微型空氣動力發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)動機，具體而言，涉及一種以壓縮空氣作為動力的微型空氣動力發(fā)動機。本發(fā)明的微型空氣動力發(fā)動機包括：發(fā)動機本體（10）、控制系統(tǒng)（100）、曲軸系統(tǒng)（200）、鏈輪（11）、進(jìn)氣腔（12）、機體殼（13）、固定架（14）、主進(jìn)氣管道（15）、機體端蓋（16）、支進(jìn)氣管（19）、排氣管（20）。該發(fā)明中的活塞缸呈環(huán)形徑向均布排列，相對于其他空氣發(fā)動機來說，具有較高的起動轉(zhuǎn)矩，結(jié)構(gòu)簡單，操縱方便，升速快，沖擊性小，耗氣量低。
【專利說明】微型空氣動力發(fā)動機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動機，具體而言，涉及一種以壓縮空氣為動力的微型空氣動力發(fā)動機。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，在現(xiàn)代交通運輸工具比如汽車、輪船等中，一般采用以燃油作為動力源的活塞式內(nèi)燃發(fā)動機。這種采用燃油作為動力源的發(fā)動機一方面因燃油燃燒不充分，使得排出的氣體中含有大量的有害物質(zhì)而污染環(huán)境，另一方面因使用的燃油是從石油中提煉而獲得，石油資源的日益緊缺使得燃油發(fā)動機的發(fā)展和利用受到越來越多的限制。因此開發(fā)新的、潔凈的、無污染的替代能源，或者盡可能地減少燃油消耗、降低排放成為發(fā)動機發(fā)展中急需解決的問題，以壓縮空氣作為動力源的空氣動力發(fā)動機正好滿足了這種要求。
[0003]本申請的 申請人:在其專利文獻(xiàn)CN101413403 A(其同族國際申請為W02010051668Al)中公開一種可用于交通運輸工具的空氣動力發(fā)動機總成，該發(fā)動機包括儲氣罐、空氣分配器、發(fā)動機本體、聯(lián)動器、離合器、自動變速器、差速器以及置于排氣室內(nèi)的葉輪發(fā)動機。這種發(fā)動機利用壓縮空氣做功而不使用任何燃料，因此沒有廢氣排放，實現(xiàn)了 “零排放”，并且重復(fù)利用廢氣進(jìn)行發(fā)電，節(jié)省了能源，降低了成本。但這種發(fā)動機是基于傳統(tǒng)的四沖程發(fā)動機，曲軸每旋轉(zhuǎn)720°，活塞做功一次。而作為動力源的壓縮空氣可以在進(jìn)入氣缸內(nèi)時即可推動活塞做功，而后排放，即壓縮空氣發(fā)動機的沖程實際為進(jìn)氣-膨脹沖程和排放沖程。顯然，專利文獻(xiàn)CN101413403 A所公開的這種四沖程壓縮空氣發(fā)動機大大浪費了有效的做功沖程，限制了發(fā)動機的效率。并且這種發(fā)動機的尾氣未能很好地循環(huán)利用起來，需要足夠大的儲氣罐儲備壓縮空氣才能工作足夠長的時間。
[0004]基于專利申請CN101413403 A所存在的問題，本申請的 申請人:在其申請?zhí)枮?01110331809.9的中國申請中公開了一種具有尾氣回收回路的壓縮空氣發(fā)動機總成，該發(fā)動機包括氣缸、缸蓋系統(tǒng)、進(jìn)氣管路、排氣管路、活塞、連桿、曲軸、排氣凸輪軸、進(jìn)氣凸輪軸、前齒輪箱系統(tǒng)和后齒輪箱。這種發(fā)動機利用壓縮空氣做功而不使用任何燃料，因此沒有廢氣排放，實現(xiàn)了“零排放”，并且循環(huán)利用廢氣進(jìn)行做功，節(jié)省了能源，降低了成本。但這種發(fā)動機是直列多缸發(fā)動機，控制器中的每個控制器氣門孔中只安裝一個控制器氣門，在發(fā)動機總體長度一定的情況下，限制了氣缸缸數(shù)，因而限制了發(fā)動機的總輸出功率。顯然，201110331809.9號申請所公開的這種直列多缸空氣動力發(fā)動機總輸出功率不高，發(fā)動機的構(gòu)型仍然值得探索。
[0005]基于申請?zhí)枮?01110331809.9所存在的問題，本申請的 申請人:在其申請?zhí)枮?01210063546.2的中國申請中公開了一種V型多缸空氣動力發(fā)動機，包括:多缸發(fā)動機本體、多柱體動力分配器、動力設(shè)備、控制器系統(tǒng)、進(jìn)氣控制調(diào)速閥、壓縮氣罐組、恒壓罐、電子控制單元ECU、壓縮空氣加熱設(shè)備以及可選擇的第二供氣回路。旨在解決空氣動力發(fā)動機的輸出功率問題以及尾氣循環(huán)利用問題，從而實現(xiàn)經(jīng)濟、高效、零排放的新型壓縮空氣發(fā)動機。但這種發(fā)動機對壓縮空氣的利用不高，活塞缸做功時對壓縮空氣的需求量比較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于上述問題，本發(fā)明提供一種微型空氣動力發(fā)動機，旨在解決升速慢，沖擊性較大，耗氣量大的問題。為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。
[0007]—種微型空氣動力發(fā)動機，其包括:發(fā)動機本體、控制系統(tǒng)、曲軸系統(tǒng)、鏈輪、機體殼、機體端蓋、主進(jìn)氣管道、支進(jìn)氣管、排氣管、缸體。該微型空氣動力發(fā)動機還包括進(jìn)氣腔，當(dāng)發(fā)動機的油門打開，壓縮空氣經(jīng)過加熱設(shè)備加熱后通過主進(jìn)氣管道進(jìn)入進(jìn)氣腔，進(jìn)氣腔內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)支進(jìn)氣管進(jìn)入控制系統(tǒng)，進(jìn)而控制活塞缸內(nèi)活塞的上下運動，同時帶動曲軸系統(tǒng)中的曲軸轉(zhuǎn)動。
[0008]優(yōu)選的是，所述發(fā)動機本體安裝在固定架上。
[0009]上述方案中優(yōu)選的是，所述缸體為四個，并且相對主進(jìn)氣管道呈環(huán)形徑向均布排列。
[0010]上述方案中優(yōu)選的是，所述主進(jìn)氣管道連接在進(jìn)氣腔上，進(jìn)氣腔上設(shè)有四根支進(jìn)氣管。
[0011]上述方案中優(yōu)選的是，所述支進(jìn)氣管的一端連接在進(jìn)氣腔上，另一端連接在缸體的頂部。
[0012]上述方案中優(yōu)選的是，所述排氣管設(shè)置在缸體的側(cè)面。
[0013]上述方案中優(yōu)選的是，所述控制系統(tǒng)包括進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、進(jìn)排氣固定座。
[0014]上述方案中優(yōu)選的是，所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣挺柱、進(jìn)氣推動件、進(jìn)氣氣門、進(jìn)氣管道和進(jìn)氣控制桿。
[0015]上述方案中優(yōu)選的是，所述排氣系統(tǒng)包括排氣控制桿、排氣挺柱、排氣搖臂、排氣管道和排氣氣門。
[0016]上述方案中優(yōu)選的是，所述曲軸系統(tǒng)包括曲軸、定位軸承、進(jìn)氣凸輪、排氣凸輪和曲柄。
[0017]上述方案中優(yōu)選的是，所述發(fā)動機本體內(nèi)設(shè)有潤滑系統(tǒng)。
[0018]上述方案中優(yōu)選的是，所述潤滑系統(tǒng)包括，進(jìn)油道、出油道、向上油道、連桿潤滑油道、曲軸潤滑油道、回油管、細(xì)濾器和油池。
[0019]上述方案中優(yōu)選的是，所述潤滑系統(tǒng)中設(shè)置有柱塞式噴油泵，當(dāng)發(fā)動機開始進(jìn)氣工作時，曲軸系統(tǒng)中的曲軸逆時針轉(zhuǎn)動，柱塞式噴油泵將油池內(nèi)的潤滑油吸入泵體中對控制系統(tǒng)、曲軸系統(tǒng)及活塞的腔體進(jìn)行潤滑，最終完成潤滑的潤滑油通過回油管回到油池中。
[0020]【專利附圖】

【附圖說明】
現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選但非限制性的實施例，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點在參考附圖閱讀如下詳細(xì)描述時將變得顯而易見，其中:
圖1為本發(fā)明的微型空氣動力發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為按照本發(fā)明的圖1的微型空氣動力發(fā)動機的另一方向的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為按照本發(fā)明的圖1的微型空氣動力發(fā)動機的主視圖；
圖4為按照本發(fā)明的圖1中微型空氣動力發(fā)動機的俯視圖；
圖5為按照本發(fā)明的圖1中曲軸系統(tǒng)的立體圖； 圖6為按照本發(fā)明的圖5的剖視圖；
圖7為按照本發(fā)明的圖5的左側(cè)圖；
圖8為按照本發(fā)明的圖5的右側(cè)圖；
圖9為按照本發(fā)明的圖1中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10為按照本發(fā)明的圖9的剖視圖；
圖11為按照本發(fā)明的圖9中進(jìn)氣氣門組件的剖視圖；
圖12為按照本發(fā)明的圖9的側(cè)視圖；
圖13為按照本發(fā)明的圖9的俯視圖；
圖14為按照本發(fā)明的圖1中缸體內(nèi)1#活塞腔的進(jìn)氣狀態(tài)圖；
圖15為按照本發(fā)明的圖1中缸體內(nèi)4#活塞腔開始進(jìn)氣的狀態(tài)圖；
圖16為按照本發(fā)明的圖1中缸體內(nèi)3#活塞腔開始進(jìn)氣的狀態(tài)圖；
圖17為按照本發(fā)明的圖1中缸體內(nèi)2#活塞腔開始進(jìn)氣的狀態(tài)圖；
圖18為按照本發(fā)明的微型空氣動力發(fā)動機的油路系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖19為按照圖18的油路系統(tǒng)中柱塞式噴油泵的優(yōu)選實施例的剖視圖。
【具體實施方式】
[0021]以下的說明本質(zhì)上僅僅是示例性的而并不是為了限制本公開、應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)理解的是，在全部附圖中，對應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相同或?qū)?yīng)的部件和特征。
[0022]現(xiàn)在參考附圖，圖1、圖2為本發(fā)明的微型空氣動力發(fā)動機的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1、圖2所示，微型空氣動力發(fā)動機，其包括:發(fā)動機本體10、控制系統(tǒng)100、曲軸系統(tǒng)200、鏈輪
11、機體殼13、機體端蓋16、主進(jìn)氣管道15、支進(jìn)氣管19、排氣管20、缸體21，當(dāng)發(fā)動機的油門打開，壓縮空氣經(jīng)過加熱設(shè)備加熱后通過主進(jìn)氣管道15進(jìn)入進(jìn)氣腔12，進(jìn)氣腔12內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)支進(jìn)氣管19進(jìn)入控制系統(tǒng)100，進(jìn)而控制活塞缸內(nèi)活塞18的上下運動，同時帶動曲軸系統(tǒng)200中的曲軸211轉(zhuǎn)動，從而輸出動力。
[0023]進(jìn)一步參考圖1-圖4，發(fā)動機本體10通過螺栓連接安裝在固定架14上，其中曲軸系統(tǒng)200與缸體21的外部通過機體端蓋16密封性連接在一起，并在機體端蓋16與曲軸211之間設(shè)有定位軸承17。儲氣罐中的壓縮空氣在加熱裝置加熱后通入主進(jìn)氣管道15中，進(jìn)入進(jìn)氣管道15后的壓縮空氣會進(jìn)入進(jìn)氣腔12中暫存，隨后進(jìn)氣腔12內(nèi)的壓縮空氣會根據(jù)控制系統(tǒng)100和曲軸系統(tǒng)200的控制通過支進(jìn)氣管19進(jìn)入缸體21中。進(jìn)氣腔12通過機體殼13密封性連接在缸體21的外部，并通過支進(jìn)氣管19與活塞18的活塞腔105(見圖10所示)相通。其中控制系統(tǒng)100和支進(jìn)氣管19均為4個，每個控制系統(tǒng)100安裝一個支進(jìn)氣管19和兩個排氣管20。
[0024]現(xiàn)在參考圖5-圖8，圖5描述了根據(jù)本發(fā)明的曲軸系統(tǒng)200的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]曲軸系統(tǒng)100包括曲軸211、定位軸承17、進(jìn)氣凸輪216、排氣凸輪215和曲柄219。進(jìn)氣凸輪216和排氣凸輪215通過平鍵217固定在曲軸211上，并設(shè)有I個進(jìn)氣凸輪216，兩個排氣凸輪215。進(jìn)氣凸輪216位于兩個排氣凸輪215中間，并且兩個排氣凸輪215的起始角度相同。曲軸211的端部中心處開有鏈輪固定螺紋孔210，該鏈輪固定螺紋孔210與螺母配合將鏈輪11固定在曲軸211上，并且鏈輪11與曲軸211還通過平鍵連接在一起。曲軸211的中部設(shè)有定位軸承17用以安裝機體端蓋16，定位軸承17靠近鏈輪11的一側(cè)設(shè)有小卡簧212，另一側(cè)設(shè)有大卡簧214，進(jìn)而保證了發(fā)動機在工作過程中定位軸承17不會發(fā)生偏移。曲軸211的軸體靠近曲柄219的一側(cè)安裝有進(jìn)氣凸輪216和排氣凸輪215，并通過平鍵217與曲軸211連接在一起，為了防止進(jìn)氣凸輪216和排氣凸輪215在曲軸211上發(fā)生位移，在靠近曲柄219的一側(cè)設(shè)有一軸承靠近缸體21的凸臺，將缸體21的外殼與進(jìn)氣凸輪216隔開，避免了進(jìn)氣凸輪216在轉(zhuǎn)動過程中與缸體211的外殼發(fā)生摩擦。如圖6所示，為了防止曲軸系統(tǒng)200上的零部件長時間工作后會生銹，故在曲軸211上開有潤滑油道218，潤滑油道218的起始位置在大卡簧214的右側(cè)，終止位置為靠近曲柄219的一端。當(dāng)潤滑油道218通入潤滑油后曲軸211發(fā)生轉(zhuǎn)動時，潤滑油將順著曲軸211的外曲面流經(jīng)定位軸承17、進(jìn)氣凸輪216、排氣凸輪215、平鍵217、及軸承與曲軸211相接觸的處。
[0026]接下來參考圖9-圖13，圖9為控制系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)示意圖。所述控制系統(tǒng)100包括:進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、進(jìn)排氣固定座132。進(jìn)氣系統(tǒng)包括，進(jìn)氣挺柱133、進(jìn)氣推動件134、進(jìn)氣氣門142、進(jìn)氣管道144和進(jìn)氣控制桿145 ;排氣系統(tǒng)包括，排氣控制桿112、排氣挺柱114、排氣搖臂115、排氣管道116和排氣氣門118。
[0027]下面參考圖10、圖12和13詳細(xì)介紹控制系統(tǒng)100的工作過程。缸蓋103的側(cè)面設(shè)有進(jìn)氣管道144，該進(jìn)氣管道144與支進(jìn)氣管19 (如圖3所示)密封連接。當(dāng)發(fā)動機起動后，曲軸211轉(zhuǎn)動，從而帶動曲軸211上的進(jìn)氣凸輪216和排氣凸輪215隨之轉(zhuǎn)動。當(dāng)進(jìn)氣凸輪216與進(jìn)氣控制軸承130相接觸時，進(jìn)氣控制軸承130上的進(jìn)氣控制桿145推動進(jìn)氣挺柱133向上轉(zhuǎn)動進(jìn)而推動進(jìn)氣推動件134推動進(jìn)氣氣門142離開進(jìn)氣氣門座套143，進(jìn)氣氣門142的氣門孔打開，進(jìn)氣管道144內(nèi)的壓縮空氣進(jìn)入活塞腔105內(nèi)，活塞腔105內(nèi)的活塞18被壓縮空氣推動，活塞18在活塞腔105內(nèi)向下滑動，當(dāng)進(jìn)氣控制軸承130與進(jìn)氣凸輪216分離時進(jìn)氣氣門142在進(jìn)氣小彈簧139和進(jìn)氣大彈簧140的作用下抵靠在進(jìn)氣氣門座套143上，從而使進(jìn)氣氣門142的氣門孔關(guān)閉，活塞腔105停止通入壓縮空氣。
[0028]當(dāng)曲軸211轉(zhuǎn)動一定角度排氣凸輪215與排氣控制軸承110相接觸時，排氣控制軸承110安裝在排氣控制桿112上，排氣控制桿112內(nèi)安裝有排氣挺柱114，排氣凸輪215與排氣控制軸承110相接觸時排氣控制桿112被推動向上轉(zhuǎn)動，從而推動排氣挺柱114向上轉(zhuǎn)動。排氣挺柱114向上轉(zhuǎn)動時，排氣挺柱114上的排氣搖臂115向下按壓排氣氣門118的氣門桿的端部，排氣氣門118離開排氣氣門座套117，排氣氣門118的氣門孔打開，活塞18向上滑動，從而將活塞腔105內(nèi)的壓縮空氣從排氣氣門118的氣門孔中排出，最終通過排氣管道116排出。當(dāng)活塞腔105內(nèi)的活塞18滑動到最高點時，活塞腔105內(nèi)的壓縮空氣被排出，排氣凸輪215與排氣控制軸承110相分離，排氣氣門118在排氣小彈簧120和排氣大彈簧121的作用下回到排氣氣門座套117內(nèi)，排氣氣門118上的排氣孔關(guān)閉，活塞腔105停止排氣?；钊?8就按照上述的過程循環(huán)工作。
[0029]進(jìn)一步參考圖10和圖11，現(xiàn)在更加詳細(xì)地描述控制系統(tǒng)100的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的控制系統(tǒng)100包括進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、進(jìn)排氣固定座132。
[0030]進(jìn)氣系統(tǒng)包括:進(jìn)氣挺柱133、進(jìn)氣推動件134、進(jìn)氣氣門142、進(jìn)氣管道144和進(jìn)氣控制桿145。進(jìn)氣控制桿145置于排氣控制桿112的方孔中，并在排氣控制桿112的方孔中可以上下滑動；進(jìn)氣控制桿145的下端設(shè)有進(jìn)氣控制軸承130，進(jìn)氣控制軸承130通過進(jìn)氣控制軸承銷131安裝在進(jìn)氣控制桿145的下端；進(jìn)氣控制桿145的上端開有圓槽。進(jìn)氣挺柱133為上端的中心位置開有圓孔的矩形，下端為圓柱體，圓柱體的端部加工成半球體，該半球體置于進(jìn)氣控制桿145上端的圓槽內(nèi)，并在圓槽內(nèi)可以隨進(jìn)氣控制桿145的上下滑動而轉(zhuǎn)動。進(jìn)氣挺柱133的上端設(shè)置在進(jìn)氣推動件134下端的方槽內(nèi)，并通過軸銷與進(jìn)氣推動件134連接在一起，當(dāng)進(jìn)氣控制桿145向上滑動時，會帶動進(jìn)氣挺柱133在進(jìn)氣控制桿145的圓槽內(nèi)轉(zhuǎn)動進(jìn)而會推動進(jìn)氣推動件134向右偏移，在偏移到一定位置時進(jìn)氣推動件134會與進(jìn)氣控制蓋135接觸，從而按壓進(jìn)氣氣門142的氣門桿，推動進(jìn)氣氣門142離開進(jìn)氣氣門座套143，進(jìn)氣氣門142的氣門孔打開通入壓縮空氣。進(jìn)氣氣門142置于缸蓋103中，缸蓋103上連接有進(jìn)氣管道144，進(jìn)氣管道144與缸蓋103的連接處設(shè)有缸蓋進(jìn)氣端蓋104。缸蓋103與活塞腔105相通，故當(dāng)進(jìn)氣氣門142的氣門孔打開時，缸蓋103內(nèi)的壓縮空氣會進(jìn)入活塞腔105內(nèi)推動活塞18向下滑動。
[0031]進(jìn)氣氣門142的氣門桿端部設(shè)有進(jìn)氣鎖夾片137，氣門桿置于進(jìn)氣小彈簧139和進(jìn)氣大彈簧140內(nèi)，進(jìn)氣小彈簧139和進(jìn)氣大彈簧140置于進(jìn)氣彈簧座138內(nèi)；進(jìn)氣鎖夾片137固定在進(jìn)氣端蓋136上；進(jìn)氣鎖夾片137、氣門桿、進(jìn)氣小彈簧139和進(jìn)氣大彈簧140的組裝體置于進(jìn)氣控制蓋135內(nèi)。其中，氣門桿與進(jìn)氣氣門142連接處設(shè)有進(jìn)氣油封141，進(jìn)氣氣門142安裝在進(jìn)氣氣門座套143內(nèi)。
[0032]排氣系統(tǒng)包括:排氣控制桿112、2個排氣挺柱114、2個排氣搖臂115、2個排氣管道116和2個排氣氣門118。排氣控制桿112為內(nèi)部開有方形通孔的圓柱體，其下端加工成兩塊板狀體，板狀體的中部開有圓孔，圓孔內(nèi)設(shè)置有排氣控制軸承110，排氣控制軸承110通過排氣控制軸承銷113安裝在排氣控制桿112下端的板狀體的圓孔中；排氣控制桿112上部的頂面對稱開有兩半圓槽。排氣挺柱114為底端加工成半球體的桿件，半球體置于排氣控制桿112上部的半圓槽內(nèi)，并隨著排氣控制桿112的上下擺動而轉(zhuǎn)動；排氣挺柱114的上部設(shè)有排氣搖臂115。每個排氣搖臂115的中部均設(shè)有圓孔，2個排氣搖臂115通過搖臂銷101連接在一起，并通過搖臂固定座102固定在缸蓋103的頂部；排氣搖臂115為一端開有圓孔，另一端為帶有圓弧的板，通過圓孔套在排氣挺柱114的上端，帶有圓弧的板的圓弧面與排氣氣門118的氣門桿端部接觸。
[0033]排氣氣門118的氣門桿端部設(shè)有排氣鎖夾片123，氣門桿置于排氣小彈簧120和排氣大彈簧121內(nèi)，排氣小彈簧120和排氣大彈簧121置于排氣彈簧座122內(nèi)；排氣鎖夾片123、氣門桿、排氣小彈簧120和排氣大彈簧121的組裝體被排氣搖臂115壓住。其中，氣門桿與排氣氣門118連接處設(shè)有排氣油封119，排氣氣門118安裝在排氣氣門座套117內(nèi)。排氣氣門118的氣門孔與排氣管道116、活塞腔105相通，當(dāng)排氣氣門118離開排氣氣門座套117時，排氣氣門118的氣門孔打開，活塞腔105內(nèi)活塞18向上滑動，從而將活塞腔105內(nèi)的壓縮空氣擠出，最后從排氣管道116排出。
[0034]參考圖14-圖18并結(jié)合圖1、圖5、圖9介紹活塞18的工作過程，即活塞腔的進(jìn)氣狀態(tài)。發(fā)動機本體10起動時曲軸211上的進(jìn)氣凸輪216與1#活塞缸內(nèi)的進(jìn)氣控制軸承130接觸推動進(jìn)氣控制桿145，進(jìn)而推動進(jìn)氣挺柱133推動進(jìn)氣推動件134按壓進(jìn)氣控制蓋135使進(jìn)氣氣門142離開進(jìn)氣氣門座套143，進(jìn)氣氣門142的氣門孔逐漸打開，曲軸211起初轉(zhuǎn)動的20度為活塞18的緩沖過程。如圖14所示，曲軸211轉(zhuǎn)過20度之后1#活塞缸的活塞腔105開始進(jìn)入壓縮空氣，當(dāng)曲軸211再轉(zhuǎn)過70度時，在此期間1#活塞缸內(nèi)的進(jìn)氣氣門142處于完全打開狀態(tài)，活塞腔105進(jìn)入壓縮空氣。在此過程中1#活塞缸的活塞腔只在曲軸211轉(zhuǎn)動到20度-90度期間處于進(jìn)氣狀態(tài)，而前20度處于緩沖狀態(tài)，在此過程中2個排氣凸輪215與2個排氣控制軸承110接觸，2個排氣挺柱114被推動，2個排氣挺柱114上的排氣搖臂115向下按壓排氣氣門118的氣門桿，2個排氣氣門118逐漸打開，3#活塞缸準(zhǔn)備排氣。
[0035]如圖15所示，當(dāng)曲軸211再次轉(zhuǎn)過90度時，曲軸211轉(zhuǎn)動了 180度。1#活塞缸內(nèi)的進(jìn)氣氣門142關(guān)閉，活塞腔105停止進(jìn)入壓縮空氣，在此過程中1#活塞缸的活塞腔只在曲軸211轉(zhuǎn)動到90度-140度期間處于進(jìn)氣狀態(tài)，而140度-160度期間1#活塞缸中的活塞18處于膨脹做功狀態(tài)，并不進(jìn)氣，3#活塞缸仍處于排氣狀態(tài)。160度-180度期間，進(jìn)氣凸輪216與4#活塞缸內(nèi)的進(jìn)氣控制軸承130接觸推動進(jìn)氣控制桿145，進(jìn)而推動進(jìn)氣挺柱133推動進(jìn)氣推動件134按壓進(jìn)氣控制蓋135使進(jìn)氣氣門142離開進(jìn)氣氣門座套143，進(jìn)氣氣門142的氣門孔逐漸打開，4#活塞缸在180度的時候進(jìn)氣氣門142打開準(zhǔn)備進(jìn)氣；160度-180度期間，2個排氣凸輪215與2個排氣控制軸承110接觸，2個排氣挺柱114被推動，2個排氣挺柱114上的排氣搖臂115向下按壓排氣氣門118的氣門桿，2個排氣氣門118逐漸打開，2#活塞缸在180度的時候排氣氣門118打開準(zhǔn)備排氣。
[0036]如圖16所示，當(dāng)曲軸211再次轉(zhuǎn)過90度時，曲軸211轉(zhuǎn)動了 270度。進(jìn)氣凸輪216與3#活塞缸內(nèi)的進(jìn)氣控制軸承130接觸推動進(jìn)氣控制桿145，進(jìn)而推動進(jìn)氣挺柱133推動進(jìn)氣推動件134按壓進(jìn)氣控制蓋135使進(jìn)氣氣門142離開進(jìn)氣氣門座套143，進(jìn)氣氣門142的氣門孔逐漸打開，3#活塞缸的活塞腔105在250度-270度之間處于緩沖狀態(tài)，3#活塞缸在250度時排氣氣門118關(guān)閉停止排氣，同時3#活塞缸的進(jìn)氣氣門142開始打開準(zhǔn)備進(jìn)氣。
[0037]如圖17所示，當(dāng)曲軸211再次轉(zhuǎn)過90度時，曲軸211轉(zhuǎn)動了 360度。進(jìn)氣凸輪216與2#活塞缸內(nèi)的進(jìn)氣控制軸承130接觸推動進(jìn)氣控制桿145，進(jìn)而推動進(jìn)氣挺柱133推動進(jìn)氣推動件134按壓進(jìn)氣控制蓋135使進(jìn)氣氣門142離開進(jìn)氣氣門座套143，進(jìn)氣氣門142的氣門孔逐漸打開，2#活塞缸的活塞腔105在340度-360度之間處于緩沖狀態(tài)，2#活塞缸在360度時進(jìn)氣氣門142開始打開準(zhǔn)備進(jìn)氣，2#活塞缸在360度時排氣氣門118關(guān)閉停止排氣，同時4#活塞缸的排氣氣門118開始打開準(zhǔn)備排氣。
[0038]按照上述的循環(huán)過程，曲軸211不斷的轉(zhuǎn)動，1#、2#、3#、4#活塞缸循環(huán)工作。
[0039]最后參考圖18-19所不，圖18為本發(fā)明的發(fā)動機的潤滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0040]圖18 (實心箭頭方向為潤滑油流向的方向；空心箭頭方向為部件旋轉(zhuǎn)方向)，其示出了微型空氣動力發(fā)動機的油路系統(tǒng)的一優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該油路系統(tǒng)包括:發(fā)動機的控制系統(tǒng)100、曲軸系統(tǒng)200、進(jìn)氣凸輪216、排氣凸輪215、活塞18、進(jìn)氣腔12、油池317，該油路系統(tǒng)還包括與曲軸系統(tǒng)200上連接柱塞式噴油泵400，利用空氣的壓力差將油池317內(nèi)的潤滑油吸出，然后從出油道311噴出，進(jìn)而對發(fā)動機的控制系統(tǒng)100、曲軸系統(tǒng)200以及活塞18的腔體進(jìn)行潤滑，柱塞式噴油泵400與發(fā)動機的機體殼正上方的控制系統(tǒng)100呈45度方向放置。
[0041]接下來參閱圖19，其示出了本發(fā)明的油路系統(tǒng)中柱塞式噴油泵400的一優(yōu)選實施例的剖視圖。柱塞式噴油泵400包括上泵體411、下泵體417、進(jìn)油口 413、出油口 412、出油閥415、出油閥閥座410和柱塞420。上泵體411內(nèi)設(shè)有右側(cè)空腔421和左側(cè)空腔422 ;上泵體411通過接頭416與下泵體417連接在一起；接頭416與上泵體411和下泵體417連接處設(shè)有密封圈。右側(cè)空腔421和左側(cè)空腔422內(nèi)均設(shè)有出油閥415，出油閥415通過出油閥彈簧414抵靠在出油閥閥座410內(nèi)；右側(cè)空腔421與進(jìn)油口 413相通，左側(cè)空腔422與出油口 412相通。所述下泵體417為內(nèi)部開有空腔的殼體，柱塞420置于下泵體417的空腔內(nèi)；下泵體417的空腔內(nèi)安裝有油泵彈簧418，并且通過柱塞420抵靠在下泵體417的空腔的上部；所述柱塞420的下端設(shè)置有滾輪419。
[0042]柱塞420由柱塞套(未標(biāo)注)和柱塞芯(未標(biāo)注)組成，柱塞套安裝于下泵體417上并固定，下泵體417與上泵體411通過接頭416密封連接在一起，柱塞芯在在進(jìn)氣凸輪216的作用下上下運動。柱塞400下行時，進(jìn)油口 413打開，油池317內(nèi)的潤滑油進(jìn)入右側(cè)空腔421內(nèi)，進(jìn)氣凸輪216轉(zhuǎn)過一定角度，柱塞芯上行，此時柱塞套、柱塞芯頂部與出油閥形成密閉空間，柱塞繼續(xù)上行，柱塞內(nèi)部的潤滑油壓力升高，直到大于出油閥415開啟壓力后，從出油口 412處壓出，進(jìn)入出油道311噴出，然后進(jìn)氣凸輪216繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)入下一循環(huán)。
[0043]當(dāng)發(fā)動機從進(jìn)氣腔12中進(jìn)入壓縮空氣開始工作時，曲軸系統(tǒng)200上的曲軸逆時針轉(zhuǎn)動，曲軸上通過鍵連接的進(jìn)氣凸輪216也隨著曲軸211的逆時針轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，在曲軸轉(zhuǎn)過75度時，柱塞式噴油泵400的下泵體417上滾輪419滑到進(jìn)氣凸輪216的基圓圓面，由于柱塞420內(nèi)設(shè)有油泵彈簧418，故在油泵彈簧419的彈力下柱塞420向下運動，上泵體411內(nèi)的空氣被抽出，上泵體411內(nèi)部產(chǎn)生壓力差，進(jìn)而進(jìn)油口 413下的出油閥415壓向出油閥閥座410的內(nèi)腔，油池317內(nèi)的潤滑油經(jīng)細(xì)濾器316除雜后通過進(jìn)油道310從油池317內(nèi)吸出流經(jīng)進(jìn)油口 413進(jìn)入上泵體411的右側(cè)空腔421內(nèi)。
[0044]當(dāng)進(jìn)氣凸輪216轉(zhuǎn)動240度后，進(jìn)氣凸輪216上的凸起圓面與滾輪419相抵觸，使得柱塞420向上運動，油泵彈簧418被壓縮，油泵彈簧418的擠壓力將右側(cè)空腔421內(nèi)的潤滑油迅速壓向上泵體411的左側(cè)空腔422內(nèi)。進(jìn)入左側(cè)空腔422內(nèi)的潤滑油頂開出油口412下的出油閥415打開，左側(cè)空腔422內(nèi)的潤滑油迅速從出油口 412排出流經(jīng)出油道311嗔出。
[0045]出油道311內(nèi)的潤滑油分為兩路徑流通:一路為向上油道312，另一路為曲軸潤滑油道314。向上油道312首先潤滑發(fā)動機控制系統(tǒng)100內(nèi)的氣門端部，從氣門端部下來的潤滑油進(jìn)入排氣搖臂115，隨后順著排氣搖臂依次流向排氣挺柱114、進(jìn)氣挺柱133、進(jìn)氣凸輪216、排氣凸輪215以及進(jìn)氣控制軸承130、排氣控制軸承110等。
[0046]曲軸潤滑油道314內(nèi)的潤滑油經(jīng)曲軸211內(nèi)的油道孔進(jìn)入連桿潤滑油道313對活塞連桿(未標(biāo)注)進(jìn)行潤滑，流經(jīng)活塞連桿的潤滑油同時對活塞連桿與曲軸211接觸面進(jìn)行潤滑；從活塞連桿下來的潤滑油進(jìn)入活塞18的活塞腔對活塞腔進(jìn)行潤滑。
[0047]出油道310內(nèi)的潤滑油流經(jīng)向上油道312和曲軸潤滑油道314對發(fā)動機的各部件潤滑完成后，最終的潤滑油落入發(fā)動機機體殼13內(nèi)，再通過機體殼13下部的回油管315回到油池中。發(fā)動機往復(fù)轉(zhuǎn)動時，油路系統(tǒng)對發(fā)動機的各部件按照上述的潤滑過程循環(huán)潤滑。
[0048]盡管參考附圖詳細(xì)地公開了本發(fā)明，但應(yīng)理解的是，這些描述僅僅是示例性的，并非用來限制本發(fā)明的應(yīng)用。本發(fā)明的保護范圍由附加權(quán)利要求限定，并可包括在不脫離本發(fā)明保護范圍和精神的情況下針對本發(fā)明所作的各種變型、改型及等效方案。
【權(quán)利要求】
1.一種微型空氣動力發(fā)動機，其包括: 發(fā)動機本體(10 )、控制系統(tǒng)(100 )、曲軸系統(tǒng)(200 )、鏈輪(11)、機體殼(13 )、機體端蓋(16)、主進(jìn)氣管道(15)、支進(jìn)氣管(19)、排氣管(20)、缸體(21)，其特征在于:還包括進(jìn)氣腔(12)，當(dāng)發(fā)動機的油門打開，壓縮空氣經(jīng)過加熱設(shè)備加熱后通過主進(jìn)氣管道(15)進(jìn)入進(jìn)氣腔(12)，進(jìn)氣腔(12)內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)支進(jìn)氣管(19)進(jìn)入控制系統(tǒng)(100)，進(jìn)而控制活塞缸內(nèi)活塞(18)的上下運動，同時帶動曲軸系統(tǒng)(200)中的曲軸(211)轉(zhuǎn)動。
2.如權(quán)利要求1所述的微型空氣動力發(fā)動機，其特征在于:所述發(fā)動機本體(10)安裝在固定架(14)上。
3.如權(quán)利要求1所述的微型空氣動力發(fā)動機，其特征在于:所述缸體(21)為四個，并且相對主進(jìn)氣管道(15)呈環(huán)形徑向均布排列。
4.如權(quán)利要求1所述的微型空氣動力發(fā)動機，其特征在于:所述主進(jìn)氣管道(15)連接在進(jìn)氣腔(12)上，進(jìn)氣腔(12)上設(shè)有四根支進(jìn)氣管(19)。
5.如權(quán)利要求1或4所述的微型空氣動力發(fā)動機，其特征在于:所述支進(jìn)氣管(19)的一端連接在進(jìn)氣腔(12)上，另一端連接在缸體(21)的頂部。
6.如權(quán)利要求1所述的微型空氣動力發(fā)動機，其特征在于:所述排氣管(20)設(shè)置在缸體(21)的側(cè)面。
7.如權(quán)利要求1所述的微型空氣動力發(fā)動機，其特征在于:所述控制系統(tǒng)(100)包括進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、進(jìn)排氣固定座(132)。
8.如權(quán)利要求7所述的微型空氣動力發(fā)動機，其特征在于:所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣挺柱(133)、進(jìn)氣推動件(134)、進(jìn)氣氣門(142)、進(jìn)氣管道(144)和進(jìn)氣控制桿(145)。
9.如權(quán)利要求7所述的微型空氣動力發(fā)動機，其特征在于:所述排氣系統(tǒng)包括排氣控制桿(112)、排氣挺柱(114)、排氣搖臂(115)、排氣管道(116)和排氣氣門(118)。
10.如權(quán)利要求1所述的微型空氣動力發(fā)動機，其特征在于:所述曲軸系統(tǒng)(100)包括曲軸(211)、定位軸承(213)、進(jìn)氣凸輪(216)、排氣凸輪(215)和曲柄(219)。
【文檔編號】F01B17/02GK103967525SQ201310034666
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月30日
【發(fā)明者】周登榮, 周劍 申請人:祥天控股（集團）有限公司