CN103498703A - 高压进气等温膨胀的气动发动机 - Google Patents

Abstract

一种具有高压进气并在气缸体内等温膨胀气动发动机。它由新型进气门、新型进气门阀座、排气门、缸体、活塞、新型气缸头、活塞销、曲轴等构成。新型进气门、进气门阀座有上下两个密封口，进气门为锥形滑阀式进气门，高压气体从进气门侧面和进气门端面上的通气孔进入气缸，高压气体进入气缸时流速快、流量大，进气门关闭后进气门不会被高压气体顶开；新型气缸头内部有锥形换热肋片，活塞顶部也有锥形肋片，由防冻液和发动机润滑油给膨胀做功的气体提供热量，从而提高了气动发动机的功率和效率，达到节能的目的。

Description

高压进气等温膨胀的气动发动机

所属技术领域

本发明涉及一种气动发动机，尤其是具有高压进气并在气缸体内等温膨胀气动发动机。

背景技术

目前，公知的气动发动机由气缸、进气门、排气门和在气缸中作往复运动的活塞等零件构成。它是利用高压空气在气缸里做膨胀功产生动力推动汽车前行的。气动发动机是由曲轴每旋转一周依次完成进气、膨胀做功和排气工作循环。传统气动发动机效率低下主要有两个问题：一、气动发动机进气为高压空气体，而且进气道压力始终高于气缸内压力，传统的进气门始终承受高压气体很大的被压，在压力超过气门弹簧的预紧力情况下，即使进气门处于关闭状态，高压气体也会将进气门顶开，发生泄漏，造成耗气量增大，排气冲程缸内气压升高，负功增加，整体功率和效率低下等不良效果；二、高压气体在膨胀做功时，传统气动发动机处于绝热膨胀，气体在膨胀做功时不能从环境中吸热，也造成整体功率和效率低下等不良效果，而且缸内温度过低还有润滑油冻结的可能性。对于多级膨胀的气动发动机，虽然提高了气动发动机的工作效率，但是发动机太复杂，工作不平衡，震动大，提速效果不理想等缺点。

为了克服现有的气动发动机进气门无法承受高压进气、耗气量大、整体功率和效率低下的不足，本发明提供了一种具有高压进气等温膨胀的气动发动机，该气动发动机具有发动机结构简单、工作平稳、整体功率和效率较高、进气门不会被高压气体顶开等特点。

发明内容

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高压进气等温膨胀的气动发动机由新型进气门、新型进气门阀座、排气门、缸体、活塞、新型气缸头、活塞销、曲轴等构成。新型进气门与传统进气门不同，新型进气门、新型进气门阀座有上下两个密封口，新型进气门的密封口与进气门阀座的密封口相对应，进气门阀座侧面是进气通道，新型进气门为锥形滑阀式进气门，高压气体从进气门侧面和进气门端面上的通气孔进入气缸。新型气缸头内部有锥形换热肋片，气缸头内部的锥形换热肋片设计有通孔，此通孔与缸体中的水套相通，通孔中装满防冻液，由防冻液和发动机润滑油给膨胀做功的气体提供热量。

本发明的有益效果是，高压气体进入气缸时流速快、流量大，进气门关闭后进气门不会被高压气体顶开；高压气体可以在膨胀做功的同时从防冻液里和发动机润滑油吸热。从而提高了气动发动机的功率和效率。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的纵剖面构造示意图。

图2是气动发动机气门组的纵剖面构造及进气原理示意图。

图3是气动发动机的进气阶段示意图。

图4是气动发动机的膨胀做功阶段示意图。

图5是气动发动机的排气阶段示意图。

图中1.缸体，2.活塞，3.新型气缸头，4.新型进气门，5.排气门，6.气门弹簧，7.气缸头换热肋片，8.活塞锥形肋片，9.活塞销，10.防冻液入口，11.防冻液出口，12.新型进气门阀座，13.阀座上密封口，14.阀座下密封口，15.进气门阀座进气通道，16.进气门密封面，17.进气门通气孔，18.曲轴，19.曲轴同步皮带轮，20.凸轮轴同步皮带轮，21.凸轮轴，22.同步皮带。

具体实施方式

在图1中，气缸头(3)安装有新型进气门(4)、新型进气门阀座(12)、气门弹簧(6)、排气门(4)，气缸头(3)顶部安装有凸轮轴(21)，凸轮轴(21)前端安装有同步皮带轮(20)，气缸体(1)内部安装有活塞(2)，活塞(2)顶部有锥形肋片(8)，活塞(2)下部安装有活塞销(9)，活塞销(9)下部连接有曲轴(18)，曲轴(18)前端安装有同步皮带轮(19)，当气动发动机工作时，高压空气由新型进气门(4)进入推动活塞(2)下行，活塞(2)推动曲轴(18)旋转，曲轴同步皮带轮(19)通过同步皮带(22)带动凸轮轴(21)旋转，凸轮轴(21)的凸点将新型进气门(4)和排气门(5)打开或关闭。气缸头内还有锥形换热肋片(7)，气缸头换热肋片(7)中间设计有通孔，通孔中装满防冻液，防冻液从防冻液入口(10)流入，从防冻液出口(11)排出，高压气体做膨胀功需要吸收大量的热量，此热量由换热肋片里的防冻液和发动机里的润滑油提供。

在图2所示的是气动发动机气门组的纵剖面构造原理及进气原理示意图，新型进气门阀座(12)利有阀座上密封口(13)和下密封口(14)，进气门密封面(16)与进气门阀座的密封口相对应，进气门(4)端面上有通气孔(17)。气缸不需要高压气体进入时，进气门密封面(16)与进气门阀座的上密封口(13)和下密封口(14)在弹簧的压力下紧紧贴合，阻止高压气体进入气缸，当气缸需要高压气体进入时，进气门(4)向下移动，高压气体经过进气门阀座进气通道(15)和进气门侧面和进气门通气孔(17)进入气缸。

在图3所示的气动发动机的进气阶段示意图中，活塞(2)处于上止点，进气门(4)开启，排气门(5)关闭，气体进入气缸内部开始膨胀做功。

在图4所示的气动发动机的膨胀做功阶段示意图中，活塞(2)下行到一定阶段，进气门(4)关闭，排气门(5)关闭，气体进行膨胀做功，膨胀做功的气体通过气缸头换热肋片(7)吸收防冻液的热量和活塞上的肋片(8)吸收发动机润滑油的热量用以提高气动发动机的功率。

在图5所示的气动发动机的排气阶段示意图中，活塞(2)向上行，进气门(4)关闭，排气门(5)打开，气体被排出缸体。

Claims (3)

1.一种气动发动机，由新型进气门、新型进气门阀座、排气门、缸体、活塞、新型气缸头、活塞销、曲轴、凸轮轴同步皮带轮、同步皮带构成，其特征是：气缸头(3)安装有新型进气门(4)、新型进气门阀座(12)、气门弹簧(6)、排气门(4)，气缸头内有锥形换热肋片(7)，气缸头(3)顶部安装有凸轮轴(21)，凸轮轴(21)前端安装有同步皮带轮(20)，气缸体(1)内部安装有活塞(2)，活塞(2)顶部有锥形肋片(8)，活塞(2)下部安装有活塞销(9)，活塞销(9)下部连接有曲轴(18)，曲轴(18)前端安装有同步皮带轮(19)。 

2.根据权利要求1所述的气动发动机，其特征是：气动发动机的新型进气门阀座(12)有上密封口(13)和下密封口(14)，进气门密封面(16)与进气门阀座的密封口相对应，进气门(4)端面上有通气孔(17)，气缸不需要高压气体进入时，进气门密封面(16)与进气门阀座的上密封口(13)和下密封口(14)在弹簧的压力下紧紧贴合，阻止高压气体进入气缸，当气缸需要高压气体进入时，进气门(4)向下移动，高压气体经过进气门阀座通气口(15)和进气门侧面和进气门通气孔(17)进入气缸。 

3.根据权利要求1所述的气动发动机，其特征是：气缸头内有锥形换热肋片(7)，气缸头换热肋片(7)中间设计有通孔，通孔中装满防冻液。 

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