壓縮空氣發動機全可變進排氣機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于新能源發動機領域，涉及一種壓縮空氣發動機全可變進排氣機構，能為壓縮空氣發動機提供高壓壓縮空氣。
【背景技術】
[0002]隨著當今世界所面臨的能源緊缺和環境污染兩個問題逐漸受到全世界的關注，汽車工業也由此將目光聚集在新能源汽車的研究上。當今新能源汽車的發展十分迅猛，電儲能、液壓儲能、飛輪儲能等，其中電動汽車已經活躍在大街小巷。而如今以高壓壓縮空氣作為動力的氣動汽車也走進人們的視野。
[0003]氣動發動機不消耗化石燃料從而可以實現零碳排放。由于發動機的動力源來自于高壓壓縮空氣，通常為了改變其做功的功率和提供的轉矩，就要替換普通內燃機的常壓氣門，使得可以通過氣門的調節而改變氣動發動機的做功情況。由于之前的氣動發動機進氣機構結構相對都比較復雜，實驗、制造的成本較高，本次發明目的在于提出一個結構簡單、易于在普通內燃機的基礎上改裝且成本低廉的全可變進氣機構，通過以該概念為基礎改進的進氣機構達到調節進氣量和持續時間的目的。
【發明內容】
[0004]本次發明的目是克服現有技術的不足，提供一種壓縮空氣發動機全可變進排氣機構。
[0005]本實用新型的技術方案如下:
[0006]一種壓縮空氣發動機全可變進排氣機構，包括缸壁、缸蓋、進氣閥、排氣閥、節流閥、活塞、進排氣通道、壓縮空氣單向閥、氣缸進氣單向閥、進排氣閥動力傳輸機構和節流閥驅動機構，缸壁上設置有缸蓋，缸蓋內設置進氣閥和排氣閥，進氣閥和排氣閥通過進排氣通道與儲氣罐相聯，進氣閥和排氣閥內層套有節流閥，節流閥由節流閥驅動機構驅動，進氣閥和排氣閥由進排氣閥動力傳輸機構驅動，缸壁內設置有活塞，壓縮空氣單向閥、氣缸進氣單向閥與壓縮空氣發動機的燃燒室相連。
[0007]所述的進排氣閥、排氣閥和節流閥為筒狀結構，所述的筒狀結構設有缺口，當進氣閥和節流閥的筒狀缺口與進氣道重合時，實現進氣，當排氣閥和節流閥的筒狀缺口與排氣道重合時，實現排氣。
[0008]所述的進氣閥、排氣閥均與飛輪相連，進氣閥、排氣閥的進排氣相位可根據需要進行調整，節流閥通過電機驅動，可通過調整其缺口相位與進排氣閥相位重疊部分的位置與大小來調節進排氣，從而達到全可變的進排氣目的。
[0009]該發明具有如下優點:
[0010]1、實現了氣動發動機全可變進、排氣，可以通過調節節流閥來調節進、排氣持續時間以及氣門的最大開度，從而可以根據工況需要調節發動機工作狀態。
[0011]2、同時也可以通過調節節流閥位置，以及對單向閥進行控制使得發動機在制動能量回收工作模式和氣動驅動模式兩種模式中切換。
[0012]3、本實用新型氣門驅動機構動力一部分來自于飛輪，一部分來自于節流閥驅動電機，控制靈活，成本低廉。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型壓縮空氣發動機全可變進排氣機構的結構示意圖；
[0014]圖2是壓縮空氣發動機全可變進排氣機構的剖視圖；
[0015]圖中:缸壁1、缸蓋2、進氣閥3、節流閥4、活塞5 ;進排氣通道6，壓縮空氣單向閥
7、氣缸進氣單向閥8、進排氣閥驅動機構9、節流閥驅動機構10，排氣閥11。
【具體實施方式】
[0016]下面結合圖1和圖2對本次發明進行詳細介紹。
[0017]—種壓縮空氣發動機全可變進排氣機構，包括缸壁1、缸蓋2、進氣閥3、排氣閥11、節流閥4、活塞5、進排氣通道6、壓縮空氣單向閥7、氣缸進氣單向閥8、進排氣閥動力傳輸機構9和節流閥驅動機構10，缸壁I上設置有缸蓋2，缸蓋2內設置進氣閥3和排氣閥11，進氣閥3和排氣閥11通過進排氣通道6與儲氣罐相聯，進氣閥3和排氣閥11內層套有節流閥4，節流閥4由節流閥驅動機構10驅動，進氣閥3和排氣閥11由進排氣閥動力傳輸機構9驅動，缸壁I內設置有活塞5，壓縮空氣單向閥7、氣缸進氣單向閥8與壓縮空氣發動機的燃燒室相連。
[0018]所述的進排氣閥3、排氣閥11和節流閥4為筒狀結構，所述的筒狀結構設有缺口，當進氣閥3和節流閥4的筒狀缺口與進氣道重合時，實現進氣，當排氣閥11和節流閥4的筒狀缺口與排氣道重合時，實現排氣。
[0019]所述的進氣閥3、排氣閥11均與飛輪相連，進氣閥3、排氣閥11的進排氣相位可根據需要進行調整，節流閥4通過電機驅動，可通過調整其缺口相位與進排氣閥相位重疊部分的位置與大小來調節進排氣，從而達到全可變的進排氣目的。
[0020]所述壓縮空氣發動機全可變進排氣機構的進排氣方法是:
[0021]氣動驅動模式下，儲氣罐內的高壓空氣通過進排氣通道6注入進氣閥，進氣閥由飛輪驅動，若節流閥套筒上缺口完全覆蓋進氣門，即對進氣閥完全沒有節流作用，則進氣門為最大開度，每當進氣閥的缺口處與進氣門重合，則開始進氣，隨后進氣閥隨著飛輪繼續轉動，當轉過一定相位時，進氣閥缺口與進氣門的重合先變大至完全重合后又逐漸減小，至二者完全不重合，則完成進氣；由于壓縮空氣單向閥7、氣缸進氣單向閥8和進氣閥均分別連接儲氣罐和氣缸，所以在氣動模式工作的時候即使出現局部壓力不均衡使得壓縮空氣單向閥7或氣缸進氣單向閥8開啟的情況，也并不會造成氣體流失；
[0022]當通過節流閥驅動機構調節節流閥使其筒壁覆蓋一部分進氣通道時，則可以延遲進氣或提早結束進氣，并且可以限制進氣閥與進氣門完全重合的最大開度，從而起到調節進氣持續時間以及進氣量的作用，而對于排氣的全可變進排氣控制，原理同上；
[0023]當節流閥筒壁完全覆蓋進、排氣通道，則無論進、排氣閥在什么相位，進、排氣機構始終關閉，此時便切換到了制動能量回收模式，壓縮空氣單向閥7與儲氣罐連接，氣缸進氣單向閥8與外界相通，在該模式下，通過壓縮空氣單向閥7、氣缸進氣單向閥8實現制動能量回收，在活塞5上行時，當氣缸內壓力高于儲氣罐內壓力，打開壓縮空氣單向閥，向儲氣罐壓縮空氣，在活塞5下行過程中，壓力低于儲氣罐的壓力時關閉壓縮空氣單向閥，同時打開氣缸進氣單向閥向氣缸進氣，以準備再下一次循環中向儲氣罐充氣。
【主權項】
1.一種壓縮空氣發動機全可變進排氣機構，其特征在于包括缸壁(I)、缸蓋(2)、進氣閥(3)、排氣閥(11)、節流閥(4)、活塞(5)、進排氣通道(6)、壓縮空氣單向閥(7)、氣缸進氣單向閥(8 )、進排氣閥動力傳輸機構(9 )和節流閥驅動機構(1 )，缸壁(I)上設置有缸蓋(2 )，缸蓋(2 )內設置進氣閥(3 )和排氣閥(11)，進氣閥(3 )和排氣閥(11)通過進排氣通道(6)與儲氣罐相聯，進氣閥(3)和排氣閥(11)內層套有節流閥(4)，節流閥(4)由節流閥驅動機構(10 )驅動，進氣閥(3 )和排氣閥(11)由進排氣閥動力傳輸機構(9 )驅動，缸壁(I)內設置有活塞(5 )，壓縮空氣單向閥(7 )、氣缸進氣單向閥(8 )與壓縮空氣發動機的燃燒室相連。2.根據權利要求1所述的壓縮空氣發動機全可變進排氣機構，其特征在于，所述的進排氣閥(3 )、排氣閥(11)和節流閥(4 )為筒狀結構，所述的筒狀結構設有缺口，當進氣閥(3 )和節流閥(4)的筒狀缺口與進氣道重合時，實現進氣，當排氣閥(11)和節流閥(4)的筒狀缺口與排氣道重合時，實現排氣。3.根據權利要求1所述的壓縮空氣發動機全可變進排氣機構，其特征在于，所述的進氣閥(3)、排氣閥(11)均與飛輪相連，進氣閥(3)、排氣閥(11)的進排氣相位可根據需要進行調整，節流閥(4)通過電機驅動，可通過調整其缺口相位與進排氣閥相位重疊部分的位置與大小來調節進排氣，從而達到全可變的進排氣目的。
【專利摘要】本實用新型公開了一種壓縮空氣發動機全可變進排氣機構，缸壁上設置有缸蓋，缸蓋內設置進氣閥和排氣閥，進氣閥和排氣閥通過進排氣通道與儲氣罐相聯，進氣閥和排氣閥內層套有節流閥，節流閥由節流閥驅動機構驅動，進氣閥和排氣閥由進排氣閥動力傳輸機構驅動，缸壁內設置有活塞，壓縮空氣單向閥、氣缸進氣單向閥與壓縮空氣發動機的燃燒室相連。實現了氣動發動機全可變進、排氣，可以通過調節節流閥來調節進、排氣持續時間以及氣門的最大開度，從而可以根據工況需要調節發動機工作狀態。同時也可以通過調節節流閥位置，以及對單向閥進行控制使得發動機在制動能量回收工作模式和氣動驅動模式兩種模式中切換。
【IPC分類】F04B37/12, F01B25/24, F04B49/22, F04B39/10, F01B25/12, F01B25/10, F01B17/02, F01B25/02, F04B39/08
【公開號】CN204729134
【申請號】CN201520487487
【發明人】黃瑞, 魏巍, 俞小莉, 陳俊玄, 劉震濤, 汪紹斌, 許建青, 魏鑫, 陳思南, 郭震
【申請人】浙江大學
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月8日