气压式发动的制造方法

气压式发动的制造方法
【专利摘要】一种气压式发动机，涉及气压设备【技术领域】，所解决的是提高安全性及减少污染的技术问题。该发动机包括基座、第一起动电机、第二起动电机、压力容器、空压机，及至少两个动力输出缸；第一起动电机用于驱动空压机工作，空压机的活塞腔出气口通过减压阀接入压力容器的容腔，所述基座上置有一发动机主轴，该发动机主轴是一曲轴；所述动力输出缸的进气口通过一进气球阀接入压力容器的容腔，其排气口通过一排气球阀接入压力容器的容腔；第二起动电机用于驱动各进气球阀及各排气球阀的阀杆转动，使各进气球阀、各排气球阀往复的关闭、导通；每个动力输出缸的活塞杆均与发动机主轴枢接。本发明提供的发动机，适合用作汽车动力源。
【专利说明】气压式发动机
【技术领域】
[0001]本发明涉及气压设备技术，特别是涉及一种气压式发动机的技术。
【背景技术】
[0002]现有的汽车发动机大都利用燃油、燃气着火燃烧所产生的热爆力膨胀活塞，来推动曲轴运动。这些汽车发动机具有以下缺陷:1)由于采用燃油、燃气为动力源，具有易爆、易燃的缺陷，安全性较差；2)燃油、燃气燃烧后排放的废气会污染环境。

【发明内容】

[0003]针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种安全性高且无危害性污染的气压式发动机。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种气压式发动机，其特征在于:包括基座、第一起动电机、第二起动电机、压力容器，及至少一个空压机，至少两个动力输出缸；
所述空压机为活塞式空气压缩机，第一起动电机的动力输出轴经传动机构接到各空压机的活塞杆；
所述压力容器为封闭式容器，压力容器上置有容器端减压阀，所述容器端减压阀的低压侧工作口接入压力容器的容腔，各空压机的活塞腔出气口接到容器端减压阀的高压侧工作口 ；
所述基座上置有一能转动的阀驱动轴，及一能转动的发动机主轴，所述阀驱动轴是一直轴，所述发动机主轴是一曲轴，发动机主轴的转动轴线平行于阀驱动轴的轴线；
所述动力输出缸是具有一个进气口及一个排气口的活塞缸，动力输出缸上置有一进气球阀、一排气球阀,所述进气球阀及排气球阀均为二通阀，进气球阀的一个工作口与动力输出缸的进气口对接，另一个工作口则与接入压力容器的容腔，排气球阀的一个工作口与动力输出缸的排气口对接，另一个工作口则与接入压力容器的容腔；
各进气球阀的阀杆及各排气球阀的阀杆均与阀驱动轴同轴固接，同一动力输出缸上的进气球阀、排气球阀具有如下关系:进气球阀关闭时，排气球阀导通，进气球阀导通时，排气球阀关闭；
各动力输出缸具有如下关系:一个动力输出缸上的进气球阀关闭时，至少有一个动力输出缸上的进气球阀导通；
每个动力输出缸的活塞杆均与发动机主轴枢接，且每个动力输出缸的活塞杆与曲轴的枢接轴的轴线，均平行于发动机主轴的转动轴线；
所述第二起动电机的动力输出轴通过传动件连接阀驱动轴。
[0005]进一步的，所述压力容器上置有至少一个预压缸，所述预压缸为封闭式缸体，预压缸上置有预压端减压阀，预压缸的缸壁上开设有出气口，所述预压端减压阀的低压侧工作口接入预压缸的内腔，预压缸的出气口接到容器端减压阀的高压侧工作口 ；
所述空压机的活塞腔具有两个工作区及两个行程止点，其中的两个工作区分别为进气区、压缩区，其中的两个行程止点分别为压缩止点、回复止点，空压机的活塞腔在进气区腔壁上开设有活塞腔进气口，在压缩区腔壁上开设有活塞腔出气口，空压机的活塞运动至回复止点时，其活塞腔的压缩区与其腔壁上的活塞腔进气口连通；
各空压机的活塞腔出气口分别接到各预压端减压阀的高压侧工作口。
[0006]进一步的，所述压力容器上置有一能转动的旋杆，所述旋杆通过传动件连接第二起动电机的动力输出轴，旋杆的杆身伸入压力容器的容腔，且旋杆与压力容器的结合部气密封，旋杆位于压力容器容腔内的杆身部具有外螺纹。
[0007]进一步的,所述传动机构包括传动箱,及安装在传动箱上的多个能转动的空压机驱动轮；
各空压机驱动轮与第一起动电机的动力输出轴啮合，各空压机驱动轮的轮心轴线垂直于各空压机的活塞杆，每个空压机驱动轮上均固定有一偏心轮；
各空压机的活塞杆各经活动的连杆分别连接各空压机驱动轮上的偏心轮。
[0008]本发明提供的气压式发动机，以取之不尽的空气为工作介质，无爆燃风险，具有极高的安全性，且工作介质清洁，不存在介质变化、补充和更换问题，放回大气中也无污染危吾后果。
【专利附图】

【附图说明】
[0009]图1是本发明实施例的气压式发动机的结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]以下结合【专利附图】

【附图说明】对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
[0011]如图1所示，本发明实施例所提供的一种气压式发动机，其特征在于:包括基座1、第一起动电机(图中未示)、第二起动电机(图中未示)、压力容器2，及至少一个空压机3，至少两个动力输出缸4 ；
所述空压机3为活塞式空气压缩机，第一起动电机的动力输出轴经传动机构接到各空压机3的活塞杆31 ；
所述压力容器2为封闭式容器，压力容器2上置有容器端减压阀(图中未示)，所述容器端减压阀的低压侧工作口接入压力容器2的容腔，各空压机3的活塞腔出气口接到容器端减压阀的高压侧工作口；
所述基座I上置有一能转动的阀驱动轴5，及一能转动的发动机主轴6，所述阀驱动轴5是一直轴,所述发动机主轴6是一曲轴，发动机主轴6的转动轴线平行于阀驱动轴5的轴线.所述动力输出缸4是具有一个进气口及一个排气口的活塞缸，动力输出缸上置有一进气球阀41、一排气球阀42，所述进气球阀及排气球阀均为二通阀，进气球阀41的一个工作口与动力输出缸4的进气口对接，另一个工作口则与接入压力容器2的容腔，排气球阀42的一个工作口与动力输出缸4的排气口对接，另一个工作口则与接入压力容器2的容腔；各进气球阀41的阀杆及各排气球阀42的阀杆均与阀驱动轴5同轴固接，同一动力输出缸4上的进气球阀41、排气球阀42具有如下关系:进气球阀41关闭时,排气球阀42导通，进气球阀41导通时，排气球阀42关闭；
各动力输出缸4具有如下关系:一个动力输出缸上的进气球阀关闭时，至少有一个动力输出缸上的进气球阀导通；
每个动力输出缸4的活塞杆均与发动机主轴6枢接,且每个动力输出缸4的活塞杆与曲轴的枢接轴的轴线，均平行于发动机主轴6的转动轴线；
所述第二起动电机的动力输出轴通过传动件(传动带或传动链条或传动齿轮)连接阀驱动轴5。
[0012]本发明实施例中，所述压力容器2上置有至少一个预压缸7，所述预压缸为封闭式缸体，预压缸7上置有预压端减压阀(图中未示)，预压缸7的缸壁上开设有出气口，所述预压端减压阀的低压侧工作口接入预压缸7的内腔，预压缸7的出气口接到容器端减压阀的高压侧工作口；
所述空压机3的活塞腔具有两个工作区及两个行程止点，其中的两个工作区分别为进气区、压缩区，其中的两个行程止点分别为压缩止点、回复止点，空压机3的活塞腔在进气区腔壁上开设有活塞腔进气口 32，在压缩区腔壁上开设有活塞腔出气口，空压机3的活塞33运动至回复止点时，其活塞腔的压缩区与其腔壁上的活塞腔进气口 32连通；
各空压机3的活塞腔出气口分别接到各预压端减压阀的高压侧工作口。
[0013]本发明实施例中，所述压力容器2上置有一能转动的旋杆8，所述旋杆8通过传动件(传动带或传动链条或传动齿轮)连接第二起动电机的动力输出轴，旋杆8的杆身伸入压力容器2的容腔，且旋杆8与压力容器2的结合部气密封，旋杆8位于压力容器容腔内的杆身部具有外螺纹。
[0014]本发明实施例中,所述传动机构包括传动箱9,及安装在传动箱9上的多个能转动的空压机驱动轮91 ；
各空压机驱动轮91与第一起动电机的动力输出轴啮合，各空压机驱动轮91的轮心轴线垂直于各空压机3的活塞杆31，每个空压机驱动轮91上均固定有一偏心轮92 ；
各空压机3的活塞杆31各经活动的连杆分别连接各空压机驱动轮上的偏心轮92。
[0015]本发明实施例特别适合用作汽车动力源，其工作原理如下:
第一起动电机驱动各空压机的活塞在压缩止点与回复止点之间做往复运动，第二起动电机驱动旋杆及阀驱动轴持续的转动；
在空压机的活塞腔内，活塞运动至回复止点时，活塞进入进气区，此时进气区腔壁上的活塞腔进气口与压缩区连通，外部空气通过进气区腔壁上的活塞腔进气口进入压缩区，活塞从回复止点朝向压缩止点运动的过程中，当活塞运动至进气区与压缩区结合部时，进气区腔壁上的活塞腔进气口与压缩区隔断，活塞从进气区与压缩区结合部朝向压缩止点运动的过程中，进气区内的空气即被压缩，进气区内的气压升至一定值时，预压端减压阀受压开启，活塞将进气区内的压缩空气推入预压缸，预压缸内的气压升至一定值时，容器端减压阀开启，预压缸内的压缩空气在压差作用下进入压力容器；
压力容器内的压缩空气在旋杆的搅动下持续的涡状旋动，从而减轻容器端减压阀低压侧工作口的压力，利于预压缸内的压缩空气流入；
随着阀驱动轴的持续转动，各动力输出缸上的进气球阀、排气球阀往复的关闭、导通； 一个动力输出缸上的进气球阀导通时，该动力输出缸上的排气球阀关闭，此时压力容器释放压力，压力容器内的压缩空气高速的射入该动力输出缸，推动该动力输出缸内的活塞高速运动，使该动力输出缸的活塞杆快速伸出至行程止点，进而带动发动机主轴快速的转动180度；
一个动力输出缸上的进气球阀关闭时，该动力输出缸上的排气球阀导通，此时在其它动力输出缸的带动下，该动力输出缸的活塞杆快速缩回至行程止点，该动力输出缸内的大部分空气也随之回入压力容器；
在各动力输出缸的组合驱动下，发动机主轴即可快速的转动，实现动力输出。
[0016]本发明实施例工作时，压力容器内的气压保持在5Mpa_8Mpa，输出动力相当于热爆力为3Mpa-5Mpa的现有燃油发动机。
[0017]本发明实施例把气压背压原理应用在机械结构中，以在压力容器中集中气压的方法，利用释放后的气压膨胀力冲击动力输出缸的活塞，通过进气球阀的通断速比控制，可控制动力输出缸的容积量及活塞行程长度。
[0018]本发明实施例中，空压机的活塞推进压缩的空气首先进入预压缸，再从预压缸进入到压力容器，用提高预压缸压力的方式来保护空压机活塞的正常运动，压力容器内气压在运动中产生缺压或运动时产生动态，预压缸气压就能顶开容器端减压阀的阀芯进入压力容器内，这样给低压进入高压容器体起到了缓冲作用，解决了低压侧直接进入高压容器的难点。
[0019]本发明实施例中，可以仅采用单个空压机，也可以多个空压机联体组合，以获取所需的压缩空气。
[0020]本发明实施例中，采用设有偏心轮的空压机驱动轮来带动空压机的活塞运动，由于偏心轮的连贯性较强且具有无机械撞击声、机械动作平衡的特点，能减少机械结构带来
震动声、噪杂声。
[0021]本发明实施例中，各个动力输出缸的工作过程是完全相同的，但各个动力输出缸的做功并不是同时发生，发动机主轴每转动90度，便有至少一个动力输出缸在做功，合理运用气压的做功，动力输出缸的数量越多，发动机的工作便越平稳。
【权利要求】
1.一种气压式发动机，其特征在于:包括基座、第一起动电机、第二起动电机、压力容器，及至少一个空压机，至少两个动力输出缸； 所述空压机为活塞式空气压缩机，第一起动电机的动力输出轴经传动机构接到各空压机的活塞杆； 所述压力容器为封闭式容器，压力容器上置有容器端减压阀，所述容器端减压阀的低压侧工作口接入压力容器的容腔，各空压机的活塞腔出气口接到容器端减压阀的高压侧工作口 ； 所述基座上置有一能转动的阀驱动轴，及一能转动的发动机主轴，所述阀驱动轴是一直轴，所述发动机主轴是一曲轴，发动机主轴的转动轴线平行于阀驱动轴的轴线； 所述动力输出缸是具有一个进气口及一个排气口的活塞缸，动力输出缸上置有一进气球阀、一排气球阀,所述进气球阀及排气球阀均为二通阀，进气球阀的一个工作口与动力输出缸的进气口对接，另一个工作口则与接入压力容器的容腔，排气球阀的一个工作口与动力输出缸的排气口对接，另一个工作口则与接入压力容器的容腔； 各进气球阀的阀杆及各排气球阀的阀杆均与阀驱动轴同轴固接，同一动力输出缸上的进气球阀、排气球阀具有如下关系:进气球阀关闭时，排气球阀导通，进气球阀导通时，排气球阀关闭； 各动力输出缸具有如下关系:一个动力输出缸上的进气球阀关闭时，至少有一个动力输出缸上的进气球阀导通； 每个动力输出缸的活塞杆均与发动机主轴枢接，且每个动力输出缸的活塞杆与曲轴的枢接轴的轴线，均平行于发动机主轴的转动轴线； 所述第二起动电机的动力输出轴通过传动件连接阀驱动轴。
2.根据权利要求1所述的气压式发动机，其特征在于:所述压力容器上置有至少一个预压缸，所述预压缸为封闭式缸体，预压缸上置有预压端减压阀，预压缸的缸壁上开设有出气口，所述预压端减压阀的低压侧工作口接入预压缸的内腔，预压缸的出气口接到容器端减压阀的高压侧工作口； 所述空压机的活塞腔具有两个工作区及两个行程止点，其中的两个工作区分别为进气区、压缩区，其中的两个行程止点分别为压缩止点、回复止点，空压机的活塞腔在进气区腔壁上开设有活塞腔进气口，在压缩区腔壁上开设有活塞腔出气口，空压机的活塞运动至回复止点时，其活塞腔的压缩区与其腔壁上的活塞腔进气口连通； 各空压机的活塞腔出气口分别接到各预压端减压阀的高压侧工作口。
3.根据权利要求1或2所述的气压式发动机，其特征在于:所述压力容器上置有一能转动的旋杆，所述旋杆通过传动件连接第二起动电机的动力输出轴，旋杆的杆身伸入压力容器的容腔，且旋杆与压力容器的结合部气密封，旋杆位于压力容器容腔内的杆身部具有外螺纹。
4.根据权利要求1或2所述的气压式发动机，其特征在于:所述传动机构包括传动箱，及安装在传动箱上的多个能转动的空压机驱动轮； 各空压机驱动轮与第一起动电机的动力输出轴啮合，各空压机驱动轮的轮心轴线垂直于各空压机的活塞杆，每个空压机驱动轮上均固定有一偏心轮； 各空压机的活塞杆各经活动的连杆分别连接各空压机驱动轮上的偏心轮。
【文档编号】F01B1/00GK103758573SQ201310673316
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】彭真中, 陈海芸 申请人:彭真中, 陈海芸