可變多缸空氣動力發動機的製作方法

2023-05-29 04:09:36 2

專利名稱：可變多缸空氣動力發動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發動機，具體而言，涉及一種可變多缸空氣動力發動機。
背景技術：
發動機被廣泛應用於各行各業中，在現代交通運輸工具比如汽車、輪船等中，一般採用以燃油作為動力源的活塞式內燃發動機。這種採用燃油作為動力源的發動機一方面因燃油燃燒不充分，使得排出的氣體中含有大量的有害物質而汙染環境，另一方面因使用的燃油是從石油中提煉而獲得，石油資源的日益緊缺使得燃油發動機的發展和利用受到越來越多的限制。因此開發新的、潔淨的、無汙染的替代能源，或者儘可能地減少燃油消耗、降低排放成為發動機發展中急需解決的問題，以壓縮空氣作為動力源的空氣動力發動機正好滿足了這種要求。本申請的申請人在其專利文獻CN101413403 A(其同族國際申請為W02010051668Al)中公開一種可用於交通運輸工具的空氣動力發動機總成，該發動機包括儲氣罐、空氣分配器、發動機本體、聯動器、離合器、自動變速器、差速器以及置於排氣室內的葉輪發電機。這種發動機利用壓縮空氣做功而不使用任何燃料，因此沒有廢氣排放，實現了 「零排放」，並且重複利用廢氣進行發電，節省了能源，降低了成本。但這種發動機是基於傳統的四衝程發動機，曲軸每旋轉720°，活塞做功一次。而作為動力源的壓縮空氣可以在進入氣缸內時即可推動活塞做功，而後排放，即壓縮空氣發動機的衝程實際為進氣-膨脹衝程和排放衝程。顯然，專利文獻CN101413403 A所公開的這種四衝程壓縮空氣發動機大大浪費了有效的做功衝程，限制了發動機的效率。並且這種發動機的尾氣未能很好地循環利用起來，需要足夠大的儲氣罐儲備壓縮空氣才能工作足夠長的時間。基於專利申請CN101413403 A所存在的問題，本申請的申請人在其申請號為201110331809.9的中國申請中公開了一種具有尾氣回收回路的壓縮空氣發動機總成，該發動機包括氣缸、缸蓋系統、進氣管路、排氣管路、活塞、連杆、曲軸、排氣凸輪軸、進氣凸輪軸、前齒輪箱系統和後齒輪箱。這種發動機利用壓縮空氣做功而不使用任何燃料，因此沒有廢氣排放，實現了「零排放」，並且循環利用廢氣進行做功，節省了能源，降低了成本。但這種發動機是直列多缸發動機，控制器中的每個控制器氣門孔中只安裝一個控制器氣門，在發動機總體長度一定的情況下，限制了氣缸缸數，因而限制了發動機的總輸出功率。顯然，201110331809.9號申請所公開的這種直列多缸空氣動力發動機總輸出功率不高，發動機的構型仍然值得探索。基於申請號為201110331809.9所存在的問題，本申請的申請人在其申請號為201210063546.2的中國申請中公開了一種V型多缸空氣動力發動機，包括:多缸發動機本體、多柱體動力分配器、動力設備、控制器系統、進氣控制調速閥、壓縮氣罐組、恆壓罐、電子控制單元ECU、壓縮空氣加熱裝置以及可選擇的第二供氣迴路。旨在解決空氣動力發動機的輸出功率問題以及尾氣循環利用問題，從而實現經濟、高效、零排放的新型壓縮空氣發動機。但這種發動機對壓縮空氣的利用不高，活塞缸做功時對壓縮空氣的需求量比較大。

發明內容
基於上述問題，本發明提供一種可變多缸空氣動力發電機，旨在解決結構複雜、壓縮空氣利用率不高等問題，從而實現經濟、高效、無汙染的新型壓縮空氣動力發動機。根據本發明的一個方面，提供一種可變多缸空氣動力發動機，其包括，發動機本體、上箱體、進排氣電控制箱、進氣及排氣器、油底殼、下箱體、發電機固定架；發動機本體包括氣缸、曲軸、連杆、氣缸杆、曲柄；氣缸分為氣缸1#、氣缸2#、氣缸3#、氣缸4#、氣缸5#、氣缸6#，並按氣缸1#、2#、3#和氣缸4#、5#、6#上下分布；當發動機平穩正轉時，氣缸將按氣缸1#、氣缸2#、氣缸3#的先後順序進入壓縮空氣，氣缸4#、氣缸5#、氣缸6#先後進行排氣；當發動機平穩倒轉時，氣缸將按照氣缸4#、氣缸5#、氣缸6#的先後順序進入壓縮氣體,氣缸1#、氣缸2#、氣缸3#先後進行排氣；當發動機爬坡或要加大動力時，氣缸將按照氣缸1#、氣缸6#、氣缸2#的先後順序進入壓縮氣體，氣缸4#、氣缸3#、氣缸5#進行排氣。優選的是，所述氣缸上設置有電磁閥，該電磁閥上設置有進氣門和排氣門。優選的是，所述氣缸1#、氣缸4# ;氣缸2#、氣缸5# ;氣缸3#、氣缸6#共用一個氣缸夕卜殼。優選的是，所述曲軸，其一端設置有進排氣電控制軸，進排氣電控制軸上設置有電控片，控制氣缸的進氣、排氣。優選的是，所述電控片與待靜電片接觸時對應的氣缸的進氣門打開進入壓縮空氣。優選的是，所述電控片與待靜電片遠離時對應的氣缸的進氣門關閉，此時靠氣缸內的壓縮空氣膨脹做功。 優選的是，所述待靜電片分為待靜電片Γ、待靜電片2'、待靜電片3'、待靜電片4'、待靜電片5'、待靜電片6'，並且待靜電片I' 2，3'和待靜電片4' 5' 6'上下分布。優選的是，所述電控片為三個，並且按不同的擺角固定在進排氣電控制軸上。優選的是，所述進氣及排氣器的管道1##、2##、3##、4##、5##、6##分別與發動機本體上氣缸1#、2#、3#、4#、5#、6#的排氣門相通。優選的是，所述進氣及排氣器的管道1##、2##、3##、4##、5##、6##內的氣體通過排
氣管道匯集後排出。優選的是，所述進氣及排氣器上設置有進氣管道，壓縮空氣通過該進去管道進入氣缸內。優選的是，所述壓縮空氣為l_2MPa。根據示範性實施例，高壓儲氣罐中的壓縮空氣通過緩衝罐進行減壓，該緩衝罐上設置有減壓閥，高壓儲氣罐內的高壓空氣減壓後到達l_2MPa通入氣缸中。由於高壓儲氣罐中的高壓空氣通過了緩衝罐的減壓，相同體積的高壓空氣使用該發動機的續航裡程更長，壓縮空氣的利用率更高。


現在將描述根據本發明的優選但非限制性的實施例，本發明的這些和其他特徵、方面和優點在參考附圖閱讀如下詳細描述時將變得顯而易見，其中:
圖1為本發明的可變多缸空氣動力發動機的總體示意 圖2為圖1中的按照本發明的移除箱體、進氣及排氣器和固定架後的可變多缸空氣動力發動機本體的三維斜視透視 圖3為圖1中的按照本發明的移除箱體、進氣及排氣器和固定架後的可變多缸空氣動力發動機本體的主視 圖4為圖1中的按照本發明的移除箱體、進氣及排氣器和固定架後的可變多缸空氣動力發動機本體的側視 圖5A為圖1中的按照本發明的可變多缸空氣動力發動機中上箱體的結構示意 圖5B為圖1中的按照本發明的可變多缸空氣動力發動機中上箱體的仰視 圖6為圖1中的按照本發明的可變多缸空氣動力發動機中連杆的結構示意 圖7為圖1中的按照本發明的可變多缸空氣動力發動機中連杆的側視 圖8為圖1中的按照本發明的可變多缸空氣動力發動機中連杆的局部剖視 圖9A為圖2中的按照本發明的可變多缸空氣動力發動機中A控制閥通過進氣門進氣時單缸工作的剖視 圖9B為圖2中的按照本發明的可變多缸空氣動力發動機中B控制閥排氣門進氣時單缸工作的剖視 圖1OA為圖2中的按照本發明的可變多缸空氣動力發動機中A控制閥進氣門進氣時雙缸工作的剖視 圖1OB為圖2中的按照本發明的可變多缸空氣動力發動機中A控制閥進氣門進氣完成時雙缸工作的剖視 圖11為圖2中的按照本發明的可變多缸空氣動力發動機中曲軸及控制軸的結構示意
圖12為圖2中的按照本發明的可變多缸空氣動力發動機中曲軸及控制軸的主視圖； 圖13為圖2中的按照本發明的可變多缸空氣動力發動機中曲軸及控制軸的局部剖視
圖14為圖2中的按照本發明的可變多缸空氣動力發動機中控制軸的結構示意 圖15為圖2中的按照本發明的可變多缸空氣動力發動機中控制軸的主視 圖16A為圖2中的按照本發明的可變多缸空氣動力發動機中控制軸的電控片的原始狀態 圖16B為圖2中的按照本發明的可變多缸空氣動力發動機中控制軸旋轉120°的電控片的狀態 圖16C為圖2中的按照本發明的可變多缸空氣動力發動機中控制軸旋轉240°的電控片的狀態 圖17為按照本發明的可變多缸空氣動力發動機的控制系統示意圖。
具體實施例方式以下的說明本質上僅僅是示例性的而並不是為了限制本公開、應用或用途。應當理解的是，在全部附圖中，對應的附圖標記表示相同或對應的部件和特徵。
現在參考圖1，圖1是根據本發明的可變多缸空氣動力發動機的總體示意圖。在圖1中，可變多缸空氣動力發動機包括發動機本體1、上箱體20、進排氣電控制箱30、進氣及排氣器40、油底殼50、下箱體60、曲軸14、進氣管道41、排氣管道42、固定架70。如圖1所不，高壓氣罐組(未示出)通過壓縮空氣入口管路與外接加氣站或外接加氣裝置連接，以從外界獲得所需的高壓壓縮空氣。壓縮空氣入口管路上設有流量計A、壓力計P和手控開關(未示出)。流量計A用於測量和監控進入高壓氣罐組(未示出)的壓縮空氣的流量，而壓力計P用於測量和監控進入高壓氣罐組(未示出)的壓縮空氣的壓力。在需要通過外接加氣裝置或加氣站對高壓氣罐組(未示出)進行加氣時，打開手控開關，高壓壓縮空氣進入高壓氣罐組(未示出)，當壓縮空氣入口管路上的流量計A和壓力計P達到規定數值時，關閉手控開關，完成高壓氣罐組(未示出)的充氣過程，這樣就可獲得額定壓力下比如30MPa的壓縮空氣。為了保證儲氣罐的安全性能，在高壓氣罐組(未示出)上可設置一個、二個或多個安全閥(未示出)。高壓氣罐組(未示出)可以是具有足夠容量的一個、二個、三個、四個或更多個高壓氣罐以串聯或並聯的形式組合而成，根據應用場合的實際需要，確定高壓氣罐組(未示出)的組成氣罐數。高壓氣罐組(未示出)通過管路連接到恆壓罐(未示出)，管路上同樣設置有分別監測和控制壓縮空氣流量和壓力的流量計A和壓力計P以及減壓閥。減壓閥用來使高壓氣罐組(未示出)提供的高壓壓縮空氣減壓，以適當壓力送入到恆壓罐(未示出)。恆壓罐(未示出)用來穩定來自高壓氣罐組(未示出)的高壓空氣的壓力，其壓力為l_2MPa，優選的是，1.5PMa。繼續參閱圖1，來自恆壓罐的壓縮空氣可以通過加熱裝置加熱後經過進氣及排氣器40上的進氣管道41進入對應的氣缸1#、氣缸2#、氣缸3#、氣缸4#、氣缸5#、氣缸6#內。另外，做功完成後排出的氣體通過管道1##、管道2##、管道3##、管道4##、管道5##、管道6##匯集到一起最終經排氣管道42排出。該發動機的動力來自壓縮空氣，做功完成後排出的氣體同樣為空氣，可以將排出後的氣體直接排到大氣中不會造成汙染。現在參閱圖2-圖4，圖2為圖1中的按照本發明的移除箱體、進氣及排氣器和固定架後的可變多缸空氣動力發動機本體的三維斜視透視圖；圖3為圖1中的按照本發明的移除箱體、進氣及排氣器和固定架後的可變多缸空氣動力發動機本體的主視圖；圖4為圖1中的按照本發明的移除箱體、進氣及排氣器和固定架後的可變多缸空氣動力發動機本體的側視圖，其包括氣缸12、曲軸14。如圖2和圖3所不,發動機本機I包括一排氣缸，氣缸的個數為6個，具體而言，可以為2個、4個、6個、8個等。在本發明的示例中，每兩個氣缸共用一個氣缸外殼121 (見圖9)。根據圖2和圖3所不,每兩個氣缸上下分布在一個氣缸外殼121內，分別為氣缸1#、氣缸2#、氣缸3#分布在上部；氣缸4#、氣缸5#、氣缸6#分布在下部。每一氣缸12上設置有電磁閥11，電磁閥11上設置有進氣門13，排氣門15。氣缸12內容納有氣缸活塞122，氣缸活塞122通過連杆16和氣缸杆120連接到曲軸14上。曲軸14的旋轉帶動活塞在氣缸12內做往復運動。接下來參考圖5A-圖5B。圖5A-圖5B所示的上箱體20與圖1所示的下箱體60用來密閉發動機主體I。上箱體20為中間空心的大體上長方體的結構，其正面開有6個進氣孔201和6個排氣孔202。進氣及排氣器40上的管道1##、管道2##、管道3##、管道4##、管道5##、管道6##分別與氣缸1#、氣缸2#、氣缸3#、氣缸4#、氣缸5#、氣缸6#相通以作為排氣管道。當發動機的油門打開時，恆壓罐內的壓縮氣體通過進氣管道41進入氣缸12內；當氣缸做功完成後氣缸12的進氣門關閉氣體通過進氣及排氣器40上的管道1##、管道2##、管道3##、管道4##、管道5##、管道6##匯集到排氣管道42後排出。箱體的兩側板的底部開有軸頸槽204，軸頸槽204的內弧面上加工有軸頸潤滑油油槽206和潤滑油油道207，在軸頸潤滑油油槽206內注入潤滑油，以便對置於軸頸槽204內的曲軸14進行潤滑。另外，在曲軸14兩端與軸頸槽204配合處均設置有滾動軸承(未示出)，軸頸潤滑油油槽206內的潤滑油可以對軸承進行潤滑。如圖5B所示，箱體203的頂部內側設置有3個噴油嘴205，每一噴油嘴205直對著每一連杆16，對連杆16進行潤滑。另外，噴油嘴205的數目根據氣缸12的增加或減少而增加或減少，即根據連杆16的增加而增加，連杆16的減少而減少。接下來結合圖6-8進一步對曲軸進行詳細的描述。氣缸活塞122通過連杆16和氣缸杆120連接到曲軸14上，連杆16的底端開有半圓槽孔，通過連杆銷130與連杆16連接在一起。連杆銷130的兩端設置有卡環170，連杆16的上端加工成半圓狀，連杆16可以在氣缸杆120的槽孔中進行轉動。連杆16與氣缸杆120的組裝件通過連杆曲軸連接上蓋18、連杆曲軸連接下蓋19安裝在曲軸14上，連杆曲軸連接上蓋18、連杆曲軸連接下蓋19的兩側開有圓孔。連杆曲軸連接上蓋18、連杆曲軸連接下蓋19為兩半圓塊，其半圓塊的中部開有半圓槽，該半圓槽的直徑約為曲柄軸142的直徑，連杆曲軸連接上蓋18、連杆曲軸連接下蓋19半圓槽與曲柄軸142的配合為間隙配合。連杆曲軸連接上蓋18與連杆曲軸連接下蓋19通過兩組連杆曲軸固定螺栓150、連杆曲軸固定螺母160連接在一起。現在參考圖9A-圖9B (箭頭方向為氣體流動方向)，具體描述可變多缸空氣動力發動機的平穩工作過程。首先參考圖9A，其示出了氣缸的內部結構。氣缸外殼121內設置有氣缸活塞122、氣缸杆120。氣缸分為氣缸左氣室123和氣缸右氣室124，並且每個氣缸室均安裝有電磁閥11。氣缸左氣室123上的電磁閥11由A閥體111-1、A橡膠密封圈112-1、A閥芯113-1、A線圈114-1、A復位彈簧115-1組成；氣缸右氣室124上的電磁閥11由B閥體111-2、B橡膠密封圈112-2、B閥芯113-2、B線圈114-2、B復位彈簧115-2組成。進一步參考圖9A和圖17。當發動機平穩正轉時，打開發動機的油門和正轉分電器，則分電片會與氣缸1#相對應的待靜電片I,接觸，則氣缸1#的A進排氣控制閥打開，其進氣門13處的a 口會進入壓縮氣體，推動氣缸左氣室123內的氣缸活塞122向氣缸右氣室124運動，曲軸14轉過90°則分電片處於中位，離開待靜電片Γ，則氣缸1#的進氣門13關閉。此時，氣缸1#內的壓縮氣體膨脹做功，氣體從B進排氣控制閥上的排氣門15處的c口排出。等到曲軸14再轉30°時，分電片會與氣缸2#相對應的待靜電片2'接觸，則氣缸2#會進入壓縮氣體；當曲軸14再轉過90°時，則分電片處於中位，離開待靜電片2'，則氣缸2#的進氣門13關閉。此時，靠氣缸2#內的壓縮氣體膨脹做功，氣體從B進排氣控制閥上的排氣門15處的c 口排出。等到曲軸14再轉30°時，分電片會與氣缸3#相對應的待靜電片3'接觸，則氣缸3#會進入中壓氣體。當曲軸14轉過90°時，則分電片處於中位，離開待靜電片3'，則氣缸3#的進氣門13關閉。此時，氣缸3#內的中壓氣體膨脹做功，氣體從B進排氣控制閥上的排氣門15處的c 口排出。等到曲軸再轉30°時，分電片會與氣缸1#相對應的待靜電片Γ接觸，則氣缸1#會進入壓縮氣體。曲軸14轉過90°時，則分電片處於中位，離開待靜電片I'，則氣缸1#的進氣門13關閉。此時,氣缸內的壓縮氣體膨脹做功，氣體從B進排氣控制閥上的排氣門15處的c 口排出。發動機平穩工作時，其氣缸就按照氣缸i#、2#、3#以此循環做功，達到發動機平穩運轉。接下來參考圖9B。當發動機平穩倒轉時，打開發動機的油門和逆轉分電器，則分電片會與氣缸4#相對應的待靜電片4,接觸，此時氣缸4#的B進排氣控制閥上的進氣門13處的d 口會進入壓縮氣體，推動氣缸右氣室124內的氣缸活塞122向氣缸左氣室123運動；曲軸13逆轉過90°時，分電片處於中位，離開待靜電片4'，氣缸4#的進氣門13關閉，此時氣缸內的壓縮氣體膨脹做功，氣體從A進排氣控制閥上的排氣門15處的b 口排出。等到曲軸14再逆轉30°時，分電片會與氣缸5#相對應的待靜電片5'接觸，此時氣缸5#會進入壓縮氣體，曲軸14逆轉過90°，分電片處於中位，離開待靜電片5'，則氣缸5#的進氣門13關閉，此時氣缸內的中壓氣體膨脹做功，氣體從A進排氣控制閥上的排氣門15處的b 口排出。等到曲軸再逆轉30°時，分電片會與氣缸6#相對應的待靜電片6'接觸，此時氣缸6#會進入中壓氣體，曲軸14逆轉過90°，分電片處於中位，離開待靜電片6'，氣缸6#的進氣門13關閉，此時氣缸內的壓縮氣體膨脹做功，氣體從A進排氣控制閥上的排氣門15處的b 口排出。等到曲軸再逆轉30°時，分電片會與氣缸4#相對應的待靜電片4'接觸，此時氣缸4#會進入壓縮氣體，曲軸14逆轉過90°，分電片處於中位，離開待靜電片4'，氣缸4#的進氣門13關閉，此時氣缸內的中壓氣體膨脹做功，氣體從A進排氣控制閥上的排氣門15處的b 口排出。發動機在逆轉平穩工作時，其氣缸就按照氣缸4#、5#、6#以此循環做功，達到發動機平穩逆運轉。現在參考圖1OA和圖1OB。在發動機需要爬坡或者是加大動力時，油門啟動分電器打開，分電片會與氣缸1#相對應的待靜電片P接觸，同時氣缸5#相對應的分電片和待靜電片5'也接觸，此時氣缸1#的A進排氣控制閥打開，其進氣門13處的a 口會進入壓縮氣體，推動氣缸左氣室123內的氣缸活塞122向氣缸右氣室124運動，連杆16推動曲軸14轉動，而氣缸5#相對應的連杆16是拉動曲軸14轉動，起到雙向動力的作用。當曲軸14轉過30°角時，氣缸5#相對應的分電片與待靜電片Y相離處於中位，而此時氣缸1#相對應的連杆16還是靠壓縮氣體推動曲軸14做功，氣缸5#則是靠壓縮氣體膨脹做功，帶動連杆16以拉動曲軸14做功。當曲軸再轉30°時，氣缸1#還是像之前一樣做功，但是此時氣缸6#相對應的分電片與待靜電片6'相接觸，也就是氣缸6#的進氣門13打開，開始進入壓縮氣體，壓縮氣體推動氣缸活塞122，拉動曲軸14做功，此時靠壓縮氣體推動氣缸活塞122而拉動曲軸14做功的是6#缸，靠壓縮氣體推動氣缸活塞122，以推動曲軸14做功的是1#缸，靠壓縮空氣膨脹推動氣缸活塞122，以拉動曲軸14做功的是5#缸；當曲軸14再轉30°時，氣缸1#相對應的分電片與待靜電片I'相離而處於中位，壓縮氣體膨脹繼續做功；此時，氣缸6#相對應的連杆16還是靠壓縮氣體驅動曲軸14做功，氣缸5#則是靠壓縮氣體膨脹做功，從而帶動連杆16驅動曲軸14做功。當曲軸14再轉30°時，氣缸5#停止做功，氣缸1#繼續靠壓縮氣體膨脹做功，氣缸6#還是依靠壓縮氣體推動做功，但是此時氣缸2#相對應的分電片與待靜電片2'相接觸，氣缸2#開始做功。如此循環下去的做功順序是氣缸1#、6#、2#、4#、3#、5#，其中氣缸1#、2#、3#是靠推動曲軸14做功，氣缸4#、5#、6#是靠壓縮氣體拉動曲軸14做功。如此一來，曲軸14轉動時有多缸做功，從而加大扭矩輸出，達到爬坡或者是大動力輸出的需求。現在參考圖11-13，曲軸14包括曲柄140、後端141、曲柄軸142、曲軸前端146。曲柄軸142上設置有軸承143、軸承固定圈144，曲柄軸142的軸徑上加工有一個或多個潤滑油油槽145，其用來對軸承143進行潤滑。曲軸前端146設置有進排氣電控制軸17，進排氣電控制軸17上安裝有電控制片171，其端部有電控片固定端172。在本發明的優選實施例中，曲軸14的曲柄140將3個曲柄軸142隔開，曲柄140的數目為4個，該數目可以根據氣缸的數目增加或減少，這些均是本領域技術人員容易想到的。曲柄140上加工有通孔，其用來連接曲柄軸142，曲柄軸142通過螺母147固定在曲柄140的通孔內。為了防止曲柄140與曲柄軸142接觸處生鏽，曲柄軸142的軸徑上設有潤滑油道148，來自潤滑油油槽145的潤滑油通過潤滑油道148對曲柄軸142及軸承143進行潤滑，防止其生鏽。如圖14-圖15所示，進排氣電控制軸17上設有3個電控片171，其分別用於控制可變多缸空氣動力發動機的6個氣缸的進排氣過程。各電控片之間的位置相對靜止，電控片相對於曲軸14也是相對靜止的。電控片171的材料選用防鏽、耐磨的金屬或非金屬材料，例如不鏽鋼或高強度樹脂。另外，相連兩電控片之間由圓板隔開，並且將電控片171夾緊在其中，電控片171與電控片固定端172通過螺紋連接進行固定。

接下來參考圖16A-圖16C，圖16A為發動機平穩工作時，氣缸1#通入壓縮空氣，電控片171中的第一電控片171-1的凸起與待靜電片Γ接觸，第一電控片171-1與第二電控片171-2相差120°，第二電控片171-2與第三電控片171-3相差120°，第三電控片171-3與第一電控片171-1相差120° ;當進排氣電控制軸17順時針旋轉120°時，第二電控片171-2的凸起與待靜電片2'接觸，氣缸2#的進氣門打開進入壓縮空氣，如圖16B所示；當進排氣電控制軸17再順時針旋轉120°時，第三電控片171-3的凸起與待靜電片3'接觸，氣缸3#的進氣門打開進入壓縮空氣，如圖16C所示。現在結合圖17詳細地描述進排氣控制系統。進排氣控制系統的作用是根據電子控制單元的指令信號控制電磁閥的開啟順序。由於電磁閥具有減壓作用，其與減壓調壓閥組合就形成了調速閥，從而可以將發動機的轉速調整在一個合適的範圍內。在發動機本體I上可選擇性地設有多種傳感器，比如測量發動機轉速的速度傳感器、判斷油門踏板位置的油門電位計、測量發動機機體溫度的溫度傳感器。當發動機平穩正轉時，發動機的油門和正轉分電器打開，分電片與氣缸1#相對應的待靜電片P接觸，氣缸1#進入壓縮氣體；曲軸轉過90°時，分電片處於中位，離開待靜電片Γ，氣缸1#的進氣門關閉，此時氣缸1#內的壓縮氣體膨脹做功。等到曲軸再轉30°時，分電片與氣缸2#相對應的待靜電片2』接觸，氣缸2#中進入壓縮氣體；當曲軸再轉過90°時,分電片處於中位,離開待靜電片2',氣缸2#的進氣門關閉,此時氣缸2#內的壓縮氣體膨脹做功。等到曲軸再轉30°時，分電片與氣缸3#相對應的待靜電片3'接觸，氣缸3#中進入壓縮氣體，當曲軸轉過90°時，分電片處於中位，離開待靜電片:V，氣缸3#的進氣門關閉，此時氣缸3#內的壓縮氣體膨脹做功。等到曲軸再轉30°時，分電片會與氣缸1#相對應的待靜電片P接觸,氣缸1#中進入壓縮氣體；曲軸轉過90°，分電片處於中位，離開待靜電片I'，氣缸1#的進氣門關閉，此時氣缸內的壓縮氣體膨脹做功。發動機在正轉平穩工作時，其氣缸按照氣缸1#、2#、3#的次序以此循環做功，達到發動機平穩運轉。當發動機平穩倒轉時，發動機的油門和逆轉分電器打開，分電片與氣缸4#相對應的待靜電片V接觸,氣缸4#進入壓縮氣體；曲軸逆轉過90°，分電片處於中位，離開待靜電片4'，氣缸4#的進氣門關閉，此時氣缸內的壓縮氣體膨脹做功。等到曲軸再逆轉30°時，分電片與氣缸5#相對應的待靜電片5'接觸，氣缸5#中進入壓縮氣體；曲軸逆轉過90°時,分電片處於中位,離開待靜電片5',氣缸5#的進氣門關閉,此時氣缸內的壓縮氣體膨脹做功。等到曲軸再逆轉30°時，分電片與氣缸6#相對應的待靜電片6'接觸，氣缸6#內進入壓縮氣體；曲軸逆轉過90°時,分電片處於中位,離開待靜電片6',氣缸6#的進氣門關閉，此時氣缸內的壓縮氣體膨脹做功。等到曲軸再逆轉30°時，分電片與氣缸4#相對應的待靜電片4'接觸，氣缸4#進入壓縮氣體；曲軸逆轉過90°，分電片處於中位，離開待靜電片4',氣缸4#的進氣門關閉,此時靠氣缸內的壓縮氣體膨脹做功。發動機平穩工作時，其氣缸就按照氣缸4#、5#、6#以此循環做功，達到發動機平穩逆運轉。在發動機需要爬坡或者是加大動力時，油門啟動分電器打開，分電片會與氣缸1#相對應的待靜電片P接觸，同時氣缸5#相對應的分電片和待靜電片5'也接觸，此時氣缸1#的A進排氣控制閥打開，連杆推動曲軸轉動，而氣缸5#相對應的連杆拉動曲軸轉動，起到雙向動力的作用。當曲軸轉過30°時，氣缸5#相對應的分電片與待靜電片5'相離而處於中位，此時氣缸1#相對應的連杆還是靠壓縮氣體推動曲軸做功，氣缸5#則是靠壓縮氣體膨脹做功，從而帶動連杆拉動曲軸做功。當曲軸再轉30°時,氣缸1#還是像之前一樣做功,但此時氣缸6#相對應的分電片與待靜電片6'相接觸，也就是氣缸6#的進氣門打開，開始進入壓縮氣體,壓縮氣體推動氣缸活塞而拉動曲軸做功；此時，壓縮氣體推動氣缸活塞而拉動曲軸做功的是6#缸,依靠壓縮氣體推動氣缸活塞而推動曲軸做功的有1#缸，靠壓縮空氣膨脹推動氣缸活塞而拉動曲軸做功的是5#缸；當曲軸再轉30°時，氣缸1#相對應的分電片與待靜電片P相離而處於中位，靠壓縮氣體膨脹繼續做功；此時氣缸6#相對應的連杆還是靠壓縮氣體拉動曲軸做功，氣缸5#則是靠壓縮氣體膨脹做功，從而帶動連杆拉動曲軸做功。當曲軸再轉30°時，氣缸5#停止做功，氣缸1#繼續靠壓縮氣體膨脹做功，氣缸6#還是靠壓縮氣體推動做功，但此時氣缸2#相對應的分電片與待靜電片I'相接觸，氣缸2#開始做功。如此循環下去，做功順序按照氣缸1#、6#、2#、4#、3#、5#依次進行，其中氣缸1#、2#、3#是靠推動曲軸做功，氣缸4#、5#、6#是靠壓縮氣體拉動曲軸做功。如此一來，曲軸轉動時，多缸做功從而加大扭力提高效率，進而達到爬坡或者大動力輸出的要求。儘管參考附圖詳細地公開了本發明，但應理解的是，這些描述僅僅是示例性的，並非用來限制本發明的應用。本發明的保護範圍由附加權利要求限定，並可包括在不脫離本發明保護範圍和精神的情況下針對本發明所作的各種變型、改型及等效方案。
權利要求
1.一種可變多缸空氣動力發動機，其包括，發動機本體(I)、上箱體(20)、進排氣電控制箱(30)、進氣及排氣器(40)、油底殼(50)、下箱體(60)、發電機固定架(70)； 所述發動機本體(I)包括:氣缸(12)、曲軸(14)、連杆(15)、氣缸杆(120)、曲柄(13)；其中， 氣缸(12)分為氣缸1#、氣缸2#、氣缸3#、氣缸4#、氣缸5#、氣缸6#,並按氣缸1#、2#、3#和氣缸4#、5#、6#上下分布； 其特徵在於:當發動機平穩正轉時，氣缸(12)按照氣缸1#、氣缸2#、氣缸3#的先後順序進入壓縮空氣，氣缸4#、氣缸5#、氣缸6#先後進行排氣； 當發動機平穩倒轉時，氣缸(12)按照氣缸4#、氣缸5#、氣缸6#的先後順序進入壓縮氣體，氣缸1#、氣缸2#、氣缸3#先後進行排氣； 當發動機爬坡或要加大動力時，氣缸(12)按照氣缸1#、氣缸6#、氣缸2#的先後順序進入壓縮氣體，氣缸4#、氣缸3#、氣缸5#先後進行排氣。
2.如權利要求1所述的可變多缸空氣動力發動機，其特徵在於:所述氣缸(12)上設置有電磁閥(11)，該電磁閥(11)上設置有進氣門(13 )和排氣門(15 )。
3.如權利要求1所述的可變多缸空氣動力發動機，其特徵在於:所述氣缸1#、氣缸4#；氣缸2#、氣缸5# ;氣缸3#、氣缸6#共用一個氣缸外殼(121)。
4.如權利要求1所述的可變多缸空氣動力發動機，其特徵在於:所述曲軸(14)的一端設置有進排氣電控制軸(17)，所述進排氣電控制軸(17)上設置有電控片(171 )，控制氣缸(12)的進氣、排氣。
5.如權利要求4所述的可變多缸空氣動力發動機，其特徵在於:所述電控片(171)與待靜電片接觸時，對應氣缸(12)的進氣門(13)打開，壓縮空氣進入。
6.如權利要求4所述的可變多缸空氣動力發動機，其特徵在於:所述電控片(171)與待靜電片遠離時，對應氣缸(12)的進氣門(13)關閉，此時氣缸(12)內的壓縮空氣膨脹做功。
7.如權利要求5或6所述的可變多缸空氣動力發動機，其特徵在於:所述待靜電片分為待靜電片I'、待靜電片2'、待靜電片3'、待靜電片4'、待靜電片5'、待靜電片6'，並且待靜電片按照待靜電片P 2' 3'和待靜電片4' 5' 6'上下分布。
8.如權利要求4-6中任一項所述的可變多缸空氣動力發動機，其特徵在於:所述電控片(171)為三個，並且按不同的擺角固定在進排氣電控制軸(17)上。
9.如權利要求1所述的可變多缸空氣動力發動機，其特徵在於:所述進氣及排氣器(40 )的管道I##、2##、3##、4##、5##、6##分別與發動機本體(I)上的氣缸I#、2#、3#、4#、5#、6#的排氣門相通。
10.如權利要求9所述的可變多缸空氣動力發動機，其特徵在於:所述進氣及排氣器(40)的管道1##、2##、3##、4##、5##、6##內的氣體通過排氣管道(42)匯集後排出。
全文摘要
本發明涉及一種發動機，具體而言，涉及一種以壓縮空氣作為動力的可變多缸空氣動力發動機。本發明的可變多缸空氣動力發動機包括發動機本體(1)、上箱體(20)、進排氣電控制箱(30)、進氣及排氣器(40)、油底殼(50)、下箱體(60)、固定架(70)。當發動機的油門打開，發動機開始供氣，進排氣電控制軸(17)的凸起推動電控片(171)與其中一個待靜電片接觸，則相對應的電磁閥(11)接通並通電，進氣門(13)打開，壓縮氣體通過電磁閥(11)進入相對應的氣缸(12)，進入的壓縮氣體推動氣缸杆(120)運動，同時帶動曲軸(14)轉動，從而輸出動力。
文檔編號F01B23/10GK103206251SQ201210326490
公開日2013年7月17日 申請日期2012年9月6日 優先權日2012年9月6日
發明者周登榮, 周劍 申請人:祥天控股(集團)有限公司