专利名称：一种空气压缩机及一种汽车发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及空气压缩机领域，尤其涉及一种空气压缩机及一种汽车发动机。
背景技术：
用于汽车发动机等动力设备的空气压缩机(简称空压机)通常包括涡扇式、螺杆式及活塞式。其中，涡扇式空气压缩机主要包括密封安装在腔体内的转轴，以及安装在转轴上 的一级或者多级叶轮，每级叶轮之间间隔一定距离，各级叶轮都包括多个片状的扇叶，转轴在电机的作用下带动扇叶旋转，进入腔体前端的空气从各级扇叶的迎风面不断向背风面高速流动，大量高速流动的空气聚集在腔体后端呈压缩状态而产生很大气压。螺杆式空气压缩机的扇叶呈螺旋状且环绕在转轴上，使扇叶与转轴本身连为一体而形成螺杆，该种类型的空气压缩机的螺杆在电机的作用下旋转，进入腔体前端的空气位于螺杆与腔体相互啮合的齿沟之间，螺杆在电机的作用下旋转而使齿沟的啮合间隙从腔体前端至后端逐渐变小，腔体内的空气经这些沟齿高速流动至空间变小的腔体后端而呈压缩状态，从而产生很大的气压。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是，提供一种新型的空气压缩机以及和发动机，能够提供能大的气体压力和动力。为解决上述技术问题，本发明提供一种空气压缩机，包括腔体以及密封安装在所述腔体内的转轴，所述转轴上安装有至少一个与所述转轴联动的扇叶，所述扇叶表面设有气体导入口，所述扇叶内部设有流体通道，所述流体通道一端与所述气体导入口连通，另一端与设置在所述扇叶表面的气体导出口连通和/或通过所述转轴内的中空通道与吸气马达的气体吸入口连通。进一步地，所述腔体内的空间包括压力室以及分隔在所述压力室前后两端的压缩机负压室和压缩机高压室，所述压力室、压缩机负压室和压缩机高压室之间连通，所述扇叶位于所述压力室内。一种实施方式中，还包括吸气马达，所述扇叶为中空结构，包括朝向所述压缩机高压室的外壳和朝向所述压缩机负压室的内壳，所述气体导入口设置在所述外壳上，所述吸气马达包括所述气体吸入口和气体排出口，所述气体排出口与所述压力室连通。另一种实施方式中，所述扇叶包括与所述转轴相连的连接端，以及与所述连接端相对的自由端，所述气体导入口位于各扇叶的连接端与自由端之间，所述气体导出口位于所述扇叶的自由端后部。优选地，所述空气导入口的延伸方向与所述扇叶的旋转方向平行或形成锐角。例如，所述空气压缩机可为涡扇式空气压缩机，其扇叶呈片状，或所述空气压缩机可为螺杆式空气压缩机，其扇叶螺旋环绕在所述转轴上且与所述转轴形成螺杆，当然空气压缩机还可为其他形式的空气压缩机。一种实施方式中，所述压缩机高压室与压力室之间采用隔板隔开，所述隔板中部设有至少一个高压导气口，所述压缩机高压室内还设有绕流盘，所述绕流盘的中心固定在所述转轴上，所述绕流盘背向所述扇叶的一面设有螺旋状凸起的导流圈。另一种实施方式中，所述压缩机高压室内设有至少一个扰流板，所述扰流板一端与所述腔体的侧壁相连，另一端与所述侧壁之间留有间隙。本发明还保护了一种汽车发动机，包括以上所述的空气压缩机和气缸，所述空气压缩机的腔体的前后两端还具有分别与所述压缩机负压室和压缩机高压室连通的压缩机进气口和压缩机排气口，所述气缸包括壳体和设置在所述壳体内的活塞，所述壳体内的空间包括分隔在所述活塞前后两侧的气缸气压室和气缸负压室，所述壳体的前端还具有与所述气缸气压室连通的气缸进气口和气缸排气口，所述气缸进气口和压缩机排气口在控制器的控制下连通。 进一步地，还包括导气管，所述气缸的后端封闭且设有与所述气缸负压室连通的负压导气口，所述导气管的一端通过所述负压导气口与所述气缸负压室连通，另一端在控制器的控制下与所述空气压缩机的压缩机负压室连通。优选地，所述活塞包括与所述气缸气压室相接的前端，该前端的表面设有增压导气口，所述活塞内部设有中空的增压通道，所述增压通道通过所述增压导气口与所述气缸气压室连通。本发明的有益效果是本发明的空气压缩机在扇叶内设置流体通道，当扇叶随转轴旋转的过程中，气体自气体导入口进入流体通道后，随扇叶在流体通道内高速旋转，随后自扇叶自由端的气体导出口排出，和/或利用吸气马达的吸力吸入转轴的中空通道。对于涡扇式或者螺杆式空气压缩机，由于气体导入口和流体通道的设置，从而使气流在扇叶的离心力作用下获得更大流速和流体压力，或者将吸气马达与空气压缩机自身所提供的能量进行叠加，使气体导入口处和流体通道内的气体与腔体内位于流体通道外的气体相比具有更高的流速，从而在空气压缩机的气压室内产生很大的压力差，该压力差能够产生很大的流体压力。
图I为本发明一种实施例采用涡扇式空气压缩机的发动机主视示意图；图2为本发明一种实施例的润扇式空气压缩机的扇叶俯视不意图；图3为图I和图2沿A-A位置的剖面图；图4为本发明另一种实施例的涡扇式空气压缩机主视示意图；图5为本发明一种实施例的螺杆式空气压缩机主视示意图；图6为本发明一种实施例的绕流盘的俯视示意图；图7为本发明第二种实施例的发动机主视示意图；图8为本发明第三种实施例的发动机主视示意图；图9为本发明第四种实施例的发动机主视示意图；图10为本发明一种实施例的活塞主视示意图。
具体实施例方式下面通过具体实施方式
结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明的空气压缩机在转轴上的扇叶表面设有气体导入口，扇叶内部还设有流体通道，流体通道一端与气体导入口连通，另一端与设置在扇叶表面的气体导出口连通，和/或通过转轴内的中空通道与吸气马达的气体吸入口连通，从而利用离心力或者吸气马达的作用增大气体压力。本发明的空气压缩机可适用于涡扇式空气压缩机、螺杆式空气压缩机或其他类空气压缩机。实施例一请参考图I至图3,本实施例的发动机I包括空气压缩机4、气缸I和压缩机排气管608、导气管609等组成部分。其中，空气压缩机采用涡扇式，包括一中空的腔体，该腔体内设有由电机带动的转轴602，腔体的前后两端分别设有压缩机进气口和压缩机排气口，腔体内部的空间包括压力室407，以及分隔在压力室407前后两端的压缩机负压室401和压缩机高压室404，压力室407、压缩机负压室401和压缩机高压室404之间连通。压缩机进气口和压缩机排气口分别与压缩机负压室401和压缩机高压室404连通。在压力室407内具有与转轴602联动的叶轮，这些叶轮可为一级或者沿转轴602的轴向分布的多级，各级叶轮都包括多个扇叶601，转轴602在电机驱动下旋转时，各扇叶601也随转轴602旋转。本实施方式中，各扇叶601的表面设有气体导入口 606和气体导出口 615或616，扇叶601的内部还设有连通气体导入口 606和气体导出口 615或616的流体通道605，例如对于本实施例涡扇式压缩机的片状扇叶601，各扇叶601包括与转轴602相连的连接端，以及与连接端相对的自由端，气体导入口606位于各扇叶601的连接端与自由端之间，可沿扇叶的长度方向设置，气体导出口 615位于扇叶601的自由端。按照腔体内空气自前向后的流动方向，每个扇叶601都包括朝向压缩机负压室401的迎风面和朝向压缩机高压室404的背风面，当扇叶601为包括内外壳的空心结构时，内壳604和外壳603分别对应于扇叶的迎风面和背风面。本实施方式中，气体导入口 606和气体导出口 615可灵活设置在扇叶601的外壳603和/或内壳604上，使流体通道605位于外壳603与内壳604之间，能够使气体在流体通道605内从扇叶中心径向向外高速流动。优选地，可将气体导入口 606位于扇叶601的内壳604上，且多个气体导入口 606沿扇叶601的长度方向分布,气体导出口 615位于外壳603的自由端顶尖处后部,便于气体自从前往后高速流动。气体导入口 606的形状可灵活设置，例如可为圆形、条形、菱形、扇形、椭圆形、弧形等，每个扇叶601上可设置一个或者多个气体导入口 606。为了使扇叶601在旋转过程中顺利地将扇叶的外壳603外部更多的气体导入流体通道605，当气体导入口 606为椭圆形、扇形等非中心对称的形状时，优选设置其延伸方向与扇叶601的旋转方向平行或形成锐角，例如气体导入口 606的轴线612与扇叶601的旋转方向大致平行。本实施方式的空气压缩机在工作过程中，各级扇叶601的高速转动产生很大的离心力，该离心力与沿扇叶长度方向的流体通道605内气体的流动方向一致，都是把扇叶中心的气体从向四周径向向外抛出，此时气流紧紧缠住扇叶601沿其宽度方向从迎风面向背风面转移而产生很大气压，运动速度越快产生气压越大，该气压很容易从气体导入口 606把气流引入流体通道605内，同时与流体通道605外部的气体相比，在离心力强大引力作用下，气体沿长度方向比宽度方向经过的路径更长，由于气体流动路径增加使气体的流速大大加快且流动方向与扇叶601自身的排气方向相同，这些流体压力从高向低经多级扇叶601的流体通道逐级增压后，进一步提高了流动速度，从而最终在压缩机高压室404产生很大的气压，进一步地，各气体导出口 615处还设置弧形或曲线形的导流器613，便于引导气体从气体导出口 615高速排出且气体的流动方向保持与扇叶601本身的排气方向相同。本实施方式的气缸I包括壳体和设置在壳体内的活塞2，活塞2略呈锥形且与壳体的内壁之间形成紧配合且可沿内壁来回移动，壳体内的空间包括分隔在活塞2前后(此处的前后分别对应于图I中的上下)两侧的气缸气压室201和气缸负压室302，壳体的前端还具有与气缸气压室201连通的气缸进气口 101和气缸排气口 102，气缸进气口 101和气缸排气口 102可根据活塞2在气缸I内的运动状态在控制器的作用下打开或者封闭。压缩机排气管608的两端分别连接气缸进气口 101和压缩机排气口，用于根据控制器的控制将压缩机高压室404内的高压气体传输至气缸气压室201从而驱动活塞2运动。进一步地,发动机I还可包括导气管609,气缸I的后端封闭使气缸负压室302成为一个封闭的空间，且气缸I后端设有与气缸负压室302连通的负压导气口 301，该负压导气口 301可在控制器的作用下根据需要打开或者关闭，导气管609的一端通过负压导气口301与气缸负压室302连通，另一端与空气压缩机4的压缩机负压室401连通，用于在必要时将空气压缩机4前部的压缩机负压室401与气缸负压室302相连而为气缸负压室302提供负压，从而使活塞2在前端的正压和后端更大的负压作用下顺利向下运动。另一实施方式中，还可在活塞2朝向气缸负压室302的一端设置封闭的活塞负压室210,活塞负压室210通过气缸负压室302顶部的多个吸口 304，与气缸I内壁和锥形活塞2下部之间的缝隙或下部连通，进而与气缸负压室302连通，导气管609的一端穿过负压导气口 301和活塞负压室210底部的活塞导气口 303而与活塞负压室210连通，本实施方式使活塞2后部提供一与汽缸负压室302连通的空间，同样能够在必要时为活塞2后端提供负压。本实施例的发动机为二冲程发动机，工作过程中，空气压缩机5通过压缩机排气管608把压缩机高压室404内的高压气体排入气缸I上部的气缸气压室201内，此时气缸排气口 102在控制器的控制下封闭，同时由于空气压缩机4内的压缩机负压室401内具有大量的负压气体，其通过导气管609连接至气缸负压室302底部的负压导气口 301从而与气缸负压室302连通，当活塞2上部承受正压产生的向下推动力时，下部利用负压强力向下吸附，使活塞2上下部之间产生更大的压力差，于是正压力必然向负压力转移压力差，两者之间压力差越大，产生冲击力和推动力越大。活塞2可在推力作用下由上止点到达下止点，利用连杆105驱动曲轴103转过第一个半圆180°，此时，气缸排气口 102在控制器作用下打开，负压导气口 303和气缸进气口 101关闭，活塞2在飞轮106和曲轴103的惯性带动下，由下止点向上止点移动，活塞2上方的气缸气压室201容积逐渐减少，活塞2到达上止点，依次反复循环。本实施方式发动机可利用气缸中活塞2的上下快速运动，通过连接件104使连杆105带动曲轴103转动，从而驱动变速器、传动轴及汽车车轮转动。由于气缸气压室201内的气压很大，高压气体本身即可推动活塞2使其上下快速运动，因此该气缸气压室201内也可不设置燃料而直接使用，与现有汽车的发动机相比，很大程度上节约了能源，同时也减少了碳排放量，具有很好的环保性能。
气缸气压室201可作为燃烧室，其中的燃料在高压气体的作用下充分燃烧而产生很强的正压，此时发动机为四冲程发动机。通常情况下，燃烧室内流体压力增加多少，油料就相应减少多少，压力增加越多，油料就减少的越多，当本实施方式的发动机用于汽车等动力机构时，由于油料消耗较少，很大程度上减少了排污所造成的环境污染。进一步地,本实施例的空气压缩机4的压缩机闻压室404内还可设置扰流板619,该扰流板619 —端与腔体的侧壁相连，另一端与腔体的侧壁之间留有间隙，用于增加高压气体在压缩机高压室404内的流动路径从而进一步提高其流动速度。扰流板619可具有一个或者多个，具有多个扰流板619时相邻扰流板的相对端与腔体的侧壁相连，另一端与腔体的侧壁之间留有间隙，高压气流从前向后流动时需依次绕过各扰流板619，因此路径更长。进一步的扰流板619的前面、后面或者前后两面可设置成凹凸不平的凸起，例如弧形或者曲线形凸起，能够进一步起到增加流体路径以产生更大压力差的作用。
实施例二 请参考图I至图3，与第一实施例的压缩机不同的是，本实施例的压缩机包括吸气马达5。吸气马达5包括气体吸入口和气体排出口，气体排出口可与空气压缩机4的压缩机进气口连通，也可通过马达排气管501穿过空气压缩机4的压缩机负压室401与压力室407连通，用于向压力室407内排入更多空气。空气压缩机4的转轴602内部还具有中空通道611，中空通道611的一端通过马达吸气管502与吸气马达5的气体吸入口连通，另一端与扇叶601内的流体通道605连通。本实施例中，扇叶601为中空结构时，气体导入口 606可设置在外壳603上，马达吸气管502和转轴602之间用轴承503相连接，当转轴602转动时，轴承内的马达吸气管502不受影响，用于利用吸气马达5的吸力从气体导入口 606向流体通道605内吸入更多的空气，一方面增加了进入气体导入口 606和流体通道605的气体量和气体流速，使扇叶601的外壳603与内壳604表面的气体流速不同而产生压力差，该压力差，另一方面为压力室407循环吸入一部分具有初始流速的气体，使这部分气体在扇叶601的旋转作用下具有更高的流速，从而将吸气马达5与空气压缩机4自身所提供的能量进行叠加，进一步提高了压缩机高压室404内的空气压力。一种实施例中，如图3的右部所示，转轴602上还可设置多个与中空通道611相连通的中空页盘610，其位置与各级扇叶601的位置对应且通过一根通气管617设置在扇叶601的流体通道605内，该通气管617 —端与中空页盘610连通，另一端通往各扇叶601自由端的内部导出口 618，该内部导出口 618与流体通道605连通(气体导出口 615封闭为内部导出口 618)。另一种结构如图3的左部所示，流体通道605内用隔板621分隔为连通的两层，隔板621的一端连接在扇叶601的连接端的内壁上，另一端与扇叶601的自由端的内壁之间留有内部导出口 618使上下层连通，流体通道的上层620与外壳603上的气体导入口 606连通，下层与中空页盘610连通。进一步地，流体通道605内还可在上层620或下层设置扰流结构，该扰流结构沿流体流动路径呈凹凸形、波浪形或多个重复排列的弧形等，用于增加流体在流体通道605内的流动路径，从而加快气体流速。吸气马达5可设置在空气压缩机4的腔体外部的前端，也可如图4所示设置在腔体内部。图中，吸气马达5设在转轴602前部的轴承外罩内，吸气马达5的转轴与压缩机的转轴602同心设置，由于二者同心不同速，再经过多个大小不同齿轮的变速盒来加快吸气马达5的转速，使吸气马达5的转速更快于气体压缩机4的转速而产生很大吸力。本实施方式中，吸气马达5通过马达吸气管502、转轴602内的中空通道611、中空页盘610和扇叶601内的流体通道605与外壳603上的气体导入口 606连通，使各级叶轮前后部之间因流速不同而形成压力差，该压力差趋势叶轮向后喷出经多级叶轮压缩的高压流体，而在空气压缩机4内部产生很大流体相应的流体压力。进一步地，本实施方式的吸气马达5还可使用在实施例一的空气压缩机4上，进一步增加空气压缩机4所产生的空气压力，从而提高发动机的推动力。第三实施例如图5和图6所示，本实施例的空气压缩机4为螺杆式空气压缩机，可替换第一实 施例的涡扇式空气压缩机而在发动机中使用，该螺杆式空气压缩机的扇叶601螺旋环绕在转轴602上且与转轴602形成螺杆，扇叶601在转轴602上环绕多周而成为多级叶轮。一种类似于实施例一的实施方式中，该空气压缩机的各扇叶601背风面的外壳603上可设置多个气体导入口 606和气体导出口 615，气体导入口 606位于扇叶601用于连接转轴602的连接端与自由端之间，气体导出口 615位于扇叶601的自由端后部。螺旋状的各扇叶601同样包括朝向压缩机负压室401的迎风面和朝向压缩机高压室404的背风面，当扇叶601为包括内外壳的空心结构，内壳604和外壳603分别对应于扇叶601的迎风面和背风面，本实施方式中，气体导入口 606和气体导出口 615可灵活设置在扇叶601的外壳603和/或内壳604上。本实施例的压缩机负压室401与压力室407之间可米用隔板隔开，隔板上还开设通口以连通压缩机负压室401与压力室407。压力室407与压缩机高压室404之间也采用隔板隔开，该隔板中部设有至少一个高压导气口 403用于连通压力室407与压缩机高压室404。空气压缩机工作过程中，螺杆在转轴602的驱动下高速旋转，各扇叶601外壳603上的气体导入口 606把压缩机负压室401内的气体高速吸入流体通道605内，流体在离心力的作用下加速而产生更大的流体压力。一种类似于实施例二的实施方式中，空气压缩机4的腔体前端或者内部设置吸气马达5，吸气马达5包括气体吸入口和气体排出口，吸气马达5的气体排出口可与空气压缩机4的压缩机进气口连通，也可通过马达排气管501穿过空气压缩机4的压缩机负压室401与压力室407连通，用于向压力室407内排入更多空气。空气压缩机4的转轴602内部还具有中空通道611，中空通道611的一端通过马达吸气管502与吸气马达5的气体吸入口连通，另一端与扇叶601内的流体通道605连通，从而利用吸气马达5的吸力从设置在外壳603上的气体导入口 606向流体通道605内吸入更多的空气，使扇叶601的外壳603和流体通道605内形成二层高速运动的流体层，与内壳604上的流体因流速不同而形成很大压力差，逐级扇叶601又把流体压力差转移后在压力室407内共同形成很大的流体压力，高压空气经压力室407与压缩机高压室404之间的高压导气口 403进入高压室404内。 进一步地，压缩机负压室401还可通过导气管609连接至气缸的负压导气口，使压缩机负压室401在控制器的控制下与气缸气压室连通,用于在必要时向气缸气压室提供负压气体以驱动活塞运动。 本实施例的压缩机高压室404内可采用实施例二中的扰流板进一步增加气体流速，也可在压缩机高压室404内设置绕流盘402 (当然该绕流盘402也可设置在实施例一、二中代替扰流板)，绕流盘402的中心固定在转轴602上可随转轴一起转动，绕流盘402朝向扇叶601的一面为平面，背面设有螺旋状凸起的导流圈405。当空气压缩机4和吸气马达5工作时，转轴602带动多级扇叶601和转盘402高速转动，通过各扇叶601外壳603上的气体导入口 606把流体高速吸入流体通道605内，流体共同到逐级叶轮又把流体压力差转移后在压力室407内共同形成高压气体，这些高压气体又经高压导气口 403进入压缩机高压室404内，经螺旋状导流圈402的前部平面，从绕流盘402四周的扰流导气口 406或从绕流盘402与腔体内壁之间缝隙流动至绕流盘402的背面，高压气体经过螺旋状导流圈405，流动路径进一步延长，使流体运动速度更快，前后面之间产生很大压力差，前部的高压力低流速向背部高流速低压力转移压力差，以形成更大压力，最后从压缩机排气管608进入气缸的气缸气压室。与现有技术相比，本实施例的空气压缩机5通过绕流盘402的设置延长了流体在压缩机高压室404内的流动路径，从而提高了流体速度，使压缩机高压室407内形成很大的流体压力，因此显著增大了空气压缩机4产生的空气压力，进一步提高了使用该空气压缩机的发动机的动力。
实施例四如图7所示，本实施例采用以上各实施例的空气压缩机4，本实施例的发动机包括6个气缸I。与压缩机高压室相连的压缩机排气管608通过六个支管分别与各气缸I上部的气缸进气口 101连通，用于把压缩后的高压气体导入气缸气压室201内，然后把需要排出的废气从气缸排气口 102排出，各气缸I的气缸进气口 101在控制器的作用下同时打开或者关闭，各气缸I的气缸排气口 102也在控制器的作用下同时打开或者关闭。与压缩机负压室相连的导气管609分别通过六个支管通过各气缸I下部的负压导气口 301与气缸负压室302连通，用于在必要时向气缸负压室302内输入负压气体。导气管609在控制器的作用下实现开关控制。当发动机工作时，空气压缩机I内的扇叶随转轴高速旋转产生很大的离心力，吸气马达5也产生很大的吸力，通过马达吸管502使在空气压缩机4内各扇叶的外壳和流体通道内形成二层高速的流体层，与内壳之间产生很大的因流速不同形成的压力差，同时压力室与压缩机高压室内又产生更高流体压力差，使空气压缩机的压缩机负压室和压缩机高压室内分别形成负压流体和高压流体，压缩机高压室内的正压流体通过压缩机排气管608进入气缸气压室201，压缩机负压室内的负压流体产生很大吸力通过导气管609与气缸下部的气缸负压室302连通，使各气缸I内的活塞在上部很大的流体压力作用下，以及下部很大的吸力作用下，上下运动产生很大冲击力，从而带动飞轮106和曲轴103转动。本实施方式的各气缸I的气缸进气口 101，气缸排气口 102，负压导气口 301都采用控制器实现打开或者关闭的控制，与传统汽车发动机的活塞上下运动方式一致。以上各实施例中，气缸I的气缸气压室201内可设置燃料作为燃烧室，利用空气压缩机产生的高压力流体，使活塞上部经燃料燃烧后产生瞬间的冲击力很大，还可不设计封闭的气缸负压室302，而是使气缸I的后端敞开，同样能够产生很大推动力。当然也可在气缸气压室201内不设置然燃料，直接利用流体压力推动活塞2运动。本实施例适用于大载重量的汽车。实施例五如图8所示，本实施例采用以上各实施例的空气压缩机，与实施例四不同的是，本实施例的发动机中，空气压缩机设置在多个气缸的上部，空气压缩机的腔体与各气缸的壳体之间通过隔板隔开，隔板上开设多个通孔作为压缩机气缸进气口 101，各气缸的上部还设置与气缸气压室201连通的气缸排气口 102，空气压缩机与各气缸之间的气缸进气口 101可在控制器的控制下同时打开或关闭，各气缸的气缸排气口 101也可在控制器的控制下同时打开或关闭。当发动机工作时，吸气马达5产生极强的吸力，通过转轴602内的中空通道611，使空气压缩机内各扇叶601外壳上的气体导入口在离心力和吸气的作用下，把流体高速导入流体通道内，在外壳表面和流体通道内形成二层流速很高的流体层，与内壳表面的流体之间产生很大的流体压力差，同时，扇叶601自身旋转而排出大量的高压流体，腔体内的高压流体一齐从上向下转移至压缩机高压室内形成很大流体压力。由于在吸气马达5在强大吸力状态中，很容易使扇叶601外壳表面的空气流速比内壳表面快很多，使得各级叶轮前后部都能产生很大的流体压力差，多级叶轮遵循高压力向低压力转移的规律，流体压力逐级叠加，随同各级叶轮经吸入、压缩，再吸入、再压缩的高压流体一起共同在压缩机高压室内形成高压气体。当各气缸的气缸进气口 101在控制器的控制下瞬间打开时，空气压缩机内的高压流体瞬间进入气缸气压室201内，使压缩机高压室和气缸气压室201内的高压力相对平衡，因为多个气缸进气口 101均布在气缸上部，所以更容易使气缸气压室201与压缩机高压室内瞬间形成气压平衡，使空气压缩机内的极高气压瞬间作用在活塞2的上 部，产生很大的向下压力，同时，活塞2下部的活塞负压室或气缸负压室通过导气管609在控制器的控制下与空气压缩机的压缩机负压室连通，由于活塞2受到上部的高压力和下部的负压力，这种上下部的压力差越大，活塞2向下运动速度就越快。当气缸气压室201内设置燃料时，空气压缩机提供的流体压力越大，燃油需要量越小，当发动机驱动汽车正常行驶时所需的能耗越小，因此本实施例的发动机能够产生更大推动力，更加节能。当然。本实施例的发动机的气缸气压室201内也可不设置燃料,利用空气压缩机和吸气马达5较大的功率，共同增加高压流体施加在活塞2上的作用力，仍然能够形成很大推动力驱动汽车行驶。另一种实施方式中，发动机可提供两种不同的动力模式而形成双模汽车，由用户选择采用燃料驱动或者利用上述方式不采用燃料而直接驱动活塞。与现有技术中双模汽车采用两种截然不同的动力系统和传动系统的方式相比，本实施例的双模汽车实际在发动机内设置一套动力和传动系统，使用很方便，根据不同路况和需要，用户可灵活选择不同的驱动模式，而且使汽车推动力更大，更节能。实施例六如图9所示，本实施例采用以上各实施例的空气压缩机4，空气压缩机4和吸气马达5设置在汽车7内，在吸气马达5强大吸力作用下，使空气压缩机4内多级扇叶外壳上的气体导入口将流体高速吸入流体通道内，使外壳表面和流体通道内形成二层高速运动的流体层，与内壳之间产生巨大压力差，随同叶轮排出高压流体共同在压缩机高压室内形成很高的流体压力，压缩机高压室在控制器的控制下通过压缩机排气管608与汽车7内的气动马达701连通，当气动马达701高速转动时带动减速器、差速器、两半轴后再带动汽车后部的左右车轮运转，形成后轮驱动，当然本实施例也可实现前轮驱动。另一实施例中，将气动马达701直接设置在四轮的轮毂703内，压缩机高压室通过压缩机排气管608与气动马达701连通，空气压缩机产生的高压气体通过气动马达701直接驱动四轮，从而驱动汽车行驶。以上实施例中，还可把空气压缩机产生的高压气体通过导管输入储气罐704内储存使用，储气罐还可通过导管连接气动马达701。
由于本实施例的空气压缩机内产生的流体压力很大，由于现有汽车中复杂的传动装置会产生不必要的能源浪费，而本实施例的空气压缩机能耗很小，选用合适的空气压缩机后，可直接通过气动马达与各对应轮来驱动汽车行驶，减小了能耗实施例七如图10所示，(请参照图I)本实施例的发动机中，气缸内的活塞2包括与气缸气压室相接的前端，该前端的表面203设有增压导气口 206，活塞2内部还设有中空的增压通道205，增压通道205通过增压导气口 206与气缸气压室连通。增压导入口 206的形状可为圆形、或其他形状，可设置在前端表面的中部或者四周，数量可灵活设置，增压通道205内壁204四周园形内部还可设置多层螺旋导气圈、通过内壁204上设导入口与其相通，扰流面等用于增加流体运动路径的结构。增压通道的具体形状、大小和位置也可根据具体需要灵活设置，例如可在活塞中设置多层平行的增压通道，各层通道之间连通，或活塞2对应的四周内壁内设多层增压通道。通常情况下，为了增大气缸中高压气体与活塞的施压面积，以增加高压气体对于活塞的推动力，活塞2的上端可设置平顶、凹顶或凹顶，本实施例通过在活塞2内设置增压通道205，进一步增加了活塞2与高压气体的接触面积。具体地，当发动机工作时，气缸气压室作为燃烧室，其内部的油料燃烧产生而很大的流体压力，高压流体从多个增压导气口 206进入增压通道205内，由于螺旋导气圈提供的流体运动路径大于燃烧室内流体路径的若干倍，一定程度上增加了燃烧室的面积，利于燃料更加充分地燃烧，同时活塞前端与高压流体之间的接触面积增加使得施压面积也相应增加，高压气体对活塞产生的产压力也增加，从而使发动机产生了更大的推动力，同时能够减小油耗。一种实施例中，当活塞气压室内不设置燃料时，压缩机提供的高压流体仍然能够为活塞提供足够的压力驱动其运动，因此更加节能和环保。以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.ー种空气压缩机，包括腔体以及密封安装在所述腔体内的转轴，所述转轴上安装有至少ー个与所述转轴联动的扇叶，其特征在干，所述扇叶表面设有气体导入ロ，所述扇叶内部设有流体通道，所述流体通道一端与所述气体导入口连通，另一端与设置在所述扇叶表面的气体导出口连通和/或通过所述转轴内的中空通道与吸气马达的气体吸入ロ连通。
2.如权利要求I所述的空气压缩机，其特征在于，所述腔体内的空间包括压カ室以及分隔在所述压カ室前后两端的压缩机负压室和压缩机高压室，所述压カ室、压缩机负压室和压缩机高压室之间连通，所述扇叶位于所述压カ室内。
3.如权利要求2所述的空气压缩机，其特征在于，还包括吸气马达，所述扇叶为中空结构，包括朝向所述压缩机高压室的外壳和朝向所述压缩机负压室的内売，所述气体导入ロ设置在所述外壳上，所述吸气马达包括所述气体吸入口和气体排出ロ，所述气体排出ロ与所述压カ室连通。
4.如权利要求2所述的空气压缩机，其特征在于，所述扇叶包括与所述转轴相连的连接端，以及与所述连接端相対的自由端，所述气体导入口位于各扇叶的连接端与自由端之间，所述气体导出ロ位于所述扇叶的自由端后部。
5.如权利要求4所述的空气压缩机，其特征在干，所述空气导入ロ的延伸方向与所述扇叶的旋转方向平行或形成锐角。
6.如权利要求2至5任一项所述的空气压缩机，其特征在于，所述压缩机高压室与压カ室之间采用隔板隔开，所述隔板中部设有至少ー个高压导气ロ，所述压缩机高压室内还设有绕流盘，所述绕流盘的中心固定在所述转轴上，所述绕流盘背向所述扇叶的一面设有螺旋状凸起的导流圏。
7.如权利要求2至5任一项所述的空气压缩机，其特征在于，所述压缩机高压室内设有至少ー个扰流板，所述扰流板一端与所述腔体的侧壁相连，另一端与所述侧壁之间留有间隙。
8.ー种汽车发动机，其特征在于，包括气缸和权利要求I至7任一项所述的空气压缩机，所述空气压缩机的腔体的前后两端还具有压缩机进气口和压缩机排气ロ，所述气缸包括壳体和设置在所述壳体内的活塞，所述壳体内的空间包括分隔在所述活塞前后两侧的气缸气压室和气缸负压室，所述壳体的前端还具有与所述气缸气压室连通的气缸进气口和气缸排气ロ，所述气缸进气口和压缩机排气ロ在控制器的控制下连通。
9.如权利要求8所述的发动机，其特征在于，还包括导气管，所述气缸的后端封闭且设有与所述气缸负压室连通的负压导气ロ，所述导气管的一端通过所述负压导气ロ与所述气缸负压室连通，另一端在控制器的控制下与所述空气压缩机的压缩机负压室连通。
10.如权利要求8所述的发动机，其特征在于，所述活塞包括与所述气缸气压室相接的前端，该前端的表面设有增压导气ロ，所述活塞内部设有中空的增压通道，所述增压通道通过所述增压导气ロ与所述气缸气压室连通。
全文摘要
本发明公开了一种新型的空气压缩机和汽车发动机，空气压缩机包括腔体以及密封安装在所述腔体内的转轴，所述转轴上安装有至少一个与所述转轴联动的扇叶，所述扇叶表面设有气体导入口，所述扇叶内部设有流体通道，所述流体通道一端与所述气体导入口连通，另一端与设置在所述扇叶表面的气体导出口连通和/或通过所述转轴内的中空通道与吸气马达的气体吸入口连通。本发明的空气压缩机能够提供更大的空气压力，发动机能够提供更大的推动力。
文档编号F02B33/40GK102628452SQ201210075600
公开日2012年8月8日 申请日期2012年3月21日 优先权日2012年3月21日
发明者朱晓义 申请人:朱晓义