一種頂置凸輪軸的活塞式空氣能發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本實用新型的名稱為一種頂置凸輪軸的活塞式空氣能發(fā)動機。屬于新能源發(fā)動機【技術(shù)領(lǐng)域】。它主要是提供一種以壓縮空氣為動力的發(fā)動機。它的主要特征是：包括發(fā)動機配氣機構(gòu)，缸體總成、缸蓋總成，發(fā)動機活塞、曲柄連桿機構(gòu)，潤滑系統(tǒng)，熱交換系統(tǒng)；配氣機構(gòu)由供給系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)組成；缸蓋總成由缸頭、氣閥室罩蓋、缸蓋螺栓、密封墊構(gòu)成；進氣系統(tǒng)由進氣門、進氣通道、流量控制閥、拉線、拉簧、拉簧支架組成；潤滑系統(tǒng)包括潤滑油泵、潤滑通道及儲油裝置；熱交換系統(tǒng)包括內(nèi)部的熱交換介質(zhì)通道、換熱泵、換熱器及熱交換介質(zhì)。本實用新型不使用燃油等化學(xué)原料，僅需要壓縮空氣，相比傳統(tǒng)發(fā)動機使用成本低廉，主要用于環(huán)保要求高的領(lǐng)域。
【專利說明】一種頂置凸輪軸的活塞式空氣能發(fā)動機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于新能源發(fā)動機【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種以壓縮空氣為動力來源的活塞式空氣能發(fā)動機。

【背景技術(shù)】
[0002]常見發(fā)動機使用石油、天然氣等化學(xué)原料，在發(fā)動機內(nèi)部燃燒化學(xué)原料，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)動能。這種發(fā)動機消耗了不可再生的原料，同時也排出大量有害氣體，是造成目前大氣污染主要原因之一。
[0003]清潔新能源發(fā)動機將是下一代發(fā)動機的發(fā)展趨勢。
[0004]當(dāng)前的電動新能源技術(shù)，由于在廢舊電池的回收技術(shù)上存在困難，容易造成環(huán)境的二次污染。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的就是針對上述問題而提供一種以壓縮空氣為動力的發(fā)動機，該發(fā)動機可將壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化成發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)動能進行動力輸出，是一種以壓縮空氣為動力來源的發(fā)動機。
[0006]本實用新型的技術(shù)解決方案是:一種頂置凸輪軸的活塞式空氣能發(fā)動機，其特征在于:包括由供給系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)組成的發(fā)動機配氣機構(gòu)，發(fā)動機缸體總成、缸蓋總成，發(fā)動機活塞、曲柄連桿機構(gòu)，發(fā)動機潤滑系統(tǒng)，熱交換系統(tǒng)；凸輪軸位于進氣門和排氣門上方；供給系統(tǒng)由進氣管路、流量控制閥，支架構(gòu)成；發(fā)動機缸體總成由缸體、油底殼、曲軸后擋板、曲軸油封、螺栓構(gòu)成，缸體內(nèi)設(shè)有活塞腔體；缸蓋總成由缸蓋、氣閥室罩蓋、缸蓋螺栓、密封墊構(gòu)成；進氣系統(tǒng)由進氣門、進氣門桿、進氣通道、流量控制閥、拉線、拉簧、拉簧支架以及連接螺栓組成，流量控制閥、拉線、拉簧、拉簧支架設(shè)置在缸蓋上，進氣門桿與進氣門之間設(shè)有密封結(jié)構(gòu)；排氣系統(tǒng)由排氣門、排氣門桿、排氣通道構(gòu)成，排氣門桿直接從排氣門穿出；發(fā)動機活塞位于活塞腔體內(nèi)，活塞曲柄連桿機構(gòu)的連桿上設(shè)有動力輸出齒輪；潤滑系統(tǒng)包括潤滑油泵、缸體和缸蓋內(nèi)部的潤滑通道及儲油裝置；熱交換系統(tǒng)包括缸體和缸頭內(nèi)部的熱交換介質(zhì)通道、換熱泵、換熱器及熱交換介質(zhì)。
[0007]本實用新型的技術(shù)解決方案中所述的發(fā)動機缸體總成、缸蓋總成均為單缸結(jié)構(gòu)。
[0008]本實用新型的技術(shù)解決方案中所述的進氣門桿與進氣門之間的密封結(jié)構(gòu)為雙重密封系統(tǒng)，包括進氣門和O型密封圈，以及鎖止墊片、氣門鎖片組成的鎖止機構(gòu)。
[0009]本實用新型的技術(shù)解決方案中所述的熱交換介質(zhì)為無水乙醇、低溫防凍液或變壓器油。
[0010]本實用新型具有如下突出的優(yōu)點:以壓縮空氣為動力來源，依靠壓縮空氣的膨脹做功，排出的尾氣為干凈的普通空氣，實現(xiàn)了發(fā)動機的無污染、零排放、綠色環(huán)保；整機采用純機械結(jié)構(gòu)，避免了其他發(fā)動機控制系統(tǒng)對電力的依賴；換熱機構(gòu)的設(shè)計，使得換熱介質(zhì)與大氣的能夠充分的能量交換，使氣動發(fā)動機具有更高的能量轉(zhuǎn)換效率；發(fā)動機結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，可靠性好。
[0011]本實用新型可廣泛使用于環(huán)保要求高的領(lǐng)域，如風(fēng)景區(qū)的旅游車，汽車尾氣污染嚴(yán)重的大中型城市等，它不僅可有效降低這些區(qū)域的汽車尾氣排放，同時還可以排出清潔的空氣，達(dá)到環(huán)保目的；本實用新型可使用于傳統(tǒng)內(nèi)燃機和電動機無法使用的特殊領(lǐng)域，如水下，地底礦井等；本實用新型可作為戰(zhàn)略資源儲備，其在輸出動力時，還能釋放出清潔空氣，有著特殊戰(zhàn)略需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型實施例的三維軸測示意圖。
[0013]圖2是圖1的左視剖視示意圖。
[0014]附圖標(biāo)記說明:1-氣閥室罩蓋，2-缸蓋螺栓，3-缸蓋，4-缸體，5-曲軸后擋板，6-油底殼，7-螺栓，8-流量控制閥，9-拉簧，10-拉簧支架，11-動力輸出齒輪，12-排氣門，13-曲柄連桿機構(gòu)，14-凸輪軸，201-進氣通道，202-活塞腔體，203-排氣通道。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細(xì)說明。
[0016]如圖1、圖2所示。本實用新型包括由供給系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)組成的發(fā)動機配氣機構(gòu)，發(fā)動機缸體總成、缸蓋總成，發(fā)動機活塞、活塞曲柄連桿機構(gòu)，發(fā)動機潤滑系統(tǒng)，熱交換系統(tǒng)。
[0017]供給系統(tǒng)由進氣管路、流量控制閥，支架構(gòu)成，其中，進氣管路采用耐高壓氣體管路，不同于常規(guī)燃料發(fā)動機進氣方式；進氣管路裝有流量控制閥，專用于進氣流量控制，也不同于常規(guī)燃料發(fā)動機。取消了燃料供應(yīng)系統(tǒng)。
[0018]發(fā)動機缸體總成由缸體4、油底殼6、曲軸后擋板5、曲軸油封、螺栓7構(gòu)成，缸體4內(nèi)設(shè)有活塞腔體202。由于供給系統(tǒng)取消了燃料供應(yīng)系統(tǒng)，缸體內(nèi)燃料供應(yīng)通道取消，另外缸體總成包含有潤滑油道、熱交換介質(zhì)通道、曲軸后擋板5、曲軸油封。
[0019]缸蓋總成由缸蓋3、氣閥室罩蓋1、缸蓋螺栓2、密封墊等構(gòu)成。發(fā)動機缸體總成、缸蓋總成均為單缸結(jié)構(gòu)。由于供給系統(tǒng)取消了燃料供應(yīng)系統(tǒng)，缸蓋內(nèi)燃料供應(yīng)通道取消，另外缸蓋總成包含進氣通道201、排氣通道203、熱交換介質(zhì)通道、潤滑通道、密封機構(gòu)。熱交換通道位于進氣通道周圍及缸套周圍，用于發(fā)動機和空氣的熱交換。潤滑通道流向氣門，曲軸，凸輪軸，活塞，缸套等。密封機構(gòu)包括缸墊、進氣門密封圈與排氣門密封圈、凸輪軸油封。
[0020]進氣系統(tǒng)由進氣門、進氣門桿、進氣通道201、流量控制閥8、拉線、拉簧9、拉簧支架10以及連接螺栓組成，流量控制閥8、拉線、拉簧9、拉簧支架10設(shè)置在缸蓋3上，進氣門桿與進氣門之間設(shè)有密封結(jié)構(gòu)；進氣門桿與進氣門之間的密封結(jié)構(gòu)為雙重密封系統(tǒng)，包括進氣門和O型密封圈，以及鎖止墊片、氣門鎖片組成的鎖止機構(gòu)。流量控制閥8、拉簧9、拉簧支架10以及連接螺栓構(gòu)成發(fā)動機進氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，拉線行程決定氣閥開度，拉簧用于氣閥回位。
[0021]排氣系統(tǒng)由排氣門12、排氣門桿、排氣通道203構(gòu)成，排氣門桿直接從排氣門12穿出。進、排氣控制系統(tǒng)由凸輪軸14實現(xiàn)。進、排氣時間控制系統(tǒng)由凸輪軸配合進氣門桿、排氣門桿實現(xiàn)。凸輪軸位于進氣門和排氣門上方，凸輪型線根據(jù)空氣膨脹做功的特性曲線，采用特殊設(shè)計的包絡(luò)曲線，保證曲軸在0°?170°內(nèi)完成進氣做功沖程，在180°?360°內(nèi)完成排氣沖程。完全不同于傳動內(nèi)燃機的進氣，壓縮，做功，排氣沖程。
[0022]發(fā)動機活塞位于活塞腔體202內(nèi)，曲柄連桿機構(gòu)13的連桿上設(shè)有動力輸出齒輪
11?；钊麣猸h(huán)和油環(huán)根據(jù)空氣能做功原理進行了角度配合布置，各環(huán)開口角度相差120°?；钊共吭O(shè)計有銷孔，用于連桿安裝。
[0023]潤滑系統(tǒng)包括潤滑油泵、缸體4和缸蓋3內(nèi)部的潤滑通道及儲油裝置。潤滑油泵采用了與現(xiàn)有的發(fā)動機相同的結(jié)構(gòu)。潤滑通道流向氣門，曲軸，凸輪軸，活塞，缸套等，保證所有運動件之間有良好的油潤滑，防止損傷，降低摩擦系數(shù)。
[0024]熱交換系統(tǒng)包括缸體4和缸蓋3內(nèi)部的熱交換介質(zhì)通道、換熱泵、換熱器及熱交換介質(zhì)，實現(xiàn)熱交換介質(zhì)與大氣的熱量交換。熱交換介質(zhì)為無水乙醇、低溫防凍液或變壓器油，本實例中采用了變壓器油。熱交換通道位于進氣通道周圍及缸套周圍，用于發(fā)動機和空氣的熱交換。換熱泵位于缸體內(nèi)部，油底殼上方，散熱器位于缸體外部。換熱泵和散熱器通過熱交換介質(zhì)通道連接，熱交換介質(zhì)將流經(jīng)進氣通道周圍及缸套周圍，用于發(fā)動機和空氣的熱交換。
[0025]本實用新型的工作原理如下:壓縮空氣通過缸蓋3的進氣通道201進入，途中由流量控制閥8控制進氣流量。壓縮空氣進入發(fā)動機的活塞腔體202后，迅速膨脹推動活塞做往復(fù)運動。活塞的往復(fù)運動帶動連桿做旋轉(zhuǎn)運動，裝配于連桿上的動力輸出齒輪11將進行旋轉(zhuǎn)動力輸出。
[0026]以上所述實施例僅表達(dá)了本實用新型的【具體實施方式】，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種頂置凸輪軸的活塞式空氣能發(fā)動機，其特征在于:包括由供給系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)組成的發(fā)動機配氣機構(gòu)，發(fā)動機缸體總成、缸蓋總成，發(fā)動機活塞、曲柄連桿機構(gòu)，發(fā)動機潤滑系統(tǒng)，熱交換系統(tǒng)；凸輪軸位于進氣門和排氣門上方；供給系統(tǒng)由進氣管路、流量控制閥，支架構(gòu)成；發(fā)動機缸體總成由缸體(4)、油底殼(6)、曲軸后擋板(5)、曲軸油封、螺栓(7)構(gòu)成，缸體(4)內(nèi)設(shè)有活塞腔體(202);缸蓋總成由缸蓋(3)、氣閥室罩蓋(I)、缸蓋螺栓(2)、密封墊構(gòu)成；進氣系統(tǒng)由進氣門、進氣門桿、進氣通道(201)、流量控制閥(8)、拉線、拉簧(9)、拉簧支架(10)以及連接螺栓組成，流量控制閥(8)、拉線、拉簧(9)、拉簧支架(10)設(shè)置在缸蓋(3)上，進氣門桿與進氣門之間設(shè)有密封結(jié)構(gòu)；排氣系統(tǒng)由排氣門(12)、排氣門桿、排氣通道(203)構(gòu)成，排氣門桿直接從排氣門(12)穿出；發(fā)動機活塞位于活塞腔體(202 )內(nèi)，活塞曲柄連桿機構(gòu)的連桿上設(shè)有動力輸出齒輪(11);潤滑系統(tǒng)包括潤滑油泵、缸體(4)和缸蓋(3)內(nèi)部的潤滑通道及儲油裝置；熱交換系統(tǒng)包括缸體(4)和缸頭(3 )內(nèi)部的熱交換介質(zhì)通道、換熱泵、換熱器及熱交換介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頂置凸輪軸的活塞式空氣能發(fā)動機，其特征在于:所述的發(fā)動機缸體總成、缸蓋總成均為單缸結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種頂置凸輪軸的活塞式空氣能發(fā)動機，其特征在于:所述的進氣門桿與進氣門之間的密封結(jié)構(gòu)為雙重密封系統(tǒng)，包括進氣門和O型密封圈，以及鎖止墊片、氣門鎖片組成的鎖止機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種頂置凸輪軸的活塞式空氣能發(fā)動機，其特征在于:所述的熱交換介質(zhì)為無水乙醇、低溫防凍液或變壓器油。
【文檔編號】F01B29/10GK203962046SQ201420395449
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】申偉, 樊帆, 徐鵬, 周艷 申請人:襄陽分?jǐn)?shù)線機械設(shè)計有限公司