WO2015014206A1

WO2015014206A1 - 空气能燃油混合型发动机

Info

Publication number: WO2015014206A1
Application number: PCT/CN2014/082116
Authority: WO
Inventors: 朱红锋; 齐东才
Original assignee: 深圳市品川新智科技发展有限公司
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2014-07-14
Publication date: 2015-02-05
Also published as: CN103352726A; CN103352726B

Abstract

空气能燃油混合型发动机，包括气体储能装置（1）、发动机供气控制装置、电磁阀气体控制系统、空气能燃油混合发动机（34）、发动机启动装置、燃油发动机传动装置、供气循环控制装置、离变传动输出装置；其中空气能燃油混合发动机（34）带动负载运转工作，燃油发动机（43）带动压缩机（44）运转为气体储能装置（1）补充气源，以给空气能发动机供气，形成一种无需外部辅助加气站设备加气的空气能燃油混合型发动机，解决了空气能燃油混合型发动机的续航能力低的问题，同时降低了燃油消耗和对环境的污染，并可适用于各种机动车辆以取代现有的燃油发动机。

Description

空气能燃油混合型发动机

技术领域

本发明涉及一种能源机械技术领域，尤其是涉及一种空气能燃油混合型发动机。

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。

最早时法国设计师于 1991 年至 1998 年研究，推出了第一台压缩空气动力汽车样车，随后其他个别国家以及我国几所高等院校陆续开发出压缩空气发动机部分样机，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，当气体消耗压力较低时，需要在加气站等待加足气方可再行驶，效率低，储气罐占用空间大等功能和效率的欠佳。还有些汽车制造生产的油电混合发动机起到相互转换互补作用，但耗油量仍然较大，污染仍然严重，由于电动方面又采用的是蓄电池供电，蓄电池的价格贵，使用寿命短等等问题。

技术问题

本发明目的是提供一种空气能燃油混合型发动机。以解决现有技术所存在的续航能力低、效率低、耗油量较大，污染严重等技术问题。

技术解决方案

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：空气能燃油混合型发动机，包括气体储能装置、发动机供气控制装置、电磁阀气体控制系统、空气能燃油混合发动机、发动机启动装置、燃油发动机传动装置、供气循环控制装置、离变传动输出装置；所述气体储能装置的出气口设有储气开关阀，该储气开关阀与发动机供气控制装置的进气口设置的减压阀表总成连通，其中储气罐开关阀和减压阀表总成之间设有储气罐安全阀；所述燃油发动机传动装置包括电磁离合器主动链轮、自动控制电磁离合器、燃油发动机；所述供气循环控制装置包括离合变速箱传动链轮，自动控制电磁离合器，电磁离合器主动轮、压缩机传动链轮，空气压缩机，气压控制传感器；所述离变传动输出装置包括离合器变速箱，输出轴轮；所述空气能燃油混合发动机输出端的曲轴上固定有主动链轮，该主动链轮通过链条与离合变速箱传动链轮链接；所述离合变速箱传动链轮固定在一转轴上，该离合变速箱传动链轮通过转轴一端与离合器变速箱以及输出轴轮连接；离合变速箱传动链轮通过转轴另一端与电磁离合器连接；所述电磁离合器上设有电磁离合器主动轮，该电磁离合器主动轮固与燃油发动机的转轴固定连接；所述电磁离合器主动轮通过链条与压缩机传动链轮链接，该压缩机传动链轮固定在空气压缩机的转轴上；所述空气压缩机的出气口通过气压控制传感器与供气系统连接。

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，所述离合变速箱传动链轮固定的转轴上固定有同步轮，该同步轮通过链条与供气分路光电传感器组上设置的光电轮链接。

作为优选，所述电磁阀气体控制系统发包括光电轮、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、气管三通接头、气体管路、电磁阀控制电线、气缸进气控制电磁阀。

作为优选，所述供气分路光电传感器组件分别与单片机程控器、燃油发动机连接；其中单片机程控器分别与气体控制电磁阀总阀、气缸进气控制电磁阀、自动控制电磁离合器、气压控制传感器连接。

作为优选，所述发动机供气控制装置包括减压阀表总成、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。

作为优选，所述缓冲罐出气口的管路上依次连接有有气体流量控制阀、气体流量表总成、气体流量表和气体热交换器；该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，其中气管三通接头的出气口通过分支气缸气体管路分别与空气能燃油混合发动机的四个进气腔连通。

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，所述空气能燃油混合发动机包括气缸进气控制电磁阀、排气管、气缸、活塞、连杆、曲轴；空气能燃油混合发动机上端设有四个进气腔气缸连通，进气腔口上安装有四个气缸进气控制电磁阀；其中空气能燃油混合发动机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

空气能燃油混合

发动机与

空气能循环发动机启动装置连接，该空气能循环

发动机启动装置包括启动马达、启动齿轮、飞轮、输出轴。

有益效果

本发明提供一种空气能、燃油混合型发动机，利用空气介质和燃油机构成的发动机，由于空气介质来源方便，清洁，安全 , 易取 , 价廉，没有特殊的有害性能，没有起火危险，空气在地面上到处都有取之不尽的能源。便采用了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，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。又采用燃油发动机带动压缩机运转补充气源，同时带动负载运转工作，形成一种空气能燃油混合型发动机无需外部辅助加气站设备加气，储气罐体积小，完全靠自助动力控制系统，通过燃油发动机带动压缩机循环往复的给空气能发动机供气，解决了空气能燃油混合型发动机续航能力和燃油的较低的消耗及环境轻微的污染，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是本发明空气能燃油混合型发动机的结构示意图。

图中：图中1、储气罐，2、加气阀接口，3、储气罐开关阀，4、气压控制传感器，5、储气罐安全阀，6、减压阀总成，7、高压表，8、减压调节阀，9、低压表，10、缓冲罐，11、缓冲罐低压表，12、缓冲罐安全阀，13、气体流量控制，14、气体流量表总成，15、气体流量表，16、气体热交换，17、气体控制电磁阀总阀，18、气管三通接头，19、电磁阀控制电线，20、气体管路，21、气缸控制电磁阀，22、排气管，23、气缸，24、活塞，25、连杆，26、曲轴，27、飞轮，28、启动齿轮，29、电磁阀控制线，30、单片机程控，31、单片机程控器控制线，32、空气能电动混合型发动机启动马达，33、启动马达控制线，34、空气能电动混合型发动机机体，35、空气能电动混合型发动机输出轴轮，36、离合器变速箱，37、供气分路光电传感器组件，38、光电轮，39、离合变速箱传动链轮，40、自动控制电磁离合器，41、电磁离合器主动链轮，42、燃油发动机控制线，43、燃油发动机，44、空气压缩机，45、压缩机传动链轮，46、主动链轮，47、同步轮。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体说明。

图1是本发明空气能燃油混合型发动机的结构示意图。由图1可知，空气能燃油混合型发动机，主要由气体储能装置、发动机供气控制装置、电磁阀气体控制系统、空气能燃油混合发动机、发动机启动装置、燃油发动机传动装置、供气循环控制装置、离变传动输出装置等组成；所述气体储能装置的出气口设有储气开关阀3，该储气开关阀3与发动机供气控制装置的进气口设置的减压阀表总成6连通，其中储气罐开关阀3和减压阀表总成6之间设有储气罐安全阀5 。发动机供气控制装置包括减压阀表总成6、缓冲罐10、气体流量控制阀13、气体流量表总成14、气体流量表气 15 、体热交换器16，其中减压阀表总成6的进气口与储气罐安全阀5接通，该减压阀表总6成的出气口与缓冲罐10的进气口连接。

缓冲罐10设置有缓冲罐低压表11、缓冲罐安全阀12，缓冲罐低压表11是观察减压调节阀8调节工作气压压力，缓冲罐安全阀12是控制减压调节阀8压力调节的过高时排放气压。缓冲罐10出气口的管路上依次连接有有气体流量控制阀12、气体流量表总成14、气体流量表15和气体热交换器16；该气体热交换器16的出气口通过气体电磁阀总阀17连接到气管三通接头18的进气口，其中气管三通接头18的出气口通过分支气缸气体管路20分别与空气能燃油混合发动机的四个进气腔连通。

电磁阀气体控制系统发包括光电轮38 、供气分路光电传感器组件37、单片机程控器30、气体控制电磁阀总阀17、气管三通接头18、气体管路20、电磁阀控制电线19、气缸进气控制电磁阀21。供气分路光电传感器组件37分别与单片机程控器30、燃油发动机43连接；其中单片机程控器30分别与气体控制电磁阀总阀17、气缸进气控制电磁阀21、自动控制电磁离合器40、气压控制传感器4连接。

供气循环控制装置包括离合变速箱传动链轮39，自动控制电磁离合器40，电磁离合器主动轮41、压缩机传动链轮45，空气压缩机44，气压控制传感器4；空气能燃油混合发动机34输出端的曲轴上固定有主动链轮46，该主动链轮46通过链条与离合变速箱传动链轮39 链接；所述离合变速箱传动链轮39 固定在一转轴上，该离合变速箱传动链轮39 通过转轴一端与离合器变速箱36以及输出轴轮35连接；离合变速箱传动链轮39 通过转轴另一端与电磁离合器40连接；燃油发动机传动装置包括电磁离合器主动链轮41 、自动控制电磁离合器40 、燃油发动机43，电磁离合器主动轮41设置在电磁离合器40上，该电磁离合器主动轮41与燃油发动机43的转轴连接；其中电磁离合器主动轮41通过链条与压缩机传动链轮45 链接，该压缩机传动链轮45 固定在空气压缩机44的转轴上；所述空气压缩机44的出气口通过气压控制传感器4与供气系统连接。离合变速箱传动链轮39 固定的转轴上固定有同步轮47，该同步轮47通过链条与供气分路光电传感器组件37上设置的光电轮38链接。

空气能燃油混合发动机包括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；空气能燃油混合发动机34上端设有四个进气腔气缸连通，进气腔口上安装有四个气缸进气控制电磁阀21；其中空气能燃油混合发动机34上侧端有四个排气腔，在排气腔口端连接有排气管22。空气能燃油混合发动机34与空气能循环发动机启动装置连接，该空气能循环发动机启动装置包括启动马达32、启动齿轮28、飞轮27。

本发明的实施方式

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，储气罐开关阀3接头管件经储气罐安全阀5与减压阀表总成6接通高压表7，当高压压缩机对储气罐1加压达到高压表7额定压力20Mpa时，关闭加气阀接口2和储气罐开关阀3及高压压缩机，在储气罐开关阀3和减压阀表总成6之间安装有一个储气罐安全阀5，当高压压缩机加气压力超过储气罐安全阀5设定压力值时，储气罐安全阀5就会自行排气，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。储气罐开关阀3接头管件经储气罐安全阀5与减压阀表总成6接通，减压阀表总成6配置器件有高压表7、减压调节阀8、低压表9，它是把高压气压经减压调节阀8调节到工作气压5Mpa范围内，气压流入缓冲罐10使气压保持稳定，没有波动，再调节气体流量控制阀13经气体流量表总成14和气体流量表15，调节到所需要的工作流量，再经空气热交换器16使换热后的空气输入到气体控制电磁阀总阀17。缓冲罐10设置有缓冲罐低压表11、缓冲罐安全阀12，缓冲罐低压表11是观察减压调节阀8调节工作气压压力，缓冲罐安全阀12是控制减压调节阀8压力调节的过高时排放气压。

单片机程控器30控制启动马达32启动，使启动齿轮28运转，带动飞轮27旋转，飞轮27中心孔是嵌套在曲轴轴26上，曲轴26也开始旋转，从而带动主动轴轮46开始转动；主动轴轮46转动并联动离合变速箱传动链轮39和同步轮47转动，同步轮47带动光电轮38转动；传动供气分路光电传感器组件37光控轴轮同时开始工作，使供气分路光电传感器组件37的光电传感器接受到光控轴轮信号，输送给单片机程控器30进行程序处理后，分别控制气体控制电磁阀总阀17和气缸进气控制电磁阀21开启，对空气能循环发动机34的气缸23分别逐级循环进行供气。

活塞24在气缸23内上下运动，活塞24下端与连杆25一端连接，另一端与曲轴26连接，在活塞24受到气压强力推动下，使活塞24上下运动，经连杆25上下推拉曲轴26旋转工作。曲轴26旋转带动主动轴轮46转动，主动轴轮46带动变速箱传动链轮39转动，同时同步轮47开始转动并带动电光轮38转动，供气分路光电传感器组件37工作：

燃油发动机43开始工作，空气能电动混合型发动机机体34 主动链轮46 传动离合变速箱传动链轮39旋转，经自动控制电磁离合器40连接到燃油发动机 43 ，通过气压控制传感器4和单片机程控器30来控制空气能和电动转换程序，当气压低于设定值时，气压控制传感器4传输给单片机程控器30，由单片机程控器30控制自动控制电磁离合器40吸合，燃油发动机43工作及空气压缩机44工作，气体控制电磁阀总阀17停止工作。当气压高于设定值时，气压控制传感器4传输给单片机程控器30，由单片机程控器30控制自动控制压缩机电磁离合器40，使燃油发动机43工作及空气压缩机44停机，气体控制电磁阀总阀17启动工作；空气压缩机工作，通过气压控制传感器4和单片机程控器30控制电磁离合器40的吸合和断开，使空气压缩机44工作和停机。气压控制传感器4是感应储气罐里气压高低，当气压高于设定值时，气压控制传感器4传输给单片机程控器30，由单片机程控器30控制自动控制电磁离合器40，使空气压缩机44停机。当气压低于设定值时，气压控制传感器4传输给单片机程控器30，由单片机程控器30控制自动控制电磁离合器40，空气压缩机44工作。

Claims

空气能燃油混合型发动机，包括气体储能装置、发动机供气控制装置、电磁阀气体控制系统、空气能燃油混合发动机、发动机启动装置、燃油发动机传动装置、供气循环控制装置、离变传动输出装置；其特征是，所述气体储能装置的出气口设有储气开关阀，该储气开关阀与发动机供气控制装置的进气口设置的减压阀表总成连通，其中储气罐开关阀和减压阀表总成之间设有储气罐安全阀；所述燃油发动机传动装置包括电磁离合器主动链轮、自动控制电磁离合器、燃油发动机；所述供气循环控制装置包括离合变速箱传动链轮，自动控制电磁离合器，电磁离合器主动轮、压缩机传动链轮，空气压缩机，气压控制传感器；所述离变传动输出装置包括离合器变速箱，输出轴轮；所述空气能燃油混合发动机输出端的曲轴上固定有主动链轮，该主动链轮通过链条与离合变速箱传动链轮链接；所述离合变速箱传动链轮固定在一转轴上，该离合变速箱传动链轮通过转轴一端与离合器变速箱以及输出轴轮连接；离合变速箱传动链轮通过转轴另一端与电磁离合器连接；所述电磁离合器上设有电磁离合器主动轮，该电磁离合器主动轮固与燃油发动机的转轴固定连接；所述电磁离合器主动轮通过链条与压缩机传动链轮链接，该压缩机传动链轮固定在空气压缩机的转轴上；所述空气压缩机的出气口通过气压控制传感器与供气系统连接。
根据权利要求1所述的空气能燃油混合型发动机，其特征是，所述离合变速箱传动链轮固定的转轴上固定有同步轮，该同步轮通过链条与供气分路光电传感器组上设置的光电轮链接。
根据权利要求1所述的空气能燃油混合型发动机，其特征是，所述电磁阀气体控制系统发包括光电轮、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、气管三通接头、气体管路、电磁阀控制电线、气缸进气控制电磁阀。
根据权利要求3所述的空气能燃油混合型发动机，其特征是，所述供气分路光电传感器组件分别与单片机程控器、燃油发动机连接；其中单片机程控器分别与气体控制电磁阀总阀、气缸进气控制电磁阀、自动控制电磁离合器、气压控制传感器连接。
根据权利要求1所述的空气能燃油混合型发动机，其特征是，所述发动机供气控制装置包括减压阀表总成、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。
根据权利要求5所述的空气能燃油混合型发动机，其特征是，所述缓冲罐出气口的管路上依次连接有有气体流量控制阀、气体流量表总成、气体流量表和气体热交换器；该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，其中气管三通接头的出气口通过分支气缸气体管路分别与空气能燃油混合发动机的四个进气腔连通。
根据权利要求6所述的空气能燃油混合型发动机，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。
根据权利要求1所述的空气能燃油混合型发动机，其特征是，所述空气能燃油混合发动机包括气缸进气控制电磁阀、排气管、气缸、活塞、连杆、曲轴；空气能燃油混合发动机上端设有四个进气腔气缸连通，进气腔口上安装有四个气缸进气控制电磁阀；其中空气能燃油混合发动机上侧端有四个排气腔，在排气腔口端连接有排气管。
根据权利要求8所述的空气能燃油混合型发动机，其特征是，所述空气能燃油混合发动机与空气能循环发动机启动装置连接，该空气能循环发动机启动装置包括启动马达、启动齿轮、飞轮、输出轴。