压缩空气循环式发动的制造方法
【专利摘要】压缩空气循环式发动机，包括有贮气罐、压缩空气发动机、液压泵和液压平衡变压空压机四大部分组成。贮气罐用来贮存压缩空气，压缩空气发动机用来把压缩空气的膨胀能转换成机械能，支持液压平衡变压空压机工作，剩下的动力向外输出，液压泵用来将压缩空气发动机的机械能转化成液压能，给液压平衡变压空压机的液压缸提供压力液做功，液压平衡变压空压机用来把压缩空气发动机内膨胀做功后排出的乏压缩空气压缩，通过排气门、回气管、回气阀进入贮气罐内，使压缩空气的压力稳定循环做功。本发明所述的压缩空气循环式发动机，不仅可以提供动力，而且可以使动力更大、体积更小、更安全、没有污染、噪音很低。
【专利说明】压缩空气循环式发动机
【技术领域】
[0001] 本发明涉及发动机，尤其涉及压缩空气循环式发动机。
【背景技术】
[0002] 2005年2月一次偶然的机会给我的启发、启示，我产生了用压缩空气做能源，替代 汽油机用的汽油、柴油机用的柴油。经过九年多时间的探索、构思，再探索、再构思……。解 决了汽油机、柴油机少加改造就能用压缩空气做能源的压缩空气循环式发动机。
[0003] 压缩空气循环式发动机分四部分： 1、汽油机改造的压缩空气发动机用的贮气罐压缩空气的压力4. 5?5. OMPa，改造前汽 油机做功产生3?5 MPa，因而压力是安全的。柴油机改造的压缩空气发动机用的贮气罐内 压缩空气的压力9. 5?10 MPa，改造前柴油机做功产生5?10 MPa，压力也是安全的。
[0004] 2、贮气罐内的压缩空气通过开关、进气管进入压缩空气发动机的气缸内膨胀做功 推动活塞通过连杆使曲轴旋转，把压缩空气的膨胀能转化成了机械能。
[0005]3、液压泵通过压缩空气发动机的前曲轴头、液压泵传动轴、齿轮轴连接在同一轴 上，同步运转把压缩空气发动机的机械能又转化成了液压能。通过液压泵的出压力液口、进 压力液管在柱塞调整支架的控制下给液压平衡变压空压机提供压力液做功。
[0006] 4、液压平衡变压空压机和压缩空气发动机的配合上： (1)压缩空气发动机的气缸行程短、容积小、压力低。而液压平衡变压空压机气缸形成 长，容积大，产生的压强特大，使压缩空气发动机做功后排出的乏压缩空气通过排气管、进 气门进入液压平衡变压空压机的气缸内有足够的膨胀空间。
[0007] (2)液压平衡变压空压机利用了平衡的原理、一两破千斤的技巧，用同样大的马力 能压缩自然空气、低压压缩空气、中压压缩空气、高压压缩空气无论压力多高的压缩空气， 进入左右两气缸就变成了平衡的压力。压缩空气的压力释放为零。像压缩自然空气一样被 压缩。
[0008] (3)液压平衡变压空压机变压，压力液通过进压力液管，在调整支架的控制下进入 液压缸内，推动中间活塞、左右柱塞，左右活塞产生的压强高出贮气罐内压缩空气压力的3 倍、4倍、5倍等等。所以压缩空气发动机做功后排出的乏压缩空气从排气管、进气门进入液 压平衡变压空压机的气缸内被轻松的从排气门、回气管、回气阀压缩到贮气罐内。
[0009]而且压强变的越高，液压平衡变压空压机用的动力越小，压缩空气发动机转的越 快，产生了良性循环。压缩空气循环了，贮气罐内的压缩空气的压力稳定了，压缩空气循环 式发动机不停的工作，是很自然的。
[0010] 压缩空气循环式发动机分四大部分：贮气罐、压缩空气发动机、液压泵、液压平衡 变压空压机。
[0011] 压缩空气循环式发动机的工作原理，就是贮气罐、压缩空气发动机、液压泵、液压 平衡变压空气压缩机它们工作原理的总和。最有代表性的是液压平衡变压空压机的工作原 理。
[0012] 而且现有技术的发动机存在动力小、体积大、噪音高、污染大的一些技术缺陷。
【发明内容】
[0013] 本发明目的在于，克服现有技术不足，提供一种压缩空气循环式发动机，不仅可以 提供动力，而且可以使动力更大、体积更小、更安全、没有污染、噪音很低。
[0014] 本发明所述的压缩空气循环式发动机，包括有贮气罐、压缩空气发动机、液压泵和 液压平衡变压空压机四大部分组成。
[0015] 所述的贮气罐用来贮存压缩空气，汽油机改造的压缩空气发动机用的贮气罐压力 为4. 5?5MPa，柴油机改造的压缩空气发动机用的贮气罐压力为9. 5?10 MPa。贮气罐构 成件有贮气罐、压力表、充气阀、回气阀、回气管、开关、进气管、排气阀。
[0016] 所述的贮气罐内的压缩空气，通过开关、进气管进入压缩空气发动机的气缸内膨 胀做功后，排出的乏压缩空气，通过排气管从液压平衡变压空压机的左气缸的进气门进入 气缸膨胀做功推动左活塞、左柱塞和中间活塞合力推动右柱塞、右活塞，压强达13. 5? 15MPa，将乏压缩空气通过排气门、回气管、回气阀压缩到压力5 MPa的贮气罐内。压缩乏压 缩空气结束时，在调整支架的控制下，乏压缩空气沿排气管从右进气门进入气缸内膨胀做 功推动右活塞、右柱塞和中间活塞合力推动左柱塞、左活塞，压强达13. 5?15MPa，压缩乏 压缩空气经左气缸的排气门，回气管、回气阀进入压力5MPa的贮气罐内，这样无限循环。 [0017] 所述的压缩空气发动机的作用是：压缩空气进入压发机气缸内，膨胀做功，推动压 发机活塞通过连杆使曲轴旋转，把压缩空气的膨胀能转换成了机械能，通过压缩空气发动 机的前曲轴头、液压泵传动轴、主动齿轮轴连接在同一轴上同步运转，经液压泵把机械能又 转化成了液压能。经出压力液口、进压力液管，支持液压平衡变压空压机工作，剩下的动力 向外输出。其主要构成部件有压发机活塞、压发机气缸、压发机进气门、压发机排气门、连 杆、曲轴等。
[0018] 所述的压缩空气发动机是汽油机、柴油机改造成的，基本构造相同，所不同的是： ①汽油机、柴油机前端的两个正时齿轮，凸轮轴上的大正时齿轮的齿数，是曲轴小正时齿轮 数的两倍；②改造后压缩空气发动机前端的两个正时齿轮的齿数，凸轮轴上的正时齿轮的 齿数和曲轴正时齿轮的齿数相等，这样一改四冲程汽油机、柴油机都变成了两冲程压缩空 气发动机。
[0019] 所述的压缩空气发动机的冲程，压发机活塞从压发机气缸的一端运动到另一端叫 做一个冲程，压缩空气发动机的一个工作循环分为两个冲程，①做功冲程：压发机活塞由上 向下运动，压发机进气门开，压发机排气门关，压缩空气进入压发机气缸膨胀对外做功；② 排气冲程：压发机活塞由下向上运动，压发机进气门关，压发机排气门开，将乏压缩空气排 出压发机气缸。
[0020] 所述的压缩空气发动机一个工作循环中压发机活塞往复一次，曲轴转一周，凸轮 轴转一周，做功冲程，压缩空气对压发机活塞做功，内能最大，排气冲程靠惯性完成。
[0021] 所述的压缩空气发动机和汽油机对比，有以下不同： 一、汽油机的构造 汽油机的主要部件有活塞、气缸、进气门、排气门、火花塞、连杆、曲轴。
[0022] 二、汽油机的一个工作循环分四个冲程 1、吸气冲程：活塞由上向下运动，进气门开，排气门关，吸进空气和燃料混合物。
[0023] 2、压缩冲程：活塞由下向上运动，进气门关，排气门关，外界对气体做功，温度、压 强增大。
[0024] 3、做功冲程：活塞由上向下运动，进气门关，排气门关，燃烧的混合气对外做功。
[0025]4、排气冲程：活塞由下向上运动，进气门关，排气门开，将废气排出气缸。
[0026] 三、一个工作循环中活塞往复两次，凸轮轴转一周，曲轴转两周，做功冲程，燃气对 活塞做功，内能最大，其余的冲程靠惯性完成。
[0027]压缩空气发动机与汽油机和柴油机的异同表
【权利要求】
1. 本发明所述的压缩空气循环式发动机，包括有贮气罐、压缩空气发动机、液压泵和液 压平衡变压空压机四大部分组成。
2. 如权利要求1所述的压缩空气循环式发动机，其特征在于，贮气罐用来贮存压缩空 气，汽油机改造的压缩空气发动机用的贮气罐压力为4. 5?5MPa，柴油机改造的压缩空气 发动机用的贮气罐压力为9. 5?10 MPa，贮气罐构成件有贮气罐Cl、压力表C2、充气阀C3、 回气阀C4、回气管C5、开关C6、进气管C7、排气阀C8。
3. 如权利要求1所述的压缩空气循环式发动机，其特征在于，压缩空气发动机用来把 压缩空气的膨胀能转换成机械能，支持液压平衡变压空压机工作，剩下的动力向外输出，其 主要构成部件有压发机活塞A19、压发机气缸A20、压发机进气门A21、压发机排气门A22、连 杆A23、曲轴A24等，改造后压缩空气发动机前端的两个正时齿轮的齿数，凸轮轴上的正时 齿轮的齿数和曲轴正时齿轮的齿数相等，压发机活塞A19从压发机气缸A20的一端运动到 另一端叫做一个冲程，压缩空气发动机的一个工作循环分为两个冲程，做功冲程：压发机活 塞A19由上向下运动，压发机进气门A21开，压发机排气门A22关，压缩空气进入压发机气 缸A20膨胀对外做功；排气冲程：压发机活塞A19由下向上运动，压发机进气门A21关，压发 机排气门A22开，将乏压缩空气排出压发机气缸A20,压缩空气发动机一个工作循环中压发 机活塞A19往复一次，曲轴转一周，凸轮轴转一周，做功冲程，压缩空气对压发机活塞A19做 功，内能最大，排气冲程靠惯性完成。
4. 如权利要求1所述的压缩空气循环式发动机，其特征在于，液压泵用来将压缩空气 发动机的机械能转化成液压能，给液压平衡变压空压机的液压缸B47提供压力液做功，其 主要构成部件有主动齿轮D1、进液口 D2、从动齿轮D3、调整螺塞D4、弹簧D5、球阀D6、出压 力液口 D7、主动齿轮轴D8、从动齿轮轴D9、泵体D10,其所属的液压泵整体系统主要构成部 件有散热器D11、进液口 D12、液压泵D13、进液管D14、液箱D15、液箱盖D16、回液口 D17、回 液管D18、固定螺丝D19、液压泵传动轴D20、进压力液管B1、出液管B2等。
5. 如权利要求1所述的压缩空气循环式发动机，其特征在于，所述的液压平衡变压空 压机用来把压缩空气发动机内膨胀做功后排出的乏压缩空气压缩，通过排气管A16,从左进 气门M3进入液压平衡变压空压机的气缸B46内膨胀做功，推动左活塞B51、左柱塞B52和 中间活塞B55合力推动右柱塞B52、右活塞B51，压强达13. 5?15MPa，通过排气门M2、回 气管C5、回气阀C4进入压力5 MPa的贮气罐内，右气缸B46压缩乏压缩空气结束时，在调整 支架的控制下，通过排气管A16、进气门B43进入右气缸B46内膨胀做功，推动右活塞B51、 右柱塞B52和中间活塞B55合力推动左柱塞B52、左活塞B51，压强达13. 5?15MPa，压缩乏 压缩空气，通过排气门M2、回气管C5、回气阀C4,进入压力5 MPa的贮气罐内，使压缩空气 的压力稳定，循环做功，其主要构成部件有柱塞调整支架、通气管、冷却系、润滑系、左右汽 缸头、左右气缸、液压缸、左右反弹室。
6. 如权利要求1所述的压缩空气循环式发动机，其特征在于，柱塞调整支架的作用是 通过内摇臂B13,使支架柱塞B8左右两进出液孔B16交替进出压力液，推动液压缸B47内的 中间活塞B55、左右柱塞B52、左右活塞B51往返做功，其主要构成件有进压力液管Bl、出液 管B2、出液三通B3、进压力液三通M、进压力液孔B5、出液孔B6、柱塞筒B7、支架柱塞B8、销 子B9、连节B10、外摇臂B11、摇臂立轴B12、内摇臂B13、进出液三通B14、固定架B15、进出 液孔B16、锁球坑B17、锁球B18、接口 B19、销子孔B20等，通气管的作用是使液压平衡变压 空压机左右两气缸B46内的活塞B51后端的空气来回串通，形不成气阻，通气管的主要有通 气管B21、进出气孔B22等组成，冷却系的作用是，冷却液压平衡变压空压机左右两气缸B46 体，汽缸头B41，因压缩乏压缩空气而摩擦、挤压产生的热，使液压平衡变压空压机在正常温 度下工作，冷却系的进水管B23从散热器A7下水室出水口 A14引出，通过进水管B23、水道 B29、通水管B25、通水道B24、捆绑焊接处B26、散热片B27、出水管B28,进入三通A13进行水 循环，润滑系的作用是润滑左右气缸B46壁、活塞B51、柱塞B52等，润滑系的主要构成件有 左右两机油枪B30、吸油管B31、喷油管B32、油管喷口 B33、弹簧B34、机油枪柱塞B35、活门 B36、支柱B37、机油枪压力杠杆B38、机油盘B39、机油出孔MO等组成，左右气缸头Ml的 作用是封闭气缸B46,安装进气门M3、排气门M2、水道B29、进水管B23、出水管B28、通水 管B25,左右气缸头Ml的主要构成件有左右气缸头Ml，进气门M3,排气门M2,接口 B44， 螺柱B45,进水管B23,出水管B28等，左右气缸B46的作用是安装液压缸B47内的中间活塞 B55往返推动的，左气缸B46内的左柱塞B52、左活塞B51和右气缸内的右柱塞B52、右活塞 B51，同时给柱塞调整支架左右内摇臂B13和左右机油枪压力杠杆B38提供动力，安装左右 油管喷口 B33、左右反弹室B50,左右气缸B46的主要构成件有气缸头B41、气缸B46、反弹室 B50、活塞B51、柱塞B52、活塞销B53、活塞环B54、内摇臂B13、油管喷口 B33、机油出孔B40、 进出气孔B22等，液压缸B47的作用是把液压能又变成了机械能，液压力推动中间活塞B55， 左右柱塞B52,左右活塞B51往返做功压缩乏压缩空气，液压缸B47的主要构成件有中间活 塞B55、左右柱塞B52、左右活塞B51、左右隔墙B48、左右进出液孔B16等，反弹室B50的作 用是衔接支架柱塞B8左右两进出液孔B16换位时瞬间不停顿，使左右活塞B51、左右柱塞 B52、中间活塞B55往返速度均匀平稳，反弹室B50主要构成件有气缸头B41、气缸B46、活塞 B51 等。
【文档编号】F01B29/10GK104314616SQ201410435654
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年8月31日 优先权日:2014年8月31日
【发明者】何敬田 申请人:何敬田