CN103204064B - 空气动力发动机电控油门系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空气动力发动机电控油门系统，油门踏板被踩下，油门踏板下的杠杆牵动油门拉线，油门拉线牵动行程开关滑块逆时针转动，开限位行程开关被打开，同轴相连的小型直流电机启动，进而开启同轴相连的高压球阀，气罐组内的高压空气排出供给发动机以及其他设备使用；当油门踏板慢慢松开时，油门拉线松弛，行程开关滑块顺时针回转，电机停止运行；当驾驶员完全放开油门，油门踏板受惯性向上抬起，行程开关滑块触碰关限位行程开关，电机反方向运行，高压球阀关闭，气罐组停止向发动机和其他设备供气，电机停止运行。该系统还包括一电路模块：系统中的蓄电池为电源充电，然后连通油门控制单元，再由控制单元输出供给电机和行程开关使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种油门系统，具体而言，涉及一种空气动力发动机电控油门系统。
背景技术
发动机被广泛应用于各行各业中，在现代交通运输工具比如汽车、轮船等中，一般采用以燃油作为动力源的活塞式内燃发动机。这种采用燃油作为动力源的发动机一方面因燃油燃烧不充分，使得排出的气体中含有大量的有害物质而污染环境，另一方面因使用的燃油是从石油中提炼而获得，石油资源的日益紧缺使得燃油发动机的发展和利用受到越来越多的限制。因此开发新的、洁净的、无污染的替代能源，或者尽可能地减少燃油消耗、降低排放成为发动机发展中急需解决的问题，以压缩空气作为动力源的空气动力发动机正好满足了这种要求。
本申请的申请人在其专利文献CN101413403 A(其同族国际申请为WO2010051668 A1)中公开一种可用于交通运输工具的空气动力发动机总成，该发动机包括储气罐、空气分配器、发动机本体、联动器、离合器、自动变速器、差速器以及置于排气室内的叶轮发动机。这种发动机利用压缩空气做功而不使用任何燃料，因此没有废气排放，实现了“零排放”，并且重复利用废气进行发电，节省了能源，降低了成本。但这种发动机是基于传统的四冲程发动机，曲轴每旋转720°，活塞做功一次。而作为动力源的压缩空气可以在进入气缸内时即可推动活塞做功，而后排放，即压缩空气发动机的冲程实际为进气-膨胀冲程和排放冲程。显然，专利文献CN101413403 A所公开的这种四冲程压缩空气发动机大大浪费了有效的做功冲程，限制了发动机的效率。并且这种发动机的尾气未能很好地循环利用起来，需要足够大的储气罐储备压缩空气才能工作足够长的时间。
基于专利申请CN101413403 A所存在的问题，本申请的申请人在其申请号为201110331809.9 的中国申请中公开了一种具有尾气回收回路的压缩空气发动机总成 ，该发动机包括气缸、缸盖系统、进气管路、排气管路、活塞、连杆、曲轴、排气凸轮轴、进气凸轮轴、前齿轮箱系统和后齿轮箱。这种发动机利用压缩空气做功而不使用任何燃料，因此没有废气排放，实现了“零排放”，并且循环利用废气进行做功，节省了能源，降低了成本。但这种发动机是直列多缸发动机，控制器中的每个控制器气门孔中只安装一个控制器气门，在发动机总体长度一定的情况下，限制了气缸缸数，因而限制了发动机的总输出功率。显然，201110331809.9 号申请所公开的这种直列多缸空气动力发动机总输出功率不高，发动机的构型仍然值得探索。
基于申请号为201110331809.9所存在的问题，本申请的申请人在其申请号为201210063546.2的中国申请中公开了一种V型多缸空气动力发动机，包括：多缸发动机本体、多柱体动力分配器、动力设备、控制器系统、进气控制调速阀、压缩气罐组、恒压罐、电子控制单元ECU、压缩空气加热设备以及可选择的第二供气回路。旨在解决空气动力发动机的输出功率问题以及尾气循环利用问题，从而实现经济、高效、零排放的新型压缩空气发动机。但这种发动机对压缩空气的利用不高，活塞缸做功时对压缩空气的需求量比较大。
基于申请号为201210063546.2所存在的问题，本申请的申请人在其申请号为201210326490.5的中国申请中公开了一种可变多缸空气动力发动机，包括：发动机本体、上箱体、进排气电控制箱、进气及排气器、油底壳、下箱体、固定架。当发动机的油门打开，发动机开始供气，进排气电控制轴的凸起推动电控片与其中一个待静电片接触，则相对应的电磁阀接通并通电，进气门打开，压缩气体通过电磁阀进入相对应的气缸，进入的压缩气体推动气缸杆运动，同时带动曲轴转动，从而输出动力。
上述的空气发动机中的油门控制选用机械式或机械液压式或机械气动式，其存在调节的精度不高、对压缩空气的利用率不高等缺陷。
发明内容
基于上述问题，本发明提供一种空气动力发动机电控油门系统，旨在解决调节精度不高、对压缩空气的利用率不高等问题，从而实现经济、高效的电控油门系统。为此，本发明采用如下的技术方案。
一种空气动力发动机电控油门系统，其包括：气罐组、油门执行机构、油门踏板、杠杆、油门拉线，其中，油门拉线通过杠杆与油门踏板连接，以在油门踏板被踩下时，杠杆牵动油门拉线，进而牵动油门执行机构；油门执行机构中的行程开关滑块从水平方向逆时针转动，小型行程开关被打开，油门执行机构中的小型直流电机启动，进而开启同轴相连的高压球阀，气罐组内的高压空气排出供给发动机以及其他设备使用。
优选的是，所述气罐组的每个气罐上有一气罐开关。在车辆启动前需将气罐上的气罐开关打开，车辆长时间不工作时可以将气罐开关进行关闭。
上述方案中优选的是，气罐组的管道上设置有单向阀。
上述方案中优选的是，油门电动执行机构由半联轴器、十字滑块、行程开关支撑板和行程开关滑块组成。
上述方案中优选的是，行程开关支撑板和行程开关滑块安装在小型直流电机的电机轴上。
上述方案中优选的是，行程开关滑块与小型直流电机的电机轴之间安装有滚珠轴承和轴承卡簧。
上述方案中优选的是，行程开关支撑板转动的最大角度为90°。
上述方案中优选的是，行程开关支撑板上设有复位弹簧支撑板，该复位弹簧支撑板下连接有复位弹簧。为了保证行程开关支撑板在小型直流电机转速增大时发生摆动，故在行程开关支撑板上设有一复位弹簧支撑板，并在复位弹簧支撑板上安装一复位弹簧，复位弹簧的另一端固定在行程开关滑块上。
上述方案中优选的是，复位弹簧的下端连接在行程开关滑块上。
上述方案中优选的是，油门电动执行机构的半联轴器和十字滑块通过一短轴与高压球阀连接在一起。
更加优选的是，该油门系统还包括一电路模块。
上述方案中优选的是，电路模块包括电源、蓄电池和电路控制板。
上述方案中优选的是，所述电源为可充电电源。
本发明的另一方面公开一种电路模块。电路模块包括电源、蓄电池和电路控制板，电源为可充电电源。该系统中的电能来自蓄电池，蓄电池为该系统中的电源充电，最终将电源内的电能供给小型直流电机和小型行程开关使用。
附图说明
现在将描述如本发明的优选但非限制性的实施例，本发明的这些和其他特征、方面和优点在参考附图阅读如下详细描述时将变得显而易见，其中：
图1为按照本发明的空气动力发动机电控油门系统的结构示意图；
图2为空气动力发动机电控油门系统的图1中油门执行机构的立体图；
图3为空气动力发动机电控油门系统的图1中油门执行机构的主视图；
图4为空气动力发动机电控油门系统的图1中油门执行机构的侧视图。
附图中标号：
气罐组1，气罐开关2，单向阀3，高压球阀4，油门执行机构5，半联轴器5-1，十字滑块5-2，行程开关支撑板5-3，行程开关滑块5-4，滚珠轴承5-5，轴承卡簧5-6，复位弹簧6，复位弹簧支撑板7，小型行程开关8，油门踏板9，杠杆10，油门拉线11，可充电电源12，蓄电池13，电路控制板14，小型直流电机15。
具体实施方式
以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在全部附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。
现在参考图1，图1描述了根据本发明的空气动力发动机电控油门系统的结构示意图（粗线为管道线，细线为电路连接线路）。该空气动力发动机电控油门系统包括：气罐组1、油门执行机构5、油门踏板9、杠杆10、油门拉线11；油门踏板9被踩下，油门踏板9下的杠杆10牵动油门拉线11，油门拉线11牵动油门执行机构5中的行程开关滑块5-4从水平方向逆时针转动，小型行程开关8被打开，油门执行机构5中的小型直流电机15启动，进而开启同轴相连的高压球阀4，气罐组1内的高压空气排出，供给发动机以及其他设备使用。
本发明电控油门系统的工作过程为：当车辆未启动时，驾驶员踩踏油门踏板9，油门踏板9下的杠杆10牵动油门拉线11，随后油门拉线11牵动油门执行机构5中的行程开关滑块5-4从水平方向（0°）逆时针转动。当行程开关滑块5-4触碰到小型行程开关8的开限位行程开关上的凸起时，开限位行程开关上的凸起被压下，开限位行程开关被打开，油门执行机构5下的小型直流电机15启动。油门执行机构5上的行程开关支撑板5-3随小型直流电机15同方向转动（转动的最大角度为90°），在小型直流电机15的转速逐渐加大时，促使油门执行机构5中的十字滑块5-2推动半联轴器5-1转动，从而开启与油门执行机构5相连接的高压球阀4。为了保证行程开关支撑板5-3在小型直流电机15转速增大时发生摆动，故在行程开关支撑板5-3上设有一复位弹簧支撑板7，并在复位弹簧支撑板7上安装一复位弹簧6，复位弹簧6的另一端固定在行程开关滑块5-4上。高压球阀4开启后将气罐组1上的气缸开关2打开，气罐组1内的高压空气排出，在经过高压球阀4时按照高压球阀4开启空间的大小排出，经过高压球阀4的高压气体最终供给发动机以及其他设备使用，从而满足驾驶员所需要的车速。
当驾驶员慢慢松开油门踏板9时，油门拉线11松弛，使得油门执行机构5中的行程开关滑块5-4开始顺时针回转，行程开关滑块5-4远离小型行程开关8上的开启方向行程开关，小型直流电机15的转速逐渐降低，当行程开关滑块5-4回到初始的水平位置状态（0°）时，小型直流电机15停止运行。
当驾驶员完全放开油门踏板9，油门踏板9受到惯性向上抬起，油门执行机构5中的行程开关滑块5-4触碰到小型行程开关8上的关限位行程开关，小型直流电机15反方向运行，使得原先开启的高压球阀4关闭，由于气罐组1的管道上设置有单向阀3，所以当高压球阀4关闭时气罐组1内的高压气体停止向外排出进而停止向发动机和其他设备供气，行程开关支撑板5-3上的复位弹簧6回位行程开关支撑板5-3随后回到水平位置状态（0°），小型直流电机15停止运行。
本发明的另一方面公开一种电路模块。电路模块包括电源12、蓄电池13和电路控制板14，电源12为可充电电源。该系统中的电能来自蓄电池13，蓄电池13为该系统中的电源12充电，最终将电源12内的电能供给小型直流电机15和小型行程开关8使用。
接下来参阅图2-图4详细介绍油门执行机构。
油门执行机构5由半联轴器5-1、十字滑块5-2、行程开关支撑板5-3和行程开关滑块5-4组成。
行程开关支撑板5-3和行程开关滑块5-4安装在小型直流电机15的电机轴上。
行程开关滑块5-4与小型直流电机15的电机轴之间安装有滚珠轴承5-5和轴承卡簧5-6。
行程开关支撑板5-3转动的最大角度为90°。当行程开关支撑板5-3转动90°时，高压球阀4开启最大，从气罐组1内排出的气体最多，车辆行驶的速度最快。为了保证行程开关支撑板5-3在小型直流电机15转速增大时发生摆动，故在行程开关支撑板5-3上设有一复位弹簧支撑板7，并在复位弹簧支撑板7上安装一复位弹簧6，复位弹簧6的另一端固定在行程开关滑块5-4上。
油门执行机构5的半联轴器5-1和十字滑块5-2通过一短轴与高压球阀4连接在一起。在小型直流电机15在电源12的驱动下转动时，油门执行机构5上的行程开关支撑板5-3随小型直流电机15同方向转动（转动的最大角度为90°），在小型直流电机15的转速逐渐加大时，促使油门执行机构5中的十字滑块5-2推动半联轴器5-1转动，从而开启与油门执行机构5相连接的高压球阀4，高压球阀4开启后将气罐组1上的气缸开关2打开，气罐组1内的高压空气排出，在经过高压球阀4时按照高压球阀4开启空间的大小排出，经过高压球阀4的高压气体最终供给发动机以及其他设备使用，从而满足驾驶员所需要的车速。
尽管参考附图详细地公开了本发明，但应理解的是，这些描述仅仅是示例性的，并非用来限制本发明的应用。本发明的保护范围由附加权利要求限定，并可包括在不脱离本发明保护范围和精神的情况下针对本发明所作的各种变型、改型及等效方案。
Claims (11)
1.一种空气动力发动机电控油门系统，其包括：气罐组（1）、油门执行机构（5）、油门踏板（9）、杠杆（10）、油门拉线（11），其特征在于：油门拉线（11）通过杠杆（10）与油门踏板（9）连接，以在油门踏板（9）被踩下时，杠杆（10）牵动油门拉线（11），进而牵动油门执行机构（5）；油门执行机构（5）中的行程开关滑块（5-4）从水平方向逆时针转动，小型行程开关（8）被打开，油门执行机构（5）中的小型直流电机（15）启动，进而开启同轴相连的高压球阀（4），气罐组（1）内的高压空气排出供给发动机以及其他设备使用；所述油门执行机构（5）包括半联轴器（5-1）、十字滑块（5-2）、行程开关支撑板（5-3）和行程开关滑块（5-4）；所述行程开关支撑板（5-3）和所述行程开关滑块（5-4）安装在小型直流电机（15）的电机轴上。
2.如权利要求1的油门系统，其特征在于：所述气罐组（1）的每个气罐上有一气罐开关（2）。
3.如权利要求1或2的油门系统，其特征在于：所述气罐组（1）的管道上设置有单向阀（3）。
4.如权利要求1的油门系统，其特征在于：所述行程开关滑块（5-4）与小型直流电机（15）的电机轴之间安装有滚珠轴承（5-5）和轴承卡簧（5-6）。
5.如权利要求1的油门系统，其特征在于：所述行程开关支撑板（5-3）转动的最大角度为90°。
6.如权利要求5的油门系统，其特征在于：所述行程开关支撑板（5-3）上设有复位弹簧支撑板（7），该复位弹簧支撑板（7）下连接有复位弹簧（6）。
7.如权利要求6的油门系统，其特征在于：所述复位弹簧（6）的下端连接在行程开关滑块（5-4）上。
8.如权利要求1的油门系统，其特征在于：所述油门执行机构（5）的半联轴器（5-1）和十字滑块（5-2）通过一短轴与高压球阀（4）连接在一起。
9.如权利要求1、2、5、6中任一项的油门系统，其特征在于：该油门系统还包括一电路模块。
10.如权利要求9的油门系统，其特征在于：所述电路模块包括电源（12）、蓄电池（13）和电路控制板（14）。
11.如权利要求10的油门系统，其特征在于：所述电源（12）为可充电电源。
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