CN1448632A - 冷气非燃发动机 - Google Patents

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胡克明
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B17/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by use of uniflow principle

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Abstract

本发明属发动机技术领域，是一种不消耗能源，无污染的新型发动机。采用冷气非燃发动机替代各种燃料燃烧发动机；技术方案要点是利用冷气储气罐作动力源，通过微电脑ECU电控、气动控制元件，程控气动执行元件冲击气缸作功；达到不消耗能源、无污染的目的。本发明结构简单、体积小，易于制造，适用于陆、海、空凡使用发动机作动力的运载工具。

Description

冷气非燃发动机
                                 技术领域
                              本发明属发动机
                                 背景技术
燃烧发动机问世以来，迅猛发展，产量大幅度增加，技术革新日新月异，燃烧能源研究、换代，改进、限制污染排放方案层出不穷，但能源危机、枯竭，污染问题没有得到根本性解决；到目前为止，尚未见到不消耗能源，无污染的发动机。
                                 发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供了一种冷气非燃发动机，技术方案是：冷气非燃发动机替代了各种燃料燃烧发动机，不消耗能源，无污染；储气罐中冷气通过气源调节装置、电控、气动控制元件，直接作用于冲击气缸上作功如图1。
冷气即被压缩了的空气，它无处不在，取之方便，用之不竭，是一种理想储能源。
冷气储气罐高压可达15～30Mpa，市场有售，国内多家可制造，最高达35Mpa。
气源调节装置由过滤器、减压阀、油雾器三元件组合而成，也可分立；电控、气动控制元件是指压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀、气动逻辑元件，如图1中：2减压阀、3逻辑元件、4电磁方向控制阀、7程序器工作压力5Mpa，5电磁节流阀，工作压力0.5～1Mpa、6冲击气缸。
电控、气动控制原件、程序器，是采用电脑ECU全控发动机各项功能，收集处理各种各样的信息。
原发动机一般都由两个机构、五个系统组成；本发明冷气非燃发动机，只保留了曲轴连杆机构，因是非燃，去除了配气机构、燃料供给系统、点火系统、冷却系统，又因气源调节装置中有油雾器，替代、去除了润滑系统，再因冷气直接作功启动，去除了启动系统；至此砍掉了6/7机构、系统，因而结构简单，体积小、经济、易于制造。
冲击气缸如图2，是一种较新型的气动执行元件，其结构特点是增加了一个喷嘴和具有一定容积的蓄能腔。
其工作原理：当冷气刚进入蓄能腔时，喷嘴处于关闭状态，蓄能腔中冷气压力逐渐升高，当压力升高到作用喷嘴面积上的总推力，超过活塞杆腔的排气压力与活塞和缸体间的摩擦阻力的总和时，活塞向下移动，喷嘴打开，蓄能腔中积聚的冷气突然作用在活塞的全部面积上，压强突增，喷嘴口处冷气气流速度可达声速，活塞腔口高速冷气气流，进一步膨胀，产生冲击波，其阵面压力可达气源压力的几倍到几十倍，活塞受到很大的向下推力，由于活塞杆腔内压力很低，活塞则在很大压差作用下迅速加速，加速度可达1000/s2以上，在极短时间内0.25～1.25s内，其平均冲击波速度可高达8m/s向下冲击，因而获得很大动能。
图2中的6-排气塞即泄气口，安装低压排气单向阀，通常采用小型针阀。它的作用是在低压时排气，即与大气相通，而在高压时关闭，泄气口还可作为控制信号孔使用。
汽油机最高燃烧压力一般小于5Mpa，柴油机的最高燃烧压力一般为5～9Mpa，增压柴油机有可能大于10Mpa，为降低作用在气缸上压力，特选用冲击气缸，只需10％的冷气压力0.5～1Mpa。
冷气作功不消耗能源，因为它不燃烧，只起物理变化，进去的是冷气即空气，排出的还是空气，它作功，只是物理过程，且空气可反复使用。
冷气作功无污染、空气本身无污染。
                               附图说明
图1是冷气非燃发动机工作原理
图中：储气罐1 减压阀2 逻辑元件3 电磁方向控制阀4 电磁节流阀5 冲击气缸6
      程序器7 消声器8 油雾器9 过滤器10 气源调节装置12
图2是非快排型冲击气缸
图中：蓄能缸1 中盖2 气缸3 前盖4 活塞5 排气塞6 后盖7 A、B为进排气孔
                             具体实施方案
下面结合附图与具体实施优选方式对本发明作进一步详细描述：
冷气非燃发动机替代了各种燃料燃烧发动机，不消耗能源、无污染；优选如图1中的1：高压20Mpa，通过管道接10、2：工作压力10Mpa、9、3、7、4、5：工作压力0.5～1Mpa，接6作功。
也可以如图1中的1：高压20Mpa，通过管道接10、2：工作压力10Mpa、9、3、7、4、5：工作压力5～10Mpa，接6普通气缸作功；但6上受力过高、不安全，浪费冷气气源。
优选结构如图1中的各种电控、气动控制元件，替代了被砍掉了的配气机构与5个系统，结构简单、体积小、经济、易于制造。
优选冲击气缸，需冷气气源压力降低了10倍，安全、经济。
优选各种电控、气动控制元件，如电磁方向控制阀、电磁流量控制阀、程序器，通过微电脑ECU、电磁、气动控制元件、程序器来自动调带发动机能量、速度等多种功能，精确处理多种信息，具有节能、高效、价廉和无污染等优点，维护简单、调节方便，过载自动保护、工作安全、成本低、寿命长，易于标准化、系列化、通用化，便于实现自动控制。

Claims (4)

  1. (一)发明创造各称
    冷气非燃发动机
  2. (二)发明创造简介
    原发动机一般都由两个机构、五个系统组成：本发明冷气非燃发动机，只保留了曲轴连杆机构，其基本组成是由储气罐、气源调节装置、电控、气动控制元件、冲击气缸、曲轴连杆机构、程序器所构成；它结构简单、体积小、易于制造，适用于陆、海、空凡使用发动机作动力的运载工具。
  3. (三)权利要求书
    1.冷气非燃发动机替代了各种燃料燃烧发动机，不消耗能源、无污染；储气罐中冷气通过气源调节装置、电控、气动控制元件、程序器，直接作用于冲击气缸上作功。
    2.根据权利要求1所述冷气非燃发动机，其特征是，所述冷气即被压缩的空气15～30Mpa。
    3.根据权利要求1所述冷气非燃发动机，其特征是，所述非燃、去除了配气机构、燃料供给系统、点火系统、冷却系统。
    4.根据权利要求1所述冷气非燃发动机，其特征是，所述气源调节装置中油雾器，代替、去除了润滑系统。
    5.根据权利要求1所述冷气非燃发动机，其特征是，所述直接作用于冲击气缸上作功，去除了起动系统。
    6.根据权利要求1所述冷气非燃发动机，其特征是，所述冲击气缸，是一种较新型的气动执行元件，只需供气压力0.5～1Mpa即可作功。
    7.根据权利要求1所述冷气非燃发动机，其特征是，所述电控、气动控制元件、程序器，是采用电脑ECU全控发动机各项功能，收集、处理各种各样的信息。
    8.根据权利要求1所述冷气非燃发动机，其特征是，所述不消耗能源，是指冷气即空气作功后排出的仍是空气，只是物理过程。
    9.根据权利要求1所述冷气非燃发动机，其特征是，所述无污染，是指冷气作功、空气本身无污染。
  4. (四)说明与分析
    冷气非燃发动机替代了各种燃料燃烧发动机，不消耗能源，无污染；其结构：储气罐中冷气压力20Mpa，通过管道接到过滤器、减压阀工作压力10Mpa，接到油雾器、逻辑元件、程序器、电磁方向控制阀、电磁节流阀工作压力0.5～1Mpa，接到冲击气缸上；电磁阀、程序器由ECU控制，其小型化、集成化、无油化提高元件和系统的可靠性及使用寿命，电/气一体化，提高气动系统的机电一体化和自动化水平。
    冷气非燃发动机只保留原发动机的曲轴连杆机构，去除了配气机构，燃料供给系统，点火系统、冷却系统、润滑系统、启动系统，从而使本发明结构简单、体积小、经济，易于制造。
    不消耗能源、无污染，是因冷气作功、不燃烧只是物理过程，进出都是空气，空气本身无污染。
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