式。
[0014]本發明在一個氣缸上實現燃油和氣動的兩種工作模式，通過換熱器吸收發動機燃油尾氣排放的大約30%的能量，給壓縮空氣加熱，提高壓縮空氣的可用能。由于壓縮空氣在氣缸內膨脹做功是吸熱過程，燃油和氣動混合動力發動機在切換工作后發動機缸體不會產生過熱現象。由于燃油工作模式是四沖程模式，而氣動工作模式是二沖程模式，在相同的功率輸出情況下，氣動工作模式的進氣壓力可以降低2倍左右，氣動發動機的工作壓力越低，氣瓶內壓縮空氣的利用率越高。
[0015]本發明可通過對原有發動機的改造來實現:所述壓縮空氣和汽油為動力源的混合動力發動機保留了原四沖程汽油機系統，發動機缸頭上加工一個壓縮空氣進氣孔，通過關閉發動機進氣氣門，接通壓縮空氣使發動機實現利用壓縮空氣驅動的工作模式。當發動機在燃油模式下工作時，燃油產生的高溫尾氣通過換熱器給壓縮空氣加熱。當發動機切換成氣動模式工作時，高溫的壓縮空氣進入氣缸膨脹做功，同時吸收缸壁的溫度，壓縮空氣實現了效率最高的等溫膨脹，利用發動機尾氣，既提高了燃油的熱利用率又實現了壓縮空氣的高效率熱膨脹，在兩種工作模式下，解決了純氣動發動機續駛里程不足的問題。
[0016]本發明的有益效果:
(I)本發明設計了一套壓縮空氣配氣機構，通過發動機缸頭上的一個進氣孔實現進排氣兩個功能而且互不影響:發動機缸頭開孔降低了發動機燃油工作模式下的壓縮比，但是通過空心閥桿的作用可以大大降低對壓縮比的變化，使在缸頭開了孔后，發動機在燃油狀況下依舊有很好的動力性。
[0017](2)壓縮空氣和汽油為動力源的混合動力發動機，在燃油模式下工作是四沖程，切換成氣動模式下工作是二沖程，二沖程相比四沖程在發動機排量相同的條件下，理論上二沖程發動機的輸出功率是四沖程發動機的2倍。當發動機在氣動模式下工作時，為了實現和燃油四沖程模式下相當的輸出功率，氣動發動機的進氣壓力就可以降低，這樣可以最大化的利益氣瓶內壓縮空氣的能量。
[0018](3)該發動機在原裝四沖程汽油機上改裝，通過導向塊和滑桿實現了發動機進氣氣門的開閉切換，而對于發動機的排氣氣門則沒有做改動。由于氣動發動機的工作特點，要求氣動發動機的進排氣要在短時間內完成，這樣的設計使發動機在氣動模式下工作時每四個沖程有一次排氣是通過配氣滑塊的排氣槽和發動機排氣氣門一起排氣，這樣就大大的降低了氣動發動機由于排氣阻力造成的能量損失。該發動機在一套成熟的發動機系統上實現了兩種動力源的工作模式，具有很強的實用性。
[0019](4)本發明通過U型管式換熱器，利用燃油發動機的尾氣余熱對壓縮空氣加熱，換熱器內氣體狀態變化近似滿足狀態方程:pV= mRT，根據查理定律，換熱器內壓縮空氣體積不變，其溫度每升高273K，壓縮空氣壓強就增大I倍。當U型管式換熱器的管層內密閉2MPa壓力的壓縮空氣，溫度從25°C升高到298°C時，壓縮空氣壓強增大到4MPa.。這樣既提高了內燃機的燃油利用率，又解決了壓縮空氣在絕熱膨脹情況下膨脹效率低的問題。燃油和壓縮空氣混合動力發動機相比內燃機和純氣動發動機有明顯的高效率和節能減排的效果。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明混合動力發動機的結構示意圖(局剖)。
[0021]圖2為原裝自然吸氣發動機的結構示意圖(局剖)。
[0022]圖3為壓縮空氣進排氣過程示意圖(剖視)。
[0023]圖中:1—軸承座；2_凸輪軸；3_軸承；4_軸承蓋；5-軸I ;6-小鏈輪；7_偏心轉盤；8_鏈條I ;9_配氣鏈輪；10_球頭萬向節；11-螺釘；12_大鏈輪；13_下蓋板；14-上蓋板；15-配氣滑塊；16-軸II ; 17-小齒輪；18-大齒輪；19-薄壁軸承；20_空心閥桿；21-推力軸承；22_缸頭孔；23_鏈條II ;24_活塞；25_曲軸小鏈輪；26_換熱器；27_儲氣罐；28_搖臂；29_氣門調節螺釘；30_導向塊；31_滑桿；32_彈簧；33_進氣氣門。
【具體實施方式】
[0024]下面通過實施例來進一步說明本發明，但不局限于以下實施例。
[0025]實施例:
如圖1~3所示，一種以壓縮空氣和汽油為動力源的混合動力發動機，包括原裝四沖程自然吸氣發動機，儲氣罐，壓縮空氣進排氣機構，壓縮空氣開閉機構，發動機進氣氣門開閉機構，燃油尾氣和壓縮空氣換熱裝置。
[0026]所述原裝四沖程自然吸氣發動機，包括活塞24、曲軸小鏈輪25，曲軸小鏈輪25和配氣鏈輪9通過鏈條II 23鏈接，配氣鏈輪9和大鏈輪12通過螺釘11固定在凸輪軸2上，凸輪軸2通過搖臂28頂開彈簧32，打開進氣氣門33，進氣氣門33和搖臂28的間隙通過氣門調節螺釘29調節。
[0027]所述壓縮空氣進排氣機構包括軸承座1、軸承3、軸承蓋4、軸I 5，其中軸I 5上裝有小鏈輪6，小鏈輪6通過鏈條I 8和大鏈輪12連接，軸I 5上裝有偏心轉盤7，偏心轉盤7上裝有球頭萬向節10、球頭萬向節10和配氣滑塊15連接，配氣滑塊15介于上蓋板14和下蓋板13之間。偏心轉盤7頂部設有定位螺栓，用于固定軸I 5。
[0028]所述壓縮空氣開閉機構包括空心閥桿20、薄壁軸承19、推力軸承21、大齒輪18、小齒輪17，其中小齒輪17安裝在軸II 16上，大齒輪18安裝在空心閥桿20上，大齒輪18和小齒輪17嚙合，軸II 16從下蓋板13邊緣(不影響配氣滑塊工作的位置)通到上蓋板14 ;通過旋轉軸II 16帶動小齒輪17，從而帶動大齒輪18實現空心閥桿20的旋轉，空心閥桿20桿壁上的孔和發動機缸頭孔22對正時，即接通壓縮空氣，空心閥桿20旋過180°即切斷壓縮空氣進氣；通過空心閥桿的旋轉，實現壓縮空氣與發動機缸頭孔直接通路的開閉。
[0029]所述發動機進氣氣門開閉機構包括凸輪軸2、搖臂28、導向塊30和滑桿31、彈簧32、進氣氣門33。所述凸輪軸2上的凸輪和搖臂28的一端接觸，搖臂28另一端和進氣氣門33接觸，搖臂28隨著凸輪軸2的轉動規律性的頂開進氣氣門33，彈簧32在整個過程中規律性的實現進氣氣門33的關閉。
[0030]所述燃油尾氣和壓縮空氣換熱裝置包括U型管式換熱器26，換熱器26有殼層進氣口、殼層排氣口、管層進氣口、管層排氣口四個進排氣口，其中換熱器26的管層進氣口和儲氣罐27相連，換熱器26的管層出氣口和上蓋板14相連，換熱器26的管殼層進氣口和發動機排氣口相連。所述燃油尾氣和壓縮空氣換熱裝置，在發動機燃油工作時將高溫尾氣通過U型管式換熱器的殼層上進氣口進入，從殼層下出氣口排出，發動機燃油工作時，U型管式換熱器的管層內密閉2MPa壓力的壓縮空氣，以便充分吸收殼層高溫尾氣的熱量。換熱器內氣體狀態變化近似滿足狀態方程:pV= mRT，根據查理定律，換熱器內壓縮空氣體積不變，其溫度每升高273K，壓縮空氣壓強就增大I倍。當U型管式換熱器的管層內密閉2MPa壓力的壓縮空氣，溫度從25°C升高到298°C時，壓縮空氣壓強增大到4MPa。
[0031]本發明燃油-氣動的混合動力發動機的具體實施過程為:
(I)發動機在燃油模式下工作時，空心閥桿20桿壁上的孔背對缸頭孔22，滑桿31介于進氣氣門33和氣門調節螺釘29之間使發動機排氣氣門可以隨著搖臂正常開閉，此時發動機按照傳統四沖程內燃機的吸氣-壓縮-點火