專利名稱：一種氣體再利用做工的空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
一種氣體再利用做工的空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)本發(fā)明提供了一種用于各種氣體做工的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特點(diǎn)是進(jìn)入該發(fā)動(dòng)內(nèi)的氣體不是做一次工即被排出，而是經(jīng)過兩次、三次(或多次)做工后才被排出，因此該發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率是多次做功效率的累加，所以該發(fā)動(dòng)機(jī)的效率可以達(dá)到百分之一百以上。21世紀(jì)是空氣的世界和風(fēng)的海洋，各種空動(dòng)力汽車和人造風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。氣動(dòng)車在法國(guó)、澳大利亞、美國(guó)、印度等很多國(guó)家已投入使用，有些國(guó)家在公路兩側(cè)已經(jīng)建起了太陽能加氣站，和風(fēng)能加氣站從而形成整個(gè)綠色產(chǎn)業(yè)鏈條，太陽能和風(fēng)能你不用他也不會(huì)增加你用它也不會(huì)減少。氣動(dòng)車在美國(guó)跑一百公里僅需6元人民幣，并且該車不存在燃油車的廢氣環(huán)境污染，也不存在電動(dòng)轎車頻繁更換和拆解電瓶造成的環(huán)境污染和電機(jī)電子設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)造成的電磁環(huán)境污染危及人身健康。氣動(dòng)風(fēng)動(dòng)產(chǎn)品成本低、無污染、安全可靠更適合中國(guó)的國(guó)情。當(dāng)我們還在爭(zhēng)論空氣動(dòng)力到底行不行的通時(shí)，國(guó)外已將它大力推出產(chǎn)品啦！不只是汽車還有美國(guó)德克薩斯的氣動(dòng)火車；日本的氣動(dòng)火車。美國(guó)人說我們最喜歡這種火車！行駛平穩(wěn)、動(dòng)力特強(qiáng)、非常環(huán)保。 有了氣動(dòng)車就得有發(fā)動(dòng)機(jī)，世界各國(guó)關(guān)于氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)效率的提高的研究一直在進(jìn)行。我認(rèn)為空氣動(dòng)力和燃油電動(dòng)車不同，燃油車燃料只要做工燃燒以后其排出的將不再是燃料，因此無法再利用。電動(dòng)車電能使用完了，就完全轉(zhuǎn)化為了機(jī)械能，電就不復(fù)存在了因此也沒有再利用的價(jià)值。而空氣卻不同經(jīng)過一次做工后其排出的還是一成不變的具有一定壓力的空氣，因此它還有重復(fù)利用的價(jià)值。其工作原理是當(dāng)一個(gè)氣缸進(jìn)氣將小活塞壓至下止點(diǎn)時(shí)，排氣門打開這時(shí)們可以將其排出的氣體與另一個(gè)正處于上止點(diǎn)的大活塞的進(jìn)氣門相互連接，兩者氣門同時(shí)打開這時(shí)便形成了一個(gè)連通器，因?yàn)檫B通器的壓強(qiáng)相同而由于大活塞的面積遠(yuǎn)大于小活塞的面積因此大活塞上獲得的壓力大于小活塞，導(dǎo)致壓力差于是該氣體第二次做工將大活塞壓至下止點(diǎn)，壓至下止點(diǎn)后排氣門打開，氣體又被送到更大的正處于上止點(diǎn)的更大的活塞進(jìn)氣道，兩者氣門同時(shí)打開再次形成了一個(gè)連通器，因?yàn)檫B通器的壓強(qiáng)相同而由于更大活塞的面積遠(yuǎn)大于大活塞的面積因此更大的活塞上獲得的壓力大于大活塞，再次導(dǎo)致壓力差于是該氣體第三次做工將更大的活塞壓至下止點(diǎn) ，此時(shí)氣門打開將氣體排出不再利用，一般二、三、四次重復(fù)利用效率可以增加，其效率是各次做工效率之和，重復(fù)做工次數(shù)太多了效率反而會(huì)下降。

圖1-1為本發(fā)明應(yīng)用于三次重復(fù)做工四組氣缸并列的發(fā)動(dòng)機(jī)原理圖，圖中A組由一次做工缸Al、二次做工缸A2、三次做工缸A3組成；圖中B組由一次做工缸BI、二次做工缸B2、三次做工缸B3組成；圖中C組由一次做工缸Cl、二次做工缸C2、三次做工缸C3組成；圖中D組由一次做工缸Dl、二次做工缸D2、三次做工缸D3組成；4為主軸；5、6、7、8分別為凸輪或偏心輪，輪上可置有防止活塞旋轉(zhuǎn)的槽。該凸輪軸系統(tǒng)或偏心輪軸系統(tǒng)也可由曲軸系統(tǒng)代替，最大活塞A3、B3、C3、D3下方均裝有軸承或銅套瓦之類可轉(zhuǎn)動(dòng)的部件，也可在該部分安裝防旋轉(zhuǎn)槽。還可以單獨(dú)在A3、B3、C3、D3活塞與機(jī)體加上拉簧使結(jié)合更穩(wěn)定。當(dāng)然各組缸從上到下小中大的形式也可以不按此順序排列，各組缸的排列順序也可以不同，按需要自由排列。圖1-2為本發(fā)明應(yīng)用于二次重復(fù)做工四組氣缸并列的發(fā)動(dòng)機(jī)原理圖，圖中A組由一次做工缸A2、二次做工缸A3組成；圖中B組由一次做工缸B2、二次做工缸B3組成；圖中C組由一次做工缸C2、二次做工缸C3組成；圖中D組由一次做工缸D2、二次做工缸D3組成；4為主軸；5、6、7、8分別為凸輪或偏心輪，輪上可置有防止活塞旋轉(zhuǎn)的槽。該凸輪軸系統(tǒng)或偏心輪軸系統(tǒng)也可由曲軸系統(tǒng)代替，最大活塞A3、B3、C3、D3下方均裝有軸承或銅套瓦之類可轉(zhuǎn)動(dòng)的部件，也可在該部分安裝防旋轉(zhuǎn)槽。還可以單獨(dú)在A3、B3、C3、D3活塞與機(jī)體之間加上拉簧使結(jié)合更穩(wěn)定。同樣各組缸從上到下小中大的形式也可以不按此順序排列，各組缸的排列順序也可以不同按需要自由排列。無論是怎樣的排列最下方與凸輪或偏心倫接觸的活塞下方均可以設(shè)置滾動(dòng)軸承或銅套瓦之類的旋轉(zhuǎn)部件。二次、三次、四次重復(fù)做工的發(fā)動(dòng)機(jī)除圖中是做成凸輪的或者偏心輪的，因?yàn)檫@個(gè)比曲軸的效率高，當(dāng)然也可制成曲軸的。無論是二次、三次、四次做工的發(fā)動(dòng)機(jī)其曲軸、凸輪軸、偏心輪軸的每個(gè)缸上下順序不做規(guī)定可任意，如果是四組缸則每組相互錯(cuò)開90度，如果是三組缸則相互錯(cuò)開120度。如果是五組的就相互錯(cuò)開72度；如果是六組的就相互錯(cuò)開60度；如果是兩組則相互錯(cuò)開180度，兩組或I組的不能自行旋轉(zhuǎn)要加啟動(dòng)馬達(dá)才行。該發(fā)動(dòng)機(jī)除可制成以上結(jié)構(gòu)外，還可制成V字形結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)，以及飛機(jī)上使用的星形發(fā)動(dòng)機(jī)，可以是3星、4星、5星、6星等均可。該發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣門開關(guān)閉時(shí)間不作規(guī)定可任意，以最大限度發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)功率為準(zhǔn)。該發(fā)動(dòng)機(jī)可為頂置氣門也可為側(cè)置氣門，可采用氣閥也可采用 氣門，也可氣門氣閥同時(shí)使用，氣門開關(guān)時(shí)間可以是固定的，也可以是隨轉(zhuǎn)速自動(dòng)變化的，氣門氣閥的開啟和關(guān)閉可以是機(jī)械的也可以是電動(dòng)的(電磁閥等)?？梢允腔钊部梢允侵Ｔ摪l(fā)明之發(fā)動(dòng)機(jī)其個(gè)大小活塞之間的連接可以是可拆卸的也可以是不可拆卸的。其各缸中均有獨(dú)立的潤(rùn)滑系統(tǒng)，同時(shí)在各大小缸之間都有與主軸箱相連的大氣平衡孔。各大小缸都只有獨(dú)立的(或一體的)缸套、活塞、缸蓋、及配氣系統(tǒng)。相對(duì)應(yīng)各級(jí)活塞之間的連接導(dǎo)向裝置，位于缸蓋上同樣按裝了與之配套的密封裝置用以防止漏氣，以保證各缸都能正常工作。除了上面介紹的方法外該發(fā)明每組缸中的每個(gè)缸也可以獨(dú)立安裝與凸輪軸、偏心輪軸、曲軸上，也同樣可排成一字型、V字形、星形。每種結(jié)構(gòu)同樣可具有以上所說組缸發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)。說到發(fā)動(dòng)機(jī)很多年前除了活塞式的，也有什么轉(zhuǎn)予發(fā)動(dòng)機(jī)三角發(fā)動(dòng)機(jī)等許多結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)，但是這些發(fā)動(dòng)機(jī)這么多年都沒有在車輛上被普遍采用，可能是這些發(fā)動(dòng)機(jī)雖然效率高但是磨損快，并且磨損了修復(fù)比較困難，扭矩也不要太好因此一直得不到推廣和應(yīng)用?，F(xiàn)在這些發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)要應(yīng)用到氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)上其情況應(yīng)該和燃油車是一樣的，也不適合，因此發(fā)明人認(rèn)為應(yīng)用在車輛上的氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)只有活塞與凸輪軸、偏心輪軸、曲軸組合的發(fā)動(dòng)機(jī)，在將來在才可能被大范圍的推廣和應(yīng)用。本發(fā)明之發(fā)動(dòng)機(jī)也可同時(shí)應(yīng)用各種能近一步提高效率和續(xù)航能力的手段、方法、結(jié)構(gòu)和措施等，如等溫膨脹系統(tǒng)，能量回收系統(tǒng)。下面我們以圖1-1為例對(duì)本發(fā)明之發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程進(jìn)一步誰明，圖1-1為本發(fā)明應(yīng)用于三次重復(fù)做工四組氣缸并列的發(fā)動(dòng)機(jī)原理圖，如圖所示首先我們可以將各組活塞看組單獨(dú)的一個(gè)活塞，就等于是四缸并列發(fā)動(dòng)機(jī)了，該發(fā)動(dòng)機(jī)只有做功和排氣兩個(gè)行程，四個(gè)缸之間相互錯(cuò)開90度的工作角度，四個(gè)活塞會(huì)在氣體壓力作用下進(jìn)排氣門氣閥會(huì)按順序打開推動(dòng)活塞做工使曲軸旋轉(zhuǎn)起來旋轉(zhuǎn)起來，做工后的氣體將被直接排出，這就是一般空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的的工作原理。當(dāng)然為提高效率還要使用等溫膨脹系統(tǒng)進(jìn)一步提高它的能效，也可以使用能量回收系統(tǒng)進(jìn)一步增加續(xù)航能力。前面已經(jīng)講過，空氣動(dòng)力和燃油電動(dòng)車不同，燃油車燃料只要做工燃燒以后其排出的將不再是燃料，因此無法再利用。電動(dòng)車電能使用完了，就完全轉(zhuǎn)化為了機(jī)械能，電就不復(fù)存在了因此也沒有辦法再利用的。而空氣卻不同經(jīng)過一次做工后其排出的還是一成不變的具有一定壓力的空氣，因此它還有重復(fù)利用的價(jià)值。所以讓其多次做工的方案是可行的，因此該方法可以將發(fā)動(dòng)機(jī)的功率大幅度的提高。如圖1-1所示當(dāng)A組的Al缸處于上止點(diǎn)時(shí)，近氣門打開在壓力作用下A組缸將下行至下至點(diǎn)，這時(shí)B組缸將運(yùn)行到上止點(diǎn)，Al活塞到下至點(diǎn)后排氣門打開，通過與之相連的正處于上止點(diǎn)的B2活塞的進(jìn)氣道進(jìn)氣門相通，該近氣門也同時(shí)打開，Al和B2形成連通器后壓強(qiáng)相等，而而B2的面積遠(yuǎn)大于Al因此在B2上產(chǎn)生了下行的推力，當(dāng)B2行至下止點(diǎn)時(shí)A3正處于上止點(diǎn)，由于B2和A3是聯(lián)通的，這時(shí)B2和A3的排氣門和進(jìn)氣門分別同時(shí)打開，從而構(gòu)成連通器使壓強(qiáng)相等，又因?yàn)锳3的面積遠(yuǎn)大于B2因此在A3上再次產(chǎn)生下行推力使氣體又一次被利用又一次做工，在該次做工后排氣門打開將氣體排到空氣中。同樣當(dāng)B組的BI缸處于上止點(diǎn)時(shí)，近氣門打開在壓力作用下B組缸將下行至下至點(diǎn)，這時(shí)A組缸將運(yùn)行到上止點(diǎn)，BI活塞到下至點(diǎn)后排氣門打開，通過與之相連的正處于上止點(diǎn)的A2活塞的進(jìn)氣道進(jìn)氣門相通，該近氣門也同時(shí)打開，BI和A2形成連通器后壓強(qiáng)相等，而而A2的面積遠(yuǎn)大于BI因此在A2上產(chǎn)生了下行的推力，當(dāng)A2行至下止點(diǎn)時(shí)B3正處于上止點(diǎn)，由于A2和 B3是聯(lián)通的，這時(shí)A2和B3的排氣門和進(jìn)氣門分別同時(shí)打開，從而構(gòu)成連通器使壓強(qiáng)相等，又因?yàn)锽3的面積遠(yuǎn)大于A2因此在B3上再次產(chǎn)生下行推力使氣體又一次被利用又一次做工，在該次做工后排氣門打開將氣體排到空氣中。以上介紹了圖1-1中A組和B組各缸之間交替工作循環(huán)的情況，C組和D組的工作情況也是一樣的道理，這里不再講訴，由此我們就詳細(xì)的了解了各缸之間就是這樣相互穿插交替進(jìn)行做工和氣體多次重復(fù)利用重復(fù)做工的整個(gè)過程。由以上事例可知該發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是多次做工功率之和，因此該技術(shù)與其它一次做工的發(fā)動(dòng)機(jī)相比效率更高，適合用于各種車輛、飛機(jī)、船舶使用。應(yīng)用于車輛可用于各種工程車、轎車、各種軍車、坦克、面包車、吉普車、公交車、火車、農(nóng)用車、商務(wù)車、自行車、三輪車等。具有高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、零排放的特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明提供了一種一次進(jìn)氣可以多次重復(fù)做工的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是發(fā)動(dòng)機(jī)配有可以多次重復(fù)做工的二次、三次、四次等用以重復(fù)做工的缸體(缸體組)和活塞(活塞組)及相關(guān)配氣和潤(rùn)滑等系統(tǒng)，曲軸、凸輪軸、偏心輪軸均可以用作該發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸與單層活塞及多層活塞組構(gòu)成氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；在與偏心輪或凸輪接觸的活塞下方均裝有軸承或銅套瓦之類可轉(zhuǎn)動(dòng)的部件，也可在該部分安裝防旋轉(zhuǎn)槽；還可以單獨(dú)在與凸輪或偏心輪接觸的活塞與機(jī)體之間加上拉簧使結(jié)合更穩(wěn)定；同樣各組缸從上到下小中大的形式也可以不按此順序排列，各組缸的排列順序也可以不同，按需要自由排列，凸輪或偏心輪軸上也可制有用于防治活塞旋轉(zhuǎn)的槽；二次、三次、四次重復(fù)做工的發(fā)動(dòng)機(jī)可以做成凸輪主軸的或者偏心輪主軸的，因?yàn)檫@個(gè)比曲軸的效率高，當(dāng)然也可制成曲軸的；無論是二次、三次、四次重復(fù)做工的發(fā)動(dòng)機(jī)其曲軸、凸輪軸、偏心輪軸的每個(gè)缸上下順序不做規(guī)定可任意，如果是四組缸則每組相互錯(cuò)開90度，如果是三組缸則相互錯(cuò)開120度；如果是五組的就相互錯(cuò)開72度；如果是六組的就相互錯(cuò)開60度；如果是兩組則相互錯(cuò)開180度(以上所說的各缸相互錯(cuò)開的度數(shù)也可任意)，兩組或I組的不能自行旋轉(zhuǎn)要加啟動(dòng)馬達(dá)才行；該發(fā)動(dòng)機(jī)除可制成以上結(jié)構(gòu)外，還可制成V字形結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)，以及飛機(jī)上使用的星形發(fā)動(dòng)機(jī)，可以是3星、4星、5星、6星7星、八星等均可；該發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣門開啟關(guān)閉時(shí)間不作規(guī)定可任意，以最大限度發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)功率為準(zhǔn)；該發(fā)動(dòng)機(jī)可為頂置氣門也可為側(cè)置氣門，可采用氣閥也可采用氣門，也可氣門氣閥同時(shí)使用，氣門氣閥開關(guān)時(shí)間可以是固定的，也可以是隨轉(zhuǎn)速自動(dòng)變化的，氣門氣閥的開啟和關(guān)閉可以是機(jī)械的也可以是電動(dòng)的(電磁閥等)；該發(fā)動(dòng)機(jī)可以是活塞也可以是柱塞；該發(fā)明之發(fā)動(dòng)機(jī)其各大小活塞之間的連接可以是可拆卸的也可以是不可拆卸的；其各缸中均有獨(dú)立的或非獨(dú)立的潤(rùn)滑系統(tǒng)，同時(shí)在各大小缸之間都可以有與主軸箱相連的大氣平衡孔；各大小缸都制有獨(dú)立的(或一體的)缸套、活塞、缸蓋、及配氣系統(tǒng)；相對(duì)應(yīng)各級(jí)活塞之間的連接導(dǎo)向裝置，位于缸蓋上同樣按裝了與該鏈接導(dǎo)向裝置配套的密封裝置用以防止漏氣和該導(dǎo)向裝置的潤(rùn)滑，以保證各缸都能正常工作；除了上面介紹的方法外該發(fā)明每組缸中的每個(gè)缸也可以獨(dú)立安裝于凸輪軸、偏心輪軸、曲軸上，也同樣可排成一字型、V字形、星形，每種結(jié)構(gòu)同樣可具有組缸發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)；本發(fā)明之發(fā)動(dòng)機(jī)也可同時(shí)應(yīng)用各種能近一步提高效率和續(xù)航能力的手段、方法、結(jié)構(gòu)和措施等，如等溫膨脹系統(tǒng)，能量回收系統(tǒng)等；關(guān)于防止活塞旋轉(zhuǎn)的方法除了上面說的凸輪或偏心輪與活塞也可做成其它各種互補(bǔ)的形狀結(jié)構(gòu)均可。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種一次進(jìn)氣多次重復(fù)做工的發(fā)動(dòng)機(jī)。燃油車燃料只要燃燒以后排除的將不再是燃料因此無法再利用，電動(dòng)車電能使用以后就完全轉(zhuǎn)化為了機(jī)械能也無法再利用。而壓縮氣體卻不同經(jīng)過一次做工后排出的還是有一定壓力的一成不變的空氣因此具有重復(fù)利用的價(jià)值。本發(fā)明之一次進(jìn)氣多次重復(fù)做工的發(fā)動(dòng)機(jī)其效率是各次重復(fù)做工效率之和，該發(fā)動(dòng)機(jī)是目前世界上唯一一種效率超過百份之百的發(fā)動(dòng)機(jī)。具有低成本、工作可靠、耐用的特點(diǎn)。適用于各種車輛、飛機(jī)、船舶使用。應(yīng)用于車輛可用于各種工程車、轎車、各種軍車、坦克、面包車、吉普車、公交車、火車、農(nóng)用車、商務(wù)車、自行車、三輪車及各種專用車輛等。具有高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、零排放的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F01L1/04GK102828779SQ20121028333
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者孟令松 申請(qǐng)人:孟令松