CN103437818A

CN103437818A - 空气能动力装置

Info

Publication number: CN103437818A
Application number: CN2013103887281A
Authority: CN
Inventors: 刘永清
Original assignee: 朱德春
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2013-12-11

Abstract

本发明提供一种空气能动力装置，包括动力气缸、回流气缸、曲轴、飞轮、压缩空气瓶、增压导向阀等，所述动力气缸与回流气缸直列式放置并共用同一曲轴，所述二气缸的连杆分别连接一对曲轴上的径向对称的曲柄；所述动力气缸出气口一通过出气单向阀与回流气缸进气口二连接，所述动力气缸进气口一通过进气单向阀、增压导向阀、与压缩空气瓶连接，所述动力气缸进气口通过增压导向阀、导气单向阀、连接回流气缸出气口二，所述回流气缸进、出气口分别设置气门开关，并由曲轴驱动凸轮传动机构控制开关；本发明使用空气作为动力源，不使用化石燃料，节约能源，不产生有害气体。回流气缸内气体不回到压缩空气瓶，而是继续进入气缸，循环做功，避免了与压缩空气瓶中气体的对流产生的压力损失，提高了做工效率。

Description

空气能动力装置

技术领域

本发明属于发动机装置制造领域，具体涉及一种空气能动力装置。

背景技术

近年来，我国汽车保有量飞速增长，2012年更是成为世界汽车保有量第二的国家，人们的日常生活中，汽车越来越成为一种必备的交通工具，但是汽车尾气污染却给人们的生活环境带来了极大的危害，同时地球现存的石油等矿物燃料能源也在不断的减少，因此急需一种污染少且不消耗矿物能源的新型汽车。

现有技术中有出现了很多使用油电混合动力车，但是由于车用电池本身存在功率小、体积大、充电时间长、造价高、且本身也存在着严重的二次污染，这些都限制了油电混合动力发动机的广泛运用。现有技术中有一种名为空气动力车的发明专利，其中介绍了一种应用于电动车或自行车上的利用高压空气产生的压力驱动发动机气缸内活塞往复运动产生动力的空气动力装置，该装置具有一定缺陷，既空气循环做功后需要回流至压缩空气瓶时，与压缩空气瓶中的气体产生对流，在一定程度上降低了高压空气的压力，降低了空气动力装置的做功效率，使其不能应用在较重型的交通工具上，因此亟需一种做功效率高，动力强劲的空气动力装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种空气能动力装置，具体为一种利用高压空气做功产生动力的驱动装置，该装置的回流气体不再进入压缩空气瓶，而是继续回到动力气缸体循环做功，节约能源，做功效率高，续航能力强。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种空气能动力装置，包括动力气缸1、回流气缸2、曲轴3、动力气缸连杆16、回流气缸连杆26、飞轮4、压缩空气瓶8，其中，

所述动力气缸1与回流气缸2呈直列式同向放置，所述动力气缸1与回流气缸2共用同一曲轴3；所述动力气缸连杆16与回流气缸连杆26分别连接曲轴3上的曲柄，所述动力气缸1的曲轴3端部固定飞轮4；

所述动力气缸1的气缸盖11上设置进气口一111、出气口一112，所述回流气缸2的气缸盖21上设置进气口二211、出气口二212，所述进气口二211、出气口二212分别设置气门开关一61气门开关二62，所述气门开关一61、气门开关二62均通过由一凸轮轴带动两凸轮及传动机构组成的凸轮传动机构（5）控制其开关，所述凸轮传动机构5由曲轴3驱动；

所述动力气缸出气口一112通过出气单向阀P2与回流气缸进气口二211通过管道连接，该出气单向阀P2使气体只能由动力气缸体12进入回流气缸体22；所述动力气缸进气口一111通过进气单向阀P1与增压导向阀7连接；

所述增压导向阀7为内部具有螺纹的三通，所述增压导向阀7具有进气端71，该进气端71连接压缩空气瓶8的出气管81，所述增压导向阀7具有出气端72，该出气端72连接一进气单向阀P1，该进气单向阀P1连接动力气缸进气口一111，该进气单向阀P1使气体只能由增压导向阀7进入动力气缸体12，所述增压导向阀7具有一导气端73，所述导气端73通过一导气单向阀P3连接回流气缸出气口二212，该导气单向阀P3使气体只能由回流气缸2进入增压导向阀7，在所述增压导向阀7内部的所述导气端73与出气端（72）之间设置一导流块74，该导流块74为阶梯轴形状，该导流块74的一端凸肩741与增压导向阀7的导气端73内部螺纹连接并密封，该导流块74具有贯通的导气孔742，该导气孔742将所述导气端134和出气端133连通，所述导流块74的另一端伸入出气端72内并与出气端72内壁留有间隙，所述进气端71通过所述的间隙连通出气端72。

其中，所述曲轴3设置由一根曲柄销32连接一对曲柄臂31组成的第一组曲柄，及沿曲轴3径向对称设置并与第一组曲柄并列的第二组曲柄；第二组曲柄同样由一根曲柄销34连接一对曲柄臂33组成，所述第一组曲柄位于曲轴箱13中，所述第二组曲柄位于曲轴箱23中，所述动力气缸连杆16连接第一组曲柄，所述回流气缸连杆26连接第二组曲柄。

其中，所述凸轮传动机构5与曲轴3的传动方式为齿轮传动、链条传动、皮带传动。

其中，所述压缩空气瓶8与进气端71之间的管路中设置气压计84，气门开关83。

其中，所述压缩空气瓶8连接充气泵9、及安全阀83。

本发明的有益效果在于：

1、利用极易获取的空气作为动力源，不使用化石燃料，节约能源，不产生有害气体。

2、回流气缸内气体不回到压缩空气瓶，而是继续进入动力气缸，循环做功，避免了与压缩空气瓶中气体的对流产生的压力损失，提高了做工效率。

3、增压阀的作用是：为回流气缸内气体排出后进入动力气缸及压缩空气泵的气体进入动力气缸提供了双通道，使回流气缸内气体不回到压缩空气瓶。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图

图2是本发明的整体结构示意图

图3是本发明的增压导向阀结构示意图

图4是本发明实施例工作状态示意图1

图5是发明实施例工作状态示意图2

图6是发明实施例工作状态示意图3

图中：

1‐动力气缸11‐气缸盖12‐动力气缸体13‐曲轴箱14动力气缸活塞15‐活塞销16‐动力气缸连杆2‐回流气缸21‐气缸盖22‐回流汽缸体23‐曲轴箱24‐回流气缸活塞25‐活塞销26‐回流气缸连杆3‐曲轴31，33‐曲柄臂32，34‐曲柄销4‐飞轮5‐凸轮传动机构61‐气门开关一62‐气门开关二7‐增压导向阀71‐进气端72‐出气端73‐导气端74‐导流块741‐凸肩742‐导气孔P1，P2，P3‐单向阀8‐压缩空气瓶81‐出气管82‐安全阀83‐气门开关84‐气压计9‐气泵

具体实施方式

如图1、2所示，为本发明的一种空气能动力装置优选实施例，包括动力气缸1、回流气缸2、曲轴3、动力气缸连杆16、回流气缸连杆26，所述动力气缸1与回流气缸2呈直列式放置，所述动力气缸1与回流气缸2共用同一曲轴3；所述动力气缸1包括用于支撑曲轴3旋转的曲轴箱13，安装到曲轴箱13的动力气缸体12以及安装到动力气缸体12的气缸盖11，所述气缸盖11上设置动力气缸进气口111、动力气缸出气口112，所述回流气缸2包括用于支撑曲轴3旋转的曲轴箱23，安装到曲轴箱23的回流气缸体22以及安装到回流气缸体22的气缸盖21，所述气缸盖21上设置进气口211、出气口212，所述进气口211、出气口212分别设置气门开关一61气门开关二62，所述气门开关一61、气门开关二62均通过由一凸轮轴带动两凸轮分别控制其开关，所述凸轮传动机构5与曲轴3连接并由曲轴3驱动；所述凸轮传动机构、凸轮轴与曲轴3的连接方式均为现有技术，所述凸轮轴与曲轴3的传动方式可为皮带传动、齿轮传动、链条传动等。

所述曲轴3安装在曲轴箱13、曲轴箱23两端设置的轴承套中，所述曲轴3包括由一根曲柄销32连接一对曲柄臂31组成的第一组曲柄，沿曲轴3径向对称设置并与第一组曲柄并列的第二组曲柄；第二组曲柄同样由一根曲柄销34连接一对曲柄臂33组成，所述第一组曲柄位于曲轴箱13中，所述第二组曲炳位于曲轴箱23中，所述动力气缸连杆16连接曲轴3上的第一组曲柄，所述回流气缸连杆26连接曲轴3上的第二组曲柄，所述动力气缸连杆16上端通过活塞销15连接动力气缸活塞14，所述回流气缸连杆26通过活塞销25连接回流气缸活塞24，所述曲轴3端部分别连接飞轮4、变速、离合等。

所述动力气缸出气口112通过出气单向阀P2与回流气缸进气口211连接，该出气单向阀P2使气体只能由动力气缸体12进入回流气缸体22。

如图3所示，为本实施例增压导向阀结构剖视图，所述增压导向阀7为内部具有螺纹的三通，所述增压导向阀7具有进气端71，该进气端71连接压缩空气瓶8的出气管81，所述增压导向阀7具有出气端72，该出气端72连接一进气单向阀P1，该进气单向阀P1连接动力气缸进气口111，该进气单向阀P1使气体只能由增压导向阀7进入动力气缸体12，所述增压导向阀7具有一导气端73，所述导气端73通过一导气单向阀P3连接回流气缸出气口212，该导气单向阀P3使气体只能由回流气缸2进入增压导向阀7，在所述增压导向阀7内部的所述导气端73与出气端（72）之间设置一导流块74，该导流块74为阶梯轴形状，该导流块74的一端凸肩741与增压导向阀7的导气端73内部螺纹连接并密封，该导流块74具有贯通的导气孔742，该导气孔742将所述导气端73和出气端72连通，所述导流块74的另一端伸入出气端72内并与出气端72内壁留有间隙，所述进气端71通过所述的间隙连通出气端72。

具体运行时，请参见俯图4、5、6，设活塞在气缸中的初始位置为，当动力气缸活塞14在动力气缸体12中位于上止点时，回流气缸活塞24在回流气缸体22中位于下止点；此时通过电气驱动或手动驱动打开空气压缩瓶8上的气门开关83，让压缩空气瓶8中的高压空气通过出气管81进入增压导向阀7的进气端71，然后从增压导向阀7的出气端72通过单向阀P1及动力气缸进气口111流入动力气缸体12，推动动力气缸活塞14向下运动做功，具体各行程如下：

1、进气做功行程，动力气缸活塞在气缸中受高压空气推动向下运动，驱动曲轴3转动，回流气缸活塞24受曲轴3驱动向上运动，此时回流气缸进气口211的气门开关一61关闭，回流气缸出气口212的气门开关二62打开，回流气缸的气体排出通过增压阀的导气端进入，从出气端排出，通过单向阀P1及动力气缸进气口111进入动力气缸，曲轴3转动角度180°。

2、换气做功行程，动力气缸活塞14运行至下止点，回流气缸活塞24运行至上止点，此时气门开关一61开启，气门开关二62关闭，动力气缸中1的气体通过单向阀P2进入回流气缸2，推动回流气缸活塞24向下运动，动力气缸活塞14受飞轮4惯性及曲轴3驱动向上止点运动，曲轴3转动角度180°。

3、导气增压做功行程，此时动力气缸活塞14运行至上止点，回流气缸活塞24运行至下止点，此时气门开关一61关闭，气门开关二62开启，回流气缸2中的气体依次通过单向阀P3、增压导向阀7的导气端73、导流快74、出气端72，与来自压缩空气瓶8中的高压空气汇合，一同进入动力气缸1，推动动力气缸活塞14向下运动，进行下一个循环。

所述压缩空气瓶8与增压导向阀7之间的管路中设置气压计84，气门开关83。该气压计84用于指示空气压缩瓶8中的空气压力。所述压缩空气瓶8连接充气泵9、安全阀82。为避免空气泄漏，上述各连接件间均进行密封处理，上述动力气缸1、回流气缸2、曲轴3等各部件可作为一个动力单元，可在曲轴3轴向并列设置多组该单元，即构成多缸直列式发动机。

以上实施例仅是为清楚的说明本发明所做的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所述领域的普通技术人员来说，在下述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，而这些属于本发明精神所引出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims

1.一种空气能动力装置，包括动力气缸（1）、回流气缸（2）、曲轴（3）、动力气缸连杆（16）、回流气缸连杆（26）、飞轮（4）、压缩空气瓶（8），其特征在于，

所述动力气缸（1）与回流气缸（2）呈直列式同向放置，所述动力气缸（1）与回流气缸（2）共用同一曲轴（3）；所述动力气缸连杆（16）与回流气缸连杆（26）分别连接曲轴（3）上的曲柄，所述的曲轴（3）端部固定飞轮（4）；

所述动力气缸（1）的气缸盖（11）上设置进气口一（111）、出气口一（112），所述回流气缸（2）的气缸盖（21）上设置进气口二（211）、出气口二（212），所述进气口二（211）、出气口二（212）分别设置气门开关一（61）气门开关二（62），所述气门开关一（61）、气门开关二（62）均通过由一凸轮轴带动两凸轮及传动机构组成的凸轮传动机构（5）控制其开关，所述凸轮传动机构（5）由曲轴（3）驱动；

所述动力气缸出气口一（112）通过出气单向阀（P2）与回流气缸进气口二（211）通过管道连接，该出气单向阀（P2）使气体只能由动力气缸体（12）进入回流气缸体（22）；所述动力气缸进气口一（111）通过进气单向阀（P1）与增压导向阀（7）连接；

所述增压导向阀（7）为内部具有螺纹的三通，所述增压导向阀（7）具有进气端（71），该进气端（71）连接压缩空气瓶（8）的出气管（81），所述增压导向阀（7）具有出气端（72），该出气端（72）连接一进气单向阀（P1），该进气单向阀（P1）连接动力气缸进气口一（111），该进气单向阀（P1）使气体只能由增压导向阀（7）进入动力气缸体（12），所述增压导向阀（7）具有一导气端（73），所述导气端（73）通过一导气单向阀（P3）连接回流气缸出气口二（212），该导气单向阀（P3）使气体只能由回流气缸（2）进入增压导向阀（7），在所述增压导向阀（7）内部的所述导气端（73）与出气端（72）之间设置一导流块（74），该导流块（74）为阶梯轴形状，该导流块（74）的一端凸肩（741）与增压导向阀（7）的导气端（73）内部螺纹连接并密封，该导流块（74）具有贯通的导气孔（742），该导气孔（742）将所述导气端（73）和出气端（72）连通，所述导流块（74）的另一端伸入出气端（72）内并与出气端（72）内壁留有间隙，所述进气端（71）通过所述的间隙连通出气端（72）。

2.如权利要求1所述的空气能动力装置，其特征在于，所述曲轴（3）设置由一根曲柄销（32）连接一对曲柄臂（31）组成的第一组曲柄，及沿曲轴（3）径向对称设置并与第一组曲柄并列的第二组曲柄；第二组曲柄同样由一根曲柄销（34）连接一对曲柄臂（33）组成，所述第一组曲柄位于曲轴箱（13）中，所述第二组曲柄位于曲轴箱（23）中，所述动力气缸连杆（16）连接第一组曲柄，所述回流气缸连杆（26）连接第二组曲柄。

3.如权利要求1所述的空气能动力装置，其特征在于，所述凸轮传动机构（5）与曲轴（3）的传动方式为齿轮传动、链条传动、皮带传动。

4.如权利要求1所述的空气能动力装置，其特征在于，所述压缩空气瓶（8）与进气端（71）之间的管路中设置气压计（84），气门开关（83）。

5.如权利要求1所述的空气能动力装置，其特征在于，所述压缩空气瓶（8）连接充气泵（9）、及安全阀（83）。