一种顶置凸轮轴的活塞式空气能发动的制造方法
【专利摘要】本实用新型的名称为一种顶置凸轮轴的活塞式空气能发动机。属于新能源发动机【技术领域】。它主要是提供一种以压缩空气为动力的发动机。它的主要特征是：包括发动机配气机构，缸体总成、缸盖总成，发动机活塞、曲柄连杆机构，润滑系统，热交换系统；配气机构由供给系统、进气系统和排气系统组成；缸盖总成由缸头、气阀室罩盖、缸盖螺栓、密封垫构成；进气系统由进气门、进气通道、流量控制阀、拉线、拉簧、拉簧支架组成；润滑系统包括润滑油泵、润滑通道及储油装置；热交换系统包括内部的热交换介质通道、换热泵、换热器及热交换介质。本实用新型不使用燃油等化学原料，仅需要压缩空气，相比传统发动机使用成本低廉，主要用于环保要求高的领域。
【专利说明】一种顶置凸轮轴的活塞式空气能发动机
【技术领域】
[0001]本实用新型属于新能源发动机【技术领域】，涉及一种以压缩空气为动力来源的活塞式空气能发动机。
【背景技术】
[0002]常见发动机使用石油、天然气等化学原料，在发动机内部燃烧化学原料，将化学能转化成发动机的旋转动能。这种发动机消耗了不可再生的原料，同时也排出大量有害气体，是造成目前大气污染主要原因之一。
[0003]清洁新能源发动机将是下一代发动机的发展趋势。
[0004]当前的电动新能源技术，由于在废旧电池的回收技术上存在困难，容易造成环境的二次污染。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的就是针对上述问题而提供一种以压缩空气为动力的发动机，该发动机可将压缩空气的能量转化成发动机的旋转动能进行动力输出，是一种以压缩空气为动力来源的发动机。
[0006]本实用新型的技术解决方案是:一种顶置凸轮轴的活塞式空气能发动机，其特征在于:包括由供给系统、进气系统和排气系统组成的发动机配气机构，发动机缸体总成、缸盖总成，发动机活塞、曲柄连杆机构，发动机润滑系统，热交换系统；凸轮轴位于进气门和排气门上方；供给系统由进气管路、流量控制阀，支架构成；发动机缸体总成由缸体、油底壳、曲轴后挡板、曲轴油封、螺栓构成，缸体内设有活塞腔体；缸盖总成由缸盖、气阀室罩盖、缸盖螺栓、密封垫构成；进气系统由进气门、进气门杆、进气通道、流量控制阀、拉线、拉簧、拉簧支架以及连接螺栓组成，流量控制阀、拉线、拉簧、拉簧支架设置在缸盖上，进气门杆与进气门之间设有密封结构；排气系统由排气门、排气门杆、排气通道构成，排气门杆直接从排气门穿出；发动机活塞位于活塞腔体内，活塞曲柄连杆机构的连杆上设有动力输出齿轮；润滑系统包括润滑油泵、缸体和缸盖内部的润滑通道及储油装置；热交换系统包括缸体和缸头内部的热交换介质通道、换热泵、换热器及热交换介质。
[0007]本实用新型的技术解决方案中所述的发动机缸体总成、缸盖总成均为单缸结构。
[0008]本实用新型的技术解决方案中所述的进气门杆与进气门之间的密封结构为双重密封系统，包括进气门和O型密封圈，以及锁止垫片、气门锁片组成的锁止机构。
[0009]本实用新型的技术解决方案中所述的热交换介质为无水乙醇、低温防冻液或变压器油。
[0010]本实用新型具有如下突出的优点:以压缩空气为动力来源，依靠压缩空气的膨胀做功，排出的尾气为干净的普通空气，实现了发动机的无污染、零排放、绿色环保；整机采用纯机械结构，避免了其他发动机控制系统对电力的依赖；换热机构的设计，使得换热介质与大气的能够充分的能量交换，使气动发动机具有更高的能量转换效率；发动机结构简单，造价低廉，可靠性好。
[0011]本实用新型可广泛使用于环保要求高的领域，如风景区的旅游车，汽车尾气污染严重的大中型城市等，它不仅可有效降低这些区域的汽车尾气排放，同时还可以排出清洁的空气，达到环保目的；本实用新型可使用于传统内燃机和电动机无法使用的特殊领域，如水下，地底矿井等；本实用新型可作为战略资源储备，其在输出动力时，还能释放出清洁空气，有着特殊战略需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型实施例的三维轴测示意图。
[0013]图2是图1的左视剖视示意图。
[0014]附图标记说明:1-气阀室罩盖，2-缸盖螺栓，3-缸盖，4-缸体，5-曲轴后挡板，6-油底壳，7-螺栓，8-流量控制阀，9-拉簧，10-拉簧支架，11-动力输出齿轮，12-排气门，13-曲柄连杆机构，14-凸轮轴，201-进气通道，202-活塞腔体，203-排气通道。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
[0016]如图1、图2所示。本实用新型包括由供给系统、进气系统和排气系统组成的发动机配气机构，发动机缸体总成、缸盖总成，发动机活塞、活塞曲柄连杆机构，发动机润滑系统，热交换系统。
[0017]供给系统由进气管路、流量控制阀，支架构成，其中，进气管路采用耐高压气体管路，不同于常规燃料发动机进气方式；进气管路装有流量控制阀，专用于进气流量控制，也不同于常规燃料发动机。取消了燃料供应系统。
[0018]发动机缸体总成由缸体4、油底壳6、曲轴后挡板5、曲轴油封、螺栓7构成，缸体4内设有活塞腔体202。由于供给系统取消了燃料供应系统，缸体内燃料供应通道取消，另外缸体总成包含有润滑油道、热交换介质通道、曲轴后挡板5、曲轴油封。
[0019]缸盖总成由缸盖3、气阀室罩盖1、缸盖螺栓2、密封垫等构成。发动机缸体总成、缸盖总成均为单缸结构。由于供给系统取消了燃料供应系统，缸盖内燃料供应通道取消，另外缸盖总成包含进气通道201、排气通道203、热交换介质通道、润滑通道、密封机构。热交换通道位于进气通道周围及缸套周围，用于发动机和空气的热交换。润滑通道流向气门，曲轴，凸轮轴，活塞，缸套等。密封机构包括缸垫、进气门密封圈与排气门密封圈、凸轮轴油封。
[0020]进气系统由进气门、进气门杆、进气通道201、流量控制阀8、拉线、拉簧9、拉簧支架10以及连接螺栓组成，流量控制阀8、拉线、拉簧9、拉簧支架10设置在缸盖3上，进气门杆与进气门之间设有密封结构；进气门杆与进气门之间的密封结构为双重密封系统，包括进气门和O型密封圈，以及锁止垫片、气门锁片组成的锁止机构。流量控制阀8、拉簧9、拉簧支架10以及连接螺栓构成发动机进气调节系统，拉线行程决定气阀开度，拉簧用于气阀回位。
[0021]排气系统由排气门12、排气门杆、排气通道203构成，排气门杆直接从排气门12穿出。进、排气控制系统由凸轮轴14实现。进、排气时间控制系统由凸轮轴配合进气门杆、排气门杆实现。凸轮轴位于进气门和排气门上方，凸轮型线根据空气膨胀做功的特性曲线，采用特殊设计的包络曲线，保证曲轴在0°?170°内完成进气做功冲程，在180°?360°内完成排气冲程。完全不同于传动内燃机的进气，压缩，做功，排气冲程。
[0022]发动机活塞位于活塞腔体202内，曲柄连杆机构13的连杆上设有动力输出齿轮
11。活塞气环和油环根据空气能做功原理进行了角度配合布置，各环开口角度相差120°。活塞裙部设计有销孔，用于连杆安装。
[0023]润滑系统包括润滑油泵、缸体4和缸盖3内部的润滑通道及储油装置。润滑油泵采用了与现有的发动机相同的结构。润滑通道流向气门，曲轴，凸轮轴，活塞，缸套等，保证所有运动件之间有良好的油润滑，防止损伤，降低摩擦系数。
[0024]热交换系统包括缸体4和缸盖3内部的热交换介质通道、换热泵、换热器及热交换介质，实现热交换介质与大气的热量交换。热交换介质为无水乙醇、低温防冻液或变压器油，本实例中采用了变压器油。热交换通道位于进气通道周围及缸套周围，用于发动机和空气的热交换。换热泵位于缸体内部，油底壳上方，散热器位于缸体外部。换热泵和散热器通过热交换介质通道连接，热交换介质将流经进气通道周围及缸套周围，用于发动机和空气的热交换。
[0025]本实用新型的工作原理如下:压缩空气通过缸盖3的进气通道201进入，途中由流量控制阀8控制进气流量。压缩空气进入发动机的活塞腔体202后，迅速膨胀推动活塞做往复运动。活塞的往复运动带动连杆做旋转运动，装配于连杆上的动力输出齿轮11将进行旋转动力输出。
[0026]以上所述实施例仅表达了本实用新型的【具体实施方式】，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种顶置凸轮轴的活塞式空气能发动机，其特征在于:包括由供给系统、进气系统和排气系统组成的发动机配气机构，发动机缸体总成、缸盖总成，发动机活塞、曲柄连杆机构，发动机润滑系统，热交换系统；凸轮轴位于进气门和排气门上方；供给系统由进气管路、流量控制阀，支架构成；发动机缸体总成由缸体(4)、油底壳(6)、曲轴后挡板(5)、曲轴油封、螺栓(7)构成，缸体(4)内设有活塞腔体(202);缸盖总成由缸盖(3)、气阀室罩盖(I)、缸盖螺栓(2)、密封垫构成；进气系统由进气门、进气门杆、进气通道(201)、流量控制阀(8)、拉线、拉簧(9)、拉簧支架(10)以及连接螺栓组成，流量控制阀(8)、拉线、拉簧(9)、拉簧支架(10)设置在缸盖(3)上，进气门杆与进气门之间设有密封结构；排气系统由排气门(12)、排气门杆、排气通道(203)构成，排气门杆直接从排气门(12)穿出；发动机活塞位于活塞腔体(202 )内，活塞曲柄连杆机构的连杆上设有动力输出齿轮(11);润滑系统包括润滑油泵、缸体(4)和缸盖(3)内部的润滑通道及储油装置；热交换系统包括缸体(4)和缸头(3 )内部的热交换介质通道、换热泵、换热器及热交换介质。
2.根据权利要求1所述的一种顶置凸轮轴的活塞式空气能发动机，其特征在于:所述的发动机缸体总成、缸盖总成均为单缸结构。
3.根据权利要求1或2所述的一种顶置凸轮轴的活塞式空气能发动机，其特征在于:所述的进气门杆与进气门之间的密封结构为双重密封系统，包括进气门和O型密封圈，以及锁止垫片、气门锁片组成的锁止机构。
4.根据权利要求1或2所述的一种顶置凸轮轴的活塞式空气能发动机，其特征在于:所述的热交换介质为无水乙醇、低温防冻液或变压器油。
【文档编号】F01B29/10GK203962046SQ201420395449
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】申伟, 樊帆, 徐鹏, 周艳 申请人:襄阳分数线机械设计有限公司