CN101949303A - 摆动活塞气体发动机 - Google Patents

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Abstract

摆动活塞气体发动机是利用高压气体作为能源工作的气体发动机，每一摆动活塞形成二个工作气缸，是众多气动机中功效最好的一种。以液化氮气来驱动汽车，结构简单、造价低廉，此种清洁能源不污染环境，特别适合于小型轻载的汽车，前景十分看好。

Description

摆动活塞气体发动机 
技术领域摆动活塞气体发动机，根据国际专利分类表属于F01C9/00，F02B53/00，F02B53/04。 
背景技术本发明是下述专利的后继发明，这些专利是： 
1、一种以最佳尺寸比例设计的摆动活塞机械。专利号ZL200710085400.7 
2、单一或多个摆动活塞串联为二缸或多缸四冲程内燃发动机。专利号ZL200610135808.6 
3、大排量高压摆动活塞压缩机排气门结构。专利号ZL200610146098.7 
4、摆动活塞机械活塞径向密封件端面密封件全封闭环行交接。专利号ZL200710108019.8 
5、摆动活塞压缩机端面密封装置。专利号ZL200610082248.2 
发明内容摆动活塞气体发动机是利用高压气体作为能源的发动机，是摆动活塞家族中新的成员，不同于利用气口换气的二冲程摆动活塞发动机。也不同于利用气门进排气四个冲程完成一个工作循环的四冲程摆动活塞发动机。新发动机既采用气门进排气，又是二个冲程完成一个工作循环的摆动活塞发动机，工质是纯气体，工作过程中一个冲程是高压气体等压进气且推动摆动活塞(1)、连杆(2)、曲轴(5)对外作功；随之高压气体膨胀继续对摆动活塞作功，直至摆动活塞到达下止点；另一个冲程是工作过的气体排至缸外。此高压气体来源于高压气瓶，或液化气(主要是液化氮气)气化而成的高压气体，由贮气瓶、进气门(10)分别通入摆动活塞气体发动机两缸的上止点推动摆动活塞由上而下的对外作功。当活塞下半行程由下而上运动时排气门(8)打开，工作过的气体排至缸外。 
进排气门的开闭由凸轮轴上的凸轮(9)来控制，凸轮轴和曲轴同步旋转，之间用相同齿数的齿轮来带动，中间可加相同模数的过桥齿轮数个用作中间传递。摆动活塞气体发动机的排气门(8)结构同于常规内燃机的排气门结构。摆动活塞气体发动的进气门(10)采用专利号ZL200610146098.7，大排量高压摆动活塞压缩机排气门结构，作为进气门结构。可保证进气门长期在高压气体下的密封，且能迅速的开闭。 
如图每一摆动活塞形成二个工作气缸(A)、(B)曲轴每旋转一周两缸各对外作功一次。一缸对外作功，另一缸对外排气。一缸所作的功，少部用于另一缸的排气，大部作用于连杆(2)、曲轴(5)对外输出。 
摆动活塞的往复摆动又起到飞轮般贮能器的作用，每当摆动活塞摆至一缸上止点时，摆动活塞的惯性力平衡高压气体的作用力，当摆动活塞摆至一半冲程时，位能转换为动能，这使连杆轴承、曲轴轴承所受最大作用力大大降低，曲轴输出力矩均匀，减少机件的摩擦，提高机械效率，工作中的噪声也得到了降低。所以摆动活塞气体发动机，是各类气体发动机中最高效，最节能的的发动机。 
附图说明
附图说明  附图为摆动活塞气体发动机横剖面图。 
一个摆动活塞(1)和中间缸体(6)、中间缸盖(11)形成二个工作气缸(A)和(B)。曲轴每旋转一周，每缸完成一个工作循环(作功和排气)。主要部件：1-摆动活塞，2-连杆，3-连杆小头，4-连杆大头，5-曲轴，6-中间缸体，7-机座，8-排气门，9-凸轮，10-进气门，11-中间缸盖，12-摆动活塞密封件，13-中间缸体一侧减重空腔，14-中间缸盖减重空腔，15-中间缸体另一侧减重空腔。 
摆动活塞气体发动机左右缸壁结构参照专利号为ZL200610135808.6，单 一或多个摆动活塞串联为二缸或多缸四冲程内燃发动机。主要另件结构尺寸间的比例关系，同于专利号为ZL200710085400.7，一种以最佳尺寸比例设计的摆动活塞机械。摆动活塞气体发动机密封件的结构参照以下专利：(1)专利号ZL2007101081019.8，摆动活塞机械活塞径向密封件端面密封件全封闭环行交接；(2)专利号ZL200610082248.2摆动活塞压缩机端面密封装置。 
摆动活塞气体发动机，输出轴端装有一定尺寸的飞轮，此飞轮对整台机器的工作起至关重要的作用。 
具体实施方案
具体实施方案是在原有设计制造的基础上设计摆动活塞气体发动机，单摆动活塞双缸气体发动机，每缸工作容积2.4公升，双缸工作容积4.8公升，摆动活塞外缘行程147毫米，摆动活塞平均行程106毫米，转速1500转/分，摆动活塞外缘线速度7.35公尺/秒，摆动活塞平均线速度5.3公尺/秒。 
外形尺寸：长*宽*高＝0.65*0.45*0.65公尺，外形容积0.19立方公尺。 
摆动活塞气体发动机功率的大小除和工作容积的大小、发动机工作转速相关外，和液化气罐中气压的大小、每秒供气量均直接相关，调节进气伐的开度，开闭时间的长短，可得到最好的功率大小和合适的气量消耗，这也关系到成本、气罐的大小、工作时间的长短。 
此发动机只适合于小型发动机。 
发明工作的意义 
实施本发明如采用单摆动活塞形成两缸，大大简化了结构，是众多气动机中功效最好的一种。如用液化氮气气化后来驱动汽车，此种清洁能源不污染环境，前景十分的看好，特别适用于小型轻载的汽车，成本和销售价格会有大的降低，社会需求量很大。 

Claims (5)

1.摆动活塞气体发动机是气体发动机的中一种：其特征在于每一摆动活塞(1)形成两个工作气缸(A)和缸(B)，一缸在上止点时进气门(10)打开，进入高压气体，此气体先等压进入气缸并推动摆动活塞(1)、连杆(2)、曲轴(5)对外作功，在进气门关闭后摆动活塞仍在向下摆动，高压气体膨胀，并在膨胀过程中继续对外作功，直至摆动活塞到达下止点；此时另一缸中已工作过的气体在排气门打开的情况下排至缸外，反之亦然，曲轴每旋转一周两缸各完成一次工作循环。
2.根据权利要求1所述一种摆动活塞气体发动机，其特征在于摆动活塞气体发动机的进气门(10)采用专利号为ZL200610146098.7中所述排气门的结构。
3.根据权利要求1所述一种摆动活塞气体发动机，其结构参照专利号为ZL200610135808.6单一或多个摆动活塞串联为二缸或多缸四冲程内燃发动机。
4.根据权利要求1所述一种摆动活塞气体发动机，其结构尺寸比例参照专利号为ZL200710085400.7，一种以最佳尺寸比例设计的摆动活塞机械。
5.根据权利要求1所述一种摆动活塞气体发动机，其摆动活塞密封结构参照以下专利：(1)专利号ZL200710108019.8，摆动活塞机械活塞径向密封件端面密封件全封闭环行交接；(2)专利号ZL200610082248.2摆动活塞压缩机端面密封装置。
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