CN115898552A - 一种高压空气能循环发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机技术领域，尤其是涉及一种高压空气能循环发动机。高压空气能循环发动机的气压变速箱设置在气缸座上，气缸座上设置有多个气缸；气缸顶端设置有与气压变速箱连通的气缸进气口，气缸进气口与气压变速箱连通，并且在气缸进气口处设置有气门；气压变速箱与预储空气动力箱连通；排气回收箱包括回收箱进气口和回收箱排气口，回收箱排气口通过增压机与预储空气动力箱的进气口连通；气缸的底部设置有排气口，气缸的排气口与回收箱进气口连通。发动机利用压缩空气驱动活塞的运行，进而实现动力的输出，相对于现有的燃油发动机，避免了因使用化石能源产生二氧化碳，导致的大气污染和对人类健康造成危害的问题。

Description

一种高压空气能循环发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其是涉及一种高压空气能循环发动机。

背景技术

目前燃油动力机对不可再生能源的依赖和使用，所产生的二氧化碳，对地球大气的污染和人类健康的危害极为日益严重。因此要如何解决这个难题和大量消耗人民财富与劳力，是非常迫切的工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压空气能循环发动机，该高压空气能循环发动机能够解决燃油发动机污染环境的问题；

本发明提供了一种高压空气能循环发动机，其包括排气回收箱、预储空气动力箱、增压机、气压变速箱、气缸座和气缸；

所述气压变速箱设置在气缸座上，所述气缸座上设置有多个气缸；

所述气缸顶端设置有与气压变速箱连通的气缸进气口，气缸进气口与气压变速箱连通，并且在气缸进气口处设置有气门；

所述气压变速箱与预储空气动力箱连通；

所述排气回收箱包括回收箱进气口和回收箱排气口，所述回收箱排气口通过增压机与预储空气动力箱的进气口连通；

所述气缸的底部设置有排气口，气缸的排气口与回收箱进气口连通。

优选的，所述气缸座的顶部设置有摇臂支架，所述气门与摇臂支架连接。

优选的，所述气缸座内设置有四个均匀分布的气缸。

优选的，所述排气回收箱上设置有四个回收箱进气口，每个气缸的排气口均对应的与一个回收箱进气口连通。

优选的，所述回收箱进气口和回收箱排气口上均设置有单向阀；

所述回收箱进气口上单向阀的开启方向是向排气回收箱内开启；

所述回收箱排气口上单向阀的开启方向是向排气回收箱外开启。

优选的，所述气缸内设置有活塞，所述活塞上设置有活塞排气孔，所述活塞排气孔上设置有活塞气门。

优选的，所述预储空气动力箱上设置有电动高压打气筒，可控制预储空气动力箱内所设定的气压。

优选的，还包括蓄电池，所述增压机与蓄电池连接。

优选的，所述气压变速箱为底部具有开口的箱体式结构，所述气缸座顶端具有顶面；

所述气压变速箱罩设在气缸座顶端，并且使气压变速箱形成密封腔体。

有益效果：

发动机利用的是压缩空气驱动活塞的运行，进而实现动力的输出，此种方式，相对于现有的燃油发动机，避免了因使用化石能源产生二氧化碳，导致的大气污染和对人类健康造成危害的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式提供的高压空气能循环发动机原理图(图中箭头指示的是气体流向)；

图2为本发明具体实施方式提供的空气动力发动机的结构示意图；

图3为本发明具体实施方式提供的活塞连续排气过程示意图；

图4为本发明具体实施方式提供的输气管结构示意图(未安装锥圆形输气喷气口或者高压打气筒头喷气口)；

图5为本发明具体实施方式提供的输气管结构示意图(安装有锥圆形输气喷气口或者高压打气筒头喷气口)；

图6为本发明具体实施方式提供的高压喷头的结构示意图；

图7为本发明具体实施方式提供的高压喷头另一种的结构示意图。

附图标记说明：

1：排气回收箱、2：预储空气动力箱、3：增压机、4：气缸座、5：气缸、6：气缸进气口、7：气门、8：回收箱进气口、9：回收箱排气口、10：气缸排气口、11：活塞、12：活塞气门、13、输气管、14、高压圆形板；15：锥圆形输气喷气口；16：高压打气筒头喷气口。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图7所示，本实施方式提供了一种高压空气能循环发动机，其包括排气回收箱1、预储空气动力箱2、增压机3、气压变速箱、气缸座4和气缸5。

气压变速箱设置在气缸座4上，气缸座4内设置有多个气缸5；

气缸5顶端设置有与气压变速箱连通的气缸进气口6，气缸进气口6与气压变速箱连通，并且在气缸进气口6处设置有气门7。利用空气能循环,推动气缸活塞做工。

气压变速箱与预储空气动力箱2连通。气压变速箱对进入气量的大小进行控制,可控制行车的快慢。

排气回收箱1包括回收箱进气口8和回收箱排气口9，回收箱排气口9通过增压机3与预储空气动力箱2的进气口连通。

增压机3是把排气回收箱1空气能,推向预储空气动力箱2的装置,可使排气回收箱1的气压降低,成为低压区。同时可使预储空气动力箱2,气压提高成为高压区,使高压的空气能,流向气缸低压区,形成一个空气能循环。

增压机3上与预储空气动力箱2之间设置有输气管13，输气管朝向预储空气动力箱2的一端设置有高压圆形板14，在高压圆形板14上设置有多个锥圆形输气喷气口15或者高压打气筒头喷气口16，锥圆形输气喷气口15或者高压打气筒头喷气口16提供的压力为10Mpa-30Mpa。使增压机3提供的压力等于或大于预储空气动力箱2内的压力。

需要说明的是：锥圆形输气喷气口15或者高压打气筒头喷气口16选择其中之一安装在高压圆形板14。

高压圆形板14上设置有安装孔，锥圆形输气喷气口15或者高压打气筒头喷气口16通过螺纹安装在高压圆形板14上的安装孔上。

气缸5的底部设置有排气口，气缸排气口10与回收箱进气口8连通。

在高压空气能循环发动机工作过程中，为了使空气能循环更加顺畅，在排气回收箱1和预储空气动力箱2之间增加了增压机3。增压机3的作用是使排气回收箱1减压，使预储空气动力箱2增压，也就是说增压机3提供了空气循环的动力。具体的，增压机3工作将排气回收箱1内的气体抽吸至预储空气动力箱2，使排气回收箱1内形成低压区，预储空气动力箱2形成高压区，预储空气动力箱2将高压气体输送至气压变速箱。当气缸5与气压变速箱连通的气缸进气口6打开时，高压气体进入气缸5，并推动气缸5内的活塞11移动，活塞11移动后通过曲轴输出动力。气缸5内的活塞11是在气缸5内往复运动，首先活塞11在高压气体的推动下，由上向下运动，当活塞11运动至气缸5下端后，活塞11在曲轴的带动下由下向上运动，在活塞11由下向上运动时，活塞11通过气缸排气口10进行排气，由于增压机3的对排气回收箱1的吸气作用，使排气回收箱1内的压力低于活塞11内的气体，活塞11内的气体返回至排气回收箱1内，活塞11完成一个运行过程。发动机的运动过程中是不断的重复上述过程。

需要说明的是，排气不同于燃油车一次性排气,而是往复式连续排气,当高压空气能,推动气缸活塞,下行至排气口排气时,因曲轴连动时,活塞又要开始上行时,但气缸里还存在有空气,活塞上行受阻,无法上行。所以在活塞上开设一个通气孔,使空气能继续排气,而且不影响活塞往复上行,这种往复式连续排气,可配合空气回收,增压机连续吸气工作。

基于上述内容，可以得出，本实施方式中提供的发动机，利用的是压缩空气驱动活塞11的运行，进而实现动力的输出，此种方式，相对于现有的燃油发动机，避免了因使用化石能源产生二氧化碳，导致的大气污染和对人类健康造成危害的问题。

预储空气动力箱2与气压变速箱之间的连接管路上设置有气门，通过对该气门开度的控制，能够改变预储空气动力箱2向气压变速箱内的输气量，通过输气量的改变，调整气缸的移动速度，进而实现控制发动机输出轴的转动速度。

气缸座4的顶部设置有摇臂支架，气门7与摇臂支架连接。

气缸座4内设置有四个均匀分布的气缸5。在工作过程中，四个气缸5两个同时上升，两个同时下降，可以使工作过程更加平衡，减少工作过程中产生的振动。气缸座设有四个气缸和四个活塞,分成两组,一组进气时,另一组同时排气,行车两组气缸活塞,相互交替工作,使行平稳。

需要说明的是，两个相邻的气缸5供用一个摇臂支架，摇臂支架的两端分别连接一个气门7，供用同一摇臂支架的两气门，当一个打开时，另一个关闭。

共用同一摇臂支架的两个气门，当一个高压推动活塞下行至排气门排气时，气缸即时产生低压关门。另一个同时因摇臂连动同时开门，同时高压进气开始下行推动活塞输出动力。

排气回收箱1上设置有四个回收箱进气口8，每个气缸排气口10均对应的与一个回收箱进气口8连通。每个气缸排气口10对应一个回收箱的进气口，可以使每个气缸5均有一个独立的回气通道，避免相互之间产生干扰。

回收箱进气口8和回收箱排气口9上均设置有单向阀，回收箱进气口8上单向阀的开启方向是向排气回收箱1内开启。回收箱排气口9上单向阀的开启方向是向排气回收箱1外开启。

通过单向阀的设置，使气流只能单向流动，避免排气回收箱1的进气和排气之间造成影响。

排气回收箱1,是接受排气能,再循环再利用的重要箱体,是本发动机回收空气能的重要结构。

气缸5内设置有活塞11，活塞11上设置有活塞11排气孔，活塞11排气孔上设置有活塞气门12。气缸5是一个封闭的缸体，通过在活塞11上设置活塞11排气孔，并且活塞气门12只有在活塞11向上运行时打开。通过活塞11排气孔的设置，在活塞11向上运行时，使活塞11上部的空间与气缸5排气孔连通，便于排出气缸5内的空气，方便活塞11向上运行。

预储空气动力箱上设置有电动高压打气筒。电动高压打气筒的作用是提供气压，补充气压。电动高压打气筒的能够提供30-40Mpa的压力。该电动高压打气筒能够为预储空气动力箱补压。预储空气动力箱上,装有电动高压打气筒,负责储气补气,可控制预储空气动力箱内气压高低(因为空气能循环,用气量很少)。

高压空气能循环发动机还包括蓄电池，增压机3与蓄电池连接。蓄电池的电力来源可以通过外界电源进行充电。发动机还可以配置能量回收装置，如发电机，通过发动机带动发电机进行发电也可以为蓄电池充电。

本实施方式还提供了另外一种供电方式：增压机用电问题,车上设有空气能发电机和储电瓶,当增压机每一次用掉的电能时,会抬高预储空气动力箱的空气能,而且抬高的这个空气能还是存在的,没有消失。这个空气高压能推动活塞，做工时又从空气发电机储电，形成一个电的循环，就像火力发电厂一样,夜间把多余的电,带动抽水机工作,把低处的水,送到高位储水处,白天再使高位的水,能推动涡轮发电或者空气能增压机,夜间储存空气能,白天或随时再用空气能发电。本实施方式,提供增压机的用电,也是利用空气能发电的原理循环,本增压机的工作循环又带动空气能的循环,形成气电双循环,是本发动的特殊成果。

本发动机的设计思路和设计重点:

一、气压的高低与容器的大小无关,但气压的大小与容器成正比例,举例在同一个气压中五公升的气缸,要比二公升的气缸马力大2.5倍,所以用小气缸发动机,不如用大气缸,因为大小气缸费用都是零,这是气电双循环的原因。

二、气电双循环设计要点:

1.预储空气动力箱是主气箱，容积15公升。

2.排气回收箱容积5公升。

3.气压变速箱5公升。

4.以上设计是因为空气能循环，不需大量气体，能减少发动机体积空间，方便装配。

5.大气缸，小压力。(以安全着想)箱压设为15Mpa至20Mpa为基础。

6.如果需要大马力发动机，不须不考虑气压，只要把汽缸和活塞气量加大，就获得大马力。

7.增压机极为重要的重要。是双循环的关键载体，需要特别的设计，涡轮机增压机，当然根据实际需要也可以采用其它结构的增压机。有特制放大电动高压打气筒或多个电动高压打气筒组合箱，增压机也有不同问题。

8.一个惊喜的假设

假设能走200公里的电动车电瓶，放到本高压空能循环发动机上的增压机用，如果消耗马力20％有效马力80％，那就是200公里乘8等于1600公里，真是惊人，所以本发动机用电瓶能走200公里就可以。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种高压空气能循环发动机，其特征在于，包括排气回收箱、预储空气动力箱、增压机、气压变速箱、气缸座和气缸；

所述气压变速箱设置在气缸座上，所述气缸座上设置有多个气缸；

所述气缸顶端设置有与气压变速箱连通的气缸进气口，气缸进气口与气压变速箱连通，并且在气缸进气口处设置有气门；

所述气压变速箱与预储空气动力箱连通；

所述排气回收箱包括回收箱进气口和回收箱排气口，所述回收箱排气口通过增压机与预储空气动力箱的进气口连通；

所述气缸的底部设置有排气口，气缸的排气口与回收箱进气口连通。

2.根据权利要求1所述的高压空气能循环发动机，其特征在于，所述气缸座的顶部设置有摇臂支架，所述气门与摇臂支架连接。

3.根据权利要求1所述的高压空气能循环发动机，其特征在于，所述气缸座内设置有四个均匀分布的气缸。

4.根据权利要求3所述的高压空气能循环发动机，其特征在于，所述排气回收箱上设置有四个回收箱进气口，每个气缸的排气口均对应的与一个回收箱进气口连通。

5.根据权利要求1或4所述的高压空气能循环发动机，其特征在于，所述回收箱进气口和回收箱排气口上均设置有单向阀；

所述回收箱进气口上单向阀的开启方向是向排气回收箱内开启；

所述回收箱排气口上单向阀的开启方向是向排气回收箱外开启。

6.根据权利要求1所述的高压空气能循环发动机，其特征在于，所述气缸内设置有活塞，所述活塞上设置有活塞排气孔，所述活塞排气孔上设置有活塞气门。

7.根据权利要求1所述的高压空气能循环发动机，其特征在于，所述预储空气动力箱上设置有电动高压打气筒。

8.根据权利要求1或7所述的高压空气能循环发动机，其特征在于，还包括蓄电池，所述增压机与蓄电池连接。

9.根据权利要求1所述的高压空气能循环发动机，其特征在于，所述气压变速箱为底部具有开口的箱体式结构，所述气缸座顶端具有顶面；

所述气压变速箱罩设在气缸座顶端，并且使气压变速箱形成密封腔体。

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