要将风能转换成电能存储； 使用时， 再从存储的电能转换成机械能。 由于整 个过程需要进行两次能量转换， 能量转换的效率低。 4、 蓄电池容量有限， 且大 而笨重， 以蓄电池作为主要动力的交通运输工具， 其应用场合受到很大的限制。

[0006] 综上所述， 人们在利用风能时， 总是按照传统的思维方式， 先将风能 转换成电能并存储起来， 然后再根据需要， 采用现有成熟的机电能量转换和控 制技术利用存储的电能。

[0007] 为了能更直接地利用风能， 特别是为了能够将动力机械在行驶过程中 所遇到的风阻气流直接加以利用， 本发明的申请人提出了发明名称为 "风气发 动机即釆用风力气压取代燃料能源的发动机"、公开号为 CN1828046的中国专利 申请， 该发明公开了一种风气发动机及机动车， 包括至少一个叶轮室、 装设在 叶轮室内的叶轮和用于将高压气体喷入叶轮室的喷气系统， 该发明的主要特点 在于在叶轮室上设置了用于接收外部风阻气流的进风口和设置喷气系统。 使用 时， 该发明的风气发动机安装在能够行驶的动力机械上（特别是机动车）， 通过 设置接收外部风阻气流的进风口， 可以将动力机械在行驶过程中所遇到的风阻 一 气流直接加以利用， 变阻力为动力。 通过设置喷气系统， 采用高压气体作为主 动力， 无燃料消耗， 无废气、 热气排放、 无污染。

[0008] 虽然， 上述发明首创性地提出了直接利用风阻气流作为辅助动力以及 同时采用高压气体作为主动力的风气发动机及采用该风气发动机的机动车， 不 但不需要将风阻气流转换成电能， 因而没有复杂的机电能量转换系统和电路控 制系统， 大大简化了动力机械、 特别是机动车的结构， 而且为节约能源和寻找 环保型的燃油代用品提供了一个新的途径。 但是， 为了能够更好地利用风阻气 流和高压气体， 使主动力和辅助动力之间产生最佳的配合， 提高主动力的使用 效率， 仍有必要对该发明的风气发动机及釆用该风气发动机的机动车的结构作 进一步的完善和改进。 发明内容

[0009] 本发明的目的是提供一种既釆用高压气体作为主动力， 又直接采用动 力机械在行驶过程中所遇到的风阻气流作为辅助动力， 还可以使高压气体和风 阻气流能够更好地配合使用的组合式风气发动机及采用该组合式风气发动机的 机动车。

[00010] 进一步地， 本发明的另一目的是提供一种不但能够直接接收风阻气流 作为动力， 而且还能够将该动力转换为再生高压气体及时存储备用的组合式风 气发动机及采用该组合式风气发动机的机动车。

[00011] 进一步地， 本发明的又一目的是提供一种能够将机动车减速制动时的 惯性制动力及时回收转换为再生高压气体存储备用的组合式风气发动机及采用 该组合式风气发动机的机动车。

[00012] 实现上述目的的技术方案：

[00013] 一种组合式风气发动机， 包括至少一个第一高压气体发动机和至少一 个风阻发动机， 所述第一高压气体发动机包括至少一个第一叶轮室、 至少一个 第一叶轮和至少一个第一喷气嘴， 叶轮室上开设有喷气孔和排气孔， 所述第一 叶轮通过第一转轴装设在第一叶轮室内， 通过喷气孔向第一叶轮室内喷入高压 气体的第一喷气嘴安装在第一叶轮室的外壳上， 第一叶轮通过第一转轴输出主 动力， 所述主动力用于驱动安装有本发明组合式风气发动机的动力机械运行； 所述风阻发动机包括至少一个第二叶轮室和通过第二转轴装设在第二叶轮室内 的至少一个第二叶轮， 所述第二叶轮室的壳体上设置有用于接收外部风阻气流 的进风口和用于排出气体的排风口， 当安装有本发明组合式风气发动机的动力 机械具有一定的行驶速度时， 通过第二叶轮室上设置的进风口接收动力机械所 遇到的外部风阻气流， 进入第二叶轮室的风阻气流驱动第二叶轮旋转产生辅助 动力， 所述辅助动力经第二转轴输出。

[00014] 一种机动车， 包括车体、 变速箱、 驱动桥和车轮， 其特征在于： 还包 括风气发动机， 所述风气发动机包括至少一个第一高压气体发动机和至少一个 风阻发动机， 所述第一高压气体发动机包括至少一个第一叶轮室、 至少一个第 一叶轮和至少一个第一喷气嘴， 叶轮室上开设有喷气孔和排气孔， 所述第一叶 轮通过第一转轴装设在第一叶轮室内， 通过喷气孔向第一叶轮室内喷入高压气 体的第一喷气嘴安装在第一叶轮室的外壳上， 第一叶轮通过第一转轴输出主动 力， 所述风阻发动机包括至少一个第二叶轮室和通过第二转轴装设在第二叶轮 室内的至少一个第二叶轮， 所述第二叶轮室的壳体上设置有用于接收外部风阻 气流的进风口和用于排出气体的排风口， 进入第二叶轮室的风阻气流驱动第二 叶轮转动产生辅助动力， 第二叶轮通过第二转轴输出辅助动力， 所述第一转轴 和第二转轴输出的动力经传动机构传动变速箱， 变速箱的输出传动驱动桥， 由 驱动桥驱动支撑车体的车轮。

[00015] 进一步地， 所述风阻发动机内进一步设置有第二高压气体发动机， 第 二高压气体发动机包括至少一个第三叶轮室、 至少一个第三叶轮和至少一个第 二喷气嘴， 所述第三叶轮室与第二叶轮室相对独立， 所述第三叶轮通过延伸的 第二转轴装设在第三叶轮室内， 所述第二喷气嘴固定在第三叶轮室的外壳上， 所述第二喷气嘴用于向第三叶轮室内喷入高压气体驱动第三叶轮转动， 所述第 二叶轮和第三叶轮产生的动力都通过第二转轴输出。

进一步地， 包括第一单向离合器和动力输出轴， 所述风阻发动机的动力输 出经第一单向离合器传动动力输出轴。

进一步地， 包括第一供气系统、 第二供气系统、 第三供气系统和第四供气 系统：

所述第一供气系统包括第一高压储气罐、 第一阀门和第一分配器， 所述第 一高压储气罐的一路输出经第一阀门连接第一分配器， 第一分配器的多路输出 各自经输气管道对应连接安装在第一叶轮室上的第一喷气嘴。

所述第二供气系统包括第二阔门和第二分配器， 所述第一高压储气罐的另 一路输出经第二阀门连接第二分配器， 第二分配器的多路输出各自经输气管道 对应输入安装在第三叶轮室上的第二喷气嘴。

所述第三供气系统包括第二高压储气罐、第三阔门、 间断爆发的喷气机构、 第三喷气嘴和第四喷气嘴， 所述第二高压储气罐的输出经第三阔门连接喷气机 构， 由风阻发动机的动力输出经第二传动机构传动所述喷气机构， 所述第三喷 气嘴安装在第一叶轮室上， 所述第四喷气嘴安装在第三叶轮室上， 所述喷气机 构输出的多路间断爆发的高压气体各自经输气管道对应输入第三喷气嘴和第四 喷气嘴。

所述第四供气系统包括第三高压储气罐、 第一减压闽和第二减压阀， 第三 高压储气罐的输出经第一减压阀输入第一高压储气罐， 第三高压储气罐的输出 经第二减压阀输入第二高压储气罐。

进一步地， 包括第一高压气体再生系统、 第二高压气体再生系统和第三高 压气体再生系统：

第一高压气体再生系统包括第一空气压缩机和第一传动机构， 从变速箱输 出的经第一传动机构传动第一空气压缩机， 第一空气压缩机产生的压缩空气由 第三高压储气罐储存。

第二高压气体再生系统， 所述第二高压气体再生系统包括左右对称的减速 制动器和大负荷的空气压缩机， 所述减速制动器包括固定有内环齿的制动盘、 具有外环齿的传动器、 主动盘、 从动盘、 第一轴承、 第二轴承、 支撑座和离合 装置， 固定有内环齿的制动盘与车轮同轴固定， 驱动桥半轴上装设第一轴承， 第一轴承上固定支撑座， 支撑座上固定第二轴承， 传动器通过传动轴固定连接 主动盘， 传动轴支撑在第二轴承上， 传动器位于第二轴承的内侧，， 且使传动器 的外环齿与制动盘的内环齿齿合， 主动盘位于第二轴承的外侧， 使其当固定在 车轮上的制动盘转动时， 通过齿合驱动固定有主动盘的传动器自转， 从动盘由 、离合装置推动其前后移动， 从动盘固定在一转轴的端部， 通过转轴的另一端传 动大负荷的空气压缩机， 大负荷的空气压缩机产生的高压气体输入第三高压储 气罐储存。 ·

第三高压气体再生系统包括发电机、 蓄电池、 电动机和第三空气压缩机， 所述风阻发动机的动力输出经第三传动机构传动发电机， 发电机输出的电能由 蓄电池储存， 蓄电池的输出接电动机， 电动机的输出传动第三空气压缩机， 第 三空气压缩机产生的压缩空气由第三高压储气罐储存。

进一步地， 在第一叶轮室的内侧面上的喷气孔是迅速扩大的喷气槽。

[00016] 采用上述技术方案， 本发明有益的技术效果在于：

[00017] 1、 本发明的组合式风气发动机， 虽然结构简单， 但与现有传统意义 上的发动机有着本质的不同： 1 )、 所要解决的技术问题不同： 本发明所要解决 的技术问题是如何利用外界的风阻气流作为动力， 而现有发动机是以内部能源 作为动力， 并且主要是以燃料作为动力。 2)、 技术方案不同： 本发明风气发动 机上开设的进风口始终是对外界开放的， 用于源源不断地吸收外界的风阻气流 并直接驱动叶轮运转产生动力， 而现有的发动机上虽然也设置有开口， 但一般 都是作为燃料喷射孔或用于提供燃烧所需氧气的换气孔， 本领域的普通技术人 员能够理解， 本发明用于吸收风阻气流的进风口的尺寸要远远大于燃料喷射孔 或换气孔的尺寸， 本发明风气发动机上设置的进风口的功能和作用明显不同于 现有技术。 3)、 效果完全不同： 采用本发明的风气发动机， 以风阻气流作为动 力， 动力机械的运行速度越高， 对所遇到的强大的风阻气流的利用率也越大。 因此， 采用本发明作为辅助动力， 不但能够提高动力机械的运行速度， 并且在 高速运行时的能源消耗量并不会显著地增加。 另外， 采用高压气体作为动力， 而且加气方式简单、 能够迅速完成加气过程， 拆卸更换很容易。

[00018] 2、 本发明的组合式风气^动机， 分别设置独立结构的高压气体发动 机和风阻发动机， 其好处在于： 1 )可根据高压气体的流速高、 相对集中， 而风 阻气流的流速低、 相对分散的特点， 分别有针对性地进行相应的叶轮设计（如： 高压气体发动机的叶轮叶面设计得要小， 风阻发动机的叶轮叶面设计得要大）， 以提高能量转换效率。 2)可以根据需要， 灵活改变发动机的运行状态， 减少不 必要的负荷， 进一步节省能源消耗。 如： 当安装有本发明组合式风气发动机的 机动车处于起动阶段时， 由于机动车基本没有行驶速度或行驶速度比较低， 风 阻很小， 风阻发动机几乎没有作用， 可以只将高压气体发动机投入运行， 通过 单向离合器断开风阻发动机， 使其脱离运行状态， 不随高压气体发动机一起转 动， 从而减轻高压气体发动机的负荷。 而当机动车处于下坡状态时， 由于不需 要高压气体发动机提供动力， 可通过单向离合器断开高压气体发动机， 使其脱 离运行状态， 不随风阻发动机一起转动， 减少不必要的能量损耗， 将风阻发动 机所接收的风能最大限度地转换成压缩空气储存起来。

[00019] 3、 通过在风阻发动机内进一步设置第二高压气体发动机， 需要时， 可以同时使用第一高压气体发动机和第二高压气体发动机， 能够大大提高机动 车的加速性能和输出功率， 特别适合于大型货车、 赛车等使用。

[00020] 4、 设置第一高压空气压缩机、 第二高压空气压缩机和间断爆发的喷 气机构， 可以根据不同的功率要求， 配置两种不同压力的工作气体。 如， 可以 使第二高压空气压缩机的工作压力低于第一高压空气压缩机的工作压力， 当需 要长距离、 长时间低速行驶时， 通过间断爆发的喷气机构向高压气体发动机断 续供给少量的高压气体， 以较低的能耗保持动力机械的持续运行。 反之， 也可 以根据需要， 使第二高压空气压缩机的工作压力高于第一高压空气压縮机的工 作压力， 以提供强有力的间断爆发性能。

[00021] 5、设置发电机、蓄电池和电动机，一是可以提供必要的车内用电（如 照明和音响用电等）； 二是可以随时将蓄电池中储存的电能转换成高压气体， 为 机动车提供动力， 以备应急之用。

[00022] 6、 通过设置第三高压储气罐和减压阀， 当第一高压储气罐和第二高 压储气罐的工作压力低于设定值时， 通过减压阀自动补充工作气体， 保证风气 发动机稳定的工作性能。 [00023] 7、 通过设置减速制动器， 利用大负荷的空气压缩机， 及时地将制动 能量再生转换成压缩空气进行储存起来， 可以大大节省压缩空气的消耗量。 附图说明

图 1是一种采用组合式风气发动机的机动车的装配结构俯视图。

图 2是图 1中风阻发动机的右视图。

图 3是图 1的 A- A剖视图。

图 4是图 1中第一高压气体发动机的结构放大示意图。

图 5是图 1中第一高压气体发动机和风阻发动机之间传动关系的结构放大 示意图。

图 6是图 3中单向离合器的结构示意图。

图 7是图 6单向离合器的内轮处于锁止状态时的结构示意图。

图 8是图 1中喷气机构的内部结构示意图。

图 9是减速制动器的结构示意图。

图 10是图 9中制动盘与传动器的齿合结构示意图。

图 11是另一种组合式风气发动机的机动车结构示意图。

具体实施方式

[00024] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述：

[00025] 实施例 1、一种釆用组合式风气发动机的机动车， 如图 1所示， 包括：, 车体 31、 组合式风气发动机、 变速箱 15、 驱动桥 1、 驱动桥半轴 49和车轮 5。

[00026] 如图 1-图 8所示， 组合式风气发动机包括第一高压气体发动机 20、 风阻发动机 22、 小齿轮 53、 左动力输出轴 21、 右动力输出轴 29、 换向轮 26、 主动力输出轴 91、链轮 24、供气系统和高压气体再生系统。两个风阻发动机 22 呈左右对称结构。 其中：

[00027] 如图 1、 图 3、 图 4、 图 6和图 7所示， 在左右风阻发动机 22的外壳 上分别对称固定有三个结构相同的第一高压气体发动机 20， 以固定在左风阻发 动机 22上的第一高压气体发动机 20为例， 包括第一叶轮室 63、 第一叶轮 57、 单向离合器 55、第一喷气嘴 19a和第三喷气嘴 19b。 单向离合器 52的结构如图 6和图 7所示， 由外轮 65、 内轮 66、 楔块 67、 保持架 651及弹簧 69组成， 保 持架 651固定在外轮 65上， 保持架 651借助弹簧 69和支撑轴 68把楔块 67分 布置在圆形的内、 外轮 65之间。 当外轮 65不动时， 内轮 66可自由转动， 相互 之间没有传动关系（图 6)， 当外轮 65顺时针转动时， 在离心力的作用下， 楔块 67锁止在内轮 66上（图 7)， 使内轮 66跟随外轮 65—起转动。 当外轮 65停下 来时， 在弹簧 69的弹性回复力的作用下， 楔块 67松开与内轮 β6的锁止状态。 第一叶轮室 63的壳体周围交替开设有喷气孔 58和排气孔 61，在喷气孔 58内靠 近第一叶轮室 63的内侧面处形成迅速扩大的喷气槽 59，以便迅速扩大高压气体 在第一叶轮 57上的喷射面积， 第一喷气嘴 19a和第三喷气嘴 19b对应安装在喷 气孔 58上， 第一喷气嘴 19a和第三喷气嘴 1%通过各自的喷气孔 58向第一叶 轮室 63内喷入高压气体， 其中第一喷气嘴 19a用于向第一叶轮室 63内喷入连 续的高压气体，第三喷气嘴 19b用于向第一叶轮室 63内喷入断续爆发的高压气 体， 第一叶轮室 63内的第一叶轮 57固定在单向离合器 52的外轮 65上， 第一 转轴 201与单向离合器 52的内轮 66固定连接，第一转轴 201上固定小齿轮 53， 通过小齿轮 53将第一叶轮 57转动后产生的第一主动力传递给固定在左动力输 出轴 21上的大齿轮 54上。

[00028] 如图 1-3和图 5所示， 风阻发动机 22包括第二叶轮室 221、第二叶轮 222和第二高压气体发动机 223，第二高压气体发动机 223包括第三叶轮室 2231、 第三叶轮 2232、 第二喷气嘴 18a和第四喷气嘴 18b， 第三叶轮室 2231与第二叶 轮室 221相对独立， 并处于同一个风阻发动机 22的壳体内， 第二叶轮室 221上 设置有用于接收外部风阻气流的进风口 51和用于排出气体的排风口 103， 第三 叶轮室 2231上同样开设有与第一高压气体发动机 20的第一叶轮室 63上开设的 喷气孔 58和排气孔 61类似的的喷气孔和排气孔， 第二喷气嘴 18a和第四喷气 嘴 18b安装在第二高压气体发动机 223的外壳上， 第二喷气嘴 18a和第四喷气 嘴 18b通过各自的喷气孔向第三叶轮室 2231内喷入高压气体，其中第二喷气嘴 18a用于向第三叶轮室 2231内喷入连续的高压气体， 第四喷气嘴 18b用于向第 三叶轮室 2231内喷入断续爆发的高压气体。连为一体的第二叶轮 222和第三叶 轮 2232的一端通过转轴支撑在第二叶轮室 221的内壁上，另一端安装在单向离 合器 55的外轮 65上， 单向离合器 55的内轮 66固定在左动力输出轴 21上，单 向离合器 55与单向离合器 52的结构相同。 一个外口大、 内口小的喇叭型导风 筒 27的内口与风阻发动机 22的进风口 （51a、 51b) 固定连接， 喇叭型导风筒 27 的外口安装在车体 31 的车头前端风阻最大的位置处， 通过喇叭型导风筒 (27a, 27b) 向第二叶轮室 221 内导入所接收的外部风阻气流， 进入第二叶轮 室 221的风阻气流驱动第二叶轮 222转动产生辅助动力。 第二叶轮 222产生的 辅助动力和第三叶轮 2232产生的第二主动力通过单向离合器 55输出给左动力 输出轴 21。在启动阶段， 由于风阻发动机 22没有动力输出时， 即使第一高压气 体发动机 20驱动左动力输出轴 21转动， 由于单向离合器 55的单向传动作用， 风阻发动机 22也不会跟随左动力输出轴 21转动， 从而减轻第一高压气体发动 机 20的启动负荷。

[00029] 为了借助链条 24从左右动力输出轴 （21、 29 )上输出动力， 在右动 力输出轴 29上的大齿轮 54旁边设置换向轮 26，大齿轮 54将动力输出传动给换 向轮 26， 传动变速箱 15的主动力轴 91上固定有齿轮 25， 借助链条 24传动大 齿轮 54、 换向轮 26和齿轮 25， 将左右动力输出轴 （21、 29)上输出的动力传 递到主动力轴 91上，再经变速箱 15变速后输出传动驱动桥 1，驱动桥 1连接驱 动桥半轴 49， 由驱动桥半轴 49驱动支撑车体 31的车轮 5转动。

[00030] 结合图 1和图 3， 供气系统包括第一供气系统、 第二供气系统、 第三 供气系统和第四供气系统。 其中：

[00031] 第一供气系统包括第一高压储气罐 9a、第一阀门 42和第一分配器 40， 第一高压储气罐 9a的一路输出经第一阔门 42连接第一分配器 40， 第一分配器 40的多路输出各自对应连接安装在第一高压气体发动机 20外壳上的第一喷气 嘴 19a， 为第一叶轮室 63提供连续的高压气体。

[00032] 第二供气系统包括第一高压储气罐 9a、第二阔门 45和第二分配器 44， 第一高压储气罐 9a的另一路输出经第二阀门 45连接第二分配器 44， 第二分配 器 44的多路输出各自对应连接安装在第二高压气体发动机 223外壳上的第二喷 气嘴 18a， 第二喷气嘴 18a为第三叶轮室 2231提供连续的高压气体。

[00033] 第三供气系统包括第二高压储气罐 9b、 第三阀门 12、 间断爆发的喷 气机构 13、第三喷气嘴 19b和第四喷气嘴 18b。喷气机构 13的作用是将连续输 入的气体转换成多路间断输出的气体， 图 8所示是喷气机构 13的内部结构图， 包括多个分配控制器 131和凸轮轴 74， 每一分配控制器 131包括气门 72、顶杆 93、 气门口 92和弹性回复装置 94， 顶杆 93的前端固定气门 72， 顶杆 93的后 部通过一密封套 95伸入一润滑油室 75，顶杆 93的后部与弹性回复装置 94套装 并固定连接， 顶杆 93的后端开设有腔室 930.及油道 70， 凸轮轴 74上以一定间 隔设置有用于传动各顶杆 93的一组凸轮 73通过油道 70向腔室 930内输入润滑 油， 腔室 930内装设滚珠 71，滚珠 71在润滑油的作用下， 可大大减少与设置在 凸轮轴 74上的凸轮 73及腔室 930之间的磨擦阻力。当装设在顶杆 93后端的滚 珠 71受到凸轮 73抵顶时， 顶杆 93及气门 72向上移动， 开启气门口 92， 当滚 珠 71不受到凸轮 73抵顶时， 顶杆 93及气门 72在弹性回复力的作用下回到自 然状态， 气门 72关闭气门口 92。 工作时， 左动力输出轴 21上的动力输出经锥 形齿轮 90、 第二传动轴 96、 锥形齿轮 14传动凸轮轴 74转动， 通过凸轮轴 74 上设置的各个凸轮 73断续抵顶位于顶杆 93后端的滚珠 71，从而周期性地打开、 关闭气门口 92， 当第三阔门 12打开时， 通过喷气机构 13产生间断爆发喷射的 高压气体。 第二高压储气罐 9b的输出经第三阀门 12连接喷气机构 13， 第三喷 气嘴 19b安装在第一叶轮室 63的外壳上， 第四喷气嘴 18b安装在第三叶轮室 2231的外壳上，喷气机构 13输出的多路间断爆发的高压气体经第三喷气嘴 19b 喷入第一高压气体发动机 20，经第四喷气嘴 18b喷入第二高压气体发动机 223， 产生动力输出。 当需要长距离、 长时间低速行驶时， 只需通过间断爆发的喷气 机构 13向第一高压气体发动机 20和第二高压气体发动机 223断续供给少量的 高压气体， 以较低的能耗保持动力机械的持续运行。

[00034] 为了方便地对三个阀门进行控制， 图 1中设置有阀门踏板 35， 通过踏 板 35触动相应的行程开关 351分别控制阀门 (42、 44、 12), 从而控制第一至第 三供气系统。

[00035] 需要说明的是，通过单独设置不同的第一高压储气罐 9a和第二高压储 气罐 9b，可以根据需要提供两种不同的工作压力，改善机动车的启动加速性能。 如： 通过提高第二高压储气罐 9b的工作压力， 可增强发动机的瞬间爆发能力。

[00036] 考虑到第一高压储气罐 9a和第二高压储气罐％在工作过程中会不断 地消耗高压气体， 其工作压力会逐渐下降， 将直接影响风气发动机的工作性能。 为此， 本发明提供第四供气系统， 通过第四供气系统为第一高压储气罐 9a和第 二高压储气罐 9b提供恒定的工作压力， 保证风气发动机稳定的工作性能。

[00037] 第四供气系统包括第三高压储气罐 50、 第一减压阀 2b和第二减压阀 2a,储存在第三高压储气罐 50中的高压气体的压力远高于储存在第一高压储气 罐 9a和第二高压储气罐％中工作气体的压力， 第三高压储气罐 50的输出经第 一减压阀 2b输入第一高压储气罐 9a， 第三高压储气罐 50的输出经第二减压阀 2a输入第二高压储气罐 9b。通过设置第三高压储气罐 50和减压阀 (2a、 2b), 当 第一高压储气罐 9a和第二高压储气罐 9b的工作压力低于设定值时， 通过减压 阀 (2a、 2b)自动补充工作气体， 保证风气发动机稳定的工作性能。

[00038] 如图 1所示， 高压气体再生系统包括第一高压气体再生系统、第二高 压气体再生系统、 第三高压气体再生系统和第四高压气体再生系统。

[00039] 第一高压气体再生系统包括第一空气压縮机 41和第一传动机构 96， 从变速箱 15输出的动力经第一传动机构 96传动第一空气压缩机 41， 第一空气 压缩机 41产生的压缩空气由第三高压储气罐 50储存。

[00040] 如图 1、 图 9和图 10所示， 第二高压气体再生系统包括左右对称的 减速制动器和大负荷的空气压縮机 (4a、 4b)， 减速制动器的作用是将机动车向 前行驶的惯性动能转换成旋转运动的动能， 以便能够利用旋转运动的动能驱动 大负荷的空气压缩机作功， 将制动能量转换成压缩空气的形式进行储能。 下面 以车轮 5左侧的第二高压气体再生系统为例加以说明： 减速制动器 6包括固定 有内环齿 104的制动盘 83、具有外环齿 97的传动器 87、主动盘 79、从动盘 80、 第一轴承 88、 第二轴承 89、 支撑座 86和离合装置， 固定有内环齿 104的制动 盘 83与车轮 5同轴固定，驱动桥半轴 49上装设第一轴承 88，第一轴承 88上固 定支撑座 86， 支撑座 86上固定第二轴承 89， 具有外环齿 97的传动器 87通过 传动轴 79a固定连接主动盘 79，传动轴 79a支撑在第二轴承 89上，具有外环齿 97的传动器 87位于第二轴承 89的内侧， 且使传动器 87的外环齿 97与制动盘 83的内环齿 104齿合， 主动盘 79位于第二轴承 89的外侧， 使其当固定在车轮 5上的制动盘 83转动时， 通过齿合驱动传动器 87自转， 同时使主动盘 79与传 动器 87同轴转动，与主动盘 79对应设置的从动盘 80由离合装置推动其前后移 动。 离合装置包括踏板 78、 液压总泵 82和液压分泵 81， 通过踏板 78控制液压 总泵 82， 液压总泵 82的输出控制液压分泵 81， 由液压分泵 8推动从动盘 80前 后移动。从动盘 80固定在转轴 6的端部， 通过转轴 6的另一端传动大负荷的空 气压缩机 4a， 大负荷的空气压缩机 4a产生的高压气体输入第三高压储气罐 50 储存。

[00041] 踏板 78的行程分减速制动增压行程 77和减速制动刹车行程 76， 当 需要减速时， 踏下踏板 78至减速制动增压行程 77位置时， 通过踏板 78传动液 压总泵 82， 液压总泵 82传动液压分泵 81， 液压分泵 81推动从动盘 80与主动 盘 79结合， 使得当主动盘 79转动时， 驱动从动盘 80转动， 从动盘 80再传动 大负荷的空气压缩机 4a作功，从而将制动时的惯性能量再生转换成高压气体并 补充给储气罐 50储存。 当需要刹车时， 踏下踏板 78至减速制动刹车行程 76位 置，通过踏板 78传动液压总泵 82，液压总泵 82同时作用于液压分泵 81和液压 分泵 85，一方面通过第二高压气体再生系统继续进行减速制动增压，另一方面， 同时通过液压分泵 85推动刹车片 84迅速进行刹车。

[00042] 第三高压气体再生系统包括左右发电机 （23a、 23b), 蓄电池 10、 电 动机 7和第三空气压缩机 8， 左右风阻发动机的动力输出经传动带 （28a、 28b) 传动发电机 （23a、 23b), 发电机（23a、 23b)输出的电能由蓄电池 10储存， 蓄电池 10的输出接电动机 7， 电动机 7的输出传动第三空气压缩机 8， 第三空 气压縮机 8产生的压缩空气由第三高压储气罐 50储存。

[00043] 第四高压气体再生系统包括第四空气压缩机 39和第四传动机构， 第 四传动机构包括锥形齿轮 99、 传动轴 100、 锥形齿轮 101、 传动轴 101， 右动力 输出轴 29上的动力输出经锥形齿轮 99、传动轴 100、锥形齿轮 101、传动轴 101 传动第四空气压缩机 39，第四空气压缩机 39产生的压縮空气由第一高压储气罐 9a储存。

需要说明的是， 本领域的普通技术人员能够理解， 任意一个高压气体再生 系统所再生的高压气体可以储存到任意一个储气罐中。 但是， 考虑到尽量使第 一高压储气罐 9a和第二高压储气罐 9b内的高压气体保持相对稳定的工作压力， 不因再生高压气体的输入而改变其工作压力， 从而影响发动机的工作性能， 优 选将再生的高压气体输入第三高压储气罐 50储存。

为了能更好地理解本发明， 下面分别简述机动车在启动、 行驶和制动时的 工作过程：

启动时， 踏下阀门踏板 35至第一阔门 42的行程处， 开启第一阀门 42， 通 过第一供气系统向各个第一高压气体发动机 20喷入连续的高压气体， 由第一高 压气体发动机 20提供动力， 该动力依次经单向离合器 52、 小齿轮 53、 大齿轮 54、 左右动力输出轴 （21、 29)、 链条 24、 齿轮 25、 主动力轴 91、 变速箱 15 提供给驱动桥 1， 然后再经驱动桥半轴 49驱动车轮 5行驶。 在此过程中， 由于 风阻很小， 风阻发动机 22没有动力输出， 并由于单向离合器 55的单向传动作 用， 风阻发动机 22不会跟随左动力输出轴 21转动。 若启动时动力不足， 可再 开启第二阔门 45，通过第二供气系统启动风阻发动机 22内的第二高压气体发动 机 223， 由第一高压气体发动机 20和第二高压气体发动机 223共同提供动力， 加速机动车的启动性能。

当机动车具有一定的行驶速度时，通过风阻气流进风口 51接收机动车在行 驶过程中所遇到的外界风阻气流， 由风阻气流驱动第二叶轮 222转动， 产生辅 助动力， 此时， 由高压气体发动机 20和风阻发动机 22共同为机动车提供动力。

当不需要向机动车提供动力时， 如： 机动车在下坡或处于滑行状态时， 可 以启动第一高压气体再生系统、 第二高压气体再生系统以及第三高压气体再生 系统，将多余的风阻气流及时回收转换成再生高压气体并输入储气罐储存备用。

当机动车需要减速制动时， 启动第二高压气体再生系统， 通过减速制动器， 将机动车向前行驶的惯性动能转换成旋转运动的动能， 然后利用该旋转运动的 动能驱动大负荷的空气压缩机 (4a、 4b)作功， 从而巧妙地将制动能量转换成压缩 空气的形式进行储能。 此方案可以大大节省压缩空气的消耗量。 特别是在城市 中交通状况拥挤， 需要频繁减速制动的场合， 更是如此。

[00044] 实施例 2、 另一种组合式风气发动机的机动车， 如图 11所示， 本实施 例与实施例 1的不同之处在于：本实施例中的高压气体发动机 20和风阻发动机 22为卧式安装， 而实施例 1中的高压气体发动机 20和风阻发动机 22为竖立式 安装。 即， 在本实施例中， 高压气体发动机 20和风阻发动机 22的转轴是水平 的， 在实施例 1中， 高压气体发动机 20和风阻发动机 22的转轴是垂直的。 因 此， 在本实施例中， 左动力输出轴 21和右动力输出轴 29是连为一体的共轴传 动， 不需要换向轮和链条传动。 另外， 由于左右风阻发动机 22上开设的风阻气 流进风口 （51a、 51b) 之间间隔较大， 喇叭型导风筒的形状有所不同， 需要设 置两个分列的喇叭型导风筒（27a、 27b), 而在实施例 1中， 由于进风口 （51a、 51b)之间相互靠近， 喇叭型导风筒 （27a、 27b) 是连为一体的。 除此之外， 其 它结构同实施例 1。 '

Claims (1)

1. 权 利 要 求 书

   1、 一种组合式风气发动机， 其特征在于： 包括至少一个第一高压气体发 动机和至少一个风阻发动机， 所述第一高压气体发动机包括至少一个第一叶轮 室、 至少一个第一叶轮和至少一个第一喷气嘴， 叶轮室上开设有喷气孔和排气 孔， 所述第一叶轮通过第一转轴装设在第一叶轮室内， 通过喷气孔向第一叶轮 室内喷入高压气体的第一喷气嘴安装在第一叶轮室的外壳上， 第一叶轮通过第 一转轴输出主动力， 所述风阻发动机包括至少一个第二叶轮室和通过第二转轴 装设在第二叶轮室内的至少一个第二叶轮， 所述第二叶轮室的壳体上设置有用 于接收外部风阻气流的进风口和用于排出气体的排风口， 进入第二叶轮室的风 阻气流驱动第二叶轮转动产生辅助动力，第二叶轮通过第二转轴输出辅助动力。

   2、 根据权利要求 1所述的组合式风气发动机， 其特征在于： 所述风阻发 动机内进一步设置有第二高压气体发动机， 第二高压气体发动机包括至少一个 第三叶轮室、 至少一个第三叶轮和至少一个第二喷气嘴， 所述第三叶轮室与第 二叶轮室相对独立， 所述第三叶轮通过延伸的第二转轴装设在第三叶轮室内， 所述第二喷气嘴固定在第三叶轮室的外壳上， 所述第二喷气嘴用于向第三叶轮 室内喷入高压气体驱动第三叶轮转动， 所述第二叶轮和第三叶轮产生的动力都 通过第二转轴输出。

   3、 根据权利要求 2所述的组合式风气发动机， 其特征在于： 包括第一单 向离合器和动力输出轴， 所述风阻发动机的动力输出经第一单向离合器传动动 力输出轴， 使其当风阻发动机没有动力输出时， 风阻发动机的叶轮不随动力输 出轴转动。

   4、 根据权利要求 3所述的组合式风气发动机， 其特征在于： 包括第二单 向离合器， 所述第一高压气体发动机的动力输出传动第二单向离合器， 第二单 向离合器的输出经一传动机构传动所述动力输出轴， 使其当第一高压气体发动 机没有动力输出时， 第一高压气体发动机的叶轮不随动力输出轴转动。

   5、 根据权利要求 1所述的组合式风气发动机， 其特征在于： 还包括第一 供气系统， 所述第一供气系统包括第一高压储气罐、 第一阀门和第一分配器， 所述第一高压储气罐的输出经第一阀门连接第一分配器， 第一分配器的多路输 出各自经输气管道对应连接安装在第一叶轮室上的第一喷气嘴。

   6、 根据权利要求 5所述的组合式风气发动机， 其特征在于： 包括第四供 气系统， 所述第四供气系统包括第三高压储气罐和第一减压阀， 第三高压储气 罐的输出经第一减压阔输入第一高压储气罐。

   7、 根据权利要求 6所述的组合式风气发动机， 其特征在于： 包括第一高 压气体再生系统， 所述第一高压气体再生系统包括第一空气压缩机和第一传动 机构， 所述风阻发动机的动力输出经第一传动机构传动第一空气压缩机， 第一 空气压缩机产生的压缩空气由第三高压储气罐储存。

   8、 根据权利要求 1所述的组合式风气发动机， 其特征在于： 在第一叶轮 室的内侧面上的喷气孔是迅速扩大的喷气槽。

   9、 根据权利要求 2所述的组合式风气发动机， 其特征在于： 包括第一供 气系统和第二供气系统， 所述第一供气系统包括第一高压储气罐、 第一阀门和 第一分配器， 所述第一高压储气罐的一路输出经第一阀门连接第一分配器， 第 一分配器的多路输出各自经输气管道对应连接安装在第一叶轮室上的第一喷气 嘴， 所述第二供气系统包括第二阀门和第二分配器， 所述第一高压储气罐的另 一路输出经第二阔门连接第二分配器， 第二分配器的多路输出各自经输气管道 对应输入安装在第三叶轮室上的第二喷气嘴。

   10、 根据权利要求 8所述的组合式风气发动机， 其特征在于： 包括第三供 气系统， 所述第三供气系统包括第二高压储气罐、 第三阔门、 间断爆发的喷气 机构、 第三喷气嘴和第四喷气嘴， 所述第二高压储气罐的输出经第三阀门连接 喷气机构， 由风阻发动机的动力输出经第二传动机构传动所述喷气机构， 所述 第三喷气嘴安装在第一叶轮室的外壳上， 所述第四喷气嘴安装在第三叶轮室的 外壳上， 所述喷气机构输出的多路间断爆发的高压气体各自经输气管道对应输 入第三喷气嘴和第四喷气嘴。 '

   11、 根据权利要求 9所述的组合式风气发动机， 其特征在于： 包括第四供 气系统， 所述第四供气系统包括第三高压储气罐、 第一减压阔和第二减压阔， 第三高压储气罐的输出经第一减压阀输入第一高压储气罐， 第三高压储气罐的 输出经第二减压阀输入第二高压储气罐。

   12、 根据权利要求 10所述的组合式风气发动机， 其特征在于： 包括第一 高压气体再生系统， 所述第一高压气体再生系统包括第一空气压缩机和第一传 动机构， 所述风阻发动机的动力输出经第一传动机构传动第一空气压缩机， 第 一空气压缩机产生的压缩空气由第三高压储气罐储存。

   13、 根据权利要求 10所述的组合式风气发动机， 其特征在于： 包括第三 高压气体再生系统， 所述第三高压气体再生系统包括发电机、 蓄电池、 电动机 和第三空气压缩机， 所述风阻发动机的动力输出经第三传动机构传动发电机， 发电机输出的电能由蓄电池储存， 蓄电池的输出接电动机， 电动机的输出传动 第三空气压缩机， 第三空气压缩机产生的压缩空气由第三高压储气罐储存。

   14、 一种机动车， 包括车体、变速箱、 驱动桥和车轮， 其特征在于： 还包 括风气发动机， 所述风气发动机包括至少一个第一高压气体发动机和至少一个 风阻发动机， 所述第一高压气体发动机包括至少一个第一叶轮室、 至少一个第 一叶轮和至少一个第一喷气嘴， 叶轮室上开设有喷气孔和排气孔， 所述第一叶 轮通过第一转轴装设在第一叶轮室内， 通过喷气孔向第一叶轮室内喷入高压气 体的第一喷气嘴安装在第一叶轮室的外壳上， 第一叶轮通过第一转轴输出主动 力， 所述风阻发动机包括至少一个第二叶轮室和通过第二转轴装设在第二叶轮 室内的至少一个第二叶轮， 所述第二叶轮室的壳体上设置有用于接收外部风阻 气流的进风口和用于排出气体的排风口， 进入第二叶轮室的风阻气流驱动第二 叶轮转动产生辅助动力， 第二叶轮通过第二转轴输出辅助动力， 所述第一转轴 和第二转轴输出的动力经传动机构传动变速箱， 变速箱的输出传动驱动桥， 由 驱动桥驱动支撑车体的车轮。 '

   15、 根据权利要求 14所述的机动车， 其特征在于： 所述风阻发动机内进 一步设置有第二高压气体发动机， 第二高压气体发动机包括至少一个第三叶轮 室、 至少一个第三叶轮和至少一个第二喷气嘴， 所述第三叶轮室与第二叶轮室 相对独立， 所述第三叶轮通过延伸的第二转轴装设在第三叶轮室内， 所述第二 喷气嘴固定在第三叶轮室的外壳上， 所述第二喷气嘴用于向第三叶轮室内喷入 高压气体驱动第三叶轮转动， 所述第二叶轮和第三叶轮产生的动力都通过第二 转轴输出。

   16、 根据权利要求 15所述的机动车， 其特征在于： 包括第一单向离合器 和动力输出轴，所述风阻发动机的动力输出经第一单向离合器传动动力输出轴。

   17、 根据权利要求 14所述的机动车， 其特征在于： 还包括第一供气系统， 所述第一供气系统包括第一高压储气罐、 第一阔门和第一分配器， 所述第一高 压储气罐的输出经第一阀门连接第一分配器， 第一分配器的多路输出各自经输 气管道对应连接安装在第一叶轮室上的第一喷气嘴。

   18、 根据权利要求 17所述的机动车， 其特征在于： 包括第四供气系统， 所述第四供气系统包括第三高压储气罐和第一减压阀， 第三高压储气罐的输出 经第一减压阀输入第一高压储气罐。

   19、 根据权利要求 18所述的机动车， 其特征在于： 包括第一高压气体再 生系统， 所述第一高压气体再生系统包括第一空气压缩机和第一传动机构， 所 述从变速箱输出的动力经第一传动机构传动第一空气压缩机， 第一空气压缩机 产生的压缩空气由第三高压储气罐储存。

   20、 根据权利要求 18所述的机动车， 其特征在于： 包括第二高压气体再 生系统， 所述第二高压气体再生系统包括左右对称的减速制动器和大负荷的空 气压缩机， 所述减速制动器包括固定有内环齿的制动盘、具有外环齿的传动器、 主动盘、 从动盘、 第一轴承、 第二轴承、 支撑座和离合装置， 固定有内环齿的 制动盘与车轮同轴固定， 驱动桥半轴上装设第一轴承， 第一轴承上固定支撑座， 支撑座上固定第二轴承， 传动器通过传动轴固定连接主动盘， 传动轴支撑在第 二轴承上， 传动器位于第二轴承的内侧， 且使传动器的外环齿与制动盘的内环 齿齿合， 主动盘位于第二轴承的外侧， 使其当固定在车轮上的制动盘转动时， 通过齿合驱动固定有主动盘的传动器自转，从动盘由离合装置推动其前后移动， 从动盘固定在一转轴的端部，通过所述转轴的另一端传动大负荷的空气压缩机， 大负荷的空气压缩机产生的高压气体输入第三高压储气罐储存。

   21、 根据权利要求 15所述的机动车， 其特征在于： 包括第一供气系统、 第二供气系统和第三供气系统； 所述第一供气系统包括第一高压储气罐、 第 阀门和第一分配器， 所述第一高压储气罐的一路输出经第一阀门连接第一分配 器， 第一分配器的多路输出各自经输气管道对应连接安装在第一叶轮室上的第 一喷气嘴； 所述第二供气系统包括第二阀门和第二分配器， 所述第一高压储气 罐的另一路输出经第二阔门连接第二分配器， 第二分配器的多路输出各自经输 气管道对应输入安装在第三叶轮室上的第二喷气嘴； 所述第三供气系统包括第 二高压储气罐、 第三阀门、 间断爆发的喷气机构、 第三喷气嘴和第四喷气嘴， 所述第二高压储气罐的输出经第三阀门连接喷气机构， 由风阻发动机的动力输 出经第二传动机构传动所述喷气机构， 所述第三喷气嘴安装在第一叶轮室上， 所述第四喷气嘴安装在第三叶轮室上， 所述喷气机构输出的多路间断爆发的高 压气体各自经输气管道对应输入第三喷气嘴和第四喷气嘴。

   22、 根据权利要求 21所述的机动车， 其特征在于： 包括第四供气系统， 所述第四供气系统包括第三高压储气罐、 第一减压阀和第二减压阔， 第三高压 储气罐的输出经第一减压阀输入第一高压储气罐， 第三高压储气罐的输出经第 二减压阀输入第二高压储气罐。

   23、 根据权利要求 22所述的机动车， 其特征在于： 包括第一高压气体再 生系统， 所述第一高压气体再生系统包括第一空气压缩机和第一传动机构， 从 变速箱输出的经第一传动机构传动第一空气压缩机， 第一空气压缩机产生的压 缩空气由第三高压储气罐储存。

   24、 根据权利要求 22所述的机动车， 其特征在于： 包括第二高压气体再 生系统， 所述第二高压气体再生系统包括左右对称的减速制动器和大负荷的空 气压缩机， 所述减速制动器包括固定有内环齿的制动盘、具有外环齿的传动器、 主动盘、 从动盘、 第一轴承、 第二轴承、 支撑座和离合装置， 固定有内环齿的 制动盘与车轮同轴固定， 驱动桥半轴上装设第一轴承， 第一轴承上固定支撑座， 支撑座上固定第二轴承， 传动器通过传动轴固定连接主动盘， 传动轴支撑在第 二轴承上， 传动器位于第二轴承的内侧， 且使传动器的外环齿与制动盘的内环 齿齿合， 主动盘位于第二轴承的外侧， 使其当固定在车轮上的制动盘转动时， 通过齿合驱动固定有主动盘的传动器自转，从动盘由离合装置推动其前后移动， 从动盘固定在一转轴的端部，通过所述转轴的另一端传动大负荷的空气压缩机， 大负荷的空气压缩机产生的高压气体输入第三高压储气罐储存。

   25、 根据权利要求 23所述的机动车， 其特征在于： 包括第三高压气体再 生系统， 所述第三高压气体再生系统包括发电机、 蓄电池、 电动机和第三空气 压缩机， 所述风阻发动机的动力输出经第三传动机构传动发电机， 发电机输出 的电能由蓄电池储存， 蓄电池的输出接电动机， 电动机的输出传动第三空气压 缩机， 第三空气压缩机产生的压缩空气由第三高压储气罐储存。

   26、 根据权利要求 14所述的组合式风气发动机， 其特征在于： 在第一叶 轮室的内侧面上的喷气孔是迅速扩大的喷气槽。

   27、 根据权利要求 14所述的组合式风气发动机， 其特征在于： 还包括外 口大、 内口小的喇叭型导风筒， 所述喇叭型导风筒的内口与所述风阻发动机的 进风口固定连接， 通过所述喇叭型导风筒向第二叶轮室内导入接收的外部风阻 气流， 所述风阻发动机为两个， 呈左右对称结构， 在各风阻发动机的外壳上固 定至少一个所述第一高压气体发动机。 ，