壓縮空氣發(fā)動機全可變進排氣機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于新能源發(fā)動機領(lǐng)域，涉及一種壓縮空氣發(fā)動機全可變進排氣機構(gòu)，能為壓縮空氣發(fā)動機提供高壓壓縮空氣。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著當今世界所面臨的能源緊缺和環(huán)境污染兩個問題逐漸受到全世界的關(guān)注，汽車工業(yè)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(fā)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(jīng)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(fā)動機不消耗化石燃料從而可以實現(xiàn)零碳排放。由于發(fā)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(zhuǎn)矩，就要替換普通內(nèi)燃機的常壓氣門，使得可以通過氣門的調(diào)節(jié)而改變氣動發(fā)動機的做功情況。由于之前的氣動發(fā)動機進氣機構(gòu)結(jié)構(gòu)相對都比較復雜，實驗、制造的成本較高，本次發(fā)明目的在于提出一個結(jié)構(gòu)簡單、易于在普通內(nèi)燃機的基礎(chǔ)上改裝且成本低廉的全可變進氣機構(gòu)，通過以該概念為基礎(chǔ)改進的進氣機構(gòu)達到調(diào)節(jié)進氣量和持續(xù)時間的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本次發(fā)明的目是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種壓縮空氣發(fā)動機全可變進排氣機構(gòu)。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種壓縮空氣發(fā)動機全可變進排氣機構(gòu)，包括缸壁、缸蓋、進氣閥、排氣閥、節(jié)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(gòu)和節(jié)流閥驅(qū)動機構(gòu)，缸壁上設(shè)置有缸蓋，缸蓋內(nèi)設(shè)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(lián)，進氣閥和排氣閥內(nèi)層套有節(jié)流閥，節(jié)流閥由節(jié)流閥驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動，進氣閥和排氣閥由進排氣閥動力傳輸機構(gòu)驅(qū)動，缸壁內(nèi)設(shè)置有活塞，壓縮空氣單向閥、氣缸進氣單向閥與壓縮空氣發(fā)動機的燃燒室相連。
[0007]所述的進排氣閥、排氣閥和節(jié)流閥為筒狀結(jié)構(gòu)，所述的筒狀結(jié)構(gòu)設(shè)有缺口，當進氣閥和節(jié)流閥的筒狀缺口與進氣道重合時，實現(xiàn)進氣，當排氣閥和節(jié)流閥的筒狀缺口與排氣道重合時，實現(xiàn)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(jù)需要進行調(diào)整，節(jié)流閥通過電機驅(qū)動，可通過調(diào)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(diào)節(jié)進排氣，從而達到全可變的進排氣目的。
[0009]該發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0010]1、實現(xiàn)了氣動發(fā)動機全可變進、排氣，可以通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥來調(diào)節(jié)進、排氣持續(xù)時間以及氣門的最大開度，從而可以根據(jù)工況需要調(diào)節(jié)發(fā)動機工作狀態(tài)。
[0011]2、同時也可以通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥位置，以及對單向閥進行控制使得發(fā)動機在制動能量回收工作模式和氣動驅(qū)動模式兩種模式中切換。
[0012]3、本實用新型氣門驅(qū)動機構(gòu)動力一部分來自于飛輪，一部分來自于節(jié)流閥驅(qū)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(fā)動機全可變進排氣機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是壓縮空氣發(fā)動機全可變進排氣機構(gòu)的剖視圖；
[0015]圖中:缸壁1、缸蓋2、進氣閥3、節(jié)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(qū)動機構(gòu)9、節(jié)流閥驅(qū)動機構(gòu)10，排氣閥11。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合圖1和圖2對本次發(fā)明進行詳細介紹。
[0017]—種壓縮空氣發(fā)動機全可變進排氣機構(gòu)，包括缸壁1、缸蓋2、進氣閥3、排氣閥11、節(jié)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(gòu)9和節(jié)流閥驅(qū)動機構(gòu)10，缸壁I上設(shè)置有缸蓋2，缸蓋2內(nèi)設(shè)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(lián)，進氣閥3和排氣閥11內(nèi)層套有節(jié)流閥4，節(jié)流閥4由節(jié)流閥驅(qū)動機構(gòu)10驅(qū)動，進氣閥3和排氣閥11由進排氣閥動力傳輸機構(gòu)9驅(qū)動，缸壁I內(nèi)設(shè)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(fā)動機的燃燒室相連。
[0018]所述的進排氣閥3、排氣閥11和節(jié)流閥4為筒狀結(jié)構(gòu)，所述的筒狀結(jié)構(gòu)設(shè)有缺口，當進氣閥3和節(jié)流閥4的筒狀缺口與進氣道重合時，實現(xiàn)進氣，當排氣閥11和節(jié)流閥4的筒狀缺口與排氣道重合時，實現(xiàn)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(jù)需要進行調(diào)整，節(jié)流閥4通過電機驅(qū)動，可通過調(diào)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(diào)節(jié)進排氣，從而達到全可變的進排氣目的。
[0020]所述壓縮空氣發(fā)動機全可變進排氣機構(gòu)的進排氣方法是:
[0021]氣動驅(qū)動模式下，儲氣罐內(nèi)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(qū)動，若節(jié)流閥套筒上缺口完全覆蓋進氣門，即對進氣閥完全沒有節(jié)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(xù)轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)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(xiàn)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(jié)流閥驅(qū)動機構(gòu)調(diào)節(jié)節(jié)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(jié)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(diào)節(jié)進氣持續(xù)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(jié)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(gòu)始終關(guān)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(xiàn)制動能量回收，在活塞5上行時，當氣缸內(nèi)壓力高于儲氣罐內(nèi)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(guān)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(huán)中向儲氣罐充氣。
【主權(quán)項】
1.一種壓縮空氣發(fā)動機全可變進排氣機構(gòu)，其特征在于包括缸壁(I)、缸蓋(2)、進氣閥(3)、排氣閥(11)、節(jié)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(gòu)(9 )和節(jié)流閥驅(qū)動機構(gòu)(1 )，缸壁(I)上設(shè)置有缸蓋(2 )，缸蓋(2 )內(nèi)設(shè)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(lián)，進氣閥(3)和排氣閥(11)內(nèi)層套有節(jié)流閥(4)，節(jié)流閥(4)由節(jié)流閥驅(qū)動機構(gòu)(10 )驅(qū)動，進氣閥(3 )和排氣閥(11)由進排氣閥動力傳輸機構(gòu)(9 )驅(qū)動，缸壁(I)內(nèi)設(shè)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(fā)動機的燃燒室相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮空氣發(fā)動機全可變進排氣機構(gòu)，其特征在于，所述的進排氣閥(3 )、排氣閥(11)和節(jié)流閥(4 )為筒狀結(jié)構(gòu)，所述的筒狀結(jié)構(gòu)設(shè)有缺口，當進氣閥(3 )和節(jié)流閥(4)的筒狀缺口與進氣道重合時，實現(xiàn)進氣，當排氣閥(11)和節(jié)流閥(4)的筒狀缺口與排氣道重合時，實現(xiàn)排氣。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮空氣發(fā)動機全可變進排氣機構(gòu)，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(jù)需要進行調(diào)整，節(jié)流閥(4)通過電機驅(qū)動，可通過調(diào)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(diào)節(jié)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(fā)動機全可變進排氣機構(gòu)，缸壁上設(shè)置有缸蓋，缸蓋內(nèi)設(shè)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(lián)，進氣閥和排氣閥內(nèi)層套有節(jié)流閥，節(jié)流閥由節(jié)流閥驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動，進氣閥和排氣閥由進排氣閥動力傳輸機構(gòu)驅(qū)動，缸壁內(nèi)設(shè)置有活塞，壓縮空氣單向閥、氣缸進氣單向閥與壓縮空氣發(fā)動機的燃燒室相連。實現(xiàn)了氣動發(fā)動機全可變進、排氣，可以通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥來調(diào)節(jié)進、排氣持續(xù)時間以及氣門的最大開度，從而可以根據(jù)工況需要調(diào)節(jié)發(fā)動機工作狀態(tài)。同時也可以通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥位置，以及對單向閥進行控制使得發(fā)動機在制動能量回收工作模式和氣動驅(qū)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?zhí)枴緾N201520487487
【發(fā)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