CN105019946A - 空气能发动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空气能发动机，通过供气传动机构包括凸轮传动主链轮、凸轮传动轴链条、凸轮传动轴、传动凸轮、凸轮传动轴套座、气阀滑座、高压高效气阀、气阀进气口、气阀出气口，本发明的空气能发动机，还特别采用了可靠稳定的传动控制系统及供气循环系统，使空气能发动机能在高压和高速的情况下，保证供气系统畅通无阻稳定的对各气缸逐级循环进行供气工作，解决了老式的电磁阀和气阀（门）气路曲折的结构，在高速工作时气体受阻，气体流量迟缓流量小，马力小，耗气量，气源损耗高，效率低的疑难问题，使空气能发动机的效率，耗气量得到改善，大大地提高了空气能发动机的功率和工作效率。

Description

空气能发动机

技术领域

本发明涉及能源机械技术领域，尤其涉及一种以压缩空气作为“燃料”的空气能发动机。

背景技术

随着现代社会的不断发展，燃油机动车辆数量也在不断增加，在目前国内外生产出各种各样的燃油发动机机车和种种蓄电池机动车等，尤其是燃油发动机动力机械最为成熟，这些机动车辆的发动机95%以上是燃油发动机，的确燃油发动机动力机械给人们的生活带来了方便快捷，但燃油发动机动力机械在做功完成后，所产生废气排放到大气中，这给环境造成污染，又给人们身体健康带来了负面的影响。

由于燃油发动机动力机械也在不但地日益迅猛增加，燃油也在不但消耗，使石油能源日益紧张，石油原料价格一再飙升，更是自然燃料能源的大量消耗临近枯竭和造成环境严重的污染，已是摆在世界各国面前的重点问题，因为，能源是现代社会赖以生存和发展的基础，面对自然燃料能源的大量消耗面临枯竭，紧缺的情况下，对于燃油发动机动力机械所产生的种种问题，促使时间各国的科学界对新能源，新动力的研究探讨，如核能、太阳能、风能、氢能、地热能、海洋能、生物质能、压缩空气储能等等，最为关注的是压缩空气储能，它最具有发展推广应用性，是取之不尽用之不竭的清洁环保能源，所有用燃油发动机的动力机械，都会存在排放有害气体、耗能、使用成本较高等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种以压缩空气作为“燃料”的排气零污染、零能耗空气能发动机。

本发明是这样实现的：空气能发动机，包括发动机供气控制机构、电磁阀气体控制机构、供气传动机构、发电充供蓄电系统、四缸机体和启动机构，所述发动机供气控制机构通过管道连接所述供气传动机构，所述发动机供气控制机构包括储气罐、减压阀表总成、缓冲罐、气体流量控制阀、气体流量表总成和气体热交换器，所述储气罐所设出气口与外置高压空气压缩机通过加气阀接口连接，所述储气罐的出气口设有储气罐开关阀和储气罐安全阀，所述储气罐开关阀连接所述储气罐安全阀，所述减压阀表总成所设进气口与所述储气罐安全阀接通，所述减压阀表总成所设出气口与所述缓冲罐所设进气口连接，所述缓冲罐所设出气口的管道上依次设置所述气体流量控制阀、所述气体流量表总成和所述气体热交换器，所述气体热交换器所设出气口通过气体控制电磁阀总阀连接到气管三通接头的进气口，所述气管三通接头的出气口分别连接到高压高效气阀的进气口，通过高压高效气阀的出气口分别与所述四缸机体的进气腔连通；所述电磁阀气体控制机构由气体控制电磁阀总阀、电磁阀程控开关构成；所述气体控制电磁阀总阀设置在所述气体热交换器与所述气管三通接头之间，所述供气传动机构包括凸轮传动主链轮、凸轮传动轴链条、凸轮传动轴、传动凸轮、凸轮传动轴套座、气阀滑座、高压高效气阀、气阀进气口、气阀出气口，所述凸轮传动主链轮连接并驱动所述凸轮传动轴链条，所述凸轮传动轴与所述凸轮传动轴链条连接，所述传动凸轮安装在所述凸轮传动轴上，所述凸轮传动轴套座设置在所述凸轮传动轴一端，所述气阀滑座装套在所述高压高效气阀上，所述凸轮传动主链轮带动所述凸轮传动轴和所述传动凸轮旋转，使所述高压高效气阀的气阀滑座套在所述传动凸轮旋转的顶压下，所述高压高效气阀的阀轴往复工作，气体经所述气阀进气口，在所述高压高效气阀的控制下，气体通过气阀出气口输出给空气能发动机的四个气缸分别逐级循环进行供气旋转工作。

进一步地，所述发电充供蓄电系统是给空气发动机电器控制电路提供维持稳定工作电源，其包括交流发电机，稳压电源模块、蓄电池。

进一步地，所述发电充供蓄电系统通过空气能发动机传动齿轮旋转，带动交流发电机运转发电，交流发电机经过整流后一方面提供给稳压电源模块供电，另一方面向蓄电池充电。

进一步地，所述四缸机体包括四套气缸、活塞、连杆和一整套曲轴，其中四缸机体上端设有四个进气腔气缸连通，所述进气腔口上安装有四个气缸进气控制高压高效气阀；所述四缸机体上侧端有四个排气腔，在所述排气腔口端连接有排气管。

进一步地，所述四缸机体连接所述启动机构，所述启动机构由启动马达、启动马达控制线、启动齿轮、飞轮、输出轴组成。

进一步地，所述减压阀表总成配置有高压表、减压调节阀、低压表，其中高压表检测储气罐内的额定压力，减压调节阀用于将高压气压调节到5Mpa的工作气压范围内。

进一步地，所述储气罐开关阀和减压阀表总成之间设有储气罐安全阀，所述气罐安全阀用于监测储气罐内的气压并自行排气。

进一步地，所述储气罐采用碳纤维气罐。

进一步地，所述缓冲罐设置有缓冲罐低压表、缓冲罐安全阀，缓冲罐低压表是观察减压调节阀调节工作气压压力，缓冲罐安全阀是控制减压调节阀压力调节的过高时排放气压。

本发明提供一种空气能发动机，通过供气传动机构包括凸轮传动主链轮、凸轮传动轴链条、凸轮传动轴、传动凸轮、凸轮传动轴套座、气阀滑座、高压高效气阀、气阀进气口、气阀出气口，所述凸轮传动主链轮连接并驱动所述凸轮传动轴链条，所述凸轮传动轴与所述凸轮传动轴链条连接，所述传动凸轮安装在所述凸轮传动轴上，所述凸轮传动轴套座设置在所述凸轮传动轴一端，所述气阀滑座装套在所述高压高效气阀上，所述凸轮传动主链轮带动所述凸轮传动轴和所述传动凸轮旋转，使所述高压高效气阀的气阀滑座套在所述传动凸轮旋转的顶压下，所述高压高效气阀的阀轴往复工作，气体经所述气阀进气口，在所述高压高效气阀的控制下，气体通过气阀出气口输出给空气能发动机的四个气缸分别逐级循环进行供气旋转工作。

本发明的空气能发动机，还特别采用了可靠稳定的传动控制系统及供气循环系统，使空气能发动机能在高压，高速的情况下，保证供气系统畅通无阻稳定的对各气缸逐级循环进行供气工作，解决了老式电磁阀和气阀（门）气路曲折的结构，在高速工作时气体流量迟缓流量小，马力小，耗气量，气源损耗高，效率低的疑难问题，使空气能发动机的效率，耗气量得到改善，大大地提高了空气能发动机的功率和工作效率，该空气能发动机还应用了特殊器件（具体指超高压高效直通式机械气控阀）和优化的结构系统，其结构新颖、供气顺畅、效率高，功率大，性能稳定、节能环保、无高温、操作方便、安全性高、不怕超负荷所引起机件损坏，能在许多不利环境下工作，特别是它可以满足现阶段空气污染严重和石油紧缺的迫切需要，在未来的应用领域及为广泛，并可适用于各种机动车辆，发电机的动力等，取代现有耗能污染的燃油发动机。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的空气能发动机原理示意图。

1-储气罐    2-加气阀接口    3-储气罐开关阀    4-储气罐安全阀

5-减压阀总成    6-高压表    7-减压调节阀    8-低压表    9-缓冲罐

10-缓冲罐低压表    11-缓冲罐安全阀    12-气体流量控制阀

13-气体流量表总成    14-气体流量表    15-气体热交换器

16-气体控制电磁阀总阀    17-气管三通接头    18-气体管路

19-凸轮传动轴    20-传动凸轮    21-凸轮传动轴套座    22-气阀滑座

23-超高压高效气阀    24-气阀进气口    25-气阀出气口    26-排气管

27-气缸    28-活塞    29-连杆    30-曲轴    31-飞轮

32-空气能发动机输出轴    33-启动齿轮    34-启动马达

35-空气能发动机机体    36-启动马达控制线    37-凸轮传动被动链轮

38-凸轮传动轴链条    39-凸轮传动主链轮    40-发电机传动主齿轮

41-发电机传动齿轮    42-发电机    43-蓄电池

44-稳压电源程控模块    45-电磁阀程控开关    46-电磁阀控制线

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1，本发明实施例提供一种空气能发动机100，包括发动机供气控制机构、电磁阀气体控制机构、供气传动机构、发电充供蓄电系统、四缸机体和启动机构，所述发动机供气控制机构通过管道连接所述供气传动机构，所述发动机供气控制机构包括储气罐1、减压阀表总成5、缓冲罐9、气体流量控制阀12、气体流量表总成13和气体热交换器15，所述储气罐1所设出气口与外置高压空气压缩机（图未示）通过加气阀接口2连接，所述储气罐1的出气口设有储气罐开关阀3和储气罐安全阀4，所述储气罐开关阀3连接所述储气罐安全阀4，所述减压阀表总成5所设进气口与所述储气罐安全阀4接通，所述减压阀表总成5所设出气口与所述缓冲罐9所设进气口连接，所述缓冲罐9所设出气口的管道上依次设置所述气体流量控制阀12、所述气体流量表总成13和所述气体热交换器15，所述气体热交换器15所设出气口通过气体控制电磁阀总阀16连接到气管三通接头17的进气口，所述气管三通接头17的出气口分别连接到高压高效气阀的进气口，通过高压高效气阀出气口25分别与所述四缸机体的进气腔连通；所述电磁阀气体控制机构由气体控制电磁阀总阀16、电磁阀程控开关45构成；所述气体控制电磁阀总阀16设置在所述气体热交换器15与所述气管三通接头17之间，所述供气传动机构包括凸轮传动主链轮39、凸轮传动轴链条38、凸轮传动被动链轮37、凸轮传动轴19、传动凸轮20、凸轮传动轴套座21、气阀滑座22、高压高效气阀23、气阀进气口24、气阀出气口25，所述凸轮传动主链轮39连接凸轮传动轴链条38并驱动所述凸轮传动被动链轮37，所述凸轮传动轴19与所述凸轮传动被动链轮37连接，所述传动凸轮20安装在所述凸轮传动轴19上，所述凸轮传动轴套座21设置在所述凸轮传动轴19一端，所述气阀滑座22装套在所述高压高效气阀23上，所述凸轮传动主链轮37带动所述凸轮传动轴19和所述传动凸轮20旋转，使所述高压高效气阀23的气阀滑座22套在所述传动凸轮20旋转的顶压下，所述高压高效气阀23的阀轴往复工作，气体经所述气阀进气口24，在所述高压高效气阀23的控制下，气体通过气阀出气口25输出给空气能发动机100的四个气缸分别逐级循环进行供气旋转工作。本发明的空气能发动机100，还特别采用了可靠稳定的传动控制系统及供气循环系统，使空气能发动机100能在高压，高速的情况下，保证供气系统畅通无阻稳定的对各气缸逐级循环进行供气工作，解决了老式电磁阀和气阀（门）气路曲折的结构，在高速工作时气体受阻，气体流量迟缓流量小，马力小，耗气量，气源损耗高，效率低的疑难问题，使空气能发动机100的效率，耗气量得到改善，大大地提高了空气能发动机100的功率和工作效率，该空气能发动机100还应用了特殊器件（超高压高效直通式机械气控阀）和优化的结构系统，其结构新颖、供气顺畅、效率高，功率大，性能稳定、节能环保、无高温、操作方便、安全性高、不怕超负荷所引起机件损坏，能在许多不利环境下工作，特别是它可以满足现阶段空气污染严重和石油紧缺的迫切需要，在未来的应用领域及为广泛，并可适用于各种机动车辆，发电机的动力等，取代现有耗能污染的燃油发动机。

进一步地，如图1，所述发电充供蓄电系统是给空气发动机电器控制电路提供维持稳定工作电源，其包括交流发电机42，稳压电源模块44、蓄电池43，所述发电充供蓄电系统通过空气能发动机传动齿轮41旋转，带动交流发电机42运转发电，交流发电机42经过整流后一方面提供给稳压电源模块44供电，另一方面向蓄电池43充电。

进一步地，如图1，所述四缸机体包括四套气缸27、活塞28、连杆29和一整套曲轴30，其中四缸机体上端设有四个进气腔气缸连通，所述进气腔口上安装有四个气缸进气控制高压高效气阀23；所述四缸机体上侧端有四个排气腔，在所述排气腔口端连接有排气管26。所述四缸机体连接所述启动机构，所述启动机构由启动马达34、启动马达控制线36、启动齿轮33、飞轮31、输出轴32组成。

进一步地，如图1，所述减压阀表总成5配置有高压表6、减压调节阀7、低压表8，其中高压表6检测储气罐1内的额定压力，减压调节阀7用于将高压气压调节到5Mpa的工作气压范围内；所述储气罐开关阀3和减压阀表总成5之间设有储气罐安全阀4，所述储气罐安全阀4用于监测储气罐1内的气压并自行排气，具体地，所述储气罐采用碳纤维气罐，进一步地，所述缓冲罐9设置有缓冲罐低压表10、缓冲罐安全阀11，缓冲罐低压表10是观察减压调节阀7调节工作气压压力，缓冲罐安全阀11是控制减压调节阀7压力调节的过高时排放气压。

本发明空气能发动机100的工作原理：

如图1，储气罐111通过加气阀接口连接外置的高压空气压缩机（图未示），向储气罐1加压达到25Mpa的压缩空气，为防止储气罐1意外受到撞击发生爆炸，储气罐1采用的是碳纤维气罐，受撞后只是裂口排气。当高压压缩机对储气罐1加压达到高压表6额定压力25Mpa时，关闭加气阀接口2、储气罐开关阀3及高压压缩机，储气罐开关阀和减压阀表总成5之间安装有一个储气罐安全阀4，当高压压缩机加气压力超过储气罐安全阀4设定压力值时，储气罐安全阀4就会自行排气，储气罐开关阀3接头管件经储气罐安全阀4与减压阀表总成5接通。从储气罐1出气口排出的高压气压通过减压调节阀7调节到工作气压5Mpa范围内，从而使从减压调节阀7出气口流出的气压流入缓冲罐9保持稳定，没有波动，接着调节气体流量控制阀12经气体流量表总成13和气体流量表14，调节到所需要的工作流量，再经空气热交换器15使换热后的空气输入到气体控制电磁阀总阀16。

电磁阀程控开关45打开并控制器控制启动马达34启动，该启动马达34主动轴上的启动齿轮33转动，并带动与之啮合的飞轮31旋转，该飞轮31中心孔嵌套在输出轴32上，输出轴32与曲轴30连接，曲轴30另一端设有联动凸轮传动主链轮37和发电机传动主齿轮40，曲轴30旋转并带动联动凸轮传动主链轮37和发电机传动主齿轮40转动，其中联动凸轮传动主链轮37带动凸轮传动轴19、传动凸轮20旋转，使超高压高效气阀的气阀滑座套22在传动凸轮20旋转的顶压下，超高压高效气阀23的阀轴往复工作，气体经超高压高效气阀进气口24，在超高压高效气阀23的控制，气体通过气阀出气口25输出给空气能发动机的四个气缸分别逐级循环进行供气旋转工作。另组联动发电机传动主齿轮40和发电机传动齿轮41旋转，带动交流发电机42运转发电，交流发电机42经过整流后一方面提供给稳压电源程控模块44供电，另一方面向蓄电池43充电。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.空气能发动机，其特征在于，包括发动机供气控制机构、电磁阀气体控制机构、供气传动机构、发电充供蓄电系统、四缸机体和启动机构，所述发动机供气控制机构通过管道连接所述供气传动机构，所述发动机供气控制机构包括储气罐、减压阀表总成、缓冲罐、气体流量控制阀、气体流量表总成和气体热交换器，所述储气罐所设出气口与外置高压空气压缩机通过加气阀接口连接，所述储气罐的出气口设有储气罐开关阀和储气罐安全阀，所述储气罐开关阀连接所述储气罐安全阀，所述减压阀表总成所设进气口与所述储气罐安全阀接通，所述减压阀表总成所设出气口与所述缓冲罐所设进气口连接，所述缓冲罐所设出气口的管道上依次设置所述气体流量控制阀、所述气体流量表总成和所述气体热交换器，所述气体热交换器所设出气口通过气体控制电磁阀总阀连接到气管三通接头的进气口，所述气管三通接头的出气口分别连接到高压高效气阀的进气口，通过高压高效气阀的出气口分别与所述四缸机体的进气腔连通；所述电磁阀气体控制机构由气体控制电磁阀总阀、电磁阀程控开关构成；所述气体控制电磁阀总阀设置在所述气体热交换器与所述气管三通接头之间，所述供气传动机构包括凸轮传动主链轮、凸轮传动轴链条、凸轮传动轴、传动凸轮、凸轮传动轴套座、气阀滑座、高压高效气阀、气阀进气口、气阀出气口，所述凸轮传动主链轮连接并驱动所述凸轮传动轴链条，所述凸轮传动轴与所述凸轮传动轴链条连接，所述传动凸轮安装在所述凸轮传动轴上，所述凸轮传动轴套座设置在所述凸轮传动轴一端，所述气阀滑座和所述高压高效气阀固定在所述传动凸轮上，所述凸轮传动主链轮带动所述凸轮传动轴和所述传动凸轮旋转，使所述高压高效气阀的气阀滑座套在所述传动凸轮旋转的顶压下，所述高压高效气阀的阀轴往复工作，气体经所述气阀进气口，在所述高压高效气阀的控制下，气体通过气阀出气口输出给空气能发动机的四个气缸分别逐级循环进行供气旋转工作。

2.如权利要求1所述的空气能发动机，其特征在于：所述发电充供蓄电系统是给空气发动机电器控制电路提供维持稳定工作电源，其包括交流发电机，稳压电源模块、蓄电池。

3.如权利要求2所述的空气能发动机，其特征在于：所述发电充供蓄电系统通过空气能发动机传动齿轮旋转，带动交流发电机运转发电，交流发电机经过整流后一方面提供给稳压电源模块供电，另一方面向蓄电池充电。

4.如权利要求1所述的空气能发动机，其特征在于：所述四缸机体包括四套气缸、活塞、连杆和一整套曲轴，其中四缸机体上端设有四个进气腔气缸连通，所述进气腔口上安装有四个气缸进气控制高压高效气阀；所述四缸机体上侧端有四个排气腔，在所述排气腔口端连接有排气管。

5.如权利要求4所述的空气能发动机，其特征在于：所述四缸机体连接所述启动机构，所述启动机构由启动马达、启动马达控制线、启动齿轮、飞轮、输出轴组成。

6.如权利要求1所述的空气能发动机，其特征在于：所述减压阀表总成配置有高压表、减压调节阀、低压表，其中高压表检测储气罐内的额定压力，减压调节阀用于将高压气压调节到5Mpa的工作气压范围内。

7.如权利要求1所述的空气能发动机，其特征在于：所述储气罐开关阀和减压阀表总成之间设有储气罐安全阀，所述气罐安全阀用于监测储气罐内的气压并自行排气。

8.如权利要求1所述的空气能发动机，其特征在于：所述储气罐采用碳纤维气罐。

9.如权利要求1所述的空气能发动机，其特征在于：所述缓冲罐设置有缓冲罐低压表、缓冲罐安全阀，缓冲罐低压表是观察减压调节阀调节工作气压压力，缓冲罐安全阀是控制减压调节阀压力调节的过高时排放气压。