CN1448632A - 冷气非燃发动机 - Google Patents

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胡克明
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B17/00Reciprocating-piston machines or engines characterised by use of uniflow principle

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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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