可補充壓縮空氣的空氣發動機系統的製作方法
2023-05-30 09:13:41 3
可補充壓縮空氣的空氣發動機系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可補充壓縮空氣的空氣發動機系統，應用於車輛，可補充壓縮空氣的空氣發動機系統包括壓縮空氣收集裝置、高壓儲氣罐、恆壓儲氣罐及驅動裝置；若干個壓縮空氣收集裝置固定於車輛的車輪輪轂上；高壓儲氣罐上設置有用於與外界加氣裝置連通以補充壓縮氣體的進氣管路，恆壓儲氣罐分別與高壓儲氣罐、驅動裝置連通，且於恆壓儲氣罐與高壓儲氣罐連通的氣路上設有穩壓閥；高壓儲氣罐與恆壓儲氣罐分別連通於壓縮空氣收集裝置。固定於車輪輪轂上的壓縮空氣收集裝置在車輛行駛過程中，利用車輪與地面間的擠壓力採集壓縮空氣，補充消耗的壓縮空氣，同時減少車輪與地面間的衝擊力，減少車輛運行中的顛簸，提高減震效果。
【專利說明】可補充壓縮空氣的空氣發動機系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種空氣發動機，尤其涉及一種可補充壓縮空氣的空氣發動機系統。
【背景技術】
[0002]依靠空氣動力發動機驅動的車輛，在行駛過程中，空氣發動機消耗壓縮空氣，產生驅動車輛行駛的動力。當壓縮空氣消耗完後，需要補充壓縮空氣才能繼續工作。
[0003]在車輛的行駛過程中，依靠空氣動力發動機消耗壓縮空氣產生的機械能中，部分並不能驅動車輛行駛，甚至產生車輛行駛的阻力。
[0004]因此，有必要對車輛行駛過程中的部分機械能收集以產生壓縮空氣，補充壓縮空氣的消耗，提高車輛行駛的裡程。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是提供一種在車輛行駛過程中，採集車輛的機械能以補充消耗的壓縮空氣，從而提高車輛行駛的裡程。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型公開了一種可補充壓縮空氣的空氣發動機系統，應用於車輛，所述可補充壓縮空氣的空氣發動機系統包括壓縮空氣收集裝置、高壓儲氣罐、恆壓儲氣罐及驅動裝置；若干個所述壓縮空氣收集裝置固定於車輛的車輪輪轂上；所述高壓儲氣罐上設置有用於與外界加氣裝置連通以補充壓縮氣體的進氣管路，所述恆壓儲氣罐分別與所述高壓儲氣罐、所述驅動裝置連通，且於所述恆壓儲氣罐與所述高壓儲氣罐連通的氣路上設有穩壓閥；所述高壓儲氣罐與所述恆壓儲氣罐分別連通於所述壓縮空氣收集裝置，且於所述高壓儲氣罐和所述壓縮空氣收集裝置連通的氣路上設置限壓閥，於所述恆壓儲氣罐和所述壓縮空氣收集裝置連通的氣路上設置順序閥；所述驅動裝置包括機體、主軸、飛輪和若干氣缸，所述飛輪固定連接於所述主軸，所述飛輪的側面均勻地設有若干驅動面，若干所述氣缸固定於所述機體且所述氣缸的輸出端抵頂於所述驅動面；所述氣缸分別與所述恆壓儲氣罐連通，且各所述氣缸與恆壓儲氣罐連通的氣路上設置有控制閥，所述空氣發動機還包括用於測量主軸角位移的角位移傳感器,所述角位移傳感器根據主軸角位移控制所述控制閥接通或斷開，從而控制所述氣缸的輸出端順序推頂所述驅動面。
[0007]與現有技術相比，固定於車輪輪轂上的壓縮空氣收集裝置在車輛行駛過程中，利用車輪與地面間的擠壓力採集壓縮空氣，補充消耗的壓縮空氣，同時減少車輪與地面間的衝擊力，減少車輛運行中的顛簸，提高減震效果；恆壓儲氣罐通過與高壓儲氣罐連通的限壓閥保證恆壓儲氣罐內壓力恆定，經恆壓儲氣罐流出的壓縮氣體壓力恆定，使得驅動裝置的動作狀態穩定；飛輪的側面均勻地設有若干驅動面，氣缸的輸出端依次推頂若干驅動面，氣缸的推頂力與驅動面的支持力產生沿驅動面向下的驅動力，該驅動力驅動飛輪向與驅動力相反的方向轉動。若干氣缸依次推頂驅動面，使得驅動裝置在工作過程中沒有死點位置，避免發生無法啟動的情況。[0008]較佳的，所述壓縮空氣收集裝置包括固定筒、壓縮活塞、抵壓片及復位彈簧，所述固定筒設置有容置空腔，所述固定筒朝向車輪軸心的一端設有進氣口及連通於所述高壓儲氣罐、所述恆壓儲氣罐的出氣口 ；所述壓縮活塞的外圍匹配於所述容置空腔，所述壓縮活塞插入所述容置空腔中，且與所述壓縮活塞固定連接的活塞杆從所述固定筒背離車輪軸心的一端伸出所述容置空腔；所述抵壓片凸出於車輪外側，並固定連接於所述活塞杆；所述復位彈簧頂裝在所述固定筒和所述抵壓片之間；在車輛行駛過程中，車輪滾動，抵壓片受到車輛重力與地面推頂，推動壓縮活塞向內擠壓，於容置空腔內產生壓縮空氣，壓縮空氣在壓縮活塞推頂下經出氣口進入高壓儲氣罐或恆壓儲氣罐。
[0009]具體地，所述抵壓片呈以車輪的軸心為圓心的弧形；所述抵壓片呈以車輪的軸心為圓心的弧形，進一步減少車輛在行駛過程中的衝擊。
[0010]具體地，所述進氣口設置有限定空氣從大氣向所述容置空腔單向流動的第一單向閥，所述出氣口設置有限定壓縮空氣從所述容置空腔向所述高壓儲氣罐或所述恆壓儲氣罐單向流動的第二單向閥；所述第一單向閥防止壓縮活塞向內擠壓的過程時，容置空腔內的氣體經進氣口流入大氣，而無法產生壓縮空氣，所述第二單向閥防止高壓儲氣罐或恆壓儲氣罐內的壓縮空氣倒流入壓縮空氣收集裝置。
[0011]較佳的，所述飛輪的側面向外傾斜延伸形成若干均勻排布的驅動面。
[0012]較佳的，所述飛輪的側面均勻地固定有若干抵頂塊，若干所述抵頂塊的外側面均與所述飛輪的側面呈夾角設置，所述外側面形成所述驅動面。
[0013]具體地，所述驅動面凸出於所述飛輪側面；所述驅動面凸出於所述飛輪側面,避免氣缸的輸出端推頂所述驅動面時，氣缸的輸出端與飛輪發生幹涉。
[0014]較佳的，任一所述驅動面的末端所在飛輪半徑與沿所述飛輪轉動方向上的下一所述驅動面的起始端所在飛輪半徑之間形成第一夾角，相鄰的兩所述氣缸的輸出端所在飛輪半徑之間形成第二夾角，所述第一夾角小於所述第二夾角；在飛輪轉動過程中，一氣缸的輸出端推頂所述驅動面至驅動面的末端之前，相鄰的另一氣缸的輸出端即開始推頂下一所述驅動面，使得在飛輪轉動的過程中，隨時被氣缸驅動。
[0015]較佳的，若干所述驅動面均相對所述飛輪呈順時針方向或逆時針方向設置；若干所述驅動面的方向相同，使得飛輪和主軸一直朝向順時針方向或逆時針方向轉動。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型可補充壓縮空氣的空氣發動機系統的結構示意圖。
[0017]圖2為圖1中S部的放大圖。
[0018]圖3為驅動裝置的結構示意圖。
[0019]圖4為本實用新型可補充壓縮空氣的空氣發動機系統第一實施例驅動裝置的內部結構示意圖。
[0020]圖5為本實用新型可補充壓縮空氣的空氣發動機系統第二實施例驅動裝置的內部結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為詳細說明本實用新型的技術內容、構造特徵、所實現目的及效果，以下結合實施方式並配合附圖詳予說明。
[0022]圖1-圖4所示為本實用新型第一實施例。
[0023]如圖1所示的可補充壓縮空氣的空氣發動機系統，包括壓縮空氣收集裝置100、高壓儲氣罐200、恆壓儲氣罐300及驅動裝置400。壓縮空氣收集裝置100均勻排布並固定於車輪輪轂上；高壓儲氣罐200上設置有用於與外界加氣裝置連通以補充壓縮氣體的進氣管路210，恆壓儲氣罐300分別與高壓儲氣罐200、驅動裝置400連通，且於恆壓儲氣罐300與高壓儲氣罐200連通的氣路上設有穩壓閥A ;高壓儲氣罐200與恆壓儲氣罐300分別連通於壓縮空氣收集裝置100。恆壓儲氣罐300從高壓儲氣罐200及壓縮空氣收集裝置100獲取恆定壓力的壓縮氣體，以驅動驅動裝置400，從而驅動車輛。結合圖2-圖4所示，更具體地:
[0024]壓縮空氣收集裝置100共有8個，8個壓縮空氣收集裝置100均勻排布於車輪輪轂上。如圖2所示，壓縮空氣收集裝置100包括固定筒110、壓縮活塞120、抵壓片130、活塞杆140和復位彈簧150，固定筒110固定於車輪輪轂且固定筒110設置有容置空腔110a，固定筒110朝向車輪軸心的一端設有進氣口 111和出氣口 112，進氣口 111連通大氣與容置空腔110a，出氣口 112用於連通容置空腔IlOa和高壓儲氣罐200及恆壓儲氣罐300，具體地，8個出氣口 112均與總氣路160相連通，總氣路160通過兩分支氣路220和310分別連通於高壓儲氣罐200和恆壓儲氣罐300 ;壓縮活塞120的外圍匹配於容置空腔110a，壓縮活塞120插入容置空腔IlOa中，活塞杆140固定連接於壓縮活塞120，且活塞杆140從固定筒110背離車輪軸心的一端伸出容置空腔IlOa ;抵壓片130凸出於車輪外側，抵壓片130呈以車輪軸心為半徑的弧形，抵壓片130固定於活塞杆140的一端，從而使得抵壓片130固定於壓縮活塞120 ;復位彈簧150套設於固定筒110上，且復位彈簧150的兩端分別抵頂於固定筒110和抵壓片130。在車輛行駛過程中，車輪轉動至一抵壓片130位於車輪與地面之間時，固定筒110隨車輛在重力作用下向下動作，該抵壓片130被地面的支持力推頂，通過活塞杆140推動壓縮活塞120向固定筒110內側擠壓，於容置空腔IlOa內產生壓縮空氣，壓縮空氣在壓縮活塞120推頂下經出氣口 112進入總氣路160，隨後進入高壓儲氣罐200或恆壓儲氣罐300 ;車輪轉動繼續轉動，至該抵壓片130不位於車輪與地面之間時，復位彈簧150推頂抵壓片130向外動作，空氣從進氣口 111進入容置空腔IlOa中。車輛行駛過程中，8個抵壓片130依次受力，推頂活塞杆140向固定筒110內側擠壓產生壓縮空氣，壓縮空氣經出氣口 112進入高壓儲氣罐200或恆壓儲氣罐300。
[0025]於分支氣路220上設置有限壓閥B，限壓閥B用於控制分支氣路220的導通或斷開，當與總氣路160相通一側的管內壓力達到目標壓力時，導通分支氣路220，當與總氣路160相通一側的管內壓力未達到目標壓力時，斷開分支氣路220 ;於分支氣路310上設置有順序閥C，當限壓閥B未導通分支氣路220時，順序閥C導通分支氣路310，具體地，順序閥C為單向順序閥，限定分支氣路310內壓縮空氣始終從壓縮空氣收集裝置100流入恆壓儲氣罐300。目標壓力優選為15MP。
[0026]進一步地，進氣口 111設置有限定空氣從大氣向容置空腔IlOa單向流動的第一單向閥D，出氣口 112設置有限定壓縮空氣從容置空腔IlOa向總氣路160單向流動的第二單向閥E ;第一單向閥D防止壓縮活塞120向內擠壓的過程時，容置空腔IlOa內的氣體經進氣口 111流入大氣而無法產生壓縮空氣，第二單向閥E防止進入總氣路160的壓縮空氣倒流入容置空腔110a。
[0027]高壓儲氣罐200可以是具有足夠容量的一個、二個、三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，確定高壓儲氣罐200的組成氣罐數。高壓儲氣罐200連接到恆壓儲氣罐300，且高壓儲氣罐200與恆壓儲氣罐300之間的連接氣路上設置有穩壓閥A，穩壓閥A用於調節恆壓儲氣罐300內壓力，使得恆壓儲氣罐300內壓力低於高壓儲氣罐200內壓力，且恆壓儲氣罐300內壓力恆定。存儲於恆壓儲氣罐300的恆壓氣體用以驅動驅動裝置400工作，從而保證驅動裝置400工作狀態比較穩定。進一步地，高壓儲氣罐200上設置有用於與外界加氣裝置連通以補充壓縮氣體的進氣管路210，當壓縮空氣不足、高壓儲氣罐200內壓力不足以供給恆壓儲氣罐300內以恆定壓力時，通過進氣管路210補充高壓空氣。進一步地，於進氣管路210、高壓儲氣罐200與恆壓儲氣罐300的連通氣路上分別設有壓力計(圖中未示)，壓力計用於測定高壓儲氣罐200和恆壓儲氣罐300內的壓力，當檢測壓力不足時，提醒用戶以及時補充壓縮空氣。進一步地，當高壓儲氣罐200內氣體壓力達到35MP時，視為高壓儲氣罐200內氣體充滿，停止充氣；高壓儲氣罐200通過穩壓閥A使得恆壓儲氣罐300內氣體保持在20MP。
[0028]如圖3及圖4所示，驅動裝置400包括機體410、主軸420、氣缸430和飛輪440。具體地:
[0029]機體410具有內腔410a，主軸420可轉動連接於機體410，使得部分主軸420位於內腔410a內。具體地，機體410的兩側壁上對稱設置有軸承，主軸420穿設於機體410並通過軸承與機體410可轉動連接。
[0030]飛輪440位於內腔410a內，且飛輪440通過連接鍵與主軸420固定連接，從而使得飛輪440轉動時，帶動主軸420同步轉動。飛輪440的側面均勻地固定有三個抵頂塊441，三抵頂塊441的外側面441a均與飛輪440的側面呈夾角設置,該外側面441a形成驅動面。三驅動面441a均相對飛輪440呈逆時針方向設置，以保證主軸420和飛輪440均朝向逆時針方向轉動；當然，三驅動面441a亦可均相對飛輪440呈順時針方向設置，此時，主軸420和飛輪440均朝向順時針方向轉動。進一步地，驅動面441a凸出於飛輪440側面。
[0031]氣缸430具有四個，四個氣缸430均固定於機體410的側壁上。氣缸430繞飛輪440均勻排布，且氣缸430的輸出端432伸入內腔410a並抵頂於驅動面441a。進一步地，氣缸430的輸出端432的中心軸線穿過飛輪440的軸心線。四個氣缸430分別與恆壓儲氣罐300連通，且於四個氣缸430與恆壓儲氣罐300的連通氣路上分別設置有控制閥F。角位移傳感器測量主軸420轉動的角位移量，並根據測得的角位移量控制控制閥F接通或斷開，從而控制氣缸430的輸出端432順序推頂驅動面441a。
[0032]具體地，任一驅動面441a的末端所在飛輪半徑與沿飛輪440轉動方向上的下一驅動面441a的起始端所在飛輪半徑之間形成弟一夾角α，相鄰兩氣缸430的輸出端432所在飛輪半徑之間形成第二夾角β，第一夾角α小於第二夾角β。在飛輪440轉動過程中，一氣缸430的輸出端432推頂一驅動面441a至末端之前,相鄰的另一氣缸430的輸出端432即開始推頂下一驅動面441a。飛輪440在轉動的過程中，隨時被氣缸430驅動。
[0033]在本實施例中，氣缸430的數量為4個，抵頂塊441的數量為3個。當然，氣缸430與抵頂塊441的數量可以根據需要任意設置，只需保證任一時刻至少有一氣缸430的輸出端推頂一驅動面441a，使得飛輪440在轉動過程中一直保持被氣缸430驅動的狀態即可。[0034]結合圖1-圖4所示，本實用新型提供的可補充壓縮空氣的空氣發動機系統第一實施例的工作過程具體為:
[0035]高壓儲氣罐200通過穩壓閥A供給恆壓儲氣罐300以恆定壓力的壓縮空氣，角位移傳感器測量檢測主軸420的初始位置，並根據檢測結果控制四個控制閥F的接通或斷開；至少一控制閥F呈接通狀態，壓縮氣體驅動與其連通的氣缸430動作，驅動輸出端432向外伸出，推頂驅動面441a ;驅動面441a上受到沿穿過飛輪440軸心線的推頂力F,於驅動面441a上產生垂直於驅動面441a的支持力N，推頂力F與支持力N產生沿驅動面441a向下的驅動力f，由於氣缸430固定,驅動力f驅使飛輪440向與驅動力f相反的方向轉動；飛輪440帶動主軸420轉動；角位移傳感器測量主軸420轉動的角位移量，並根據測得的角位移量控制四個控制閥F順序接通或斷開，從而控制氣缸430的輸出端432順序推頂驅動面441a，使得飛輪440在轉動過程中一直受到氣缸430的輸出端432的推頂，使得飛輪440和主軸420持續轉動，驅動車輛行駛。
[0036]在車輛行駛過程中，車輪轉動至一抵壓片130位於車輪與地面之間時，固定筒110隨車輛在重力作用下向下動作，該抵壓片130被地面的支持力推頂，通過活塞杆140推動壓縮活塞120向固定筒110內側擠壓，於容置空腔IlOa內產生壓縮空氣，壓縮空氣在壓縮活塞120推頂下經出氣口 112進入總氣路160，當壓縮空氣的壓力大於15MP時，限壓閥B導通，壓縮空氣經分支氣路220進入高壓儲氣罐200 ;當壓縮空氣的壓力小於或等於15MP時，順序閥C導通，壓縮空氣經分支氣路310進入恆壓儲氣罐300 ;當車輪轉動至該抵壓片130離開車輪與地面之間時，在復位彈簧150的推頂下，抵壓片130帶動壓縮活塞120向固定筒110外側動作，空氣經進氣口 111進入容置空腔110a。
[0037]固定於車輪輪轂上的壓縮空氣收集裝置100在車輛行駛過程中，利用車輪與地面間的擠壓力採集壓縮空氣，補充消耗的壓縮空氣，同時減少車輪與地面間的衝擊力，減少車輛運行中的顛簸，提高減震效果；恆壓儲氣罐300通過與高壓儲氣罐200連通的限壓閥A保證恆壓儲氣罐300內壓力恆定，經恆壓儲氣罐300流出的壓縮氣體壓力恆定，使得驅動裝置400的動作狀態穩定；飛輪440的側面均勻地設有三個驅動面441a，氣缸430的輸出端432依次推頂三個驅動面441a，氣缸430的推頂力與驅動面441a的支持力產生沿驅動面441a向下的驅動力；由於氣缸430固定於機體410上，該驅動力驅動飛輪440向與驅動力相反的方向轉動。四個氣缸430依次推頂飛輪440的驅動面441a，使得驅動裝置400在工作過程中沒有死點位置，避免發生無法啟動的情況。
[0038]圖1-圖3及圖5所示為本實用新型第二實施例。
[0039]與第一實施例的區別僅在於驅動裝置400』。具體地，飛輪440』的側面向外傾斜延伸形成三個均勻排布的驅動面441a』，三驅動面441a』均相對飛輪440』呈逆時針方向設置。當然，三驅動面441a』亦可均相對飛輪440』呈順時針方向設置。
[0040]以上所揭露的僅為本實用新型的優選實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型之權利範圍，因此依本實用新型申請專利範圍所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的範圍。
【權利要求】
1.一種可補充壓縮空氣的空氣發動機系統，應用於車輛，其特徵在於，所述可補充壓縮空氣的空氣發動機系統包括壓縮空氣收集裝置、高壓儲氣罐、恆壓儲氣罐及驅動裝置；若干個所述壓縮空氣收集裝置固定於車輛的車輪輪轂上；所述高壓儲氣罐上設置有用於與外界加氣裝置連通以補充壓縮氣體的進氣管路，所述恆壓儲氣罐分別與所述高壓儲氣罐、所述驅動裝置連通，且於所述恆壓儲氣罐與所述高壓儲氣罐連通的氣路上設有穩壓閥；所述高壓儲氣罐與所述恆壓儲氣罐分別連通於所述壓縮空氣收集裝置，且於所述高壓儲氣罐和所述壓縮空氣收集裝置連通的氣路上設置限壓閥，於所述恆壓儲氣罐和所述壓縮空氣收集裝置連通的氣路上設置順序閥；所述驅動裝置包括機體、主軸、飛輪和若干氣缸，所述飛輪固定連接於所述主軸，所述飛輪的側面均勻地設有若干驅動面，若干所述氣缸固定於所述機體且所述氣缸的輸出端抵頂於所述驅動面；所述氣缸分別與所述恆壓儲氣罐連通，且各所述氣缸與恆壓儲氣罐連通的氣路上設置有控制閥，所述空氣發動機還包括用於測量主軸角位移的角位移傳感器，所述角位移傳感器根據主軸角位移控制所述控制閥接通或斷開，從而控制所述氣缸的輸出端順序推頂所述驅動面。
2.如權利要求1所述的可補充壓縮空氣的空氣發動機系統，其特徵在於，所述壓縮空氣收集裝置包括: 固定筒，所述固定筒設置有容置空腔，所述固定筒朝向車輪軸心的一端設有進氣口及連通於所述高壓儲氣罐、所述恆壓儲氣罐的出氣口 ； 壓縮活塞，所述壓縮活塞的外圍匹配於所述容置空腔，所述壓縮活塞插入所述容置空腔中，且與所述壓縮活塞固定連接的活塞杆從所述固定筒背離車輪軸心的一端伸出所述容置空腔； 抵壓片，所述抵壓片凸出於車輪外側，並固定連接於所述活塞杆；以及 復位彈簧，頂裝在所述固定筒和所述抵壓片之間。
3.如權利要求2所述的可補充壓縮空氣的空氣發動機系統，其特徵在於，所述抵壓片呈以車輪的軸心為圓心的弧形。
4.如權利要求2所述的可補充壓縮空氣的空氣發動機系統，其特徵在於，所述進氣口設置有限定空氣從大氣向所述容置空腔單向流動的第一單向閥，所述出氣口設置有限定壓縮空氣從所述容置空腔向所述高壓儲氣罐或所述恆壓儲氣罐單向流動的第二單向閥。
5.如權利要求1所述的可補充壓縮空氣的空氣發動機系統，其特徵在於，所述飛輪的側面向外傾斜延伸形成若干均勻排布的驅動面。
6.如權利要求1所述的可補充壓縮空氣的空氣發動機系統，其特徵在於，所述飛輪的側面均勻地固定有若干抵頂塊，若干所述抵頂塊的外側面均與所述飛輪的側面呈夾角設置，所述外側面形成所述驅動面。
7.如權利要求6所述的可補充壓縮空氣的空氣發動機系統，其特徵在於，所述驅動面凸出於所述飛輪側面。
8.如權利要求1所述的可補充壓縮空氣的空氣發動機系統，其特徵在於，任一所述驅動面的末端所在飛輪半徑與沿所述飛輪轉動方向上的下一所述驅動面的起始端所在飛輪半徑之間形成第一夾角，相鄰的兩所述氣缸的輸出端所在飛輪半徑之間形成第二夾角，所述第一夾角小於所述第二夾角。
9.如權利要求1所述的可補充壓縮空氣的空氣發動機系統，其特徵在於，若干所述驅動面均相對所述飛輪呈順時 針方向或逆時針方向設置。
【文檔編號】F04B41/02GK203515669SQ201320512841
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2013年8月21日
【發明者】謝坤 申請人:謝坤