本实用新型属于发动机技术领域，具体涉及一种发动机气动启动系统。
背景技术：
汽车排放法规日益苛刻，汽车行业从业者都在努力寻求降低汽车排放污染物的办法。目前降低排放主要是从优化缸内燃烧以及对尾气进行后处理实现。但发动机在启动工况下缸内温度低，转速低，润滑油和冷却水温度也并非最佳，为了使发动机顺利启动，都会采用加浓混合气或加大喷油量的办法弥补燃烧速度的不足。这样就不可避免的导致燃料燃烧不完全，燃油经济性差，排放物中碳氢化合物和微粒排放量大,污染严重。虽然单个车辆的启动工况历时很短，造成的影响较小，但在巨大的汽车保有量与拥堵的城市路况需要发动机频繁启动背景下启动工况的排放问题显得十分突出，亟待解决。目前，高压空气在汽车上应用已极为普遍，比如，气动制动系统、气动车门等。许多汽车都具有完备的高压气体储存与再生装置，在此基础上进行适当的改进，将高压空气应用于发动机启动，发动机在高压气体的驱动下进行启动，可以有效避免发动机传统启动方式的一些固有问题，显著改善尾气排放，达到汽车节能减排的目的。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种汽车发动机气动启动系统，实现通过高压空气直接驱动方式使汽车发动机启动起来，改善汽车发动机启动工况的响应性及排放恶化问题。
一种汽车发动机气动启动系统，由高压气瓶1、电磁阀2、节气门3、进气管路4、进气门5、进气摇臂a6、进气摇臂b7、锁止销孔a7-1、进气凸轮a8、进气凸轮轴9、进气凸轮 b10、进气摇臂轴11、排气摇臂轴12、排气凸轮a13、排气凸轮轴14、排气凸轮b15、排气摇臂a16、排气摇臂b17、锁止销孔b17-1、排气门18、排气管路19、气缸20、活塞21、弹簧a22、锁止销a23、堵头a24、堵头b25、锁止销b26、弹簧b27、扭力弹簧a28、扭力弹簧 b29组成。
所述的高压气瓶1、电磁阀2、节气门3、进气管路4、进气门5、进气摇臂a6、进气摇臂b7、进气凸轮a8、进气凸轮轴9、进气凸轮b10、进气摇臂轴11、排气摇臂轴12、排气凸轮a13、排气凸轮轴14、排气凸轮b15、排气摇臂a16、排气摇臂b17、排气门18、排气管路 19、气缸20、活塞21、弹簧a22、锁止销a23、堵头a24、堵头b25、锁止销b26、弹簧b27、扭力弹簧a28、扭力弹簧b29组成，其中，所述的高压气瓶1、进气管路4、气缸20、排气管路19相通；电磁阀2布置于高压气瓶1与进气管路4之间；进气门5置于进气管路4与气缸 20之间；排气门18置于排气管路19与气缸20之间；节气门3置于进气管路4入口端；进气凸轮a8和进气凸轮b10固接于进气凸轮轴9表面，两者相差180°相位角；排气凸轮a13 和排气凸轮b15固接于排气凸轮轴14表面，且两者同样相差180°相位角；工作时，进气凸轮a8与进气摇臂a6顶端滑动相接，进气凸轮b10与进气摇臂b7顶端滑动相接，排气凸轮 a13与排气摇臂a16顶端滑动相接，排气凸轮b15排气摇臂b17顶端滑动相接；进气摇臂a6 一端套装在进气摇臂轴11上，另一端置于进气门5顶端；进气摇臂b7一端同样套装在进气摇臂轴11上，另一端悬空放置；排气摇臂a16一端套装在排气摇臂轴12上，另一端置于排气门18顶端；排气摇臂b17一端同样套装在排气摇臂轴12上，另一端悬空放置；扭力弹簧 a28套装于进气摇臂轴11外表面，固定端焊接于进气摇臂轴11，受力端与进气摇臂b7下侧滑动接触；扭力弹簧b29套装于排气摇臂轴12外表面，固定端焊接于排气摇臂轴12，受力端与排气摇臂b17下侧滑动接触；所述的锁止销a23、锁止销b26底座为圆柱体结构，头部为圆形杆状结构。
所述的进气摇臂轴a6上开有油孔a6-1、阶梯状油腔a6-2，锁止销a23置于阶梯状油腔 a6-2内，弹簧a22套装在锁止销a23头部，由锁止销a23的底座与阶梯状油腔a6-2的端面限位，堵头a24用于安装锁止销a23与弹簧a22后密封阶梯状油腔a6-2，与阶梯状油腔a6-2 的壁面螺纹连接；所述的排气摇臂a16上开有油孔c16-1、阶梯状油腔b16-2，锁止销b26置于阶梯状油腔b16-2内，弹簧b27套装在锁止销b26头部，由锁止销b26的底座与阶梯状油腔b16-2的端面限位，堵头b25用于安装锁止销b26与弹簧b27后密封阶梯状油腔b16-2，与阶梯状油腔b16-2的壁面螺纹连接。
所述的进气摇臂轴11加工有油道a11-1、油孔b11-2，油道a11-1与油孔b11-2、油孔 a6-1、阶梯状油腔a6-2相通；所述的进气摇臂b7上开有锁止销孔a7-1，排气摇臂b17上开有锁止销孔b17-1；所述的排气摇臂轴12加工有油道b12-1、油孔d12-2，油道b12-1与油孔d12-2、油孔c16-1、阶梯状油腔b16-2相通。
所述的进气摇臂b7上开有锁止销孔a7-1，锁止销a23头部进入锁止销孔a7-1时进气摇臂a6与进气摇臂b7连为一体；排气摇臂b17上开有锁止销孔b17-1，锁止销b26头部进入锁止销孔b17-1时进气摇臂b7与排气摇臂b17连为一体。
本实用新型装置的工作过程如下：
发动机启动工作状态时：节气门3关闭，电磁阀2开启，高压气体从高压气瓶1流入节气门3后的进气管路4；对于目前市面常用的四冲程四缸或六缸汽车发动机，发动机启动前必然会有气缸20处于进气冲程，此时进气门5处于开启状态，进气管路4和气缸20相通，高压气瓶1内的高压空气通过进气管路4流入气缸20，膨胀做功，推动活塞21下行，发动机转动。与此同时，油道a11-1通过油孔b11-2与油孔a6-1向油腔a6-2内通入高压油，使得锁止销a23受到的液压力大于弹簧a22的作用力，锁止销a23向进气摇臂b7方向运动，当锁止销a23与进气摇臂b7内的锁止销孔a7-1正对时，锁止销a23头部会进入进气摇臂b7内的锁止销孔a7-1中，进气摇臂a6与进气摇臂b7在液压与锁止销a23的作用下连接为一体，这样进气门5不仅受进气凸轮a8、进气摇臂a6的直接驱动会在气缸进气行程开启，同时还会受进气凸轮b10、进气摇臂b7的间接驱动在气缸膨胀行程时也开启，进气行程和膨胀行程都是活塞下行的行程，即启动工作状态时进气门在活塞下行时均会开启；并且，油道b12-1 通过油孔d12-2与油孔c16-1向油腔b16-2内通入高压油，使得锁止销b26受到的液压力大于弹簧b27的作用力，锁止销b26向排气摇臂b17方向运动，当锁止销b26与排气摇臂b17 内的锁止销孔b17-1正对时，锁止销b26头部会进入排气摇臂b17内的锁止销孔b17-1中，排气摇臂a16与排气摇臂b17在液压与锁止销b26的作用下连接为一体，这样排气门18不仅受排气凸轮a13、排气摇臂a16的直接驱动会在气缸排气行程开启，同时还会受排气凸轮b15、排气摇臂b17的间接驱动在气缸压缩行程时也开启，排气行程和压缩行程都是活塞上行的行程，即启动工作状态时排气门在活塞上行时均会开启；这样发动机启动工况时的气门开启规律由常规进气-压缩-做功-排气四冲程工作模式转变为了进气-排气两冲程工作模式，能够提高气动起动过程气缸20的做功密度、提升发动机气动起动的响应性。当高压气体进入气缸 20膨胀做功，推动活塞21通过其下止点上行时排气门18开启，做功后的空气经排气管路19 排出缸外；当活塞21进一步通过其上止点下行时，进气门5又会开启，高压空气流入气缸 20，膨胀做功，推动活塞21下行；如此若干循环后发动机即可达到目标转速，启动完成。
发动机起动后进入正常工作时：电磁阀2关闭，高压气瓶1与进气道4不连通，不再供给高压气体；油道a11-1通过油孔b11-2与油孔a6-1向油腔a6-2内通入低压油，此时低压油压力小于弹簧a22作用力，锁止销a23留在进气摇臂a6中，进气摇臂a6与进气摇臂b7完全独立，进气凸轮b10驱动进气摇臂b7空摆，由扭力弹簧a28复位，使进气凸轮b10与进气摇臂b7始终保持贴合，进气门5的开启只受进气凸轮a8、进气摇臂a6的驱动，仅在气缸20 进气行程时开启；油道b12-1通过油孔d12-2与油孔c16-1向油腔b16-2内通入低压油，此时低压油压力小于弹簧b27作用力，锁止销b26留在排气摇臂a16中，排气摇臂a16与排气摇臂b17完全独立，排气凸轮b15驱动排气摇臂b17空摆，由扭力弹簧b29复位，使排气凸轮b15与排气摇臂b17始终保持贴合，排气门18的开启只受排气凸轮a13、排气摇臂a16的驱动，仅在气缸20排气行程时开启，发动机恢复到进气-压缩-做功-排气四冲程工作模式，正常工作。
与现有技术相比本实用新型的有益效果在于：
1.利用高压气体推动活塞启动发动机可以避免在启动阶段发动机燃油经济性差、排放恶劣等问题；
2.本实用新型提出的气动启动系统可使发动机在启动工况实现进气-排气两冲程工作模式，启动时做功快，启动响应性好；
3.结构简单、易于应用、成本低；
4.系统适用性强，对发动机气缸个数与气门个数无限制。
附图说明
图1是本实用新型的系统示意图
图2是图1中A-A向剖视图的结构示意图
图3是图1中B-B向剖视图的结构示意图
图4是图1中C-C向剖视图的结构示意图
图5是图1中D-D向剖视图的结构示意图
图6是本实用新型进气凸轮轴示意图
图7是4缸机气缸行程与曲轴转角关系图
图8是6缸机气缸行程与曲轴转角关系图
其中1.高压气瓶、2.电磁阀、3.节气门、4.进气管路、5.进气门、6.进气摇臂a、6-1. 油孔a、6-2.油腔a、7.进气摇臂b、7-1.锁止销孔a、8.进气凸轮a、9.进气凸轮轴、10.进气凸轮b、11.进气摇臂轴、11-1.油道a、11-2.油孔b、12.排气摇臂轴、12-1.油道b、12-2. 油孔d、13.排气凸轮a、14.排气凸轮轴、15.排气凸轮b、16.排气摇臂a、16-1.油孔c、16-2. 油腔b、17.排气摇臂b、17-1.锁止销孔b、18.排气门、19.排气管路、20.气缸、21.活塞、 22.弹簧a、23.锁止销a、24.堵头a、25.堵头b、26.锁止销b、27.弹簧b、28.扭力弹簧a、 29.扭力弹簧b
具体实施方式
下面结合附图1-7对本实用新型做详细描述：
下面结合附图1-6对本实用新型作详细的描述：
参照附图1-附图6：
本实用新型由高压气瓶1、电磁阀2、节气门3、进气管路4、进气门5、进气摇臂a6、进气摇臂b7、进气凸轮a8、进气凸轮轴9、进气凸轮b10、进气摇臂轴11、排气摇臂轴12、排气凸轮a13、排气凸轮轴14、排气凸轮b15、排气摇臂a16、排气摇臂b17、排气门18、排气管路19、气缸20、活塞21、弹簧a22、锁止销a23、堵头a24、堵头b25、锁止销b26、弹簧b27、扭力弹簧a28、扭力弹簧b29组成；
参照附图1：
1.高压气瓶1、进气管路4、气缸20、排气管路19相通；电磁阀2布置于高压气瓶1与进气管路4之间；进气门5置于进气管路4与气缸20之间；排气门18置于排气管路19与气缸20之间；节气门3置于进气管路4入口端；
所述的进气凸轮a8与进气摇臂a6顶端滑动相接，进气凸轮b10与进气摇臂b7顶端滑动相接；
所述的进气摇臂a6一端套装在进气摇臂轴11上，另一端置于进气门5顶端；进气摇臂 b7一端同样套装在进气摇臂轴11上，另一端悬空放置；
所述的排气凸轮a13与排气摇臂a16顶端滑动相接，排气凸轮b15排气摇臂b17顶端滑动相接；
所述的排气摇臂a16一端套装在排气摇臂轴12上，另一端置于排气门18顶端；排气摇臂b17一端同样套装在排气摇臂轴12上，另一端悬空放置；
参照附图2：
所述的进气摇臂轴11加工有油道a11-1、油孔b11-2，油道a11-1与油孔b11-2、油孔 a6-1、阶梯状油腔a6-2相通；
所述的进气摇臂a6上开有油孔a6-1、阶梯状油腔a6-2，锁止销a23置于阶梯状油腔a6-2 内，弹簧a22套装在锁止销a23头部，由锁止销a23的底座与阶梯状油腔a6-2的端面限位，堵头a24用于安装锁止销a23与弹簧a22后密封阶梯状油腔a6-2，与阶梯状油腔a6-2的壁面螺纹连接；
所述的锁止销a23底座为圆柱体结构，头部为圆形杆状结构；
参照附图3：
所述的进气摇臂b7上开有锁止销孔a7-1，锁止销a23头部进入锁止销孔a7-1时进气摇臂a6与进气摇臂b7连为一体；
所述的扭力弹簧a28套装于进气摇臂轴11外表面，固定端焊接于进气摇臂轴11，受力端与进气摇臂b7下侧滑动接触；
参照附图4：
所述的排气摇臂轴12加工有油道b12-1、油孔d12-2，油道b11-1与油孔d11-2、油孔 c16-1、阶梯状油腔b16-2相通；
所述的排气摇臂a16上开有油孔c16-1、阶梯状油腔b16-2，锁止销b26置于阶梯状油腔 b16-2内，弹簧b27套装在锁止销b26头部，由锁止销b26的底座与阶梯状油腔b16-2的端面限位，堵头b25用于安装锁止销b26与弹簧b27后密封阶梯状油腔b16-2，与阶梯状油腔b16-2的壁面螺纹连；
接所述的锁止销b26底座为圆柱体结构，头部为圆形杆状结构；
参照附图5：
所述的排气摇臂b17上开有锁止销孔b17-1，锁止销b26头部进入锁止销孔b17-1时进气摇臂b7与排气摇臂b17连为一体；
所述的扭力弹簧b29套装于排气摇臂轴12外表面，固定端端焊接于排气摇臂轴12，受力端与排气摇臂b17下侧滑动接触；
参照附图6：
所述的进气凸轮a8驱动进气摇臂a6，进气凸轮b10驱动进气摇臂b7，进气凸轮a8和进气凸轮b10固接于进气凸轮轴9表面，两者相差180°相位角；
参照附图7：
对于市面上常见的四缸四冲程发动机，以发火顺序为1-3-4-2的为例，发动机启动前虽然四个气缸20可能会处于不同的冲程，但是必然会有一个气缸20处于进气行程，其进气门 5处于开启状态。当发动机需要启动，电磁阀2开启后，高压气瓶1内的高压气体会流入该气缸20膨胀做功，使发动机开始转动；
参照附图8：
对于市面上常见的六缸四冲程发动机，以发火顺序为1-5-3-6-2-4的为例，发动机会有一个及以上气缸20处于进气行程，其进气门5处于开启状态。当发动机需要启动，电磁阀2 开启后，高压气瓶1内的高压气体会流入该气缸20膨胀做功，使发动机开始转动。
结合本实用新型装置各组件及其安装位置关系，该发动机可变气门正时机构的技术方案如下：
本实用新型装置的具体工作过程可分为如下两种情况：
发动机启动工作状态时：节气门3关闭，电磁阀2开启，高压气体从高压气瓶1流入节气门3后的进气管路4；对于目前市面常用的四冲程四缸或六缸汽车发动机，发动机启动前必然会有气缸20处于进气冲程，此时进气门5处于开启状态，进气管路4和气缸20相通，高压气瓶1内的高压空气通过进气管路4流入气缸20，膨胀做功，推动活塞21下行，发动机转动。与此同时，油道a11-1通过油孔b11-2与油孔a6-1向油腔a6-2内通入高压油，使得锁止销a23受到的液压力大于弹簧a22的作用力，锁止销a23向进气摇臂b7方向运动，当锁止销a23与进气摇臂b7内的锁止销孔a7-1正对时，锁止销a23头部会进入进气摇臂b7内的锁止销孔a7-1中，进气摇臂a6与进气摇臂b7在液压与锁止销a23的作用下连接为一体，这样进气门5不仅受进气凸轮a8、进气摇臂a6的直接驱动会在气缸进气行程开启，同时还会受进气凸轮b10、进气摇臂b7的间接驱动在气缸膨胀行程时也开启，进气行程和膨胀行程都是活塞下行的行程，即启动工作状态时进气门在活塞下行时均会开启；并且，油道b12-1 通过油孔d12-2与油孔c16-1向油腔b16-2内通入高压油，使得锁止销b26受到的液压力大于弹簧b27的作用力，锁止销b26向排气摇臂b17方向运动，当锁止销b26与排气摇臂b17 内的锁止销孔b17-1正对时，锁止销b26头部会进入排气摇臂b17内的锁止销孔b17-1中，排气摇臂a16与排气摇臂b17在液压与锁止销b26的作用下连接为一体，这样排气门18不仅受排气凸轮a13、排气摇臂a16的直接驱动会在气缸排气行程开启，同时还会受排气凸轮b15、排气摇臂b17的间接驱动在气缸压缩行程时也开启，排气行程和压缩行程都是活塞上行的行程，即启动工作状态时排气门在活塞上行时均会开启；这样发动机启动工况时的气门开启规律由常规进气-压缩-做功-排气四冲程工作模式转变为了进气-排气两冲程工作模式，能够提高气动起动过程气缸20的做功密度、提升发动机气动起动的响应性。当高压气体进入气缸 20膨胀做功，推动活塞21通过其下止点上行时排气门18开启，做功后的空气经排气管路19 排出缸外；当活塞21进一步通过其上止点下行时，进气门5又会开启，高压空气流入气缸 20，膨胀做功，推动活塞21下行；如此若干循环后发动机即可达到目标转速，启动完成。
发动机起动后进入正常工作时：电磁阀2关闭，高压气瓶1与进气道4不连通，不再供给高压气体；油道a11-1通过油孔b11-2与油孔a6-1向油腔a6-2内通入低压油，此时低压油压力小于弹簧a22作用力，锁止销a23留在进气摇臂a6中，进气摇臂a6与进气摇臂b7完全独立，进气凸轮b10驱动进气摇臂b7空摆，由扭力弹簧a28复位，使进气凸轮b10与进气摇臂b7始终保持贴合，进气门5的开启只受进气凸轮a8、进气摇臂a6的驱动，仅在气缸20 进气行程时开启；油道b12-1通过油孔d12-2与油孔c16-1向油腔b16-2内通入低压油，此时低压油压力小于弹簧b27作用力，锁止销b26留在排气摇臂a16中，排气摇臂a16与排气摇臂b17完全独立，排气凸轮b15驱动排气摇臂b17空摆，由扭力弹簧b29复位，使排气凸轮b15与排气摇臂b17始终保持贴合，排气门18的开启只受排气凸轮a13、排气摇臂a16的驱动，仅在气缸20排气行程时开启，发动机恢复到进气-压缩-做功-排气四冲程工作模式，正常工作。