一種新型空氣發(fā)動機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種新型汽車發(fā)動機，具體涉及一種以壓縮成液態(tài)的干燥空氣作為動力的空氣發(fā)動機，它應(yīng)用于能在各類轎車及輕型車上。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著市場經(jīng)濟的高速發(fā)展，各種機動車的應(yīng)用不斷增加，發(fā)動機是這些機動車輛的“心臟”，且95%以上發(fā)動機屬于燃油或燃氣發(fā)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(huán)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(yè)的發(fā)展。為了減小機動車輛尾氣對大氣的污染，國內(nèi)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(fā)動機，在一定程度上減小了車輛為其中的有害物質(zhì)的排放量，但是，燃氣發(fā)動機并不能實現(xiàn)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(fā)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(zhuǎn)換其他的機械能的一種動力裝置。與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機相比，壓縮空氣發(fā)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(jié)構(gòu)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(zhì)，通過工質(zhì)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(fā)動機因其獨特的優(yōu)點而引起人們的廣泛關(guān)注和研究，目前主要有往復(fù)活塞式、葉片式和旋轉(zhuǎn)活塞式等結(jié)構(gòu)形式。各種基于氣動汽車探索性，概念性的新型壓縮空氣發(fā)動機技術(shù)也在積極的研究之中。其中《壓縮空氣發(fā)動機發(fā)展綜述》(《機械》2008.35 (9))對壓縮空氣發(fā)動機的發(fā)展做了相關(guān)的闡述，但也存在一些缺點:
[0004]1.往復(fù)活塞式壓縮空氣發(fā)動機。由于往復(fù)活塞式空氣發(fā)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(yīng)用中，氣缸漏氣嚴重，發(fā)動機效率低；往復(fù)活塞式壓縮空氣發(fā)動機低速性好，但隨著轉(zhuǎn)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(fù)活塞式壓縮空氣發(fā)動機氣缸容積以及車上有限能量的限制，發(fā)動機效率??；往復(fù)活塞式壓縮空氣發(fā)動機配氣機構(gòu)和減壓控制機構(gòu)的設(shè)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(zhuǎn)速的環(huán)保型機器動力裝置。
[0005]2.葉片式壓縮空氣發(fā)動機。轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fā)動機的葉片磨損快；葉片式壓縮空氣發(fā)動機的噪聲大且潤滑材料消耗量大。
[0006]3.旋轉(zhuǎn)式壓縮空氣發(fā)動機，只有兩個運動件驅(qū)動發(fā)動機，取締了傳統(tǒng)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(zhuǎn)式壓縮空氣發(fā)動機，雖然在結(jié)構(gòu)上較前面的發(fā)動機做了大幅的改進，但是發(fā)動機輸出功率并未達到最佳狀態(tài)，能量利用率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種新型空氣發(fā)動機，它能夠使壓縮空氣發(fā)動機實現(xiàn)高能量利用率、聞功率輸出且安靜環(huán)保的發(fā)動機。
[0008]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種新型空氣發(fā)動機，它包括發(fā)電機、飛輪、發(fā)動機主機、泵體，發(fā)動機主機上設(shè)有泵體和飛輪，飛輪通過三角皮帶帶動發(fā)電機，還包括渦輪盤組件，渦輪盤組件設(shè)在發(fā)動機主機內(nèi)，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(shè)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(shè)置有加熱室，加熱室內(nèi)設(shè)有加熱管、高壓空氣管和加熱網(wǎng)。
[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(fā)明的優(yōu)點是，它以壓縮成液態(tài)的干燥空氣作為燃料，推動發(fā)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(jié)構(gòu)簡單，可根據(jù)汽車動力要求設(shè)計成各種形狀。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明所提供的一種新型空氣發(fā)動機的結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖2為圖1的A-A向剖視圖；
[0013]圖3為渦輪盤組件結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖4為本發(fā)明隔離環(huán)結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖5為圖4的A-A向剖視圖；
[0016]圖6為渦輪結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖中，I發(fā)電機，2飛輪，3發(fā)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(wǎng)，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(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細介紹:
[0019]在主機體外有液體控制泵、飛輪、發(fā)電機；在主機體內(nèi)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(tài)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(tài)空氣在加熱室內(nèi)，液態(tài)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(zhuǎn)，輸出動力，同時直軸一端帶動主機體外的飛輪轉(zhuǎn)動，飛輪與發(fā)電機為皮帶連接，帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn)發(fā)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(fā)動機主要包括發(fā)電機1、飛輪2、發(fā)動機主機3、泵體4，發(fā)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(fā)電機I。
[0021]如圖2-6所示，一種新型空氣發(fā)動機還包括渦輪盤組件，渦輪盤組件套裝在發(fā)動機主機I內(nèi)，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(shè)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(shè)置有加熱室8，加熱室8內(nèi)安裝有加熱管9、高壓空氣管10和加熱網(wǎng)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(fā)明的工作方式如下:液態(tài)空氣通過液體泵4泵入液態(tài)空氣，同時液體泵4可控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和輸出功率，液態(tài)空氣通過液體泵4進入發(fā)動機主體3內(nèi)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(nèi)，霧狀液態(tài)空氣受加熱網(wǎng)11加熱，膨脹形成高壓氣流，通過高壓空氣管10到環(huán)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(zhuǎn)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(yīng)，當渦輪排氣孔14與主機排氣孔17對應(yīng)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(fā)動機，當渦輪排氣孔14與主機排氣孔17不相對應(yīng)時，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使發(fā)動機產(chǎn)生汽車運行中所需轉(zhuǎn)矩，當渦輪5帶動直軸6高速轉(zhuǎn)動時，直軸6通過飛輪2上的三角皮帶19帶動發(fā)電機I運轉(zhuǎn)，發(fā)電機I運轉(zhuǎn)發(fā)電供應(yīng)汽車及加熱室8內(nèi)的加熱網(wǎng)11所需電力，從而達到汽車運行的目的。
[0023]試驗證明:本發(fā)明涉及的新型空氣發(fā)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(quán)項】
1.一種新型空氣發(fā)動機，其特征在于:它包括發(fā)電機(I)、飛輪(2)、發(fā)動機主機(3)、泵體(4)，發(fā)動機主機(3)上設(shè)有泵體(4)和飛輪(2)，飛輪(2)通過三角皮帶(19)帶動發(fā)電機(I )，還包括渦輪盤組件，渦輪盤組件設(shè)在發(fā)動機主機(I)內(nèi)，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(shè)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(shè)置有加熱室(8)，加熱室(8)內(nèi)設(shè)有加熱管(9)、高壓空氣管(10)和加熱網(wǎng)(11)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種新型空氣發(fā)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(fā)明屬于一種新型汽車發(fā)動機，具體涉及一種以壓縮空氣作為動力的空氣發(fā)動機。它包括發(fā)電機、飛輪、發(fā)動機主機、泵體，發(fā)動機主機上設(shè)有泵體和飛輪，飛輪通過三角皮帶帶動發(fā)電機，還包括渦輪盤組件，渦輪盤組件設(shè)在發(fā)動機主機內(nèi)，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(shè)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(shè)置有加熱室，加熱室內(nèi)設(shè)有加熱管、高壓空氣管和加熱網(wǎng)。其優(yōu)點是，它以壓縮成液態(tài)的干燥空氣作為燃料，推動發(fā)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(jié)構(gòu)簡單，可根據(jù)汽車動力要求設(shè)計成各種形狀。
【IPC分類】F02C1-00
【公開號】CN104653292
【申請?zhí)枴緾N201310578564
【發(fā)明人】曹鳳紅, 張勇, 王世慶, 宋黎
【申請人】核工業(yè)西南物理研究院, 成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月18日