專利名稱：氣門氣體壓縮機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及氣體壓縮領域，尤其是ー種氣體壓縮機。
背景技術：
傳統(tǒng)活塞式氣體壓縮機均是按照吸氣沖程——壓氣供氣沖程ニ沖程循環(huán)模式エ作的，然而，在這種循環(huán)模式中，余隙間隙(也叫余隙容積)對壓氣機的效率影響嚴重。因此，需要發(fā)明ー種能夠科學有效地利用余隙間隙提高壓氣機效率的新型氣體壓縮機。
實用新型內容為了解決上述問題，本實用新型提出的技術方案如下—種氣門氣體壓縮機，包括氣缸活塞機構，所述氣缸活塞機構的エ質包絡上設有進氣門、供氣門和排氣門；所述進氣門、所述供氣門和所述排氣門中的部分或全部受正時控制機構控制，所述正時控制機構設為控制所述氣門氣體壓縮機按照吸氣沖程ー壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程ー排氣沖程的循環(huán)模式工作的無燃四沖程控制機構?！N氣門氣體壓縮機，包括氣缸活塞機構，所述氣缸活塞機構的エ質包絡上設有進氣門、供氣門和排氣門；所述進氣門、所述供氣門和所述排氣門中的部分或全部受正時控制機構控制，所述正時控制機構設為控制所述氣門氣體壓縮機按照吸氣沖程ー壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程ー排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的無燃六沖程控制機構?！N氣門氣體壓縮機，包括氣缸活塞機構，所述氣缸活塞機構的エ質包絡上設有進氣門、供氣門和排氣門；所述進氣門、所述供氣門和所述排氣門中的部分或全部受正時控制機構控制，所述正時控制機構設為控制所述氣門氣體壓縮機按照吸氣沖程ー壓氣供氣余隙氣體放出沖程循環(huán)模式工作的無燃ニ沖程控制機構。所述氣門氣體壓縮機還包括壓氣機，所述壓氣機經所述進氣門與所述エ質包絡的內腔連通，所述正時控制機構設為控制所述氣門氣體壓縮機按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程的循環(huán)模式工作的無燃ニ沖程控制機構。所述壓氣機設為葉輪壓氣機?！N氣門氣體壓縮機，包括氣缸活塞機構，所述氣缸活塞機構的エ質包絡上設有進氣門、供氣門、排氣門和射流泵充氣門；所述進氣門、所述供氣門、所述排氣門和所述射流泵充氣門中的部分或全部受正時控制機構控制，所述正時控制機構設為控制所述氣門氣體壓縮機按照先吸后充壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程的循環(huán)模式工作的無燃充氣ニ沖程控制機構。所述エ質包絡設為由所述氣缸活塞機構的活塞和與其相配合的腔體所構成的容納氣體エ質的空間的壁。所述エ質包絡的內壁全部或部分設為絕熱式。所述進氣門設在所述活塞氣缸機構的活塞上。所述壓縮機還包括成品氣儲罐，所述成品氣儲罐經所述供氣門與所述エ質包絡連通。所述進氣門設置在所述活塞氣缸機構的氣缸套的側壁上。所述排氣門設為直動閥。所述供氣門包括外開自由閥片和閥片挺桿。所述供氣門包括外開自由閥片和內開氣門，所述內開氣門包括內開氣門頭和內開氣門桿。所述供氣門的連通通道上設有旁通管，所述旁通管經射流泵與所述エ質包絡的內腔連通。 所述氣缸活塞機構的活塞設為自由活塞。所述エ質包絡的內腔經所述排氣門與葉輪動カ機構的エ質入口連通。所述排氣門與所述葉輪動カ機構的エ質入口之間的連通通道上設有射流泵。所述葉輪動カ機構上和/或在所述葉輪動カ機構的動力輸出軸上設旋轉慣量體。所述エ質包絡的內腔經所述排氣門再經冷卻器與排氣儲罐連通。所述活塞氣缸機構的排氣ロ經冷卻器與所述活塞氣缸機構的進氣ロ連通。所述冷卻器與所述活塞氣缸機構的進氣ロ之間設有射流泵。一種提高如上所述氣門氣體壓縮機效率的方法，在余隙氣體做功沖程中，當所述エ質包絡內的氣體壓力低于大氣壓カ時，使所述進氣門打開。本實用新型中，所謂的正時控制機構是指一切能夠使所述氣門氣體壓縮機按照本實用新型所公開的邏輯關系(包括有燃ニ沖程、無燃ニ沖程、無燃充氣ニ沖程、有燃四沖程、無燃四沖程、有燃六沖程、無燃六沖程等)工作的控制裝置、単元或系統(tǒng)，可以是機械控制系統(tǒng)(如凸輪控制機構)、液壓控制系統(tǒng)、電磁控制系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)，或者它們的各種組合控制系統(tǒng)。本實用新型的原理是所述活塞下行(即遠離氣缸蓋)吸氣時，所述進氣門打開，將需要壓縮的氣體吸入所述氣缸后(即所述活塞運行至下止點吋)，所述進氣門關閉，這ー沖程稱為吸氣沖程；所述活塞上行(即趨近于氣缸蓋)對缸內氣體進行壓縮，當壓縮到一定程度時(缸內的壓カ大于所述供氣門外部的壓カ時)，所述供氣門打開，缸內的氣體經所述供氣門被排出(可存入所述成品氣儲罐內)，所述活塞運行至上止點時所述供氣門關閉，這ー沖程稱為壓氣供氣沖程(如果在壓縮過程中產生的余隙氣體在供氣結束后通過所述排氣道排出，這一沖程稱為壓氣供氣余隙氣體放出沖程);當活塞結束壓氣供氣沖程時，所述活塞開始下行(即遠離氣缸蓋)利用氣體壓縮機余隙容積內的氣體直接做功，直到所述活塞運行至下止點，這ー沖程稱為余隙氣體做功沖程(如果余隙氣體是含氧氣體，此時可向余隙容積內噴射燃料使燃料與余隙氣體發(fā)生燃燒化學反應并推動所述活塞做功，直到所述活塞運行至下止點，這ー沖程稱為余隙氣體燃燒做功沖程);當所述活塞結束余隙氣體做功沖程或余隙氣體燃燒做功沖程時，所述排氣門打開，所述活塞開始上行將缸內氣體(即做功后的氣體)排出所述氣缸后，所述排氣門關閉，這ー沖程稱為排氣沖程。此外，在進氣為有壓氣體的前提下(例如經葉輪壓氣機壓縮后的氣體以及經所述活塞背部壓縮的氣體(如同ニ沖程進氣模式))，當所述活塞處于下止點時，所述排氣門和所述進氣門都打開，利用經過所述進氣門進入所述エ質包絡的有壓氣體將原存在于所述エ質包絡內的氣體經所述排氣門以掃氣的形式排出后，所述排氣門關閉，所述進氣門也關閉，所述活塞繼續(xù)上行對缸內氣體進行壓縮，隨后所述供氣門打開進行供氣，直至所述活塞運行至上止點時，所述供氣門關閉，這ー沖程稱為進氣掃氣壓氣供氣沖程。在設有所述噴射泵充氣門的結構中，當活塞下行吸氣時，所述進氣門打開將需要壓縮的氣體吸入所述氣缸，所述進氣門關閉后所述噴射泵充氣門打開，向所述氣缸內充入需要被壓縮的氣體，然后所述噴射泵充氣門關閉，隨后所述活塞開始上行對所述氣缸內的氣體進行壓縮，當所述氣缸內的氣體被壓 縮到一定程度時所述供氣門打開，直到所述活塞運行至上止點時所述供氣門關閉，這ー沖程稱為先吸后充壓氣供氣沖程，在這ー過程中，可以通過在供氣道上設旁通管等方式將經所述供氣門流出的壓縮氣體的一部分作為所述射流泵的動力流體。本實用新型中，所謂的活塞氣缸機構是指由活塞和氣缸套構成的機構。本實用新型中，所謂的氣門是指由通道和將此通道打開和關閉的啟閉結構體構成的機構；所謂進氣門是指設置在所述エ質包絡上的控制進氣的氣門；所謂供氣門是指控制壓縮后的成品氣流出的氣門(相當于傳統(tǒng)活塞式氣體壓縮機的排氣門)；所謂射流泵充氣門是指控制所述射流泵產生的壓縮氣體充入所述エ質包絡的氣門；所謂排氣門是指控制所述エ質包絡內的氣體排出的氣門。本實用新型中，所謂的“所述排氣道經射流泵與葉輪動カ機構連通”是指所述排氣道與所述射流泵的射流泵動カ氣體噴射ロ連通，所述射流泵的射流泵氣體出口與所述葉輪動カ機構連通。本實用新型中，所謂的エ質包絡是指由活塞和相配合的腔體所圍成的容納氣體エ質的空間的壁，例如由活塞、氣缸套和氣缸蓋構成的空間的壁，再例如由相互對置設置的兩個活塞和氣缸套構成的空間的壁，還例如由多個相互對置設置的活塞、與每個活塞相配合的氣缸套以及連通這些所述氣缸套的氣缸連通腔體構成的空間的壁。本實用新型中，所謂的空間的壁是指空間內氣體所接觸到的物體，包括固定的物體例如氣缸套和氣缸蓋，也包括活動的物體例如活塞。本實用新型中，在一個所述エ質包絡上可以設置一個或多個進氣門，也可以設置一個或多個供氣門，還可以設置ー個或多個排氣門。本實用新型中，所謂的成品氣儲罐是指能夠儲存氣體的高壓容器，所謂的成品氣儲罐在本實用新型所公開的某些技術方案中可以用來存儲所述氣門氣體壓縮機產生的壓縮氣體。本實用新型中，將所述エ質包絡設為絕熱式的目的是為了減少壓縮初期氣體從所述エ質包絡內表面吸收的熱量，提高效率。本實用新型中，所謂的直動閥是指受活塞直接控制的閥體，具體說來，是指通過所述活塞的推進作用或牽拉作用迫使所述直動閥的閥體發(fā)生位移或偏轉從而實現開啟或關閉的機構。本實用新型中，所謂的射流泵是指通過動カ流體引射非動カ流體，兩流體相互作用從ー個出口排出的裝置，所謂的射流泵可以是氣體射流泵(即噴射泵)，也可以是液體射流泵；所謂的射流泵可以是傳統(tǒng)射流泵，也可以是非傳統(tǒng)射流泵。本實用新型中，所謂的傳統(tǒng)射流泵是指由兩個套裝設置的管構成的，向內管提供高壓動カ氣體，內管高壓動カ氣體在外管內噴射，在內管高壓動カ氣體噴射和外管的共同作用下使內外管之間的其他氣體(從外管進入的氣體)沿內管高壓動カ氣體的噴射方向產生運動的裝置；所謂射流泵的外管可以有縮擴區(qū)，外管可以設為文丘里管，內管噴嘴可以設為拉瓦爾噴管，所謂的縮擴區(qū)是指外管內截面面積發(fā)生變化的區(qū)域；所述射流泵至少有三個接ロ或稱通道，即射流泵動カ氣體噴射ロ、射流泵低壓氣體入口和射流泵氣體出ロ。本實用新型中，所謂的非傳統(tǒng)射流泵是指由兩個或兩個以上相互套裝設置或相互并列設置的管構成的，其中至少ー個管與動カ氣體源連通，并且動力氣體源中的動カ氣體的流動能夠引起其他管中的氣體產生定向流動的裝置；所謂射流泵的管可以有縮擴區(qū)，可以設為文丘里管，管的噴嘴可以設為拉瓦爾噴管，所謂的縮擴區(qū)是指管內截面面積發(fā)生變化的區(qū)域；所述射流泵至少有三個接ロ或稱通道，即射流泵動カ氣體噴射ロ、射流泵低壓氣體入口和射流泵氣體出ロ ；所述射流泵可以包括多個射流泵動カ氣體噴射ロ，在包括多個射流泵動カ氣體噴射ロ的結構中，所述射流泵動カ氣體噴射ロ可以布置在所述射流泵低 壓氣體入ロ的管道中心區(qū)，也可以布置在所述射流泵低壓氣體入ロ的管道壁附近，所述射流泵動カ氣體噴射ロ也可以是環(huán)繞所述射流泵低壓氣體入口管道壁的環(huán)形噴射ロ。本實用新型中，所述射流泵包括多級射流泵，多股射流泵和脈沖射流泵等。本實用新型中，根據氣體壓縮領域和發(fā)動機領域的公知技術，在必要的地方設置必要的部件、単元或系統(tǒng)，如在所述燃料入口處設置燃料供送系統(tǒng)等。本實用新型的有益效果如下本實用新型所公開的氣門氣體壓縮機能有效克服余隙容積的影響，提高氣體壓縮機的效率，降低重量，降低造價。

圖I所示的是本實用新型實施例I的結構示意圖；圖2所示的是本實用新型實施例2的結構示意圖；圖3所示的是本實用新型實施例3的結構示意圖；圖4所示的是本實用新型實施例4的結構示意圖；圖5所示的是本實用新型實施例5的結構示意圖；圖6所示的是本實用新型實施例6的結構示意圖；圖7所示的是本實用新型實施例7的結構示意圖；圖8所示的是本實用新型實施例8的結構示意圖；圖9所示的是本實用新型實施例9的結構示意圖；圖10所示的是本實用新型實施例10的結構示意圖；圖11所示的是本實用新型實施例11的結構示意圖；圖12所示的是本實用新型實施例12的結構示意圖；圖13所示的是本實用新型實施例13的結構示意圖；圖14所示的是本實用新型實施例14的結構示意圖；圖15所示的是本實用新型實施例15的結構示意圖；[0065]圖16所示的是本實用新型實施例16的結構示意圖；圖17所示的是本實用新型實施例17的結構示意圖；圖18所示的是本實用新型實施例18的結構示意圖；圖19所示的是本實用新型實施例19的結構示意圖；圖20所示的是本實用新型實施例20的結構示意圖；圖21所示的是本實用新型實施例21的結構示意圖；圖22所示的是本實用新型實施例22的結構示意圖；圖23所示的是本實用新型實施例23的結構示意圖； 圖24和圖25所示的是本實用新型實施例24的結構示意圖；圖26和圖27所示的是本實用新型實施例25的結構示意圖，圖中I活塞、2氣缸套、3進氣道、4供氣道、5排氣道、6燃料入ロ、7火花塞、8氣缸連通腔體、9壓氣機、10葉輪動カ機構、12成品氣儲罐、13排氣儲罐、15氣缸蓋、17エ質包絡、18射流泵充氣門、20旁通管、21射流泵、31進氣門、32冷卻器、33節(jié)流器、35旋轉慣量體、36直動閥、37通道、39熱交換器、41供氣門、51排氣門、90葉輪壓氣機、100活塞氣缸機構、211射流泵動カ氣體噴射ロ、212射流泵氣體出ロ、213射流泵低壓氣體入ロ、411外開自由閥片、412閥片挺桿、413內開氣門、414內開氣門頭、415內開氣門桿、1601無燃四沖程控制機構、1602無燃ニ沖程控制機構、1603有燃四沖程控制機構、1604有燃ニ沖程控制機構、1605無燃六沖程控制機構、1606無燃充氣ニ沖程控制機構、1607有燃六沖程控制機構。
具體實施方式
實施例I如圖I所不的氣門氣體壓縮機,包括活塞氣缸機構100,所述活塞氣缸機構100的活塞I、氣缸套2和氣缸蓋15構成的容納氣體エ質的エ質包絡17，所述氣缸蓋15與所述氣缸套2連接，所述活塞I設置在所述氣缸套2內；在所述エ質包絡17的氣缸蓋15上設進氣門31、供氣門41和排氣門51，所述エ質包絡17的內腔分別通過所述進氣門31、所述供氣門41和所述排氣門51與進氣道3、供氣道4和排氣道5連通，所述供氣道4與成品氣儲罐12連通，所述進氣門31、所述供氣門41和所述排氣門51受電磁式的無燃四沖程控制機構1601控制，所述無燃四沖程控制機構1601的控制過程為所述活塞I下行時吸氣，所述進氣門31打開，將需要壓縮的氣體吸入所述氣缸套2后(即所述活塞I運行至下止點吋)，所述進氣門31關閉，完成吸氣沖程；繼而所述活塞I上行對所述氣缸套2內的氣體進行壓縮，當壓縮到一定程度時，所述供氣門41打開，所述氣缸套2內的氣體經所述供氣門41進入所述成品氣儲罐12，當所述活塞I運行至上止點時，所述供氣門41關閉，完成壓氣供氣沖程；然后所述活塞I開始下行，利用所述氣缸套2內的余隙容積內的氣體直接推動所述活塞I做功，直至所述活塞I運行至下止點，完成余隙氣體做功沖程；最后所述活塞I開始上行，此時所述排氣門51打開，當所述活塞I運行至上止點時，所述排氣門51關閉，完成排氣沖程，進入下一個循環(huán)，從而使得所述氣門氣體壓縮機按照吸氣沖程——壓氣供氣沖程——余隙氣體做功沖程——排氣沖程的循環(huán)模式工作。為了使上述氣門氣體壓縮機更高效工作，在余隙氣體做功沖程中，當所述エ質包絡17內的氣體壓力低于大氣壓カ時，可使所述進氣門31打開。實施例2如圖2所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例I的區(qū)別在于所述進氣門31、所述供氣門41和所述排氣門51受液壓式的無燃六沖程控制機構1605控制，所述無燃六沖程控制機構1605的控制過程為所述 活塞I下行時吸氣，所述進氣門31打開，將需要壓縮的氣體吸入所述氣缸套2 (即所述活塞I運行至下止點吋)，所述進氣門31關閉，完成吸氣沖程；繼而所述活塞I上行對所述氣缸套2內的氣體進行壓縮，當壓縮到一定程度時，所述供氣門41打開，所述氣缸套2內的氣體經所述供氣門41進入所述成品氣儲罐12，當所述活塞I運行至上止點時，所述供氣門41關閉，完成壓氣供氣沖程；然后所述活塞I開始下行，利用所述氣缸套2內的余隙容積內的氣體直接推動所述活塞I做功，直至所述活塞I運行至下止點，完成余隙氣體做功沖程；接著所述活塞I開始上行，此時所述排氣門51打開，當所述活塞I運行至上止點時，所述排氣門51關閉，完成排氣沖程；然后所述活塞I開始下行吸氣，此時所述進氣門31再次打開，當所述活塞I運行至下止點時，所述進氣門31關閉，再次完成吸氣沖程；最后所述活塞I開始上行，此時所述排氣門再次51打開，當所述活塞I運行至上止點時，所述排氣門51關閉，再次完成排氣沖程；繼而進入下一個循環(huán)，從而使得所述氣門氣體壓縮機按照吸氣沖程——壓氣供氣沖程——余隙氣體做功沖程——排氣沖程——吸氣沖程——排氣沖程的循環(huán)模式工作。實施例3如圖3所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例I的區(qū)別在于所述進氣門31的通道37設置在所述氣缸套2的側壁上，且所述進氣門31的啟閉結構體設為所述活塞1，即通過所述活塞I的運動來控制所述進氣門31的開啟和關閉，所述エ質包絡17的內腔通過所述進氣門31的通道37與壓氣機9連通，所述壓氣機9使得進入所述エ質包絡17內的氣體為有壓氣體，所述排氣門51和所述供氣門41受凸輪式的無燃ニ沖程控制機構1602控制，所述無燃ニ沖程控制機構1602的控制過程為當所述活塞I處于下止點時，所述排氣門51和所述進氣門31都打開，利用經過所述進氣門31進入所述エ質包絡17的有壓氣體將原來存在于所述エ質包絡17內的氣體經所述排氣門51以掃氣的形式排出后，所述排氣門51關閉，所述進氣門31也關閉，所述活塞I繼續(xù)上行對所述氣缸套2內的氣體進行壓縮，隨后所述供氣門41打開，對所述成品氣儲罐12進行供氣，直至所述活塞運行至上止點時，所述供氣門41關閉，完成進氣掃氣壓氣供氣沖程；然后所述活塞I開始下行，利用所述氣缸套2內的余隙容積內的氣體直接推動所述活塞I做功，直至所述活塞I運行至下止點，完成余隙氣體做功沖程，繼而進入下一個循環(huán)，從而使得所述氣門氣體壓縮機按照進氣掃氣壓氣供氣沖程——余隙氣體做功沖程的循環(huán)模式工作。具體實施時，所述進氣門31還可以不通過依靠所述活塞I的運動來控制開啟和關閉，例如通過閥等控制機構來控制開啟和關閉。實施例4如圖4所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例I的區(qū)別在于所述進氣門31、所述供氣門41和所述排氣門51受凸輪式的無燃ニ沖程控制機構1602控制，所述無燃ニ沖程控制機構1602的控制過程為所述活塞I下行時吸氣，所述進氣門31打開，將需要壓縮的氣體吸入所述氣缸套2后(即所述活塞I運行至下止點吋)，所述進氣門31關閉，完成吸氣沖程；然后所述活塞I開始上行，對所述氣缸套2內的氣體進行壓縮，當壓縮到一定程度時(缸內的壓カ大于所述供氣門外部的壓カ吋)，所述供氣門打開，缸內的氣體經所述供氣門進入所述成品氣儲罐12內，直到所述活塞I運行至上止點時所述供氣門41關閉，所述述排氣門51打開將壓縮過程中的余隙氣體排出，然后所述排氣門關閉，完成壓氣供氣余隙氣體放出沖程，繼而所述活塞I開始下行吸氣，進入下一個循環(huán)，從而使得所述氣門氣體壓縮機按照吸氣沖程ー壓氣供氣余隙氣體放出沖程的循環(huán)模式工作。實施例5如圖5所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例I的區(qū)別在于在所述供氣道4上設旁通管20，所述旁通管20經射流泵21與所述エ質包絡17的內腔連通，所述射流泵21通過射流泵充氣門18與所述エ質包絡17的內腔連通，所述進氣門31、所述供氣門41、所述排氣門 51和所述射流泵充氣門18受凸輪式的無燃充氣ニ沖程控制機構1606控制，所述旁通管20與射流泵21的射流泵動カ氣體噴射ロ 211連通，所述射流泵21的射流泵氣體出ロ 212經所述射流泵充氣門18與所述エ質包絡17連通，所述射流泵21的射流泵低壓氣體入口 213與大氣連通，所述無燃充氣ニ沖程控制機構1606的控制過程為當所述活塞I開始下行吸氣時，所述進氣門31打開讓需要壓縮的氣體進入所述氣缸套2內，然后所述進氣門31關閉，所述射流泵充氣門18打開向所述氣缸套2內充入更多氣體，然后所述噴射泵充氣門18關閉，所述活塞I開始上行對所述氣缸套2內的氣體進行壓縮，當所述氣缸套2內的氣體被壓縮到一定程度時所述供氣門41打開，直到所述活塞I運行至上止點時所述供氣門41關閉，完成先吸后充壓氣供氣沖程，在這ー沖程中，設在所述供氣道4上的旁通管20將所述供氣道4內的壓縮氣體的一部分作為所述射流泵21的動カ流體；接著所述活塞I開始下行，利用所述氣缸套2內的余隙容積內的氣體直接推動所述活塞I做功，直至所述活塞I運行至下止點，完成余隙氣體做功沖程，繼而進入下ー個循環(huán)，從而使得所述氣門氣體壓縮機按照先吸后充壓氣供氣沖程——余隙氣體做功沖程的循環(huán)模式工作。實施例6如圖6所不的氣門氣體壓縮機,其與實施例I的區(qū)別在于在所述エ質包絡17上設燃料入口 6，所述進氣門31、所述供氣門41和所述排氣門51受凸輪式的有燃四沖程控制機構1603控制，所述有燃四沖程控制機構1603的控制過程為所述活塞I下行時吸氣，所述進氣門31打開，將需要壓縮的具有氧化性的氣體吸入所述氣缸套2后(即所述活塞I運行至下止點吋)，所述進氣門31關閉，完成吸氣沖程；繼而所述活塞I上行對所述氣缸套2內的氣體進行壓縮，當壓縮到一定程度時，所述供氣門41打開，所述氣缸套2內的氣體經所述供氣門41進入所述成品氣儲罐12，當所述活塞I運行至上止點時，所述供氣門41關閉，完成壓氣供氣沖程；然后所述活塞I開始下行，向所述氣缸套2內的余隙容積內噴射燃料使得燃料與余隙氣體發(fā)生燃燒化學反應推動所述活塞I做功，直至所述活塞I運行至下止點，完成余隙氣體燃燒做功沖程；最后所述活塞I開始上行，此時所述排氣門51打開，當所述活塞I運行至上止點時，所述排氣門51關閉，完成排氣沖程，進入下一個循環(huán)，從而使得所述氣門氣體壓縮機按照吸氣沖程——壓氣供氣沖程——余隙氣體燃燒做功沖程——排氣沖程的循環(huán)模式工作。[0097]為了使上述氣門氣體壓縮機更高效工作，在余隙氣體燃燒做功沖程中，當所述エ質包絡17內的氣體壓力低于大氣壓カ時，使所述進氣門31打開。具體實施吋，所述燃料入ロ 6可根據需要替換成氧化劑入ロ或氧化還原劑入ロ，如當進入所述エ質包絡17內壓縮的氣體為不具有氧化性的可燃氣體時，所述燃料入口 6即設為氧化劑入口 ；當進入所述エ質包絡17內壓縮的氣體為不具有氧化性的不可燃氣體吋，所述燃料入口 6即設為含有氧化劑和還原劑混合物的氧化還原劑入口。實施例I如圖7所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例6的區(qū)別在于所述氣缸套2上設有火花塞7 ;所述進氣門31、所述供氣門41和所述排氣門51受電磁式的有燃六沖程控制機構1607控制，所述有燃六沖程控制機構1607的控制過程為所述活塞I下行時吸氣，所述進氣門31打開，將需要壓縮的氣體吸入所述氣缸套2 (即所述活塞I運行至下止點)后，所述進氣門31關閉，完成吸氣沖程；繼而所述活塞I上行對所述氣缸套2內的氣體進行壓縮，當壓縮到一定程度時，所述供氣門41打開，所述氣缸套2內的氣體經所述供氣門41進入所述·成品氣儲罐12，當所述活塞I運行至上止點時，所述供氣門41關閉，完成壓氣供氣沖程；然后所述活塞I開始下行，向所述氣缸套2內的余隙容積內噴射燃料并用所述火花塞7點火，使得燃料與余隙氣體發(fā)生燃燒化學反應推動所述活塞I做功，直至所述活塞I運行至下止點，完成余隙氣體燃燒做功沖程；接著所述活塞I開始上行，此時所述排氣門51打開，當所述活塞I運行至上止點時，所述排氣門51關閉，完成排氣沖程；然后所述活塞I開始下行吸氣，此時所述進氣門31再次打開，當所述活塞I運行至下止點時，所述進氣門31關閉，再次完成吸氣沖程；最后所述活塞I開始上行，此時所述排氣門再次51打開，當所述活塞I運行至上止點時，所述排氣門51關閉，再次完成排氣沖程，繼而進入下一個循環(huán)，從而使得所述氣門氣體壓縮機按照吸氣沖程——壓氣供氣沖程——余隙氣體燃燒做功沖程——排氣沖程——吸氣沖程——排氣沖程的循環(huán)模式工作。為了使上述氣門氣體壓縮機更高效工作，在余隙氣體燃燒做功沖程中，調整燃料的供給量，使得燃燒化學反應過程中的空氣過量系數為1.90 (小于I. 95)，選擇性地，所述空氣過量系數還可以設為 I. 85,1. 80,1. 75,1. 70,1. 65,1. 60,1. 55,1. 50,1. 45,1. 40,1. 35、I. 30,1. 25,1. 20,1. 15,1. 10,1. 05 或 I. 00 等。實施例8如圖8所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例7的區(qū)別在于所述エ質包絡17的內壁全部設為絕熱式，所述進氣道3上設有葉輪壓氣機90 ;所述進氣門31、所述供氣門41和所述排氣門51受液壓式的有燃ニ沖程控制機構1604控制，所述有燃ニ沖程控制機構1604的控制過程為當所述活塞I處于下止點時，所述排氣門51和所述進氣門31都打開，利用經過所述進氣門31進入所述エ質包絡17的有壓氣體將原來存在于所述エ質包絡17內的氣體經所述排氣門51以掃氣的形式排出后，所述排氣門51關閉，所述進氣門31也關閉，所述活塞I繼續(xù)上行對所述氣缸套2內的氣體進行壓縮，隨后所述供氣門41打開，對所述成品氣儲罐12進行供氣，直至所述活塞運行至上止點時，所述供氣門41關閉，完成進氣掃氣壓氣供氣沖程；然后所述活塞I開始下行，向所述氣缸套2內的余隙容積內噴射燃料使得燃料與余隙氣體發(fā)生燃燒化學反應推動所述活塞I做功，直至所述活塞I運行至下止點，完成余隙氣體燃燒做功沖程，繼而進入下一個循環(huán)，從而使得所述氣門氣體壓縮機按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一余隙氣體燃燒做功沖程的循環(huán)模式工作。實施例9如圖9所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例I的區(qū)別在 于所述エ質包絡17的內腔經所述進氣門31與葉輪壓氣機90的壓縮氣體出ロ連通，所述エ質包絡17的內腔經所述排氣門51與葉輪動カ機構10的エ質入口連通，所述葉輪動カ機構10對所述葉輪壓氣機90輸出動力。實施例10如圖10所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例I的區(qū)別在于所述活塞I設為自由
活塞。 實施例11如圖11所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例9的區(qū)別在于所述活塞I與曲柄連桿機構連接，所述エ質包絡17的內腔經所述排氣門51再經射流泵21與葉輪動カ機構10的エ質入口連通，其中，所述排氣道5與所述射流泵21的射流泵動カ氣體噴射ロ 211連通，所述射流泵21的射流泵低壓氣體入口 213與大氣連通，所述射流泵21的射流泵氣體出ロ212與所述葉輪動カ機構10的エ質入口連通。實施例12如圖12所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例9的區(qū)別在于在所述供氣道4上設熱交換器39，所述排氣道5經所述熱交換器39與所述葉輪動カ機構10連通。實施例13如圖13所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例I的區(qū)別在于所述排氣道5經冷卻器32與所述進氣道3連通。實施例14如圖14所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例13的區(qū)別在于所述冷卻器32與所述進氣道3之間設有節(jié)流器33。實施例15如圖15所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例13的區(qū)別在于所述冷卻器32與所述進氣道3之間設有射流泵21，其中，從所述冷卻器32出來的流體經所述射流泵21的射流泵動カ氣體噴射ロ 211進入所述射流泵21進行引流，所述射流泵21的射流泵低壓氣體入ロ 213與大氣連通，所述射流泵21的射流泵氣體出ロ 212與所述進氣道3連通。實施例16如圖16所不的氣門氣體壓縮機,其與實施例I的區(qū)別在于所述エ質包絡17的內腔經所述排氣門51再經冷卻器32與排氣儲罐13連通。實施例17如圖17所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例9的區(qū)別在于在所述葉輪動カ機構10的動カ輸出軸上設有旋轉慣量體35。實施例18如圖18所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例I的區(qū)別在于所述排氣門51設為直動閥36，所述供氣門41和所述進氣門31受所述無燃四沖程控制機構1601控制。實施例19[0125]如圖19所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例2的區(qū)別在于所述エ質包絡17的內腔經所述進氣門31與葉輪壓氣機90的壓縮氣體出ロ連通。實施例20如圖20所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例6的區(qū)別在于所述エ質包絡17的內腔經所述進氣門31再經冷卻器32與葉輪壓氣機90的壓縮氣體出ロ連通。實施例21如圖21所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例I的區(qū)別在于所述進氣門31設在所述活塞I上，所述活塞I設為側向連接活塞。實施例22 如圖22所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例I的區(qū)別在于所述活塞氣缸機構100的結構不同，所述エ質包絡17由兩個相互對置的活塞I和氣缸套2所圍成的容納氣體エ質的空腔構成，所述進氣門31、所述供氣門41和所述排氣門51設在所述エ質包絡17的氣缸套2的側壁上。實施例23如圖23所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例I的區(qū)別在于所述活塞氣缸機構100的結構不同，所述エ質包絡17由四個相互對置的活塞I、氣缸套2和氣缸連通腔體8所圍成的容納氣體エ質的空腔構成，所述進氣門31、所述供氣門41和所述排氣門51設在所述エ質包絡17的所述氣缸連通腔體8上。實施例24如圖24和圖25所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例5的區(qū)別在于所述供氣門41包括外開自由閥片411和閥片挺桿412，所述閥片挺桿412受有燃四沖程控制機構1603控制，在壓氣供氣沖程中所述外開自由閥片411處于自由狀態(tài)，在余隙氣體燃燒做功沖程中所述外開自由閥片411在所述閥片挺桿412的作用下處于非自由狀態(tài)。其中，圖24表示所述供氣門41的強制關閉狀態(tài)，圖25表示所述供氣門41的自由狀態(tài)。實施例25如圖26和圖27所示的氣門氣體壓縮機，其與實施例5的區(qū)別在于所述供氣門41包括外開自由閥片411和內開氣門413，所述內開氣門413包括內開氣門頭414和內開氣門桿415，所述內開氣門413受有燃四沖程控制機構1603控制，在壓氣供氣沖程中所述內開氣門413處于開啟狀態(tài)，在余隙氣體燃燒做功沖程中所述內開氣門413處于關閉狀態(tài)。其中，圖26表示所述供氣門41的關閉狀態(tài)，圖27表示所述供氣門41的自由狀態(tài)。顯然，本實用新型不限于以上實施例，根據本領域的公知技術和本實用新型所公開的技術方案，可以推導出或聯想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應認為是本實用新型的保護范圍。
權利要求1.ー種氣門氣體壓縮機，包括氣缸活塞機構(100)，其特征在于所述氣缸活塞機構(100)的エ質包絡(17)上設有進氣門(31)、供氣門(41)和排氣門(51);所述進氣門(31)、所述供氣門(41)和所述排氣門(51)中的部分或全部受正時控制機構控制，所述正時控制機構設為控制所述氣門氣體壓縮機按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程ー排氣沖程的循環(huán)模式工作的無燃四沖程控制機構(1601 )。
2.—種氣門氣體壓縮機，包括氣缸活塞機構(100)，其特征在于所述氣缸活塞機構(100)的エ質包絡(17)上設有進氣門(31)、供氣門(41)和排氣門(51);所述進氣門(31)、所述供氣門(41)和所述排氣門(51)中的部分或全部受正時控制機構控制，所述正時控制機構設為控制所述氣門氣體壓縮機按照吸氣沖程一壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程ー排氣沖程一吸氣沖程一排氣沖程的無燃六沖程控制機構(1605)。
3.ー種氣門氣體壓縮機，包括氣缸活塞機構(100),其特征在于所述氣缸活塞機構(100)的エ質包絡(17)上設有進氣門(31)、供氣門(41)和排氣門(51);所述進氣門(31)、所述供氣門(41)和所述排氣門(51)中的部分或全部受正時控制機構控制，所述正時控制機構設為控制所述氣門氣體壓縮機按照吸氣沖程ー壓氣供氣余隙氣體放出沖程循環(huán)模式工作的無燃ニ沖程控制機構(1602)。
4.如權利要求3所述氣門氣體壓縮機，其特征在于所述氣門氣體壓縮機還包括壓氣機(9 )，所述壓氣機(9 )經所述進氣門(31)與所述エ質包絡(17 )的內腔連通，所述正時控制機構設為控制所述氣門氣體壓縮機按照進氣掃氣壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程的循環(huán)模式工作的無燃ニ沖程控制機構(1602)。
5.如權利要求4所述氣門氣體壓縮機，其特征在于所述壓氣機(9)設為葉輪壓氣機(90)。
6.ー種氣門氣體壓縮機，包括氣缸活塞機構(100),其特征在于所述氣缸活塞機構(100)的エ質包絡(17)上設有進氣門(31)、供氣門(41)、排氣門(51)和射流泵充氣門(18);所述進氣門(31)、所述供氣門(41)、所述排氣門(51)和所述射流泵充氣門(18)中的部分或全部受正時控制機構控制，所述正時控制機構設為控制所述氣門氣體壓縮機按照先吸后充壓氣供氣沖程一余隙氣體做功沖程的循環(huán)模式工作的無燃充氣ニ沖程控制機構(1606)。
7.如權利要求1、2、3或6所述氣門氣體壓縮機，其特征在于所述エ質包絡(17)設為由所述氣缸活塞機構(100)的活塞(I)和與其相配合的腔體所構成的容納氣體エ質的空間的壁。
8.如權利要求1、2、3或6所述氣門氣體壓縮機，其特征在于所述エ質包絡(17)的內壁全部或部分設為絕熱式。
9.如權利要求1、2、3或6所述氣門氣體壓縮機，其特征在于所述進氣門(31)設在所述活塞氣缸機構(100)的活塞(I)上。
10.如權利要求1、2、3或6所述氣門氣體壓縮機，其特征在于所述壓縮機還包括成品氣儲罐(12)，所述成品氣儲罐(12)經所述供氣門(41)與所述エ質包絡(17)連通。
11.如權利要求1、2、3或6所述氣門氣體壓縮機，其特征在于所述進氣門(31)設置在所述活塞氣缸機構(100)的氣缸套(2)的側壁上。
12.如權利要求1、2、3或6所述氣門氣體壓縮機，其特征在于所述排氣門(51)設為直動閥(36)。
13.如權利要求1、2、3或6所述氣門氣體壓縮機，其特征在于所述供氣門(41)包括外開自由閥片(411)和閥片挺桿(412)。
14.如權利要求1、2、3或6所述氣門氣體壓縮機，其特征在于所述供氣門(41)包括外開自由閥片(411)和內開氣門(413)，所述內開氣門(413)包括內開氣門頭(414)和內開氣門桿(415)。
15.如權利要求1、2、3或6所述氣門氣體壓縮機，其特征在于所述供氣門(41)的連通通道上設有旁通管(20)，所述旁通管(20)經射流泵(21)與所述エ質包絡(17)的內腔連通。
16.如權利要求1、2、3或6所述氣門氣體壓縮機，其特征在于所述氣缸活塞機構(100)的活塞(I)設為自由活塞。
17.如權利要求1、2、3或6所述氣門氣體壓縮機，其特征在于所述エ質包絡(17)的內腔經所述排氣門(51)與葉輪動カ機構(10)的エ質入口連通。
18.如權利要求17所述氣門氣體壓縮機，其特征在于所述排氣門(51)與所述葉輪動カ機構(10)的エ質入口之間的連通通道上設有射流泵(21 )。
19.如權利要求17所述氣門氣體壓縮機，其特征在于所述葉輪動カ機構(10)上和/或在所述葉輪動カ機構(10)的動カ輸出軸上設旋轉慣量體(35)。
20.如權利要求1、2、3或6所述氣門氣體壓縮機，其特征在于所述エ質包絡(17)的內腔經所述排氣門(51)再經冷卻器(32)與排氣儲罐(13)連通。
21.如權利要求1、2、3或6所述氣門氣體壓縮機，其特征在于所述活塞氣缸機構(100)的排氣ロ經冷卻器(32)與所述活塞氣缸機構(100)的進氣ロ連通。
22.如權利要求21所述氣門氣體壓縮機，其特征在于所述冷卻器(32)與所述活塞氣缸機構(100 )的進氣ロ之間設有射流泵(21)。
專利摘要本實用新型公開了一種氣門氣體壓縮機，包括活塞氣缸機構，在所述活塞氣缸機構的工質包絡上設進氣門、供氣門和排氣門，所述進氣門、所述供氣門和所述排氣門中的部分或全部受正時控制機構控制。本實用新型所公開的氣門氣體壓縮機能有效克服余隙容積的影響，提高氣體壓縮機的效率，降低重量，降低造價。
文檔編號F01L1/34GK202645730SQ201120530948
公開日2013年1月2日 申請日期2011年12月17日 優(yōu)先權日2010年12月17日
發(fā)明者靳北彪 申請人:摩爾動力(北京)技術股份有限公司