CN107448237A - 一种两级膨胀旋转式气动发动机装置 - Google Patents

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CN107448237A CN201710484862.XA CN201710484862A CN107448237A CN 107448237 A CN107448237 A CN 107448237A CN 201710484862 A CN201710484862 A CN 201710484862A CN 107448237 A CN107448237 A CN 107448237A
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潘孝斌
周鑫
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Abstract

本发明提供了一种两级膨胀旋转式气动发动机装置，由气缸、万向齿轮系统、动力输出端组成；气缸通过四个90度角铁用螺栓螺母固定在传动侧板上，气缸的活塞杆与活塞接头螺纹连接；活塞接头的另一端与传动接头通过销轴相连；传动接头与传动柄螺纹连接；传动柄与曲轴通过轴承轴孔配合连接，内直圆柱齿轮与曲轴通过键连接，曲轴的末端也是通过键与牙盘连接，万向齿轮通过过盈配合固定在传动侧板上。本发明利用压缩空气做功具有不用任何燃料能源，没有任何废气排放、不污染环境、且运行可靠、操作方便经济实用等优点；此外本发明往复做功无侧向功耗，输出扭矩稳定。

Description

一种两级膨胀旋转式气动发动机装置
技术领域
本发明涉及一种发动机技术，特别是一种两级膨胀旋转式气动发动机装置。
背景技术
据统计，目前全球每日石油消耗量约为五千万桶，而其中用于交通运输方面约占50％，在其中，汽车的用油约占80％。目前全球的探明石油储量，按现在的石油消耗量计算，仅可用40年左右。因此，如果依然以石油作为汽车动力的唯一能源，汽车工业不久就会走到尽头。另一方面，汽车尾气已成为我国大城市中CO、NOx和CH等污染物的第一大污染源。燃烧所排放的大量二氧化碳气体是造成地球温室效应的主要原因。汽车燃料的燃烧不完全也成为空气中悬浮颗粒物增加的原因之一。
为了解决或暂缓汽车工业发展带来的能源、环境等方面问题，现代发动机采用新技术降低排放与燃油消耗率。但是，无论是采用先进的电子喷射系统发动机、加装三元催化系统、采用废气再循环、混合动力等技术，还是采用压缩天然气、液化石油气等替代燃油发动机，汽车动力都是以内燃机为基础，只能减少污染气体的排放量，不能实现真正意义上的“零排放”。
中国专利CN1851660A提出了一种使用压缩空气作动力的车辆发动机，利用清洁能源——压缩空气推动汽缸活塞，与普通内燃机相似通过曲柄滑块机构输出动力。浙江大学博士论文《气动发动机工作过程和关键零部件优化研究》中也针对该驱动结构进行了深入研究，并在水冷柴油机基础上进行改造展开试验研究。虽然他们都利用了压缩气体进行膨胀作功，但在传动结构上仍然采用曲柄滑块机构，其腔室膨胀推动活塞时才作功，而在活塞反行程运动时不作功，影响系统工作效率。
中国专利162031993A提出了一种使用压缩空气作动力的车辆发动机，利用清洁能源——两级膨胀活塞式气动发动机装置，尽管通过往复运动和热交换系统加热来提高整个系统的工作效率，但是输出扭矩小，且扭矩波动率大，不利于大动力输出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用压缩空气作为动力源的两级膨胀旋转式气动发动机装置，使用的压缩空气能代替汽油、柴油或液化石油气燃料，驱动车辆行驶。
实现本发明目的的技术方案为：一种两级膨胀旋转式气动发动机装置，其特征在于，包括传动侧板、万向齿轮、两个气缸、传动柄、曲轴、内直圆柱齿轮、牙盘。传动侧板上设置万向齿轮通孔；万向齿轮固定于万向齿轮通孔内；两个气缸分别固定于万向齿轮通孔两侧的传动侧板上；传动柄的两端分别与两个气缸的活塞杆连接；曲轴包括第一曲柄、连接轴、第二曲柄，第一曲柄一端与传动柄轴承连接，第一曲柄另一端与连接轴一端轴承连接，连接轴穿过内直圆柱齿轮中心且与内直圆柱齿轮固定连接，第二曲柄一端与连接轴另一端轴承连接，第二曲柄另一端与牙盘中心固定连接；内直圆柱齿轮与万向齿轮内齿啮合。
采用上述装置，圆柱内齿轮与万向齿轮的直径比率为:。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)本发明采用两个气缸膨胀作功，两个气缸的充气过程皆为非全程充气，制定气动发动机的控制策略，编写程序利用PLC对气动发动机的工作过程进行控制，确保电气控制的可靠性和稳定性，提高了能量使用效率；(2)一个气缸的两侧腔室都作为工作腔，往复运动双向提供动力，输出扭矩大，且扭矩波动率小，输出轴的动力输出平稳，结构紧凑。
下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1是本发明的机械传动输出结构示意图。
图2是本发明牙盘与曲轴连接处放大示意图。
图3是本发明的曲轴结构示意图。
具体实施方式
结合图1、图2，一种两级膨胀旋转式气动发动机装置，包括传动侧板15、万向齿轮1、两个气缸6、传动柄2、曲轴、内直圆柱齿轮11、牙盘14。传动侧板15上设置万向齿轮通孔；万向齿轮1固定于万向齿轮通孔内；两个气缸6分别固定于万向齿轮通孔两侧的传动侧板15上；传动柄2的两端分别与两个气缸6的活塞杆8连接；曲轴包括第一曲柄9、连接轴10、第二曲柄12，第一曲柄一端与传动柄2轴承连接，第一曲柄另一端与连接轴10一端轴承连接，连接轴10穿过内直圆柱齿轮11中心且与内直圆柱齿轮11固定连接，第二曲柄12一端与连接轴另一端轴承连接，第二曲柄12另一端与牙盘14中心固定连接；内直圆柱齿轮11与万向齿轮1内齿啮合。
圆柱内齿轮11与万向齿轮1的直径比率为1:2。
曲轴的第一曲柄9和第二曲柄12关于内直圆柱齿轮11对称设置。
气缸6通过四个90度角铁7用螺栓螺母固定在传动侧板15上。
万向齿轮1通过过盈配合固定在传动侧板15上的万向齿轮通孔内。
传动柄2的两端设置传动接头3，传动接头3与传动柄2螺纹连接，气缸6的活塞杆8端部设置活塞接头5，活塞接头5与活塞杆8螺纹连接，传动接头3与活塞接头5之间通过销轴4连接。
连接轴10与圆柱内齿轮11之间花键连接。
第二曲柄12与牙盘14之间花键13连接。
本发明的工作原理在于：高压气体在气缸6膨胀做功推动活塞杆8，实现动力输出，活塞杆8带动传动柄2往复运动；与传动柄2相连接的第一曲柄9带动直圆柱内齿轮11绕着万向齿轮1转动，由于机构的设计直圆柱内齿轮11与万向齿轮1的直径比率为1:2，所以直圆柱内齿轮11在绕万向齿轮1转动时刻，气缸6的活塞的运动轨迹恰好是直线往复运动，第一曲柄9和第二曲柄12关于直圆柱内齿轮11对称设计，所以在直圆柱内齿轮11的运动时刻，不停的带动着与曲轴9另一侧相连的牙盘14转动，从而实现动力的输出。

Claims (6)

1.一种两级膨胀旋转式气动发动机装置，其特征在于，包括传动侧板(15)、万向齿轮(1)、两个气缸(6)、传动柄(2)、曲轴、内直圆柱齿轮(11)、牙盘(14)；其中
传动侧板(15)上设置万向齿轮通孔；
万向齿轮(1)固定于万向齿轮通孔内；
两个气缸(6)分别固定于万向齿轮通孔两侧的传动侧板(15)上；
传动柄(2)的两端分别与两个气缸(6)的活塞杆(8)连接；
曲轴包括第一曲柄(9)、连接轴(10)、第二曲柄(12)，
第一曲柄一端与传动柄(2)轴承连接，
第一曲柄另一端与连接轴(10)一端轴承连接，
连接轴(10)穿过内直圆柱齿轮(11)中心且与内直圆柱齿轮(11)固定连接，
第二曲柄(12)一端与连接轴另一端轴承连接，
第二曲柄(12)另一端与牙盘(14)中心固定连接；
内直圆柱齿轮(11)与万向齿轮(1)内齿啮合。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，圆柱内齿轮(11)与万向齿轮(1)的直径比率为1:2。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，曲轴的第一曲柄(9)和第二曲柄(12)关于内直圆柱齿轮(11)对称设置。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，传动柄(2)的两端设置传动接头(3)，气缸(6)的活塞杆(8)端部设置活塞接头(5)，传动接头(3)与活塞接头(5)之间通过销轴(4)连接。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，连接轴(10)与圆柱内齿轮(11)之间花键连接。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第二曲柄(12)与牙盘(14)之间花键连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113217188A (zh) * 2021-05-31 2021-08-06 周金元 往复直行与持续旋转运动的切线力矩整流机构

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1128557A (zh) * 1994-05-10 1996-08-07 日本朗韦尔株式会社 曲柄装置及机械装置
CN1209188A (zh) * 1996-12-09 1999-02-24 郎维尔日本株式会社 内燃机与被驱动机械的直接连结型组装体
CN2802101Y (zh) * 2005-07-18 2006-08-02 杨小龙 一种内燃机的传动结构
CN201757002U (zh) * 2010-08-03 2011-03-09 韦海虎 一种简谐往复运动双向对置结构的低耗内燃机
FR2984957B1 (fr) * 2011-12-22 2014-02-28 Peugeot Citroen Automobiles Sa Groupe moteur

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1128557A (zh) * 1994-05-10 1996-08-07 日本朗韦尔株式会社 曲柄装置及机械装置
CN1209188A (zh) * 1996-12-09 1999-02-24 郎维尔日本株式会社 内燃机与被驱动机械的直接连结型组装体
CN2802101Y (zh) * 2005-07-18 2006-08-02 杨小龙 一种内燃机的传动结构
CN201757002U (zh) * 2010-08-03 2011-03-09 韦海虎 一种简谐往复运动双向对置结构的低耗内燃机
FR2984957B1 (fr) * 2011-12-22 2014-02-28 Peugeot Citroen Automobiles Sa Groupe moteur

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113217188A (zh) * 2021-05-31 2021-08-06 周金元 往复直行与持续旋转运动的切线力矩整流机构

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