车用活塞式多功能发动机制造技术

本发明专利技术涉及的“车用活塞式多功能发动机”是一种与活塞式内燃机、活塞式空气压缩机、活塞式气动马达类似的动力机械，它集成了内燃机、空气压缩机、气动马达、消耗燃料加强做功能力的气动马达等功能，它在运行过程中能够在这些功能之间自由切换，能够在这些功能中某两种的“中间状态”下工作。它能够以多种方式输出动力、能够以压缩空气的形式回收并储存机械能、能够自动压缩空气储能、可实现停机后无须外力驱动再次启动。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及的“车用活塞式多功能发动机”是一种与活塞式内燃机、活塞式空气压缩机、活塞式气动马达类似的动力机械，它集成了内燃机、空气压缩机、气动马达、消耗燃料加强做功能力的气动马达等功能，它在运行过程中能够在这些功能之间自由切换，能够在这些功能中某两种的“中间状态”下工作。它能够以多种方式输出动力、能够以压缩空气的形式回收并储存机械能、能够自动压缩空气储能、可实现停机后无须外力驱动再次启动。【专利说明】车用活塞式多功能发动机一、
本专利技术涉及的“车用活塞式多功能发动机”属于交通机械(含各类汽车、摩托车等)发动机领域。二、
技术介绍
本专利技术涉及的“车用活塞式多功能发动机”(以下简称多功能发动机或发动机)是一种与活塞式内燃机、活塞式空气压缩机、活塞式气动马达类似的机械。已有的活塞式内燃机、空气压缩机、气动马达是功能相对单一的机械。本专利技术可在同一台机器上实现内燃机、空气压缩机、气动马达三种机械的功，这几种功能集成后，各功能之间相互支持、协同工作、取长补短，使得该多功能发动机各方面的性能得到显著提升。在交通机械(含各类汽车、摩托车等)领域，它替换传统的单一功能内燃机后，将显著提高车辆的能量利用效率。三、
技术实现思路
1、本专利技术涉及的车用活塞式多功能发动机(以下简称多功能发动机)是一种集成了活塞式内燃机、压缩机、气动马达三种功能的新型发动机；它区别于这三种已有的动力机械的内部构造特征为:它所集成的各种功能共用一套气路、气缸及活塞组；它所集成的内燃机、压缩机、气动马达功能可单独运行，也可使其中某两种功能同时运行；在外部特征上它区别于传统内燃机的主要特征是增加了储存压缩空气的设备，区别于活塞式压缩机及气动马达的主要特征是它需要消耗燃料。2、该多功能发动机主要作为车辆(含各类汽车、摩托车等)的核心动力源使用,其它需要频繁启动、制动的场合也可适用。3、该多功能发动机气动过程的核心特征为:空气压缩的过程为二级压缩；空气膨胀的过程为一级膨胀。4、该多功能发动机可实现以下功能:(I)作为类似于一般活塞式内燃机的动力机械工作，此时，该多功能发动机通过“吸气一压缩一吸热升温一膨胀做功一排气”的往复循环，消耗热能获得机械能；(2)作为被外力驱动的空气压缩机工作，此时，该多功能发动机从自然界吸入空气，并消耗机械能将空气压缩后存入储气设备中；(3)作为气动马达工作，此时，多功能发动机通过消耗储气设备中的压缩空气获得机械能；(4)作为消耗热能的气动马达工作，此时，多功能发动机的储气设备释放压缩空气，并让压缩空气吸热升温，高温高压空气膨胀做功，从而对外输出能量(5)运行在功能(I)、(2)之间，此时，多功能发动机从外界吸入空气并压缩，空气到达压缩终端后，一部分被存入高压储气设备，剩余部分经过吸热升温、膨胀做功后被排向自然界，排气完成后重新吸气，如此往复循环；本项功能的实质是:多功能发动机通过消耗热能压缩空气并储存，与此同时，它可减少压缩空气的储存而对外输出动力，也可接收外界动力而增加压缩空气的储存；(6)运行在功能(1)、(4)之间，此时，多功能发动机从外界吸入空气并压缩，同时，储气设备再释放一部分空气与新压缩的空气合并，合并后的压缩空气经吸热升温一膨胀做功后被排向自然界，排气完成后重新进入下一个循环；本项功能的实质是:多功能发动机在运行功能(I)的同时，又利用储气设备中的压缩空气增加参与膨胀做功的空气量(该项功能可使发动机输出动力在功能一的基础上得到加强)；(7)消耗少量能量空转的功能；(8)自动充、放气功能；(9)停机功能；(10)停机后再次启动功能；(11)随时起停功能；(12)利用外部气源充气功能；该多功能发动机的功能可为以上(I)?(12)项功能的部分或全部。5、该多功能发动机的燃料可为汽油、柴油、石油液化气、天燃气、氢气、甲醇等，可采用混合燃料，可利用废气余热。6、该多功能发动机可通过吸气增压(机械增压或废气涡轮增压)提高工作效率。四、【专利附图】【附图说明】图1为该多功能发动机以最少的气缸个数(2个)实现时的空气循环原理。图中各编号对应的组件名称如下:I——一级压缩气缸及活塞2——二级压缩气缸及活塞3——气瓶4——节气阀(可选)5-一级压缩吸气门6—一级压缩排气门71—压缩级间冷却器(可选)72——中冷转换(比例)阀(可选)8——二级压缩吸气门9——二级压缩排气门10—废气余热利用热交换器(可选)11—冷、热分配混气阀(可选)12、14—膨胀过程吸气门13、15—膨胀过程排气门16——储气冷却器17-气瓶开闭阀门18——充气阀19-限压阀图1中，各气门之间的气路管道兼有储气功能，若有需要，可在管路中的适当部位增加储气设备。五、【具体实施方式】1、多功能发动机的组成本专利技术所述的多功能发动机主要由以下部分组成:(I)机体(2)气缸、活塞组(至少有两个气缸，当只有两个气缸时，承担一级压缩任务的气缸排量需大于承担二级压缩任务的气缸排量)；(3)气缸、活塞、曲轴、连杆组成的曲柄连杆机构；(4)气瓶-用于储存压缩空气；(5)吸气一压缩气路一从外界吸入空气，经二级压缩后提高空气压强的路径(图1中，气路实线部分为吸气一压缩气路，含进气空滤、节气阀4、气门5、6、8、9、冷却器71、中冷转换气阀72等)(6)膨胀一排气气路一高压空气经过气缸膨胀后被排向自然界的路径(图1中，气路虚线部分为膨胀一排气气路，含气门12、13、14、15、以及连接各气门间的管路等)；(7)供油(气)燃烧系统——提供热能对高压空气进行加热使其升温的系统；(8)气路控制系统——该多功能发动机的特定功能对应特定的气路工作状态，气路控制系统通过对气门的开闭方式进行操作，以此实现发动机在各种功能之间的切换、以及实现对多功能发动机输入、输出功率的调节；(9)余热利用系统(可选)——利用废气余热为高压空气提高热能的系统(根据废气余热利用价值选用)；2、多功能发动机各种功能的简称定义由于该多功能发动机功能及工作状态繁多，为便于描述简洁、清楚，先对多功能发动机各种功能简称定义如下:功能一:消耗热能，输出机械能(即纯循环发动机功能，与气瓶不发生空气交换)功能二:消耗机械能，获得压缩空气(即空气压缩机功能)，该功能可有如下A、B两种工作状态:A状态:曲轴旋转2周完成一个压缩过程B状态:曲轴旋转I周完成一个压缩过程功能三:消耗压缩空气，获得机械能(即气动马达功能)，该功能可有如下C、D两种工作状态:C状态:曲轴旋转2周完成一个释放压缩空气膨胀做功过程D状态:曲轴旋转I周完成一个释放压缩空气膨胀做功过程功能四:消耗压缩空气和热能，获得机械能(即消耗热能的气动马达功能)，该功能可有如下E、F两种工作状态:E状态:曲轴旋转2周完成一个释放压缩空气并使其吸热膨胀做功过程F状态:曲轴旋转I周完成一个释放压缩空气并使其吸热膨胀做功过程功能五:发动机功能与压缩机功能的过渡状态，该功能可有G、H、I三种工作状态区间:G状态:消耗热能，获得压缩空气和机械能H状态:消耗热能，获得压缩空气I状态:消耗热能和机械能，获得压缩空气功能六:发动机功能与消耗热能的气动马达功能的过渡状态功能七:消耗少量能量空转的功能功能八:自动充、放气功能功能九:停机功能功能十:停机后再次启动功能功能^^一本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术涉及的车用活塞式多功能发动机(以下简称多功能发动机)是一种集成了活塞式内燃机、压缩机、气动马达三种功能的新型发动机；它区别于这三种已有的动力机械的内部构造特征为：它所集成的各种功能共用一套气路、气缸及活塞组；它所集成的内燃机、压缩机、气动马达功能可单独运行，也可使其中某两种功能同时运行；在外部特征上它区别于传统内燃机的主要特征是增加了储存压缩空气的设备，区别于活塞式压缩机及气动马达的主要特征是它需要消耗燃料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾礼，
申请(专利权)人：曾礼，
类型：发明
国别省市：浙江;33