CN108386233B - 用于空气动力发动机的智能助力装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于发动机领域，具体涉及一种用于空气动力发动机的智能助力装置，其包括第一永磁铁、第二永磁铁、电控阀、控制器和传感器，当发动机的转速和/或负载超过预定值时，电控阀选择第二支管排气，使第二永磁铁朝向凸轮平移，并且第二永磁铁在第一永磁铁转动到刚越过曲轴轴线时平移到预定位置，在该预定位置处，第一永磁铁受到第一永磁铁的N极和第二永磁铁的N极之间产生的斥力的助推，从而为发动机曲轴提供转动助力。该助力装置能够结合发动机实际工况提供合适的助力，巧妙地利用了空气动力发动机的排放废气，结构简单易行，既重复利用了能源，又避免了电磁助力或气动助力的复杂设计，降低了成本。

Description

用于空气动力发动机的智能助力装置
技术领域
本发明属于发动机领域，特别涉及一种用于空气动力发动机的智能助力装置。
背景技术
空气动力发动机使用高压压缩空气作为动力源，空气作为介质，在工作时将压缩空气存储的压力能转换为其他形式的机械能。例如：周登荣等的专利产品具有补充压缩空气回路的压缩空气发动机总成，其在多缸的空气发动机的基础上增加了一个补充压缩空气回路，与排气集气管流体连通，以将排气集气管排出的尾气补充供应到发动机本体(参考专利文献CN103061818A)；以及，电磁助力空气动力发电机系统，其在多缸的空气发动机的基础上增加了一个电磁助力器，以便为发动机曲轴提供转动助力，从而提升空气动力发动机的高速转动特性和低速转动时的稳定力矩输出，继而提高空气动力发动机的效率(参考专利文献CN103133037A)。
发明内容
本发明提供了智能助力装置，能够根据空气动力发动机的工况和/或其他数据智能地为发动机曲轴提供合适的转动助力。
空气动力发动机包括：高压气瓶、气缸和活塞组件，活塞组件在高压气体的作用下在气缸内做往复运动，活塞组件包括活塞头、连杆和凸轮，凸轮固定在发动机曲轴上；
其还包括智能助力装置，它包括：
第一永磁铁，其N极朝外地固定在凸轮上，其固定位置使得当活塞头位于上止点时，第一永磁铁的位置离气缸最近；
第二永磁铁，其N极朝向凸轮并与凸轮间隔一定距离地设置在与曲轴轴线平齐的轨道上，第二永磁铁上固定有一个竖立的受力板，第二永磁铁可在轨道上做朝向或远离凸轮的平移；
电控阀，其进气端连接于气缸上的排气孔，其排气端分别连通第一支管、第二支管和第三支管，第一支管直接向外部环境排气，第二支管的排气口设在受力板的背离凸轮的一侧，用于在排气时将第二永磁铁向靠近凸轮的方向吹动，第三支管的排气口设在受力板的靠近凸轮的一侧，用于在排气时将第二永磁铁向远离凸轮的方向吹动；
控制器，用于控制电控阀的排气路径选择和排气量；
第一传感器，用于实时监测空气动力发动机的转速和/或负载；
第二传感器，用于检测活塞头的位置；
控制器被配置为：
当空气动力发动机的转速和/或负载未超过预定值时，控制电控阀选择第一支管排气；
当空气动力发动机的转速和/或负载超过预定值时，在第二传感器检测到活塞头位于上止点的第一时刻，控制电控阀选择第二支管排气，使第二永磁铁朝向凸轮平移，并且通过电控阀控制第二支管的排气量来调节第二永磁铁在轨道上的平移速度，以使第二永磁铁在第一永磁铁转动到刚越过曲轴轴线时平移到预定位置，在该预定位置处，第一永磁铁受到第一永磁铁的N极和第二永磁铁的N极之间产生的斥力的助推，从而为发动机曲轴提供转动助力；在第二传感器检测到活塞头位于下止点的第二时刻，控制电控阀选择第三支管排气，使第二永磁铁背向凸轮平移；在除第一时刻和第二时刻以外的时间，控制电控阀选择第一支管排气。
本发明的有益效果是：能够结合发动机实际工况为发动机提供合适的助力，巧妙地利用了空气动力发动机的排放废气，结构简单易行，既重复利用了能源，又避免了电磁助力或气动助力的复杂设计，降低了成本。
附图说明
图1示出了空气动力发动机示意图。
具体实施方式
下面参照附图，详细描述本系统的结构以及所实现的功能。
空气动力发动机包括：高压气瓶1、气缸2和活塞组件3，活塞组件3在高压气体的作用下在气缸2内做往复运动，活塞组件3包括活塞头4、连杆5和凸轮6，凸轮6固定在发动机曲轴上；
其还包括智能助力装置，它包括：
第一永磁铁7，其N极朝外地固定在凸轮6上，其固定位置使得当活塞头4位于上止点时，第一永磁铁7的位置离气缸2最近；
第二永磁铁8，其N极朝向凸轮6并与凸轮6间隔一定距离地设置在与曲轴轴线平齐的轨道9上，第二永磁铁8上固定有一个竖立的受力板10，第二永磁铁8可在轨道9上做朝向或远离凸轮6的平移；
电控阀11，其进气端连接于气缸上的排气孔，其排气端分别连通第一支管12、第二支管13和第三支管14，第一支管12直接向外部环境排气，第二支管13的排气口设在受力板10的背离凸轮的一侧，用于在排气时将第二永磁铁8向靠近凸轮6的方向吹动，第三支管14的排气口设在受力板10的靠近凸轮的一侧，用于在排气时将第二永磁铁8向远离凸轮6的方向吹动；
控制器15，用于控制电控阀11的排气路径选择和排气量；
第一传感器16，用于实时监测空气动力发动机的转速和/或负载；
第二传感器17，用于检测活塞头的位置；
控制器15被配置为：
当空气动力发动机的转速和/或负载未超过预定值时，控制电控阀11选择第一支管12排气；
当空气动力发动机的转速和/或负载超过预定值时，在第二传感器17检测到活塞头4位于上止点的第一时刻，控制电控阀11选择第二支管13排气，使第二永磁铁8朝向凸轮6平移，并且通过电控阀11控制第二支管13的排气量来调节第二永磁铁8在轨道9上的平移速度，以使第二永磁铁8在第一永磁铁7转动到刚越过曲轴轴线时平移到预定位置，在该预定位置处，第一永磁铁7受到第一永磁铁的N极和第二永磁铁的N极之间产生的斥力的助推，从而为发动机曲轴提供转动助力；在第二传感器17检测到活塞头4位于下止点的第二时刻，控制电控阀11选择第三支管14排气，使第二永磁铁8背向凸轮6平移；在除第一时刻和第二时刻以外的时间，控制电控阀11选择第一支管12排气。
本领域技术人员应该认识到，不背离正如一般性地描述的本发明的实质和范围，可以对各个特定的实施例中示出的发明进行各种各样的变化和/或修改。因此，从所有方面来讲，这里的实施例应该被认为是说明性的而并非限定性的。同样，本发明包括任何特征的组合，尤其是专利权利要求中的任何特征的组合，即使该特征或者特征的组合并未在专利权利要求或者这里的各个实施例中被明确地说明。

Claims (1)

1.一种用于空气动力发动机的智能助力装置，空气动力发动机包括：高压气瓶、气缸和活塞组件，活塞组件在高压气体的作用下在气缸内做往复运动，活塞组件包括活塞头、连杆和凸轮，凸轮固定在发动机曲轴上；
其特征在于，智能助力装置包括：
第一永磁铁，其N极朝外地固定在凸轮上，其固定位置使得当活塞头位于上止点时，第一永磁铁的位置离气缸最近；
第二永磁铁，其N极朝向凸轮并与凸轮间隔一定距离地设置在与曲轴轴线平齐的轨道上，第二永磁铁上固定有一个竖立的受力板，第二永磁铁可在轨道上做朝向或远离凸轮的平移；
电控阀，其进气端连接于气缸上的排气孔，其排气端分别连通第一支管、第二支管和第三支管，第一支管直接向外部环境排气，第二支管的排气口设在受力板的背离凸轮的一侧，用于在排气时将第二永磁铁向靠近凸轮的方向吹动，第三支管的排气口设在受力板的靠近凸轮的一侧，用于在排气时将第二永磁铁向远离凸轮的方向吹动；
控制器，用于控制电控阀的排气路径选择和排气量；
第一传感器，用于实时监测空气动力发动机的转速和/或负载；
第二传感器，用于检测活塞头的位置；
控制器被配置为：
当空气动力发动机的转速和/或负载未超过预定值时，控制电控阀选择第一支管排气；
当空气动力发动机的转速和/或负载超过预定值时，在第二传感器检测到活塞头位于上止点的第一时刻，控制电控阀选择第二支管排气，使第二永磁铁朝向凸轮平移，并且通过电控阀控制第二支管的排气量来调节第二永磁铁在轨道上的平移速度，以使第二永磁铁在第一永磁铁转动到刚越过曲轴轴线时平移到预定位置，在该预定位置处，第一永磁铁受到第一永磁铁的N极和第二永磁铁的N极之间产生的斥力的助推，从而为发动机曲轴提供转动助力；在第二传感器检测到活塞头位于下止点的第二时刻，控制电控阀选择第三支管排气，使第二永磁铁背向凸轮平移；在除第一时刻和第二时刻以外的时间，控制电控阀选择第一支管排气。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN202334248U (zh) * 2011-11-22 2012-07-11 周登荣 用于空气动力发动机总成的电磁助力器
CN203945963U (zh) * 2014-03-19 2014-11-19 比亚迪股份有限公司 动力输出系统及具有其的车辆

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