專利名稱：可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)用的裝置，更具而言，涉及一種可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，在現(xiàn)代交通運(yùn)輸工具比如汽車、輪船等中，一般采用以燃油作為動(dòng)力源的活塞式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。這種采用燃油作為動(dòng)力源的發(fā)動(dòng)機(jī)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(zhì)而污染環(huán)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(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展和利用受到越來(lái)越多的限制。因此開發(fā)新的、潔凈的、無(wú)污染的替代能源，或者盡可能地減少燃油消耗、降低排放成為發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展中急需解決的問(wèn)題，以壓縮空氣作為動(dòng)力源的空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)正好滿足了這種要求。本申請(qǐng)的申請(qǐng)人在其專利文獻(xiàn)CN101413403 A(其同族國(guó)際申請(qǐng)為W02010051668Al)中公開一種可用于交通運(yùn)輸工具的空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)總成，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括儲(chǔ)氣罐、空氣分配器、發(fā)動(dòng)機(jī)本體、聯(lián)動(dòng)器、離合器、自動(dòng)變速器、差速器以及置于排氣室內(nèi)的葉輪發(fā)電機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)利用壓縮空氣做功而不使用任何燃料，因此沒(méi)有廢氣排放，實(shí)現(xiàn)了 “零排放”，并且重復(fù)利用廢氣進(jìn)行發(fā)電，節(jié)省了能源，降低了成本。但這種發(fā)動(dòng)機(jī)是基于傳統(tǒng)的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，曲軸每旋轉(zhuǎn)720°，活塞做功一次。而作為動(dòng)力源的壓縮空氣可以在進(jìn)入氣缸內(nèi)時(shí)即可推動(dòng)活塞做功，而后排放，即壓縮空氣發(fā)動(dòng)機(jī)的沖程實(shí)際為進(jìn)氣-膨脹沖程和排放沖程。顯然，專利文獻(xiàn)CN101413403 A所公開的這種四沖程壓縮空氣發(fā)動(dòng)機(jī)大大浪費(fèi)了有效的做功沖程，限制了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。并且這種發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣未能很好地循環(huán)利用起來(lái)，需要足夠大的儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)備壓縮空氣才能工作足夠長(zhǎng)的時(shí)間。基于專利申請(qǐng)CN101413403 A所存在的問(wèn)題，本申請(qǐng)的申請(qǐng)人在其申請(qǐng)?zhí)枮?01110331809.9的中國(guó)申請(qǐng)中公開了一種具有尾氣回收回路的壓縮空氣發(fā)動(dòng)機(jī)總成，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣缸、缸蓋系統(tǒng)、進(jìn)氣管路、排氣管路、活塞、連桿、曲軸、排氣凸輪軸、進(jìn)氣凸輪軸、前齒輪箱系統(tǒng)和后齒輪箱。這種發(fā)動(dòng)機(jī)利用壓縮空氣做功而不使用任何燃料，因此沒(méi)有廢氣排放，實(shí)現(xiàn)了“零排放”，并且循環(huán)利用廢氣進(jìn)行做功，節(jié)省了能源，降低了成本。但這種發(fā)動(dòng)機(jī)是直列多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，控制器中的每個(gè)控制器氣門孔中只安裝一個(gè)控制器氣門，在發(fā)動(dòng)機(jī)總體長(zhǎng)度一定的情況下，限制了氣缸缸數(shù)，因而限制了發(fā)動(dòng)機(jī)的總輸出功率。顯然，201110331809.9號(hào)申請(qǐng)所公開的這種直列多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)總輸出功率不高，發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)型仍然值得探索。基于申請(qǐng)?zhí)枮?01110331809.9所存在的問(wèn)題，本申請(qǐng)的申請(qǐng)人在其申請(qǐng)?zhí)枮?01210063546.2的中國(guó)申請(qǐng)中公開了一種V型多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，包括:多缸發(fā)動(dòng)機(jī)本體、多柱體動(dòng)力分配器、動(dòng)力設(shè)備、控制器系統(tǒng)、進(jìn)氣控制調(diào)速閥、壓縮氣罐組、恒壓罐、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回路。旨在解決空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率問(wèn)題以及尾氣循環(huán)利用問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效、零排放的新型壓縮空氣發(fā)動(dòng)機(jī)。但這種發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)壓縮空氣的利用不高，活塞做功時(shí)對(duì)壓縮空氣的需求量比較大。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)電機(jī)的控制機(jī)構(gòu)，旨在解決結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壓縮空氣利用率不高等問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效、無(wú)污染的新型壓縮空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)，該空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)包括:發(fā)動(dòng)機(jī)本體、上箱體、進(jìn)排氣電控制箱、進(jìn)氣及排氣器、油底殼、下箱體、固定架；發(fā)動(dòng)機(jī)本體包括:氣缸、曲軸、連桿、氣缸桿、曲柄；氣缸分為氣缸1#、2#、3#、4#、5#、6#，并按氣缸1#、2#、3# 和氣缸4#、5#、6#上下分布。其中，所述控制機(jī)構(gòu)由蓄電池所驅(qū)動(dòng)，蓄電池的負(fù)極上連接有分電片14'、分電片25'、分電片36'，正極與正轉(zhuǎn)分電器B、逆轉(zhuǎn)分電器A連接；發(fā)動(dòng)機(jī)本體的進(jìn)排氣電控制軸外設(shè)有待靜電片組。
優(yōu)選的是，所述蓄電池與正轉(zhuǎn)分電器B、逆轉(zhuǎn)分電器A之間設(shè)有總開關(guān)。優(yōu)選的是，所述發(fā)動(dòng)機(jī)本體平穩(wěn)正轉(zhuǎn)時(shí)正轉(zhuǎn)分電器B打開，分電片與對(duì)應(yīng)的待靜電片接觸，該氣缸進(jìn)入壓縮氣體，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選的是，所述發(fā)動(dòng)機(jī)本體平穩(wěn)倒轉(zhuǎn)時(shí)逆轉(zhuǎn)分電器A打開，分電片與對(duì)應(yīng)的待靜電片接觸，該氣缸進(jìn)入壓縮氣體，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選的是，所述發(fā)動(dòng)機(jī)本體爬坡或要加大動(dòng)力時(shí)總開關(guān)打開，分電片與對(duì)應(yīng)的待靜電片接觸，該氣缸進(jìn)入壓縮氣體，連桿推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)另一氣缸的分電片與相對(duì)應(yīng)的待靜電片接觸著，該氣缸的連桿拉動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選的是，所述分電片14'與待靜電片I'和待靜電片4'對(duì)應(yīng)；分電片25'與待靜電片2'和待靜電片5'對(duì)應(yīng)；分電片36'與待靜電片3'和待靜電片6'對(duì)應(yīng)。優(yōu)選的是，所述待靜電片I'和待靜電片4'相對(duì)分電片14'呈上下分布；待靜電片2'和待靜電片5'相對(duì)分電片25'呈上下分布；待靜電片3'和待靜電片6'相對(duì)分電片36,呈上下分布。優(yōu)選的是，所述待靜電片?？刂茪飧?#的開閉；待靜電片2’控制氣缸2#的開閉；待靜電片3'控制氣缸3#的開閉；待靜電片4'控制氣缸4#的開閉；待靜電片5'控制氣缸5#的開閉；待靜電片6'控制氣缸6#的開閉；。優(yōu)選的是，所述進(jìn)排氣電控制軸上設(shè)置有三個(gè)電控片，分布為第一電控片、第二電控片、第三電控片。優(yōu)選的是，所述第一電控片與第二電控片相差120°，第二電控片與第三電控片相差120°，第三電控片與第一電控片相差120°。


現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選但非限制性的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)在參考附圖閱讀如下詳細(xì)描述時(shí)將變得顯而易見(jiàn)，其中:
圖1為本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的總體示意 圖2為圖1中的按照本發(fā)明的移除箱體、進(jìn)氣及排氣器和固定架后的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)本體的三維斜視透視 圖3為圖1中的按照本發(fā)明的移除箱體、進(jìn)氣及排氣器和固定架后的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)本體的主視 圖4為圖1中的按照本發(fā)明的移除箱體、進(jìn)氣及排氣器和固定架后的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)本體的側(cè)視 圖5A為圖1中的按照本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中上箱體的結(jié)構(gòu)示意 圖5B為圖1中的按照本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中上箱體的仰視 圖6為圖1中的按照本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中連桿的結(jié)構(gòu)示意 圖7為圖1中的按照本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中連桿的側(cè)視 圖8為圖1中的按照本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中連桿的局部剖視 圖9A為圖2中的按照本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中A控制閥通過(guò)進(jìn)氣門進(jìn)氣時(shí)單缸工作的剖視 圖9B為圖2中的按照本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中B控制閥排氣門進(jìn)氣時(shí)單缸工作的剖視 圖1OA為圖2中的按照本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中A控制閥進(jìn)氣門進(jìn)氣時(shí)雙缸工作的剖視 圖1OB為圖2中的按照本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中A控制閥進(jìn)氣門進(jìn)氣完成時(shí)雙缸工作的剖視 圖11為圖2中的按照本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中曲軸及控制軸的結(jié)構(gòu)示意
圖12為圖2中的按照本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中曲軸及控制軸的主視圖； 圖13為圖2中的按照本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中曲軸及控制軸的局部剖視
圖14為圖2中的按照本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中控制軸的結(jié)構(gòu)示意 圖15為圖2中的按照本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中控制軸的主視 圖16A為圖2中的按照本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中控制軸的電控片的原始狀態(tài) 圖16B為圖2中的按照本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中控制軸旋轉(zhuǎn)120°的電控片的狀態(tài) 圖16C為圖2中的按照本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)中控制軸旋轉(zhuǎn)240°的電控片的狀態(tài) 圖17為按照本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下的說(shuō)明本質(zhì)上僅僅是示例性的而并不是為了限制本公開、應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)理解的是，在全部附圖中，對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相同或?qū)?yīng)的部件和特征?，F(xiàn)在參考圖1，圖1是根據(jù)本發(fā)明的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的總體示意圖。在圖1中，可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)包括發(fā)動(dòng)機(jī)本體1、上箱體20、進(jìn)排氣電控制箱30、進(jìn)氣及排氣器40、油底殼50、下箱體60、曲軸14、進(jìn)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(guò)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(shè)有流量計(jì)A、壓力計(jì)P和手控開關(guān)(未示出)。流量計(jì)A用于測(cè)量和監(jiān)控進(jìn)入高壓氣罐組(未示出)的壓縮空氣的流量，而壓力計(jì)P用于測(cè)量和監(jiān)控進(jìn)入高壓氣罐組(未示出)的壓縮空氣的壓力。在需要通過(guò)外接加氣裝置或加氣站對(duì)高壓氣罐組(未示出)進(jìn)行加氣時(shí)，打開手控開關(guān)，高壓壓縮空氣進(jìn)入高壓氣罐組(未示出)，當(dāng)壓縮空氣入口管路上的流量計(jì)A和壓力計(jì)P達(dá)到規(guī)定數(shù)值時(shí)，關(guān)閉手控開關(guān)，完成高壓氣罐組(未示出)的充氣過(guò)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(chǔ)氣罐的安全性能，在高壓氣罐組(未示出)上可設(shè)置一個(gè)、二個(gè)或多個(gè)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(gè)、二個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)高壓氣罐以串聯(lián)或并聯(lián)的形式組合而成，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的實(shí)際需要，確定高壓氣罐組(未示出)的組成氣罐數(shù)。高壓氣罐組(未示出)通過(guò)管路連接到恒壓罐(未示出)，管路上同樣設(shè)置有分別監(jiān)測(cè)和控制壓縮空氣流量和壓力的流量計(jì)A和壓力計(jì)P以及減壓閥。減壓閥用來(lái)使高壓氣罐組(未示出)提供的高壓壓縮空氣減壓，以適當(dāng)壓力送入到恒壓罐(未示出)。恒壓罐(未示出)用來(lái)穩(wěn)定來(lái)自高壓氣罐組(未示出)的高壓空氣的壓力，其壓力為l_2MPa，優(yōu)選的是，1.5PMa。繼續(xù)參閱圖1，來(lái)自恒壓罐的壓縮空氣可以通過(guò)加熱裝置加熱后經(jīng)過(guò)進(jìn)氣及排氣器40上的進(jìn)氣管道41進(jìn)入對(duì)應(yīng)的氣缸1#、氣缸2#、氣缸3#、氣缸4#、氣缸5#、氣缸6#內(nèi)。另外，做功完成后排出的氣體通過(guò)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(jīng)排氣管道42排出。該發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力來(lái)自壓縮空氣，做功完成后排出的氣體同樣為空氣，可以將排出后的氣體直接排到大氣中不會(huì)造成污染?，F(xiàn)在參閱圖2至圖4，圖2為圖1中的按照本發(fā)明的移除箱體、進(jìn)氣及排氣器和固定架后的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)本體的三維斜視透視圖；圖3為圖1中的按照本發(fā)明的移除箱體、進(jìn)氣及排氣器和固定架后的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)本體的主視圖；圖4為圖1中的按照本發(fā)明的移除箱體、進(jìn)氣及排氣器和固定架后的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)本體的側(cè)視圖，其包括氣缸12、曲軸14。如圖2和圖3所示，發(fā)動(dòng)機(jī)本機(jī)I包括一排氣缸，氣缸的個(gè)數(shù)為6個(gè)，具體而言，可以為2個(gè)、4個(gè)、6個(gè)、8個(gè)等。在本發(fā)明的示例中，每?jī)蓚€(gè)氣缸共用一個(gè)氣缸外殼121 (見(jiàn)圖9)。根據(jù)圖2和圖3所不,每?jī)蓚€(gè)氣缸上下分布在一個(gè)氣缸外殼121內(nèi)，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(shè)置有電磁閥11,電磁閥11上設(shè)置有進(jìn)氣門13,排氣門15。氣缸12內(nèi)容納有氣缸活塞122，氣缸活塞122通過(guò)連桿16和氣缸桿120連接到曲軸14上。曲軸14的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)活塞在氣缸12內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。接下來(lái)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(lái)密閉發(fā)動(dòng)機(jī)主體I。上箱體20為中間空心的大體上長(zhǎng)方體的結(jié)構(gòu)，其正面開有6個(gè)進(jìn)氣孔201和6個(gè)排氣孔202。進(jìn)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(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的油門打開時(shí)，恒壓罐內(nèi)的壓縮氣體通過(guò)進(jìn)氣管道41進(jìn)入氣缸12內(nèi)；當(dāng)氣缸做功完成后氣缸12的進(jìn)氣門關(guān)閉氣體通過(guò)進(jìn)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后排出。箱體的兩側(cè)板的底部開有軸頸槽204，軸頸槽204的內(nèi)弧面上加工有軸頸潤(rùn)滑油油槽206和潤(rùn)滑油油道207，在軸頸潤(rùn)滑油油槽206內(nèi)注入潤(rùn)滑油，以便對(duì)置于軸頸槽204內(nèi)的曲軸14進(jìn)行潤(rùn)滑。另外，在曲軸14兩端與軸頸槽204配合處均設(shè)置有滾動(dòng)軸承(未示出)，軸頸潤(rùn)滑油油槽206內(nèi)的潤(rùn)滑油可以對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。如圖5B所示，箱體203的頂部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)置有3個(gè)噴油嘴205，每一噴油嘴205直對(duì)著每一連桿16，對(duì)連桿16進(jìn)行潤(rùn)滑。另外，噴油嘴205的數(shù)目根據(jù)氣缸12的增加或減少而增加或減少，即根據(jù)連桿16的增加而增加，連桿16的減少而減少。接下來(lái)結(jié)合圖6-8進(jìn)一步對(duì)曲軸進(jìn)行詳細(xì)的描述。氣缸活塞122通過(guò)連桿16和氣缸桿120連接到曲軸14上，連桿16的底端開有半圓槽孔，通過(guò)連桿銷130與連桿16連接在一起。連桿銷130的兩端設(shè)置有卡環(huán)170，連桿16的上端加工成半圓狀，連桿16可以在氣缸桿120的槽孔中進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。連桿16與氣缸桿120的組裝件通過(guò)連桿曲軸連接上蓋18、連桿曲軸連接下蓋19安裝在曲軸14上，連桿曲軸連接上蓋18、連桿曲軸連接下蓋19的兩側(cè)開有圓孔。連桿曲軸連接上蓋18、連桿曲軸連接下蓋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，連桿曲軸連接上蓋18、連桿曲軸連接下蓋19半圓槽與曲柄軸142的配合為間隙配合。連桿曲軸連接上蓋18與連桿曲軸連接下蓋19通過(guò)兩組連桿曲軸固定螺栓150、連桿曲軸固定螺母160連接在一起?，F(xiàn)在參考圖9A至圖9B (箭頭方向?yàn)闅怏w流動(dòng)方向)，具體描述可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)工作過(guò)程。首先參考圖9A，其示出了氣缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。氣缸外殼121內(nèi)設(shè)置有氣缸活塞122、氣缸桿120。氣缸分為氣缸左氣室123和氣缸右氣室124，并且每個(gè)氣缸均安裝有電磁閥11。氣缸左氣室123上的電磁閥11由A閥體Ill-UA橡膠密封圈112-1、A閥芯113-1、A線圈114-1、A復(fù)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(fù)位彈簧115-2組成。進(jìn)一步參考圖9A和圖17。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)正轉(zhuǎn)時(shí)，打開發(fā)動(dòng)機(jī)的油門和正轉(zhuǎn)分電器，則分電片會(huì)與氣缸1#相對(duì)應(yīng)的待靜電片I,接觸，則氣缸1#的A進(jìn)排氣控制閥打開，其進(jìn)氣門13處的a 口會(huì)進(jìn)入壓縮氣體，推動(dòng)氣缸左氣室123內(nèi)的氣缸活塞122向氣缸右氣室124運(yùn)動(dòng)，曲軸14轉(zhuǎn)過(guò)90°則分電片處于中位，離開待靜電片Γ，則氣缸1#的進(jìn)氣門13關(guān)閉。此時(shí)，氣缸1#內(nèi)的 壓縮氣體膨脹做功，氣體從B進(jìn)排氣控制閥上的排氣門15處的c口排出。等到曲軸14再轉(zhuǎn)30°時(shí)，分電片會(huì)與氣缸2#相對(duì)應(yīng)的待靜電片2'接觸，則氣缸2#會(huì)進(jìn)入壓縮氣體；當(dāng)曲軸14再轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，則分電片處于中位，離開待靜電片2'，則氣缸2#的進(jìn)氣門13關(guān)閉。此時(shí)，靠氣缸2#內(nèi)的壓縮氣體膨脹做功，氣體從B進(jìn)排氣控制閥上的排氣門15處的c 口排出。等到曲軸14再轉(zhuǎn)30°時(shí)，分電片會(huì)與氣缸3#相對(duì)應(yīng)的待靜電片3'接觸，則氣缸3#會(huì)進(jìn)入壓縮氣體。當(dāng)曲軸14轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，則分電片處于中位，離開待靜電片3'，則氣缸3#的進(jìn)氣門13關(guān)閉。此時(shí)，氣缸3#內(nèi)的壓縮氣體膨脹做功，氣體從B進(jìn)排氣控制閥上的排氣門15處的c 口排出。等到曲軸再轉(zhuǎn)30°時(shí)，分電片會(huì)與氣缸1#相對(duì)應(yīng)的待靜電片Γ接觸，則氣缸1#會(huì)進(jìn)入壓縮氣體。曲軸14轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，則分電片處于中位，離開待靜電片I'，則氣缸1#的進(jìn)氣門13關(guān)閉。此時(shí),氣缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹做功，氣體從B進(jìn)排氣控制閥上的排氣門15處的c 口排出。發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)工作時(shí)，其氣缸就按照氣缸1#、2#、3#以此循環(huán)做功，達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。接下來(lái)參考圖9B。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)倒轉(zhuǎn)時(shí)，打開發(fā)動(dòng)機(jī)的油門和逆轉(zhuǎn)分電器，則分電片會(huì)與氣缸4#相對(duì)應(yīng)的待靜電片4,接觸，此時(shí)氣缸4#的B進(jìn)排氣控制閥上的進(jìn)氣門13處的d 口會(huì)進(jìn)入壓縮氣體，推動(dòng)氣缸右氣室124內(nèi)的氣缸活塞122向氣缸左氣室123運(yùn)動(dòng)；曲軸13逆轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，分電片處于中位，離開待靜電片4'，氣缸4#的進(jìn)氣門13關(guān)閉，此時(shí)氣缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹做功，氣體從A進(jìn)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(zhuǎn)30°時(shí)，分電片會(huì)與氣缸5#相對(duì)應(yīng)的待靜電片5'接觸，此時(shí)氣缸5#會(huì)進(jìn)入壓縮氣體，曲軸14逆轉(zhuǎn)過(guò)90°，分電片處于中位，離開待靜電片5'，則氣缸5#的進(jìn)氣門13關(guān)閉，此時(shí)氣缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹做功，氣體從A進(jìn)排氣控制閥上的排氣門15處的b 口排出。等到曲軸再逆轉(zhuǎn)30°時(shí)，分電片會(huì)與氣缸6#相對(duì)應(yīng)的待靜電片6'接觸，此時(shí)氣缸6#會(huì)進(jìn)入壓縮氣體，曲軸14逆轉(zhuǎn)過(guò)90°，分電片處于中位，離開待靜電片6'，氣缸6#的進(jìn)氣門13關(guān)閉，此時(shí)氣缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹做功，氣體從A進(jìn)排氣控制閥上的排氣門15處的b 口排出。等到曲軸再逆轉(zhuǎn)30°時(shí)，分電片會(huì)與氣缸4#相對(duì)應(yīng)的待靜電片4'接觸，此時(shí)氣缸4#會(huì)進(jìn)入壓縮氣體，曲軸14逆轉(zhuǎn)過(guò)90°，分電片處于中位，離開待靜電片4'，氣缸4#的進(jìn)氣門13關(guān)閉，此時(shí)氣缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹做功，氣體從A進(jìn)排氣控制閥上的排氣門15處的b 口排出。發(fā)動(dòng)機(jī)在逆轉(zhuǎn)平穩(wěn)工作時(shí)，其氣缸就按照氣缸4#、5#、6#以此循環(huán)做功，達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)逆運(yùn)轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在參考圖1OA和圖1OB。在發(fā)動(dòng)機(jī)需要爬坡或者是加大動(dòng)力時(shí)，油門啟動(dòng)分電器打開，分電片會(huì)與氣缸1#相對(duì)應(yīng)的待靜電片P接觸，同時(shí)氣缸5#相對(duì)應(yīng)的分電片和待靜電片5'也接觸，此時(shí)氣缸1#的A進(jìn)排氣控制閥打開，其進(jìn)氣門13處的a 口會(huì)進(jìn)入壓縮氣體，推動(dòng)氣缸左氣室123內(nèi)的氣缸活塞122向氣缸右氣室124運(yùn)動(dòng)，連桿16推動(dòng)曲軸14轉(zhuǎn)動(dòng)，而氣缸5#相對(duì)應(yīng)的連桿16是拉動(dòng)曲軸14轉(zhuǎn)動(dòng)，起到雙向動(dòng)力的作用。當(dāng)曲軸14轉(zhuǎn)過(guò)30°角時(shí)，氣缸5#相對(duì)應(yīng)的分電片與待靜電片Y相離處于中位，而此時(shí)氣缸1#相對(duì)應(yīng)的連桿16還是靠壓縮氣體推動(dòng)曲軸14做功，氣缸5#則是靠壓縮氣體膨脹做功，帶動(dòng)連桿16以拉動(dòng)曲軸14做功。當(dāng)曲軸再轉(zhuǎn)30°時(shí)，氣缸1#還是像之前一樣做功，但是此時(shí)氣缸6#相對(duì)應(yīng)的分電片與待靜電片6'相接觸，也就是氣缸6#的進(jìn)氣門13打開，開始進(jìn)入壓縮氣體，壓縮氣體推動(dòng)氣缸活塞122，拉動(dòng)曲軸14做功，此時(shí)靠壓縮氣體推動(dòng)氣缸活塞122而拉動(dòng)曲軸14做功的是6#缸，靠壓縮氣體推動(dòng)氣缸活塞122，以推動(dòng)曲軸14做功的是1#缸，靠壓縮空氣膨脹推動(dòng)氣缸活塞122，以拉動(dòng)曲軸14做功的是5#缸；當(dāng)曲軸14再轉(zhuǎn)30°時(shí)，氣缸1#相對(duì)應(yīng)的分電片與待靜電片I'相離而處于中位，壓縮氣體膨脹繼續(xù)做功；此時(shí)，氣缸6#相對(duì)應(yīng)的連桿16還是靠壓縮氣體驅(qū)動(dòng)曲軸14做功，氣缸5#則是靠壓縮氣體膨脹做功，從而帶動(dòng)連桿16驅(qū)動(dòng)曲軸14做功。當(dāng)曲軸14再轉(zhuǎn)30°時(shí)，氣缸5#停止做功，氣缸1#繼續(xù)靠壓縮氣體膨脹做功，氣缸6#還是依靠壓縮氣體推動(dòng)做功，但是此時(shí)氣缸2#相對(duì)應(yīng)的分電片與待靜電片2'相接觸，氣缸2#開始做功。如此循環(huán)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(dòng)曲軸14做功，氣缸4#、5#、6#是靠壓縮氣體拉動(dòng)曲軸14做功。如此一來(lái)，曲軸14轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有多缸做功，從而加大扭矩輸出，達(dá)到爬坡或者是大動(dòng)力輸出的需求?，F(xiàn)在參考圖11-13，曲軸14包括曲柄140、后端141、曲柄軸142、曲軸前端146。曲柄軸142上設(shè)置有軸承143、軸承固定圈144，曲柄軸142的軸徑上加工有一個(gè)或多個(gè)潤(rùn)滑油油槽145，其用來(lái)對(duì)軸承143進(jìn)行潤(rùn)滑。曲軸前端146設(shè)置有進(jìn)排氣電控制軸17，進(jìn)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(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，曲軸14的曲柄140將3個(gè)曲柄軸142隔開，曲柄140的數(shù)目為4個(gè)，該數(shù)目可以根據(jù)氣缸的數(shù)目增加或減少，這些均是本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到的。曲柄140上加工有通孔，其用來(lái)連接曲柄軸142，曲柄軸142通過(guò)螺母147固定在曲柄140的通孔內(nèi)。為了防止曲柄140與曲柄軸142接觸處生銹，曲柄軸142的軸徑上設(shè)有潤(rùn)滑油道148，來(lái)自潤(rùn)滑油油槽145的潤(rùn)滑油通過(guò)潤(rùn)滑油道148對(duì)曲柄軸142及軸承143進(jìn)行潤(rùn)滑，防止其生銹。如圖14-圖15所示，進(jìn)排氣電控制軸17上設(shè)有3個(gè)電控片171，其分別用于控制可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的6個(gè)氣缸的進(jìn)排氣過(guò)程。各電控片之間的位置相對(duì)靜止，電控片相對(duì)于曲軸14也是相對(duì)靜止的。電控片171的材料選用防銹、耐磨的金屬或非金屬材料，例如不銹鋼或高強(qiáng)度樹脂。另外，相連兩電控片之間由圓板隔開，并且將電控片171夾緊在其中，電控片171與電控片固定端172通過(guò)螺紋連接進(jìn)行固定。接下來(lái)參考圖16A至圖16C，圖16A為發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)工作時(shí)，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(dāng)進(jìn)排氣電控制軸17順時(shí)針旋轉(zhuǎn)120°時(shí)，第二電控片171-2的凸起與待靜電片2'接觸，氣缸2#的進(jìn)氣門打開進(jìn)入壓縮空氣，如圖16B所示；當(dāng)進(jìn)排氣電控制軸17再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)120°時(shí)，第三電控片171-3的凸起與待靜電片3'接觸，氣缸3#的進(jìn)氣門打開進(jìn)入壓縮空氣，如圖16C所示。現(xiàn)在結(jié)合圖17詳細(xì)地描述進(jìn)排氣控制系統(tǒng)。進(jìn)排氣控制系統(tǒng)的作用是根據(jù)電子控制單元的指令信號(hào)控制電磁閥的開啟順序。由于電磁閥具有減壓作用，其與減壓調(diào)壓閥組合就形成了調(diào)速閥，從而可以將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整在一個(gè)合適的范圍內(nèi)。在發(fā)動(dòng)機(jī)本體I上可選擇性地設(shè)有多種傳感器，比如測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的速度傳感器、判斷油門踏板位置的油門電位計(jì)、測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體溫度的溫度傳感器。該控制機(jī)構(gòu)由蓄電池所驅(qū)動(dòng)，蓄電池的負(fù)極上連接有分電片14'、分電片25'、分電片36',正極與正轉(zhuǎn)分電器B、逆轉(zhuǎn)分電器A連接；發(fā)動(dòng)機(jī)本體I的進(jìn)排氣電控制軸17外設(shè)有待靜電片組。所述蓄電池與正轉(zhuǎn)分電器B、逆轉(zhuǎn)分電器A之間設(shè)有總開關(guān)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)本體I平穩(wěn)正轉(zhuǎn)時(shí)正轉(zhuǎn)分電器B打開,分電片`與對(duì)應(yīng)的待靜電片接觸,該氣缸進(jìn)入壓縮氣體，曲軸14轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)本體I平穩(wěn)倒轉(zhuǎn)時(shí)逆轉(zhuǎn)分電器A打開，分電片與對(duì)應(yīng)的待靜電片接觸，該氣缸進(jìn)入壓縮氣體，曲軸14轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)本體I爬坡或要加大動(dòng)力時(shí)總開關(guān)打開，分電片與對(duì)應(yīng)的待靜電片接觸，該氣缸進(jìn)入壓縮氣體，連桿16推動(dòng)曲軸14轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)另一氣缸的分電片與相對(duì)應(yīng)的待靜電片接觸，該氣缸的連桿16拉動(dòng)曲軸14轉(zhuǎn)動(dòng)。該控制機(jī)構(gòu)中的分電片If與待靜電片P和待靜電片V對(duì)應(yīng)；分電片25'與待靜電片2'和待靜電片5'對(duì)應(yīng)；分電片36'與待靜電片3'和待靜電片6'對(duì)應(yīng)。待靜電片P和待靜電片4'相對(duì)分電片14'呈上下分布；待靜電片2'和待靜電片5'相對(duì)分電片25'呈上下分布；待靜電片3'和待靜電片6'相對(duì)分電片36'呈上下分布。圖17中的待靜電片?？刂茪飧?#的開閉；待靜電片W控制氣缸2#的開閉；待靜電片Y控制氣缸3#的開閉；待靜電片V控制氣缸4#的開閉；待靜電片Y控制氣缸5#的開閉；待靜電片6'控制氣缸6#的開閉。盡管參考附圖詳細(xì)地公開了本發(fā)明，但應(yīng)理解的是，這些描述僅僅是示例性的，并非用來(lái)限制本發(fā)明的應(yīng)用。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附加權(quán)利要求限定，并可包括在不脫離本發(fā)明保護(hù)范圍和精神的情況下針對(duì)本發(fā)明所作的各種變型、改型及等效方案。
權(quán)利要求
1.一種可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)，所述空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)包括:發(fā)動(dòng)機(jī)本體(I)、上箱體(20)、進(jìn)排氣電控制箱(30)、進(jìn)氣及排氣器(40)、油底殼(50)、下箱體(60)、固定架(70);其中， 發(fā)動(dòng)機(jī)本體(I)包括:氣缸(12)、曲軸(14)、連桿(15)、氣缸桿(120)、曲柄(13); 氣缸(12)分為氣缸1#、2#、3#、4#、5#、6#，并按氣缸1#、2#、3#和氣缸4#、5#、6#上下分布； 其特征在于:所述控制機(jī)構(gòu)由蓄電池所驅(qū)動(dòng)，蓄電池的負(fù)極上連接有分電片14'、分電片25'、分電片36',正極與正轉(zhuǎn)分電器B、逆轉(zhuǎn)分電器A連接；發(fā)動(dòng)機(jī)本體(I)的進(jìn)排氣電控制軸(17)外設(shè)有待靜電片組。
2.如權(quán)利要求1所述的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述蓄電池與正轉(zhuǎn)分電器B、逆轉(zhuǎn)分電器A之間設(shè)有總開關(guān)。
3.如權(quán)利要求1所述的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述發(fā)動(dòng)機(jī)本體(I)平穩(wěn)正轉(zhuǎn)時(shí)正轉(zhuǎn)分電器B打開,分電片與對(duì)應(yīng)的待靜電片接觸,該氣缸進(jìn)入壓縮氣體，曲軸(14)轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述發(fā)動(dòng)機(jī)本體(I)平穩(wěn)倒轉(zhuǎn)時(shí)逆轉(zhuǎn)分電器A打開，分電片與對(duì)應(yīng)的待靜電片接觸，該氣缸進(jìn)入壓縮氣體，曲軸(14)轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述發(fā)動(dòng)機(jī)本體(I)爬坡或要加大動(dòng)力時(shí)總開關(guān)打開，分電片與對(duì)應(yīng)的待靜電片接觸，該氣缸進(jìn)入壓縮氣體，連桿(16)推動(dòng)曲軸(14)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)另一氣缸的分電片與相對(duì)應(yīng)的待靜電片接觸，該氣缸的連桿(16)拉動(dòng)曲軸(14)轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1所述的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述分電片If與待靜電片P和待靜電片4'對(duì)應(yīng)；分電片25'與待靜電片2'和待靜電片5'對(duì)應(yīng)；分電片36'與待靜電片3'和待靜電片6'對(duì)應(yīng)。
7.如權(quán)利要求6所述的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述待靜電片P和待靜電片4'相對(duì)分電片14'呈上下分布；待靜電片2'和待靜電片5'相對(duì)分電片25'呈上下分布；待靜電片3'和待靜電片6'相對(duì)分電片36'呈上下分布。
8.如權(quán)利要求6或7所述的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述待靜電片P控制氣缸1#的開閉；待靜電片I'控制氣缸2#的開閉；待靜電片3'控制氣缸3#的開閉；待靜電片4'控制氣缸4#的開閉；待靜電片5'控制氣缸5#的開閉；待靜電片6'控制氣缸6#的開閉。
9.如權(quán)利要求1所述的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述進(jìn)排氣電控制軸(17)上設(shè)置有三個(gè)電控片(171)，分布為第一電控片(171-1)、第二電控片(171-2)、第三電控片(171-3)。
10.如權(quán)利要求8所述的可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述第一電控片(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°。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)用的裝置，具體而言，涉及一種可變多缸空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)。該發(fā)動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)由蓄電池所驅(qū)動(dòng)，蓄電池的負(fù)極上連接有分電片，正極與分電器連接。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)本體的進(jìn)排氣電控制軸外設(shè)有待靜電片組，發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)正轉(zhuǎn)時(shí)正轉(zhuǎn)分電器打開，分電片與對(duì)應(yīng)的待靜電片接觸，該氣缸進(jìn)入壓縮氣體，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)；發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)倒轉(zhuǎn)時(shí)逆轉(zhuǎn)分電器打開，分電片與對(duì)應(yīng)的待靜電片接觸，該氣缸進(jìn)入壓縮氣體，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)；發(fā)動(dòng)機(jī)爬坡或要加大動(dòng)力時(shí)總開關(guān)打開，分電片與對(duì)應(yīng)的待靜電片接觸，該氣缸進(jìn)入壓縮氣體，連桿推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)另一氣缸的分電片與相對(duì)應(yīng)的待靜電片接觸，該氣缸的連桿拉動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而起到雙向動(dòng)力的作用。
文檔編號(hào)F01B25/00GK103206252SQ20121032676
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者周登榮, 周劍 申請(qǐng)人:祥天控股(集團(tuán))有限公司