內燃電磁空氣發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種內燃電磁空氣發(fā)動機，它是將內燃活塞、壓氣活塞、直線電機的動子三者同軸連接，與內燃缸、壓氣缸、直線定子對應套裝并能夠上下滑動，它的進氣門置于內燃缸頂部并由氣動方式開關，排氣門與常規(guī)的兩沖程內燃機一樣分布在內燃氣缸壁上，由活塞上下滑行過程中開關；內燃活塞按兩沖程工作，即內燃活塞膨脹驅動與之同軸連接的壓氣活塞和直線動子三者同步下行做功，下行完成后再由直線電機使內燃活塞和壓氣活塞同步上行，通過直線動子與內燃活塞交替進行上下往復運動完成內燃機進氣、壓縮、爆發(fā)、排氣四個過程循環(huán)，使壓氣機輸出壓縮空氣能作為外部氣動機械或者車輛的動力源。
【專利說明】內燃電磁空氣發(fā)動機

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內燃電磁空氣發(fā)動機，適用于機械拖動、車輛動力。

【背景技術】
[0002]常規(guī)的曲柄連桿機構內燃機是將熱能轉化為機械能，如果儲存這些機械能則需要再拖動空壓機，使得能量傳輸鏈變得亢長，不利于提高發(fā)動機的效率；由于常規(guī)兩沖程內燃機的進氣點和排氣點部分重合出現(xiàn)串氣，造成燃料浪費。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明公開一種內燃電磁空氣發(fā)動機，它是由內燃機、壓氣機、直線電機、儲能系統(tǒng)、控制電路五大部分組成；所述的內燃機沒有常規(guī)的兩沖程內燃機的曲柄連桿機構，配氣方法也不同于常規(guī)兩沖程內燃機，它的進氣門設置在內燃機的頂部，由PLC控制開啟和關閉為內燃機供氣；所述的壓氣機為活塞式壓氣機；它是將內燃機的活塞、壓氣機的活塞、直線電機的動子三者同軸連接，內燃活塞按兩沖程工作，即內燃活塞膨脹驅動與之同軸連接的壓氣活塞和直線動子三者同步下行做功，下行完成后再由直線電機使內燃機活塞和壓氣機活塞同步上行；通過直線電機的動子與內燃機活塞交替上下行運動完成內燃機進氣、壓縮、爆發(fā)、排氣四個過程循環(huán)，使活塞式壓氣機輸出壓縮空氣，壓縮空氣由儲能系統(tǒng)進行分配，為氣動發(fā)電機、氣動進氣門提供的氣源以及作為外部氣動機械或者車輛的動力源；由于結構緊湊，沒有亢長的動力傳輸鏈，有利于提高發(fā)動機的效率，再則由于直線電機易于控制，通過PLC來設定直線電機的工作狀態(tài)，使內燃機的進氣點和排氣點錯開能夠避免出現(xiàn)串氣所造成的燃料浪費。
[0004]本發(fā)明是由如下技術方案實現(xiàn)的:一種內燃電磁空氣能發(fā)動機，包括:內燃機、與內燃機連接的壓氣機、與壓氣機連接的直線電機、為壓氣機儲存和釋放壓縮空氣的儲能系統(tǒng)，為整機供電的控制電路五大部分；所述的內燃機外部設置有為其提供燃氣的氣動進氣門，燃氣點火裝置；所述的儲能系統(tǒng)包括:與壓氣機排氣單向閥串聯(lián)連接的電磁卸荷閥、壓力傳感器、儲氣罐、壓力表，與儲氣罐連接的為蓄電池補充電能的氣動發(fā)電機、為氣動進氣門供氣的電磁閥；所述的控制電路包括:控制儲能系統(tǒng)壓力的壓力傳感器、分布在直線電機的定子兩端的上止點傳感器、下止點傳感器、為整機提供智能化控制的PLC、為直線電機供電的啟動器、為整機供電的蓄電池；其特征在于:所述的內燃機的活塞、壓氣機活塞、直線電機的動子三者同軸分布固定成一體結構，并與內燃機的氣缸、壓氣機的缸套、直線電機的定子對應套裝，組成內燃機、壓氣機、直線電機三位一體結構；使內燃機的活塞、壓氣機的活塞、直線電機的動子能夠同步上下滑動。
[0005]所述的內燃機的頂部設置有氣動進氣門，內燃機的排氣門分布在內燃機的氣缸壁上由活塞上下行關閉和打開；所述的氣動進氣門串聯(lián)電磁閥和調節(jié)閥與儲氣罐連接，電磁閥由PLC間斷供電使氣動進氣門開啟或者關閉為內燃機提供混合燃氣。
[0006]所述的壓氣機是活塞式壓氣機，壓氣機的排氣管依次串聯(lián)電磁卸荷閥、壓力傳感器與儲氣罐相連。
[0007]所述的儲氣罐還連接有為氣動發(fā)電機供氣的節(jié)流閥，節(jié)流閥由PLC控制使氣動發(fā)電機工作與否；所述的電磁卸荷閥為兩位三通閥，常態(tài)時保持壓氣機與儲氣罐相通，只有在啟動發(fā)動機時電磁卸荷閥切換，與大氣相通以降低啟動負荷。
[0008]所述的直線電機的動子為圓柱型強磁體，直線的定子由嵌裝線圈的空心矽鋼片鐵芯軸向分層套裝在殼體內的組成，多個繞組引出線由殼體外延與啟動器連接。
[0009]所述的上下止點傳感器分別安裝在直線定子兩端，傳感器的導線與PLC連接，為PLC提供內燃活塞上下止點的位置信號；所述的PLC為整機提供智能化控制，由啟動按鈕使發(fā)動機進入工作程序；所述的啟動器與直線定子線圈連接，由PLC控制為直線電機供電，驅動同軸連接的內燃活塞、壓氣活塞往復運動實現(xiàn)內燃機點火，內燃機啟動后即進入內燃和直線電機的復合運動，亦即內燃機只在下行時做功，上行則由直線電機驅動，如此往復循環(huán)使壓氣機進行壓氣作業(yè)。
[0010]本發(fā)明的積極效果
[0011]1.利用熱能與電磁能交替作用使內燃活塞、壓氣活塞上下行完成對空氣的吸氣、壓縮并將壓縮后的空氣存儲于儲氣罐內備用，比常規(guī)內燃機的機械傳動更有利于儲存能量，節(jié)能效果顯著。
[0012]2.直線電機可控性好，通過PLC控制可以調節(jié)內燃機的往復次數(shù)，而不是靠調節(jié)油門高低來實現(xiàn)。
[0013]3.燃氣進氣口設置在氣缸上部，能夠避免像常規(guī)兩沖程發(fā)動機那樣進排氣會出現(xiàn)部分重合造成串氣。
[0014]4.一臺發(fā)動機能夠同時為多臺氣動馬達或者氣缸供氣。
[0015]5.可以多臺發(fā)動機同時為一臺氣動馬達供氣。
[0016]6.可以在沒有電源的場所作為壓縮空氣源驅動氣動工具。
[0017]7.可以作為車輛動力，可以使用天然氣、液化石油氣等清潔能源。
[0018]8.運動部件少、結構簡單，常規(guī)加工即可實現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0020]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0021]圖2為圖1的A-A剖視圖。
[0022]圖中:1、內燃機:1_1、氣缸，1-2、活塞，1-3、氣動進氣門，1-4、點火裝置，1-5、排氣管；2、壓氣機:2-1、缸套，2-2、活塞，2-3、進氣單向閥，2-4、排氣單向閥；3、直線電機:3_1、定子，3-2，動子，4、儲能系統(tǒng)；4-1、電磁卸荷閥，4-2、壓力傳感器，4-3、儲氣罐，4-4、壓力表，
4-5、節(jié)流閥，4-6、氣動發(fā)電機，4-7、閥門，4-8、電磁閥；5、控制電路:5-1、上止點傳感器，
5-2、下止點傳感器，5-3、按鈕，5-4、PLC,5_5、啟動器，5-6、蓄電池。

【具體實施方式】
[0023]如圖1所示:一種內燃電磁空氣能發(fā)動機，包括:內燃機1、與內燃機I連接的壓氣機2、與壓氣機2連接的直線電機3、為壓氣機2儲存和釋放壓縮空氣的儲能系統(tǒng)4，為整機供電的控制電路5五大部分；所述的內燃機I外部設置有為其提供燃氣的氣動進氣門1-3，燃氣點火裝置1-4 ;所述的儲能系統(tǒng)4包括:與壓氣機2的排氣單向閥2-4串聯(lián)連接的電磁卸荷閥4-1、壓力傳感器4-2、儲氣罐4-3、壓力表4-4，與儲氣罐4_3連接的為蓄電池5_6補充電能的氣動發(fā)電機4-6、為氣動進氣門1-3供氣的電磁閥4-8 ;所述的控制電路5包括:控制儲能系統(tǒng)4的壓力傳感器4-2、分布在直線電機3的定子3-1兩端的上止點傳感器5-1、下止點傳感器5-2、為整機提供智能化控制的PLC 5-4、為直線電機3供電的啟動器5_5、為整機供電的蓄電池5-6 ;其特征在于:所述的內燃機I的活塞1-2、壓氣機2的活塞2-2、直線電機3的動子3-2三者同軸分布固定成一體結構，并與內燃機I的氣缸1-1、壓氣機2的缸套2-1、直線電機3的定子3-1對應套裝，組成內燃機1、壓氣機2、直線電機3的三位一體結構，使內燃機I的活塞1-2、壓氣機2的活塞2-2、直線電機3的動子3-2能夠同步上下滑動。
[0024]所述的內燃機I的頂部設置有氣動進氣門1-3，內燃機I的排氣門分布在內燃機I的氣缸1-1的壁上，由活塞1-2上下行關閉和打開；所述的氣動進氣門1-3串聯(lián)電磁閥4-8和調節(jié)閥4-5與儲氣罐4-3連接，電磁閥4-8由PLC5-4間斷供電使氣動進氣門1_3開啟或者關閉為內燃機I提供混合燃氣。
[0025]所述的壓氣機2是活塞式壓氣機，壓氣機2的排氣單向閥2-4依次串聯(lián)電磁卸荷閥4-1、壓力傳感器4-2與儲氣罐4-3相連；所述的儲氣罐4-3還連接有為氣動發(fā)電機4_6供氣的節(jié)流閥4-5，節(jié)流閥4-5由PLC5-4控制使氣動發(fā)電機4_6工作與否；所述的電磁卸荷閥4-1為兩位三通閥。
[0026]如圖1、2所示:所述的直線電機3的動子3-2為圓柱型強磁體，直線電機3的定子3-1由嵌裝線圈的空心矽鋼片鐵芯軸向分層固定組成，多個繞組引出線外延與啟動器5-5連接；所述的上下止點傳感器5-1、5-2分別安裝在直線電機3的定子3-1兩端，傳感器5-1、
5-2的導線與PLC連接。
【權利要求】
1.一種內燃電磁空氣發(fā)動機，包括:內燃機(1)、與內燃機⑴連接的壓氣機⑵、與壓氣機(2)連接的直線電機(3)、為壓氣機(2)儲存和釋放壓縮空氣的儲能系統(tǒng)(4)，為整機供電的控制電路(5)五大部分；所述的內燃機(1)外部設置有為其提供燃氣的氣動進氣門(1-3)，燃氣點火裝置(1-4);所述的儲能系統(tǒng)⑷包括:與壓氣機⑵的排氣單向閥(2-4)串聯(lián)連接的電磁卸荷閥(4-1)、壓力傳感器(4-2)、儲氣罐(4-3)、壓力表(4-4)，與儲氣罐(4-3連接的為蓄電池(5-6)補充電能的氣動發(fā)電機(4-6)、為氣動進氣門(1-3)供氣的電磁閥(4-8);所述的控制電路(5)包括:控制儲能系統(tǒng)(4)的壓力傳感器(4-2)、分布在直線電機⑶的定子(3-1)兩端的上止點傳感器(5-1)、下止點傳感器(5-2)、為整機提供智能化控制的PLC(5-4)、為直線電機(3)供電的啟動器(5-5)、為整機供電的蓄電池(5_6)；其特征在于:所述的內燃機(1)的活塞(1-2)、壓氣機(2)的活塞(2-2)、直線電機(3)的動子(3-2)三者同軸分布固定成一體結構，并與內燃機(1)的氣缸(1-1)、壓氣機(2)的缸套(2-1)、直線電機(3)的定子(3-1)對應套裝，組成內燃機(1)、壓氣機(2)、直線電機(3)的三位一體結構，使內燃機(1)的活塞(1-2)、壓氣機(2)的活塞(2-2)、直線電機(3)的動子(3-2)能夠同步上下滑動。
2.根據(jù)權利要求1所述的內燃電磁空氣發(fā)動機，其特征在于:所述的內燃機(1)的頂部設置有氣動進氣門(1-3)，內燃機(1)的排氣門分布在內燃機(1)的氣缸(1-1)壁上；所述的氣動進氣門(1-3)串聯(lián)電磁閥(4-8)和調節(jié)閥(4-5)與儲氣罐(4-3)連接，電磁閥(4-8)由PLC(5-4)間斷供電使氣動進氣門(1-3)開啟或者關閉為內燃機(1)提供混合燃氣。
3.根據(jù)權利要求1所述的內燃電磁空氣發(fā)動機，其特征在于:所述的壓氣機(2)是活塞式壓氣機，壓氣機(2)的排氣單向閥(2-4)依次串聯(lián)電磁卸荷閥(4-1)、壓力傳感器(4-2)與儲氣罐(4-3)相連；所述的儲氣罐(4-3)還連接有為氣動發(fā)電機(4-6)供氣的節(jié)流閥(4-5)，節(jié)流閥(4-5)由PLC(5-4)控制使氣動發(fā)電機(4_6)工作與否；所述的電磁卸荷閥(4-1)為兩位三通閥。
4.根據(jù)權利要求1所述的內燃電磁空氣發(fā)動機，其特征在于:所述的直線電機(3)的動子(3-2)為圓柱型強磁體，直線電機(3)的定子(3-1)由嵌裝線圈的空心矽鋼片鐵芯軸向分層固定組成，多個繞組引出線外延與啟動器(5-5)連接；所述的上下止點傳感器(5-1、5-2)分別安裝在直線電機(3)的定子(3-1)兩端，傳感器(5-1、5-2)的導線與PLC(5_4)連接。
【文檔編號】F02B75/40GK204226012SQ201420585781
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權日:2014年10月11日
【發(fā)明者】徐建寧 申請人:徐建寧