[發明專利]常壓排氣變缸空氣發動機

無效

• 申請號: 200910020633.8
• 申請日: 2009-04-15
• 公開（公告）號: CN101526011A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 武睿;張琪
• 申請（專利權）人: 武睿
• 主分類號: F01B29/12
• 分類號: F01B29/12;F02D13/02
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司
• 代理人: 王吉勇

技術領域

本發明涉及一種發動機，尤其是一種常壓排氣變缸空氣發動機。

背景技術

能源危機和環境污染是當今世界的兩大難題，據統計，目前全世界汽車保有量已超過8 億輛，而地球上現已探明的石油儲量只能滿足人類充分使用40-50年，且各類機動車污染 物排放量已占城市大氣污染物排放量的70％以上，成為影響城市居民生活質量的重要污染 物來源之一。因此，研究開發環保型汽車已成為新型汽車的發展方向。目前各國正在研發的 清潔汽車主要有代用燃料汽車、電動汽車、氫氣燃料電池汽車以及空氣動力汽車。但代用燃 料汽車仍然有排放污染和熱效應，電動汽車存在電池的二次污染問題，氫氣燃料電池汽車雖 然可以實現零排放，但目前還沒有解決氫氣的制造和儲存的成本高的問題。由于空氣動力汽 車沒有燃燒過程，工作介質來自于大氣，排放的尾氣是純凈的空氣，是真正的零排放無污染 的綠色汽車，因此對氣動汽車的研發具有重要而長遠的意義。

空氣動力汽車的核心技術是壓縮空氣發動機。壓縮空氣發動機，又稱為氣動發動機，是 通過高壓壓縮空氣在氣缸內的膨脹過程，將儲存的壓力能轉變成機械能輸出的動力機械。國 內對于壓縮空氣動力發動機的研究還處于起步階段，目前制約氣動汽車發展的主要因素是高 壓氣體的能量利用率太低，而氣動發動機能量利用率低的主要原因在于，有兩個方面存在很 大的能量損失，一是發動機進氣沖程膨脹末端殘余壓力較高，大量的能量未被充分利用就被 隨后的排氣沖程釋放出去，壓縮氣體沒有充分膨脹造成浪費。二是現有的技術方案為避免儲 氣裝置中氣壓下降而造成的發動機做功量減少，工作狀態不穩定，必須使發動機的進氣壓力 低于儲氣裝置中的壓力，因此要在儲氣裝置和發動機之間設置減壓裝置，而減壓過程是一種 不可逆的能量變化過程，存在較大的能量損失。因此，避免損失、提高效率是讓空氣發動機 具有實際應用價值的關鍵所在。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種能量損耗小、轉化效率高的常壓 排氣變缸空氣發動機。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種常壓排氣變缸空氣發動機，其包括活塞式主機，活塞式主機分別與配氣機構和尾氣 穩壓機構連接，配氣機構與儲氣罐連接，配氣機構和尾氣穩壓機構通過管道和導線連接。

所述活塞式主機包括氣缸、活塞、連桿、曲軸和飛輪，活塞式主機的級數為三級，氣缸 內設有可以上下移動的活塞，活塞通過連桿與曲軸相連，曲軸上固定有飛輪，氣缸蓋上設有 進氣通道和排氣門，排氣門與凸輪耦合，凸輪的型線為基圓和頂圓各占一半圓周，過渡處采 用圓弧平滑過渡，凸輪通過傳動機構與曲軸相連，曲軸末端同軸固定有三個曲軸位置凸輪。

所述傳動機構包括正時鏈輪一、正時鏈輪二、正時鏈輪三、正時鏈條和曲軸鏈輪，曲軸 鏈輪設置于曲軸上，正時鏈輪一、正時鏈輪二和正時鏈輪三依次通過正時鏈條與曲軸鏈輪連 接；正時鏈輪一與凸輪一同軸相連，凸輪一與一級氣缸上的一級排氣門耦合；正時鏈輪二與 凸輪二同軸相連，凸輪二與二級氣缸上的二級排氣門耦合；正時鏈輪三與凸輪三同軸相連， 凸輪三與三級氣缸上的三級排氣門耦合。

所述配氣機構包括流量調節閥、進氣閥、電磁球閥和管道，儲氣罐通過管道連接流量調 節閥，流量調節閥的另一端分出兩條支路，一條經過電磁球閥一、一級進氣閥與一級氣缸的 進氣通道相連，另一條經過電磁球閥四、二級進氣閥并與回熱器出口經過電磁球閥三后的管 路匯合后與二級氣缸的進氣通道相連，一級排氣門出口分出兩條支路，一條經電磁球閥二后 與大氣相連，另一條連接一級回熱器的入口，二級排氣門的出口經二級回熱器后與三級氣缸 的進氣通道相連，三級排氣門的出口與大氣相連。