空氣動力發動機總成的製作方法
2023-07-08 17:35:16 1
專利名稱：空氣動力發動機總成的製作方法
技術領域：
本發明屬於發動機製造領域，特別是涉及一種利用壓縮空氣作為動力源的空氣動力 發動機總成。
背景技術：
發動機被廣泛應用於各行業中， 一般主要採用活塞式內燃發動機，這些發動機均採 用燃油作為動力源。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。眾所周知，石油是地球上不可再生能源，因而隨著人們的大量開採和使用，石油儲 量越來越少，因此需要開發新、潔淨、無汙染的能源，尤其是可用之不盡的新能源。
在尋找新能源的過程中，人們發現可利用壓縮空氣釋放時所產生的推力作為一種動 力源，然後將其推力轉化為機械能或者電能，目前已公開了一些利用壓縮空氣來獲得動 力的裝置，如專利號為00122383.1中公開一種"氣電混合動力發動機"，本文獻利用電 能和壓縮空氣所產生的推力綜合來獲得能源，此發動機利用的發電機仍需要外界能源驅 動，間接使用了外來能源，因此不能達到節能的目的，此外本發動機中壓縮空氣做功後 直接排放，排放後的壓縮空氣沒有充分利用，造成能源的浪費。
發明內容
本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種不用燃料，沒有任何廢氣排出， 不汙染環境的空氣動力發動機總成。
本發明為解決公知技術中存在的技術問題所採取的技術方案是 一種空氣動力發動機總成，包括與外界壓縮空氣連接的儲氣罐、空氣閥、空氣分配 器、進氣管、凸輪軸、安裝在氣缸床上的氣缸、活塞、曲軸、聯動器、離合器、自動變 速器以及與外界連接的差速器，其特徵在於所述儲氣罐上安裝有進氣閾、安全閥和壓
力表，儲氣罐通過導氣管連接空氣分配器，在連接儲氣罐與空氣分配器的導氣管上依次 設有空氣閥、恆壓室和壓力控制器，空氣分配器通過進氣管連接氣缸床上的數個氣缸， 每個氣缸上均設有進氣門和排氣門，進氣門連接進氣管，排氣門連接排氣管，每個氣缸 的排氣管通過排氣總管連接排氣室，排氣室內至少設有一個葉輪發電機，發電機連接蓄 電池，所述每個氣缸的進氣門處設有進氣控制裝置，進氣控制裝置上端設有控制進氣門 的凸輪軸，每個氣缸的排氣門處設排氣控制裝置，排氣控制裝置上端設有控制排氣門的凸輪軸，所述凸輪軸通過支撐架安裝氣缸床上，凸輪軸的一端設有鏈輪，所述氣缸內安 裝有活塞，活塞通過連杆連接曲軸，對應凸輪軸上的鏈輪位置處的曲軸上設有鏈輪，該 鏈輪通過鏈條連接凸輪軸上的鏈輪，所述曲軸上安裝有聯動器，聯動器通過傳動軸連接 離合器，離合器通過傳動軸連接自動變速器，自動變速器通過傳動軸連接差速器。 本發明還可以採用如下技術措施
所述安裝在氣缸床上的氣缸為4~32缸。
所述進氣控制裝置包括底座，底座上設有導向柱，導向柱上設有復位彈簧，復位彈 簧的上端設有固定在導向柱上的彈簧壓蓋，導向柱的上端點與凸輪軸的凸輪相切，導向 柱的下端連接氣缸進氣門。
所述排氣控制裝置包括底座，底座上設有導向柱，導向柱上設有復位彈簧，復位彈 簧的上端設有固定在導向柱上的彈簧壓蓋，導向柱的上端與凸輪軸的凸輪相切，導向柱 的下端連接氣缸排氣門。
本發明具有的優點和積極效果是-
1. 由於本發明利用可再生、成本低、不汙染環境的壓縮空氣作為動力源，此壓縮空 氣在運轉做功時不會發生燃燒爆炸，因而可適用於防火、防爆、高溫等場合工作。
2. 儲存在儲氣罐的壓縮空氣通過空氣閥調節和恆壓室的恆壓獲得具有恆定壓力壓縮
空氣，此壓縮空氣輸送到壓力控制器內進行調節排氣量，排出的具有恆定壓力的壓縮空 氣通過空氣分配器均勻分配到各個氣缸內，壓縮空氣推動活塞做功，通過氣缸上進氣控 制裝置和排氣控制裝置的調節實現活塞往復做功，這樣保證供給氣缸的壓縮空氣始終為 恆壓，從而提高傳動部件的使用壽命和抗疲勞性。
3. 所述每個氣缸通過排氣管排出的壓縮空氣集中通過總排氣管輸送到排氣室，排氣 室內設有葉輪發電機，做功完畢後的壓縮空氣帶動葉輪發電機發電，從而可獲得電能， 這樣充分利用做功完畢後的壓縮空氣，達到重複利用、節能的目的，上述的葉輪發電機 可根據從氣缸排出的壓縮空氣的壓力設置多個，此葉輪發電機還具有減弱高壓壓縮空氣， 從而使得從排氣室內排出的氣體接近常壓。
4. 本發明採用活塞帶動連杆，連杆帶動曲軸轉動的傳動結構，這種傳動結構活塞、 連杆以及曲軸工作阻力小，且不易變形，保證工作運轉的穩定性和可靠性。
5. 本發明中的凸輪軸和曲軸採用鏈條連接，這樣可實現聯動，即當活塞往復運動時 兩根凸輪軸同時控制進氣控制裝置的打開和排氣控制裝置的關閉、進氣控制裝置的關閉 和排氣控制裝置的打開，保證整個做功過程的協調、準確、穩定。
6. 本發明中曲軸的輸出端通過聯動器、離合器、自動變速器連接差速器，這樣可根據所驅動負載所需要的動力的大小進行自動調節，另外差速器可廣泛採用與其它被驅動 裝置連接，這樣擴大本發明的使用範圍。另外本發明還具有結構簡單、設計合理、運行 可靠、便於操作、經濟實用、節能等優點。
圖l是本發明的結構示意圖2是本發明中單個氣缸結構示意圖。
圖中1、儲氣罐；1-1、進氣閥；1-2、安全閥；1-3、壓力表；2、空氣閥；3、空氣 分配器；4、進氣管；5、凸輪軸；5-1、鏈輪；5-2、凸輪；6、進氣控制裝置；6-1、底 座；6-2、導向柱；6-3、復位彈簧；6-4、彈簧壓蓋；7、排氣管；7-1、排氣總管；8、排 氣控制裝置；8-1、底座；8-2、導向柱；8-3、復位彈簧；8-4、彈簧壓蓋；9、氣缸床； 10、氣缸；10-1、進氣門；10-2、排氣門；11、活塞；11-1、連杆；12、曲軸；12-1、 鏈輪；13、聯動器；14、離合器；15、自動變速器；16、差速器；17、導氣管；18、壓 力控制器；19、排氣室；20、葉輪發電機；21、鏈條；22、恆壓室；23、傳動軸；24、 蓄電池。
具體實施例方式
為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，並配合附圖 詳細說明如下
請參閱圖l，空氣動力發動機總成，包括與外界壓縮空氣連接的儲氣罐l、空氣閥2、
空氣分配器3、進氣管4、凸輪軸5、進氣控制裝置6、排氣管7、排氣控制裝置8、安裝 在氣缸床9上的氣缸10、活塞ll、曲軸12、聯動器13、離合器14、自動變速器15以及 與外界連接的差速器16。所述儲氣罐1上安裝有與外界壓縮空氣相連的進氣閥1-1，通 過調節進氣閥1-1的開合實現對儲氣罐1進行供給壓縮空氣。儲氣罐1上安裝有安全閥 l-2和壓力表l-3，這樣可有效的保證儲氣罐l在額定壓力範圍內儲存壓縮空氣；為了保 證儲氣罐的安全性能，在儲氣罐1上可設置1-4個安全閥。
所述儲氣罐1通過導氣管17連接空氣分配器3，在儲氣罐1與空氣分配器3的導氣 管17上依次設有空氣閥2、恆壓室22和壓力控制器18，儲存在儲氣罐1的壓縮空氣通 過空氣閥2調節和恆壓室22的恆壓獲得具有恆定壓力壓縮空氣，此壓縮空氣輸送到壓力 控制器18內進行排氣量的調節，排出的具有恆定壓力的壓縮空氣通過空氣分配器3均勻 分配到各個氣缸10內，這樣保證供給氣缸的壓縮空氣始終為恆壓，從而提高傳動部件的 使用壽命和抗疲勞性。空氣分配器3通過進氣管4連接氣缸床9上的數個氣缸10，其氣 缸數為4~32缸，本發明採用4缸。每個氣缸10上均設有進氣門10-1和排氣門10-2，進氣門連接進氣管4，排氣門連接排氣管7，每個氣缸10上的排氣管7連接排氣總管7-1， 排氣總管連接排氣室19。
排氣室19內設有葉輪發電機20 (葉輪發電機為成熟技術，在此不做詳細描述)，做 功完畢後的壓縮空氣帶動葉輪發電機發電，從而可獲得電能，這樣充分利用做功完畢後 的壓縮空氣，達到重複利用、節能的目的，上述的葉輪發電機可根據從氣缸排出的壓縮 空氣的壓力設置多個，此葉輪發電機還具有減弱具有高壓的壓縮空氣，從而使得從排氣 室內排出接近常壓，葉輪發電機20通過導線連接蓄電池24收集電能。
請參閱圖2，在每個氣缸的進氣門10-1處設有進氣控制裝置6，進氣控制裝置6上端 設有控制進氣門的凸輪軸5;每個氣缸的排氣門10-2處設排氣控制裝置8，排氣控制裝 置8上端設有控制排氣門的凸輪軸5;其中的進氣控制裝置包括底座6-l，底座上設有導 向柱6-2,導向柱上設有復位彈簧6-3，復位彈簧的上端設有固定在導向柱6-2上的彈簧 壓蓋6-4，導向柱6-2的上端點與凸輪軸5的凸輪5-2相切，導向柱6-2的下端連接氣缸 的進氣門10-1;排氣控制裝置包括底座8-l，底座上設有導向柱8-2,導向柱上設有復位 彈簧8-3,復位彈簧的上端設有固定在導向柱8-2上的彈簧壓蓋8-4，導向柱8-2的上端 與凸輪軸5的凸輪5-2相切，導向柱8-2的下端連接氣缸排氣門10-2，上述控制進氣控制 裝置和排氣控制裝置的兩根凸輪軸上凸輪5-2大端與小端的方向相反，即當活塞11往復 運動時兩根凸輪軸5同時控制進氣控制裝置6的打開和排氣控制裝置8的關閉或者進氣 控制裝置6的關閉和排氣控制裝置8的打開，保證整個做功過程的協調、準確、穩定。 所述凸輪軸5通過支撐架安裝氣缸床9上，凸輪軸5的一端設有鏈輪5-1 。
所述氣缸10內安裝有活塞11，活塞11通過連杆11-1連接曲軸12，對應凸輪軸5 上的鏈輪5-1位置處的曲軸12上設有鏈輪12-1,該鏈輪12-1通過鏈條21連接凸輪軸5 上的鏈輪5-l，由於凸輪軸5和曲軸12通過鏈條21連接，這樣可實現聯動，至此保證了 整個做功的協調和穩定。所述曲軸12上安裝有聯動器13，聯動器通過傳動軸23連接離 合器14，離合器通過傳動軸23連接自動變速器15，自動變速器通過傳動軸23連接差速 器16。這樣可根據所驅動負載所需要的動力的大小進行自動調節，另外採用可廣泛應用 與其它被驅動的裝置連接的差速器16，這樣擴大本發明的使用範圍。
權利要求
1. 一種空氣動力發動機總成，包括與外界壓縮空氣連接的儲氣罐、空氣閥、空氣分配器、進氣管、凸輪軸、安裝在氣缸床上的氣缸、活塞、曲軸、聯動器、離合器、自動變速器以及與外界連接的差速器，其特徵在於所述儲氣罐上安裝有進氣閥、安全閥和壓力表，儲氣罐通過導氣管連接空氣分配器，在連接儲氣罐與空氣分配器的導氣管上依次設有空氣閥、恆壓室和壓力控制器，空氣分配器通過進氣管連接氣缸床上的數個氣缸，每個氣缸上均設有進氣門和排氣門，進氣門連接進氣管，排氣門連接排氣管，每個氣缸的排氣管通過排氣總管連接排氣室，排氣室內至少設有一個葉輪發電機，發電機連接蓄電池，所述每個氣缸的進氣門處設有進氣控制裝置，進氣控制裝置上端設有控制進氣門的凸輪軸，每個氣缸的排氣門處設排氣控制裝置，排氣控制裝置上端設有控制排氣門的凸輪軸，所述凸輪軸通過支撐架安裝氣缸床上，凸輪軸的一端設有鏈輪，所述氣缸內安裝有活塞，活塞通過連杆連接曲軸，對應凸輪軸上的鏈輪位置處的曲軸上設有鏈輪，該鏈輪通過鏈條連接凸輪軸上的鏈輪，所述曲軸上安裝有聯動器，聯動器通過傳動軸連接離合器，離合器通過傳動軸連接自動變速器，自動變速器通過傳動軸連接差速器。
2. 根據權利要求1所述的空氣動力發動機總成，其特徵在於所述安裝在氣缸床上 的氣缸為4~32缸。
3. 根據權利要求1所述的空氣動力發動機總成，其特徵在於所述進氣控制裝置包 括底座，底座上設有導向柱，導向柱上設有復位彈簧，復位彈簧的上端設有固定在導向 柱上的彈簧壓蓋，導向柱的上端點與凸輪軸的凸輪相切，導向柱的下端連接氣缸進氣門。
4. 根據權利要求1所述的空氣動力發動機總成，其特徵在於所述排氣控制裝置包 括底座，底座上設有導向柱，導向柱上設有復位彈簧，復位彈簧的上端設有固定在導向 柱上的彈簧壓蓋，導向柱的上端與凸輪軸的凸輪相切，導向柱的下端連接氣缸排氣門。
全文摘要
本發明涉及一種空氣動力發動機總成，包括儲氣罐、空氣閥、空氣分配器、進氣管、凸輪軸、進氣裝置、排氣控制裝置、氣缸、活塞、曲軸、聯動器、離合器、自動變速器以及與外界連接的差速器，其特徵在於所述儲氣罐與空氣分配器之間設有空氣閥、恆壓室和壓力控制器，空氣分配器連接氣缸床上的數個氣缸，每個氣缸的通過排氣總管連接排氣室，排氣室內設有葉輪發電機，發電機連接蓄電池，氣缸上設置可控制氣缸進氣和排氣凸輪軸，氣缸內安裝有驅動曲軸轉動的活塞，凸輪軸與曲軸通過鏈條連接，曲軸依次通過聯動器、離合器、變速器連接差速器。因此本發明利用壓縮空氣做功具有不用任何燃料，沒有廢氣排放、不汙染環境、且運行可靠、操作方便經濟實用等優點；此外重複利用廢氣進行發電，節省了能源，降低了成本。
文檔編號F03G7/00GK101413403SQ200810152808
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月5日 優先權日2008年11月5日
發明者周登榮, 朱仕亮 申請人:周登榮;朱仕亮