CN203441537U - 空气能发动机 - Google Patents

Abstract

空气能发动机，包括高压空气压缩机、储气罐、发动机供气控制机构、电磁阀气体控制系统、发电充供蓄电系统、四缸空气能发动机机体；所述高压空气压缩机通过加气阀接口与储气罐的进气口连接；所述储气罐的出气口设有储气罐开关阀，该储气罐开关阀与储气罐安全阀连接；所述发动机供气控制机构包括减压阀表总成、缓冲罐、气体流量控制阀、气体流量表总成、气体热交换器。本实用新型采用电子程序控制系统和器件的结构优化，其结构新颖、操作方便、节能环保、无高温、安全性高，能在许多不利环境下工作，特别是它可以满足现阶段空气污染严重和石油紧缺的迫切需要。在未来的应用领域及为广泛，并可适用于各种机动车辆，取代现有耗能污染的燃油发动机。

Description

空气能发动机

技术领域

本实用新型涉及一种能源机械技术领域，尤其是涉及一种以压缩空气作为“燃料”的空气能发动机。

背景技术

随着城市经济的不断发展，机动车辆数量不断增加，在目前国内外生产出各种各样的发动机和种种蓄电池机动车等，尤其是燃油发动机动力机械最为成熟，这些机动车辆的发动机95%以上是燃油发动机，的确燃油发动机动力机械给人们的生活带来了方便快捷，但燃油发动机动力机械在作功完成后，所产生废气排放到大气中，这给环境造成污染，又给人们身体健康带来负面的影响。

由于燃油发动机动力机械也在不但地日益迅猛增加，燃油也在不但消耗，使石油能源日益紧张，石油原料价格一再飙升，更是自然燃料能源的大量消耗临近枯竭和造成环境严重的污染，已是摆在世界各国面前的重点问题，因为，能源是现代社会赖以生存和发展的基础，面对自然燃料能源的大量消耗面临枯竭，紧缺的情况下，对于燃油发动机动力机械所产生的种种问题，促使世界各国的科学界对新能源，新动力的研究探讨，如核能、太阳能、风能、氢能、地热能、海洋能、生物质能、压缩空气储能等等，最为关注的是压缩空气储能，它最具有发展推广应用性，是取之不尽用之不竭的清洁环保能源，所有用燃油发动机的动力机械，在社会发展时代不论怎样“细水长流”，自然能源石油煤炭早晚都会用完的。最终会成为永不动的机器。

我国现有开发出压缩空气发动机，大都存在着不同程度的问题。就现有国内外的空气发动机，所用的储气罐体积庞大，续航能力低，马力小，载重量小，效率低，储气罐占用空间大等功能和效率的欠佳。

发明内容

本实用新型目的是提供一种以压缩空气作为“燃料”的排气零污染、低能耗空气能发动机。以解决现有技术所存在的燃油发动机排放有害气体及使用成本较高等技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：空气能发动机，包括高压空气压缩机、储气罐、发动机供气控制机构、电磁阀气体控制系统、发电充供蓄电系统、四缸空气能发动机机体；所述高压空气压缩机通过加气阀接口与储气罐的进气口连接；所述储气罐的出气口设有储气罐开关阀，该储气罐开关阀与储气罐安全阀连接；所述发动机供气控制机构包括减压阀表总成、缓冲罐、气体流量控制阀、气体流量表总成、气体热交换器，其中减压阀表总成的进气口与储气罐安全阀接通，该减压阀表总成的出气口与缓冲罐的进气口连接；所述缓冲罐出气口的管路上依次设置有气体流量控制阀、气体流量表总成和气体热交换器；所述气体热交换器的出气口通过气体电磁阀总阀连接到气管三通接头的进气口，该气管三通接头的出气口通过分支气缸气体管路18分别与四缸空气能发动机机体的四个进气腔连通；所述电磁阀气体控制系统包括空气能发动机传动齿轮、供气分路光电传感器组件、单片机程控器；所述空气能发动机传动齿轮旋转并传动供气分路光电传感器组件光控轴轮；所述供气分路光电传感器组件的光电传感器接受到光控轴轮信号，输送给单片机程控器进行程序处理。

作为优选，所述储气罐初始通过加气阀接口与充气装置连通，先将储气罐充满高压气源。该储气罐充气装置为高压空气压缩机。

作为优选，所述减压阀表总成配置有高压表、减压调节阀、低压表，其中高压表检测储气罐内的额定压力，减压调节阀用于将高压气压调节到5Mpa的工作气压范围内。

作为优选，所述储气罐开关阀和减压阀表总成之间设有储气罐安全阀，该气罐安全阀用于监测储气罐内的气压并自行排气。

作为优选，所述储气罐采用的是碳纤维气罐。

作为优选，所述缓冲罐设置有缓冲罐低压表、缓冲罐安全阀，缓冲罐低压表是观察减压调节阀调节工作气压压力，缓冲罐安全阀是控制减压调节阀压力调节的过高时排放气压。

作为优选，所述四缸空气能发动机机体包括四套气缸、活塞、连杆和一整套曲轴，其中四缸空气能发动机机体上端设有四个进气腔气缸连通，该进气腔口上安装有四个气缸进气控制电磁阀；所述四缸空气能发动机机体上侧端有四个排气腔，在排气腔口端连接有排气管。

作为优选，所述单片机程控器分别控制气体控制电磁阀总阀、气缸进气控制电磁阀，对空气能发动机的气缸分别逐级循环进行供气。

作为优选，所述发电充供蓄电系统是给空气发动机电器控制电路提供维持稳定工作电源，该发电充供蓄电系统包括交流发电机、稳压电源模块、蓄电池；所述稳压电源模块提供传动供气分路光电传感器组件、单片机程控器、气体控制电磁阀总阀和气缸进气控制电磁阀的稳定电源。

作为优选，所述发电充供蓄电系统通过空气能发动机传动齿轮旋转，带动交流发电机运转发电，交流发电机经过整流后一方面提供给稳压电源模块供电，另一方面向蓄电池充电。

作为优选，所述四缸空气能发动机机体连接有空气能发动机启动机构，其中空气能发动机启动机构由启动马达、启动马达控制线、启动齿轮、飞轮、输出轴组成。

本实用新型提供一种空气能发动机，采用电子程序控制系统和器件的结构优化，其结构新颖、操作方便、节能环保、无高温、安全性高、没有特殊的有害性能、没有起火危险、不怕超负荷所引起机件损坏，能在许多不利环境下工作，特别是它可以满足现阶段空气污染严重和石油紧缺的迫切需要。在未来的应用领域及为广泛，并可适用于各种机动车辆，取代现有耗能污染的燃油发动机。

附图说明

图1是本实用新型空气能发动机的结构示意图。

图中：1、储气罐， 2、加气阀接口， 3、储气罐开关阀， 4、储气罐安全阀， 5、减压阀表总成， 6、高压表， 7、减压调节阀， 8、低压表， 9、缓冲罐， 10、缓冲罐低压表， 11、缓冲罐安全阀， 12、气体流量控制阀， 13、气体流量表总成， 14、气体流量表， 15、气体热交换器， 16、气体控制电磁阀总阀， 17、气管三通接头， 18、气体管路，19、电磁阀控制电线， 20、气缸进气控制电磁阀， 21、排气管，22、气缸， 23、活塞， 24、连杆，25、曲轴， 26、飞轮，27、输出轴，28、启动齿轮，29、启动马达，30、四缸空气能发动机机体，31、启动马达控制线，32、传动齿轮，33、发电机，34、供气分路光电传感器组件，35、蓄电池，36、稳压电源模块 ，37、单片机程控器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。

图1是本实用新型空气能发动机的结构示意图。由图1可知，空气能发动机，主要由高压空气压缩机（图中未画出）、储气罐1、发动机供气控制机构、电磁阀气体控制系统、发电充供蓄电系统、四缸空气能发动机机体30等组成；其中储气罐1采用的是碳纤维气罐，高压空气压缩机通过加气阀接口2与储气罐1的进气口连接，储气罐1的出气口设有储气罐开关阀3，储气罐开关阀3和减压阀表总成5之间设有储气罐安全阀4，该气罐安全阀4用于监测储气罐1内的气压并自行排气。

发动机供气控制机构包括减压阀表总成5、缓冲罐9、气体流量控制阀12、气体流量表总成13、气体热交换器15，其中减压阀表总5成配置有高压表6、减压调节阀7、低压表8，其中高压表6检测储气罐1内的额定压力，减压调节阀7用于将高压气压调节到5Mpa的工作气压范围内。减压阀表总成5的进气口与储气罐安全阀4接通，该减压阀表总成5的出气口与缓冲罐9的进气口连接；缓冲罐9设置有缓冲罐低压表10、缓冲罐安全阀11，缓冲罐低压表10是观察减压调节阀7调节工作气压压力，缓冲罐安全阀11是控制减压调节阀7压力调节的过高时排放气压，该缓冲罐9出气口的管路上依次设置有气体流量控制阀12、气体流量表总成13和气体热交换器15；其中气体流量表总成13配置有气体流量表14。气体热交换器15的出气口通过气体电磁阀总阀16连接到气管三通接头17的进气口，该气管三通接头17的出气口通过分支气缸气体管路18分别与四缸空气能发动机机体30的四个进气腔连通。

四缸空气能发动机机体30包括四套气缸22、活塞23、连杆24和一整套曲轴25，其中四缸空气能发动机机体30上端设有四个进气腔与气缸22连通，该进气腔口上安装有四个气缸进气控制电磁阀20；四缸空气能发动机机体30上侧端有四个排气腔，在排气腔口端连接有排气管21。所述四缸空气能发动机机体30连接有空气能发动机启动机构，其中空气能发动机启动机构由启动马达29、启动马达控制线31、启动齿轮28、飞轮26、输出轴27组成。

电磁阀气体控制系统包括空气能发动机传动齿轮32、供气分路光电传感器组件34、单片机程控器37；所述空气能发动机传动齿轮32旋转并传动供气分路光电传感器组件34光控轴轮；所述供气分路光电传感器组件34的光电传感器接受到光控轴轮信号，输送给单片机程控器37进行程序处理。其中单片机程控器37分别控制气体控制电磁阀总阀16、气缸进气控制电磁阀20，对空气能发动机的气缸22分别逐级循环进行供气。

发电充供蓄电系统是给空气发动机电器控制电路提供维持稳定工作电源，该发电充供蓄电系统包括交流发电机33、稳压电源模块36、蓄电池35；所述稳压电源模块36提供传动供气分路光电传感器组件34、单片机程控器37、气体控制电磁阀总阀16和气缸进气控制电磁阀20的稳定电源。发电充供蓄电系统通过空气能发动机传动齿轮32旋转，带动交流发电机33运转发电，交流发电机33经过整流后一方面提供给稳压电源模块36供电，另一方面向蓄电池35充电。

工作时：

储气罐1通过加气阀接口2连接高压空气压缩机，高压空气压缩机向储气罐1加压达到20Mpa的压缩空气，为防止储气罐1意外受到撞击发生爆炸，储气罐1采用的是碳纤维气罐，受撞后只是裂口排气。当高压压缩机对储气罐1加压达到高压表6额定压力20Mpa时，关闭加气阀接口2、储气罐开关阀3及高压压缩机，储气罐开关阀和减压阀表总成5之间安装有一个储气罐安全阀4，当高压压缩机加气压力超过储气罐安全阀4设定压力值时，储气罐安全阀4就会自行排气，储气罐开关阀3接头管件经储气罐安全阀4与减压阀表总成5接通。从储气罐1出气口排出的高压气压通过减压调节阀7调节到工作气压5Mpa范围内，从而使从减压调节阀7出气口流出的气压流入缓冲罐9保持稳定，没有波动，接着调节气体流量控制阀12经气体流量表总成13和气体流量表14，调节到所需要的工作流量，再经空气热交换器15使换热后的空气输入到气体控制电磁阀总阀16。

单片机程控器37开机并控制器控制启动马达29启动，该马达29主动轴上的启动齿轮28转动，并带动与之啮合的飞轮26旋转，该飞轮26中心孔嵌套在输出轴27上，输出轴27与曲轴25连接，曲轴另一端设有联动传动齿轮32，曲轴25旋转并带动联动传动齿轮32转动，其中联动传动齿轮32带动供气分路光电传感器组件34光控轴轮，使供气分路光电传感器组件34的光电传感器接受到光控轴轮信号，气分路光电传感器组件34将光控轴轮信号输送给单片机程控器37进行程序处理，单片机程控器37通过电磁阀控制电线19分别与气体控制电磁阀总阀16和气缸进气控制电磁阀20连接。处理后单片机程控器37分别控制气体控制电磁阀总阀16和气缸进气控制电磁阀20开启。

单片机程控器37对气体控制电磁阀总阀16的进气量进行设定后，通过气管三通接头17与分支气缸气体管路18连接，同时，单片机程控器37控制分支气缸气体管路18上的气缸进气控制电磁阀20，对四缸空气能发动机机体30的气缸22分别逐级循环进行供气，气体推动活塞23在气缸22内上下运动，活塞23下端与连杆24一端连接，另一端与曲轴25连接，在活塞23受到气压强力推动下，使活塞23上下运动，经连杆24上下推拉曲轴25旋转工作。曲轴25转动，并带动空气能发动机传动齿轮轴32旋转，带动交流发电机33运转发电，交流发电机33经过整流后一方面提供给稳压电源模块36供电，另一方面向蓄电池35充电，其中稳压电源模块36提供传动供气分路光电传感器组件34、单片机程控器37、气体控制电磁阀总阀16和气缸进气控制电磁阀20的稳定电源。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不足以限制本发明的技术方案，对本领域的技术人员来说，根据上述说明加以增减、替换、变换或改进的技术方案，应都属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.空气能发动机包括，高压空气压缩机、储气罐、发动机供气控制机构、电磁阀气体控制系统、发电充供蓄电系统、四缸空气能发动机机体；其特征是，所述高压空气压缩机通过加气阀接口与储气罐的进气口连接；所述储气罐的出气口设有储气罐开关阀，该储气罐开关阀与储气罐安全阀连接；所述发动机供气控制机构包括减压阀表总成、缓冲罐、气体流量控制阀、气体流量表总成、气体热交换器，其中减压阀表总成的进气口与储气罐安全阀接通，该减压阀表总成的出气口与缓冲罐的进气口连接；所述缓冲罐出气口的管路上依次设置有气体流量控制阀、气体流量表总成和气体热交换器；所述气体热交换器的出气口通过气体电磁阀总阀连接到气管三通接头的进气口，该气管三通接头的出气口通过分支气缸气体管路（18）分别与四缸空气能发动机机体的四个进气腔连通；所述电磁阀气体控制系统包括空气能发动机传动齿轮、供气分路光电传感器组件、单片机程控器；所述空气能发动机传动齿轮旋转并传动供气分路光电传感器组件光控轴轮；所述供气分路光电传感器组件的光电传感器接受到光控轴轮信号，输送给单片机程控器进行程序处理。

2.根据权利要求1所述的空气能发动机，其特征是，所述减压阀表总成配置有高压表、减压调节阀、低压表，其中高压表检测储气罐内的额定压力，减压调节阀用于将高压气压调节到5Mpa的工作气压范围内。

3.根据权利要求1所述的空气能发动机，其特征是，所述储气罐开关阀和减压阀表总成之间设有储气罐安全阀，该气罐安全阀用于监测储气罐内的气压并自行排气。

4.根据权利要求1所述的空气能发动机，其特征是，所述储气罐采用的是碳纤维气罐。

5.根据权利要求1所述的空气能发动机，其特征是，所述缓冲罐设置有缓冲罐低压表、缓冲罐安全阀，缓冲罐低压表是观察减压调节阀调节工作气压压力，缓冲罐安全阀是控制减压调节阀压力调节的过高时排放气压。

6.根据权利要求1所述的空气能发动机，其特征是，所述四缸空气能发动机机体包括四套气缸、活塞、连杆和一整套曲轴，其中四缸空气能发动机机体上端设有四个进气腔气缸连通，该进气腔口上安装有四个气缸进气控制电磁阀；所述四缸空气能发动机机体上侧端有四个排气腔，在排气腔口端连接有排气管。

7.根据权利要求1所述的空气能发动机，其特征是，所述单片机程控器分别控制气体控制电磁阀总阀、气缸进气控制电磁阀，对空气能发动机的气缸分别逐级循环进行供气。

8.根据权利要求1所述的空气能发动机，其特征是，所述发电充供蓄电系统是给空气发动机电器控制电路提供维持稳定工作电源，该发电充供蓄电系统包括交流发电机、稳压电源模块、蓄电池；所述稳压电源模块提供传动供气分路光电传感器组件、单片机程控器、气体控制电磁阀总阀和气缸进气控制电磁阀的稳定电源。

9.根据权利要求1或8所述的空气能发动机，其特征是，所述发电充供蓄电系统通过空气能发动机传动齿轮旋转，带动交流发电机运转发电，交流发电机经过整流后一方面提供给稳压电源模块供电，另一方面向蓄电池充电。

10.根据权利要求1或6所述的空气能发动机，其特征是，所述四缸空气能发动机机体连接有空气能发动机启动机构，其中空气能发动机启动机构由启动马达、启动马达控制线、启动齿轮、飞轮、输出轴组成。

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