一種新型空氣發動機的制作方法

一種新型空氣發動機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于一種新型汽車發動機，具體涉及一種以壓縮成液態的干燥空氣作為動力的空氣發動機，它應用于能在各類轎車及輕型車上。
【背景技術】
[0002]隨著市場經濟的高速發展，各種機動車的應用不斷增加，發動機是這些機動車輛的“心臟”，且95%以上發動機屬于燃油或燃氣發動機，車輛排放的尾氣中含有大量的有害氣體，對人類的居住環境造成了嚴重的污染，危害了人類的健康；另外隨著石油能源的日趨緊張，車輛的使用成本不斷增加，在一定程度上影響了交通業的發展。為了減小機動車輛尾氣對大氣的污染，國內外一些城市交通車輛使用了燃氣(天燃氣、煤氣)或者混合動力發動機，在一定程度上減小了車輛為其中的有害物質的排放量，但是，燃氣發動機并不能實現有害氣體的零排放。另外，使用天燃氣或煤氣并不會使車輛的使用成本有顯著減少。
[0003]壓縮空氣發動機，是利用高壓壓縮空氣工作，將高壓空氣儲存的壓縮能轉換其他的機械能的一種動力裝置。與傳統的內燃機相比，壓縮空氣發動機沒有燃燒過程和大幅度的熱力工況變化，機體不承受高溫，結構簡單，重量輕，制造及使用維護成本低。因為不消耗燃料，以壓縮空氣做功為介質，通過工質的膨脹過程對外輸出功率，排放出來的氣體比大氣中的空氣還干凈，是真正意義上的零排放，因此，壓縮空氣發動機因其獨特的優點而引起人們的廣泛關注和研究，目前主要有往復活塞式、葉片式和旋轉活塞式等結構形式。各種基于氣動汽車探索性，概念性的新型壓縮空氣發動機技術也在積極的研究之中。其中《壓縮空氣發動機發展綜述》(《機械》2008.35 (9))對壓縮空氣發動機的發展做了相關的闡述，但也存在一些缺點:
[0004]1.往復活塞式壓縮空氣發動機。由于往復活塞式空氣發動機的動力直接來自于物理方法儲存的高壓空氣能量，對汽缸的密封性要求高，活塞與氣缸之間的摩擦屬于動摩擦，不利于兩者之間的密封，在實際應用中，氣缸漏氣嚴重，發動機效率低；往復活塞式壓縮空氣發動機低速性好，但隨著轉速升高輸出扭矩減小、功率減小、耗氣量增大、能量利用率下降；由于往復活塞式壓縮空氣發動機氣缸容積以及車上有限能量的限制，發動機效率小；往復活塞式壓縮空氣發動機配氣機構和減壓控制機構的設計還需要進一步完善，減少在輸送過程中高壓空氣能量的損失。它只適用于小功率、低轉速的環保型機器動力裝置。
[0005]2.葉片式壓縮空氣發動機。轉子、定子、葉片之間的接觸面積大，密封起來比較困難，所以氣體泄漏大，造成效率低；在工作過程中，葉片在彈簧力和離心力的作用下，把高壓氣體封閉在工作腔，隨著轉速升高，葉片與定子之間的摩擦越大，所以葉片式壓縮空氣發動機的葉片磨損快；葉片式壓縮空氣發動機的噪聲大且潤滑材料消耗量大。
[0006]3.旋轉式壓縮空氣發動機，只有兩個運動件驅動發動機，取締了傳統的活塞裝置，重量減輕，但是摩擦力小，漏氣比較嚴重，功率較小，而新型旋轉式壓縮空氣發動機，雖然在結構上較前面的發動機做了大幅的改進，但是發動機輸出功率并未達到最佳狀態，能量利用率較低。

【發明內容】

[0007]本發明的目的是提供一種新型空氣發動機，它能夠使壓縮空氣發動機實現高能量利用率、聞功率輸出且安靜環保的發動機。
[0008]本發明是這樣實現的，一種新型空氣發動機，它包括發電機、飛輪、發動機主機、泵體，發動機主機上設有泵體和飛輪，飛輪通過三角皮帶帶動發電機，還包括渦輪盤組件，渦輪盤組件設在發動機主機內，渦輪盤組件包括渦盤、直軸和隔離組件，直軸穿過渦盤和隔離組件，直軸上設有直軸平衡銷和直銷軸和主機排氣孔，渦輪盤組件外套有套筒，套筒上部還設置有加熱室，加熱室內設有加熱管、高壓空氣管和加熱網。
[0009]所述的隔離組件上開有高壓噴氣孔，渦盤上開有渦輪排氣孔。
[0010]本發明的優點是，它以壓縮成液態的干燥空氣作為燃料，推動發動機做功，提供汽車所需動力，真正做到零排放，從而不僅能解決能源問題，而且還能解決城市嚴重污染問題。且結構簡單，可根據汽車動力要求設計成各種形狀。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明所提供的一種新型空氣發動機的結構圖；
[0012]圖2為圖1的A-A向剖視圖；
[0013]圖3為渦輪盤組件結構圖；
[0014]圖4為本發明隔離環結構圖；
[0015]圖5為圖4的A-A向剖視圖；
[0016]圖6為渦輪結構圖。
[0017]圖中，I發電機，2飛輪，3發動機主機，4泵體，5渦盤，6直軸，7隔離組件，8加熱室，9加熱管，10高壓空氣管，11加熱網，12套筒，13高壓噴氣孔，14渦輪排氣孔，15直軸平衡銷，16直銷軸，17主機排氣孔，18主機排氣管，19三角皮帶。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細介紹:
[0019]在主機體外有液體控制泵、飛輪、發電機；在主機體內有高壓液體噴嘴、加熱室、高壓空氣噴嘴、帶葉片的渦輪、直軸、軸承。當壓縮成液態的空氣通過液體控制泵，進入高壓液體噴嘴，在壓力差作用下，高壓液體噴嘴噴出霧狀液態空氣在加熱室內，液態空氣受熱膨脹，形成高壓空氣流，高壓空氣流再通過高壓空氣噴嘴直接噴在渦輪葉片上，渦輪帶動直軸高速旋轉，輸出動力，同時直軸一端帶動主機體外的飛輪轉動，飛輪與發電機為皮帶連接，帶動發電機運轉發電，從而獲得汽車所需要電能。
[0020]如圖1所示，一種新型空氣發動機主要包括發電機1、飛輪2、發動機主機3、泵體4，發動機主機3上安裝有泵體4和飛輪2，飛輪2通過三角皮帶19帶動發電機I。
[0021]如圖2-6所示，一種新型空氣發動機還包括渦輪盤組件，渦輪盤組件套裝在發動機主機I內，渦輪盤組件包括渦盤5、直軸6、隔離組件7，直軸6穿過渦盤5和隔離組件7，直軸6上設有直軸平衡銷15和直銷軸16和主機排氣孔17，渦輪盤組件外套有套筒12，套筒12上部還設置有加熱室8，加熱室8內安裝有加熱管9、高壓空氣管10和加熱網11。隔離組件17上開有高壓噴氣孔13，渦盤5上開有渦輪排氣孔14。
[0022]本發明的工作方式如下:液態空氣通過液體泵4泵入液態空氣，同時液體泵4可控制發動機的轉速和輸出功率，液態空氣通過液體泵4進入發動機主體3內的液體連接管，通過液體高壓噴嘴13形成霧狀進入加熱室8內，霧狀液態空氣受加熱網11加熱，膨脹形成高壓氣流，通過高壓空氣管10到環狀分布的高壓空氣噴嘴13，直接噴到渦輪5的葉片上，使渦輪5高速帶動直軸6轉運，渦輪5徑向分布若干葉片，葉片到軸心處為封閉處理中心有若干個渦輪排氣孔14，與主機排氣孔17對應，當渦輪排氣孔14與主機排氣孔17對應時，氣體通過葉輪排氣孔14與主機排氣孔17排到主機排氣管18排出發動機，當渦輪排氣孔14與主機排氣孔17不相對應時，產生轉矩，使發動機產生汽車運行中所需轉矩，當渦輪5帶動直軸6高速轉動時，直軸6通過飛輪2上的三角皮帶19帶動發電機I運轉，發電機I運轉發電供應汽車及加熱室8內的加熱網11所需電力，從而達到汽車運行的目的。
[0023]試驗證明:本發明涉及的新型空氣發動機最高時速時速可達140km/h，加速能力
O-1OOkm僅需6s，50公升的壓縮空氣行車距離為513km。
【主權項】
1.一種新型空氣發動機，其特征在于:它包括發電機(I)、飛輪(2)、發動機主機(3)、泵體(4)，發動機主機(3)上設有泵體(4)和飛輪(2)，飛輪(2)通過三角皮帶(19)帶動發電機(I )，還包括渦輪盤組件，渦輪盤組件設在發動機主機(I)內，渦輪盤組件包括渦盤(5)、直軸(6)和隔離組件(7)，直軸(6)穿過渦盤(5)和隔離組件(7)，直軸(6)上設有直軸平衡銷(15)和直銷軸(16)和主機排氣孔(17)，渦輪盤組件外套有套筒(12)，套筒(12)上部還設置有加熱室(8)，加熱室(8)內設有加熱管(9)、高壓空氣管(10)和加熱網(11)。
2.如權利要求1所述的一種新型空氣發動機，其特征在于:所述的隔離組件(17)上開有高壓噴氣孔(13)，渦盤(5)上開有渦輪排氣孔(14)。
【專利摘要】本發明屬于一種新型汽車發動機，具體涉及一種以壓縮空氣作為動力的空氣發動機。它包括發電機、飛輪、發動機主機、泵體，發動機主機上設有泵體和飛輪，飛輪通過三角皮帶帶動發電機，還包括渦輪盤組件，渦輪盤組件設在發動機主機內，渦輪盤組件包括渦盤、直軸和隔離組件，直軸穿過渦盤和隔離組件，直軸上設有直軸平衡銷和直銷軸和主機排氣孔，渦輪盤組件外套有套筒，套筒上部還設置有加熱室，加熱室內設有加熱管、高壓空氣管和加熱網。其優點是，它以壓縮成液態的干燥空氣作為燃料，推動發動機做功，提供汽車所需動力，真正做到零排放，從而不僅能解決能源問題，而且還能解決城市嚴重污染問題。且結構簡單，可根據汽車動力要求設計成各種形狀。
【IPC分類】F02C1-00
【公開號】CN104653292
【申請號】CN201310578564
【發明人】曹鳳紅, 張勇, 王世慶, 宋黎
【申請人】核工業西南物理研究院, 成都理工大學工程技術學院
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月18日