一种气体再利用做工的空气动力发动机

一种气体再利用做工的空气动力发动机

本发明提供了一种用于各种气体做工的发动机，其特点是进入该发动内的气体不是做一次工即被排出，而是经过两次、三次(或多次)做工后才被排出，因此该发动机的工作效率是多次做功效率的累加，所以该发动机的效率可以达到百分之一百以上。 

21世纪是空气的世界和风的海洋，各种空动力汽车和人造风力发电系统应运而生。气动车在法国、澳大利亚、美国、印度等很多国家已投入使用，有些国家在公路两侧已经建起了太阳能加气站，和风能加气站从而形成整个绿产业链条，太阳能和风能你不用他也不会增加你用它也不会减少。气动车在美国跑一百公里仅需6元人民币，并且该车不存在燃油车的废气环境污染，也不存在电动轿车频繁更换和拆解电瓶造成的环境污染和电机电子设备长期运转造成的电磁环境污染危及人身健康。气动风动产品成本低、无污染、安全可靠更适合中国的国情。当我们还在争论空气动力到底行不行的通时，国外已将它大力推出产品啦！不只是汽车还有美国德克萨斯的气动火车；日本的气动火车。美国人说：我们最喜欢这种火车！行驶平稳、动力特强、非常环保。 

有了气动车就得有发动机，世界各国关于气动发动机效率的提高的研究一直在进行。我认为空气动力和燃油电动车不同，燃油车燃料只要做工燃烧以后其排出的将不再是燃料，因此无法再利用。电动车电能使用完了，就完全转化为了机械能，电就不复存在了因此也没有再利用的价值。而空气却不同经过一次做工后其排出的还是一成不变的具有一定压力的空气，因此它还有重复利用的价值。其工作原理是当一个气缸进气将小活塞压至下止点时，排气门打开这时们可以将其排出的气体与另一个正处于上止点的大活塞的进气门相互连接，两者气门同时打开这时便形成了一个连通器，因为连通器的压强相同而由于大活塞的面积远大于小活塞的面积因此大活塞上获得的压力大于小活塞，导致压力差于是该气体第二次做工将大活塞压至下止点，压至下止点后排气门打开，气体又被送到更大的正处于上止点的更大的活塞进气道，两者气门同时打开再次形成了一个连通器，因为连通器的压强相同而由于更大活塞的面积远大于大活塞的面积因此更大的活塞上获得的压力大于大活塞，再次导致压力差于是该气体第三次做工将更大的活塞压至下止点～，此时气门打开将气体排出不再利用，一般二、三、四次重复利用效率可以增加，其效率是各次做工效率之和，重复做工次数太多了效率反而会下降。 

图1‑1为本发明应用于三次重复做工四组气缸并列的发动机原理图，图中A组由一次做工缸A1、二次做工缸A2、三次做工缸A3组成；图中B组由一次做工缸B1、二次做工缸B2、三次做工缸B3组成；图中C组由一次做工缸C1、二次做工缸C2、三次做工缸C3组成；图中D组由一次做工缸D1、二次做工缸D2、三次做工缸D3组成；4为主轴；5、6、7、8分别为凸轮或偏心轮，轮上可置有防止活塞旋转的槽。该凸轮轴系统或偏心轮轴系统也可由曲轴系统代替，最大活塞A3、B3、C3、D3下方均装有轴承或铜套瓦之类可转动的部件，也可在该部分安装防旋转槽。还可以单独在A3、B3、C3、D3活塞与机体加上拉簧使结合更稳定。当然各组缸从上到下小中大的形式也可以不按此顺序排列，各组缸的排列顺序也可以不同，按需要自由排列。图1‑2为本发明应用于二次重复做工四组气缸并列的发动机原理图，图中A组由一次做工缸A2、二次做工缸A3组成；图中B组由一次做工缸B2、二次做工缸B3组成；图中C组由一次做工缸C2、二次做工缸C3组成；图中D组由一次做工缸D2、二次做工缸D3组成；4为主轴；5、6、7、8分别为凸轮或偏心轮，轮上可置有防止活塞旋转的槽。该凸轮轴系统或偏心轮轴系统也可由曲轴系统代替，最大活塞A3、B3、C3、D3下方均装有轴承或铜套瓦之类可转动的部件，也可在该部分安装防旋转槽。还可以单独在A3、B3、C3、D3活塞与机体之间加上拉簧使结合更稳定。同样各组缸从上到下小中大的形式也可以不按此顺序排列，各组缸的排列顺序也可以不同按需要自由排列。无论是怎样的排列最下方与凸轮或偏心伦接触的活塞下方均可以设置滚动轴承或铜套瓦之类的旋转部件。 

二次、三次、四次重复做工的发动机除图中是做成凸轮的或者偏心轮的，因为这个比曲轴的效率高，当然也可制成曲轴的。无论是二次、三次、四次做工的发动机其曲轴、凸轮轴、偏心轮轴的每个缸上下顺序不做规定可任意，如果是四组缸则每组相互错开90度，如果是三组缸则相互错开120度。如果是五组的就相互错开72度；如果是六组的就相互错开60度；如果是两组则相互错开180度，两组或1组的不能自行旋转要加启动马达才行。该发动机除可制成以上结构外，还可制成V字形结构的发动机，以及飞机上使用的星形发动机，可以是3星、4星、5星、6星等均可。该发动机进排气门开关闭时间不作规定可任意，以最大限度发挥发动机功率为准。该发动机可为顶置气门也可为侧置气门，可采用气阀也可采用气门，也 可气门气阀同时使用，气门开关时间可以是固定的，也可以是随转速自动变化的，气门气阀的开启和关闭可以是机械的也可以是电动的(电磁阀等)。可以是活塞也可以是柱塞。该发明之发动机其个大小活塞之间的连接可以是可拆卸的也可以是不可拆卸的。其各缸中均有独立的润滑系统，同时在各大小缸之间都有与主轴箱相连的大气平衡孔。各大小缸都只有独立的(或一体的)缸套、活塞、缸盖、及配气系统。相对应各级活塞之间的连接导向装置，位于缸盖上同样按装了与之配套的密封装置用以防止漏气，以保证各缸都能正常工作。除了上面介绍的方法外该发明每组缸中的每个缸也可以独立安装与凸轮轴、偏心轮轴、曲轴上，也同样可排成一字型、V字形、星形。每种结构同样可具有以上所说组缸发动机的特点。 

说到发动机很多年前除了活塞式的，也有什么转予发动机三角发动机等许多结构的发动机，但是这些发动机这么多年都没有在车辆上被普遍采用，可能是这些发动机虽然效率高但是磨损快，并且磨损了修复比较困难，扭矩也不要太好因此一直得不到推广和应用。现在这些发动机的结构要应用到气动发动机上其情况应该和燃油车是一样的，也不适合，因此发明人认为应用在车辆上的气动发动机只有活塞与凸轮轴、偏心轮轴、曲轴组合的发动机，在将来在才可能被大范围的推广和应用。本发明之发动机也可同时应用各种能近一步提高效率和续航能力的手段、方法、结构和措施等，如等温膨胀系统，能量回收系统。 

下面我们以图1‑1为例对本发明之发动机的工作过程进一步谁明，图1‑1为本发明应用于三次重复做工四组气缸并列的发动机原理图，如图所示首先我们可以将各组活塞看组单独的一个活塞，就等于是四缸并列发动机了，该发动机只有做功和排气两个行程，四个缸之间相互错开90度的工作角度，四个活塞会在气体压力作用下进排气门气阀会按顺序打开推动活塞做工使曲轴旋转起来旋转起来，做工后的气体将被直接排出，这就是一般空气动力发动机的的工作原理。当然为提高效率还要使用等温膨胀系统进一步提高它的能效，也可以使用能量回收系统进一步增加续航能力。前面已经讲过，空气动力和燃油电动车不同，燃油车燃料只要做工燃烧以后其排出的将不再是燃料，因此无法再利用。电动车电能使用完了，就完全转化为了机械能，电就不复存在了因此也没有办法再利用的。而空气却不同经过一次做工后其排出的还是一成不变的具有一定压力的空气，因此它还有重复利用的价值。所以让其多次做工的方案是可行的，因此该方法可以将发动机的功率大幅度的提高。 

如图1‑1所示当A组的A1缸处于上止点时，近气门打开在压力作用下A组缸将下行至下至点，这时B组缸将运行到上止点，A1活塞到下至点后排气门打开，通过与之相连的正处于上止点的B2活塞的进气道进气门相通，该近气门也同时打开，A1和B2形成连通器后压强相等，而而B2的面积远大于A1因此在B2上产生了下行的推力，当B2行至下止点时A3正处于上止点，由于B2和A3是联通的，这时B2和A3的排气门和进气门分别同时打开，从而构成连通器使压强相等，又因为A3的面积远大于B2因此在A3上再次产生下行推力使气体又一次被利用又一次做工，在该次做工后排气门打开将气体排到空气中。同样当B组的B1缸处于上止点时，近气门打开在压力作用下B组缸将下行至下至点，这时A组缸将运行到上止点，B1活塞到下至点后排气门打开，通过与之相连的正处于上止点的A2活塞的进气道进气门相通，该近气门也同时打开，B1和A2形成连通器后压强相等，而而A2的面积远大于B1因此在A2上产生了下行的推力，当A2行至下止点时B3正处于上止点，由于A2和B3是联通的，这时A2和B3的排气门和进气门分别同时打开，从而构成连通器使压强相等，又因为B3的面积远大于A2因此在B3上再次产生下行推力使气体又一次被利用又一次做工，在该次做工后排气门打开将气体排到空气中。以上介绍了图1‑1中A组和B组各缸之间交替工作循环的情况，C组和D组的工作情况也是一样的道理，这里不再讲诉，由此我们就详细的了解了各缸之间就是这样相互穿插交替进行做工和气体多次重复利用重复做工的整个过程。 

由以上事例可知该发动机的功率是多次做工功率之和，因此该技术与其它一次做工的发动机相比效率更高，适合用于各种车辆、飞机、船舶使用。应用于车辆可用于各种工程车、轿车、各种军车、坦克、面包车、吉普车、公交车、火车、农用车、商务车、自行车、三轮车等。具有高效、节能、绿、环保、零排放的特点。