CN204646324U - 一种内燃机改造的高压气体动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种内燃机改造的高压气体动力系统及其动力方法，包括高压气源、喷气塞、汽缸、活塞及喷气控制器，其中活塞位于汽缸中并与汽缸滑动连接，汽缸上安装有进气门、排气门，进气门处设进气道，排气门设排气道，喷气塞通过喷气控制信号、缸体压力传感信号与喷气控制器电气连接，且喷气塞另通过高压气路与高压气源连通，喷气控制器另通过节气门开度信号获取内燃机动力控制需求，喷气塞通过嵌于汽缸壁上与汽缸连接。本实用新型可在不对传统内燃机主要硬件结构改变的前提下，实现利用高压气体代替燃油做为动力源，一方面便于推广利用，另一方面避免了传统燃油内燃机使用中对能源损耗及对环境造成的污染，实现了绿色清洁动力输出。

Description

一种内燃机改造的高压气体动力系统

技术领域

本实用新型涉及一种内燃机改造的高压气体动力系统，属空气压缩设备技术领域。 

背景技术

目前在日常生活中，有大量的工作、设备均是依靠高压气体做为其主要动力源，并且随着对高压气体应用研究的深入，目前已经有将高压气体引入到内燃机系统中，替代燃油驱动内燃机对外做功的研究并有了少量的应用，一方面减少对燃油等不可再生资源的消耗，降低内燃机运行及使用成本，另一方面也减少内燃机使用时对周边环境造成的严重污染，而当前的这类设备主要是通过纯机械设备来实现在内燃机主体结构下实现高压气体驱动做功的，而该种方法在使用时，需要对内燃机结构做出较大的调整及修改，从而仅能在生产全新发动机的使用进行改造，而无法对现有的内燃机进行改造使用，同时当前的这类设备，仅保留了内燃机中的两个冲程，并去除了内燃机的冷却系统，从而也造成改造后的内燃机对环境热能利用率下降，更换新发动机成本高、风险大，与原有配套系统衔接困难等系列问题，实际应用中难以推广。因此需要设计一种全新的系统以克服当前的众多不足。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种基于现有内燃机结构的高压气体动力系统，该新型可在不对传统内燃机主要结构硬件改动的前提下，实现利用高压气体代替燃油做为动力源，系统通用性及实用性强，既可以高效使用高压空气代替燃油驱动内燃机进行动力输出，同时避免了内燃机使用燃油的能源物质损耗及对环境造成的污染，同时还可充分增加部分环境热能参与做功过程，进一步提高了动力输出能力。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

一种内燃机改造的高压气体动力系统，包括高压气源、喷气塞、汽缸、活塞及喷气控制器，其中活塞位于汽缸中并与汽缸滑动连接，汽缸上安装有进气门、排气门，进气门处设进气道，排气门设排气道，喷气塞通过通过缸体压力传感信号、喷气控制信号与喷气控制器电气连接，且喷气塞另通过高压气路与高压气源连通，喷气控制器另节气门开度信号获取内燃机动力控制需求，喷气塞通过嵌于汽缸壁上与汽缸连接。

作为优选方案，所述的高压气源为压缩空气或超低温液态空气气化后得到的高压气体。

作为优选方案，所述的喷气塞另可通过设置在汽缸上的火花塞安装孔与汽缸连接。 

作为优选方案，所述的喷气塞至少一个。

作为优选方案，为了保证高压气体的喷气速度，高压气源提供的气体压力在1MPa在65MPa之间，以适应不同内燃机工作情况的需要。

本实用新型具有以下优势：

1、可在不要对传统内燃机硬件结构改造的前提下，实现利用高压气体代替燃油做为动力源，系统通用性及实用性强，便于推广利用；

2、可有效使高压空气代替燃油进行驱动内燃机进行动力输出，从而避免了燃油内燃机使用中的能源损耗及对环境造成的污染；

3、保留吸气冲程和压缩冲程可充分增加环境空气参与膨胀做功冲程，环境空气热能得到利用，进一步提高了动力输出能力。

4、高压气体膨胀过程中温度迅速降低，和内燃机工作状态不同，低速运行时可以吸收部分缸体热量作为补充，效率较高速运转更高；

5、这种根据测量缸体气压变化的改装控制方案，与原内燃机电器控制系统联系更少，改动更小、适应性更广，完全兼容压燃和点燃式各类内燃机。以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明 

图1为本实用新型结构示意图；

具体实施方式 

参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：

一种内燃机改造的高压气体动力系统，包括高压气源1、喷气塞2、汽缸3、活塞4及喷气控制器5。

本实施例中，其中活塞4位于汽缸3中并与汽缸3滑动连接，汽缸3上安装有进气门6及排气门7 ，所述进气门6出设进气道8，排气门7设排气道9，喷气塞2通过缸体压力传感信号号12、喷气控制信号10与喷气控制器5电气连接，喷气塞2另通过高压气路11与高压气源1连通。

值得一提的是，喷气控制器5另通过节气门开度信号13接受原内燃机动力需求，通过喷气控制器5有效控制喷气塞，简化新的系统对原有内燃机改造改装过程，充分增加环境热能利用率，实现了绿色清洁动力输出能力。

本实施例中，所述的喷气塞2至少一个，且另可通过在原内燃机汽缸3上火花塞、喷油器安装孔14与汽缸3连接。

上述的高压气源为压缩空气或超低温液态空气气化后得到的高压气体，可在不要对传统内燃机结构的前提下，实现利用高压气体代替燃油做为动力源，系统通用性及实用性强，便于推广利用。

本实用新型在使用时，喷气塞通过内燃机基体中汽缸上的火花塞安装孔或喷油嘴，或另开设的安装孔安装在汽缸上，并通过高压气路4与高压气源1连通，当内燃机开始工作时，汽缸首先进行吸气冲程，进行吸气冲程时，进气门打开并通过内燃机基体的进气道将外部环境中侧空气吸入到汽缸体内，在此过程中，汽缸中的活塞体下行并直至最低点，完成吸气冲程，然后进行压缩冲程，在压缩冲程中，进气门及排气门均关闭，活塞上行直至最高点，从而对汽缸体内的空气进行压缩，当活塞上行至最高点时，喷气塞缸体压力传感信号输出缸体压力信号达到最大值，成为启动喷气的信号，并由喷气控制器向喷气塞发出动作指令，驱动喷气塞对气缸内喷气，且喷气时节气门开度传感器采集节气门开度信息作为内燃机所需动力大小信号向喷气控制器进行反馈，从而实现对喷气塞的喷气时机、喷气量进行调节及控制，在喷气塞向汽缸内进行喷气后，气缸内压力迅速增加，达到原内燃机基体设计要求，并驱动活塞体快速向下运动，从而驱动内燃机对外做功，当活塞体下行至最低点后，汽缸体排气门打开，活塞体上行进入排气冲程，将汽缸内的空气排出，从而实现内燃机四个冲程动作循环进行。

本实用新型通过上述连接结构的设置，可在不对传统内燃机主要硬件结构改动的前提下，实现利用高压气体代替燃油做为动力源，系统通用性及实用性强，便于推广利用，另可有效使高压空气代替燃油进行驱动内燃机进行动力输出，从而避免了燃油内燃机使用中的能源损耗及对环境造成的污染，同时保留吸气冲程和压缩冲程可充分增加环境空气参与膨胀做功冲程，环境空气热能得到利用，进一步提高了动力输出能力。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种内燃机改造的高压气体动力系统，包括高压气源、喷气塞、汽缸、活塞及喷气控制器，其中活塞位于汽缸中并与汽缸滑动连接，汽缸上安装有进气门、排气门，进气门处设进气道，排气门设排气道，喷气塞通过喷气控制信号与喷气控制器电气连接，且喷气塞另通过高压气路与高压气源连通，喷气控制器另通过缸体压力传感信号、节气门开度信号获取内燃机动力控制需求，喷气塞通过嵌于汽缸壁上与汽缸连接。

2.根据权利要求1所述的一种内燃机改造的高压气体动力系统，其特征在于，所述的喷气塞至少一个。