專利名稱：空氣動力發(fā)動機總成的制作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型屬于采用壓縮空氣作為動力源的發(fā)動機技術領域，具體涉及一種空氣動力發(fā)動機總成。
二背景技術：
在現(xiàn)代車輛和其他領域中廣泛采用的各種發(fā)動機一般都是活塞式內(nèi)燃發(fā)動機，這些發(fā)動機都是采用燃油作為動力源。采用燃油作為動力源的發(fā)動機一方面因燃燒不充分，使排出的氣體中含有大量有毒有害物質，而污染環(huán)境，另一方面因使用的燃油是從原料石油中提煉的，眾所周知，石油是地球上的不可再生資源，因而隨著人們大量的取用，總有枯竭的一天。雖然這一天的到來還為時過早，但未雨綢繆，尋找新的、清潔的、尤其是可用之不盡的能源，卻是一件對人類來說意義重大的事情。
在尋找新能源的過程中，人們發(fā)現(xiàn)壓縮空氣釋放時會產(chǎn)生推動力，于是人們萌發(fā)了將壓縮空氣作為動力源的想法。但要將其轉化為生產(chǎn)和生活中經(jīng)常使用的機械能和電能，就需要一種裝置，這種裝置就是能將氣能轉化為機械能和電能的空氣發(fā)動機。
目前現(xiàn)有技術已報道了一些采用壓縮空氣作為動力源的空氣發(fā)動機，如專利號為99102698.5公開的“空氣發(fā)動機”，互聯(lián)網(wǎng)上報道的“世界最新科技成果—空氣發(fā)動機”，“有人發(fā)明不用油的發(fā)動機”以及由中國科技大學和合肥工業(yè)大學聯(lián)合研究的環(huán)保氣壓發(fā)動機。這些發(fā)動機雖各有其特點，但其主要的運行機理還是傳統(tǒng)的發(fā)動機的運行機理，即由活塞在汽缸中的往復運動驅動曲軸工作完成的，只不過是用壓縮空氣替換了燃油。另外，這些發(fā)動機真正被廣泛應用于實際生活還未見到。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對已有技術存在的問題，提供一種可應用于實際生活的空氣動力發(fā)動機總成。
本實用新型提供的空氣動力發(fā)動機總成，包括葉片馬達、小飛輪、減速器、大飛輪、機殼和液力變矩器，葉片馬達、小飛輪、減速器、大飛輪依次相連裝配在機殼內(nèi)，并通過大飛輪一端與液力變矩器相接。當壓縮空氣進入葉片馬達內(nèi)即迅速膨脹推動葉片馬達轉動，將氣能變?yōu)闄C械能，然后依次傳給小飛輪、減速器、大飛輪和液力變矩器，經(jīng)其逐級增大轉矩力矩后輸出，然后驅動工作機械做功，如車輛的運行或作業(yè)，或發(fā)電機發(fā)電。
為了使本實用新型發(fā)動機總成的功能更為全面，該發(fā)動機總成還包括發(fā)電機、空氣壓縮機、空氣貯氣罐、蓄電池、冷卻器和風扇。其中發(fā)電機與液力變矩器泵輪連接的輸出軸相接，空氣壓縮機和蓄電池并聯(lián)于發(fā)電機的輸出回路中，且蓄電池還與空氣壓縮機相連，空氣貯氣罐連接于空氣壓縮機和葉片馬達之間，冷卻器與液力變矩器的油箱相連，風扇位于冷卻器旁。
使用時，先用已充足電的蓄電池啟動空氣壓縮機工作，使空氣貯氣罐貯滿壓縮空氣，然后打開輸氣管氣閥，使壓縮空氣進入葉片馬達，進入葉片馬達后的壓縮空氣迅速膨脹，即推動葉片馬達的葉片轉子飛快旋轉，帶動與之依次相連的小飛輪、減速器、大飛輪及液力變矩器，經(jīng)其逐級增大轉矩力矩后輸出，一方面驅動工作機械做功，另一方面使發(fā)電機發(fā)電，發(fā)出的電既提供給空氣壓縮機使之工作產(chǎn)生壓縮空氣，保證空氣貯氣罐有足夠的氣體能源供給葉片馬達工作，又可給蓄電池充電，以為工作機械中其他的用電設備提供電能，包括使之在下一次工作時，有足夠電能提供給空氣壓縮機。
本實用新型具有以下優(yōu)點1、由于本實用新型采用葉片馬達作為氣動機構，因而其氣動機構不僅結構簡單，維修方便，而且還因改變了現(xiàn)有技術報道的空氣發(fā)動機采用傳統(tǒng)發(fā)動機的傳動機理，從而避免了其曲軸和活塞運動能量消耗大的弊病，耗能低。
2、由于本實用新型采用的葉片馬達轉動阻力小，使用的空氣壓力低，再加上設置的大、小飛輪、減速器和液力變矩器，可對葉片馬達轉化輸出的機械能進行逐級放大，增大其轉矩力矩，因而輸出效率高，動力平穩(wěn)，使用更安全。
3、由于本實用新型采用的動力源為壓縮空氣，因而其來源豐富，且可再生，成本低，不污染環(huán)境。
4、本實用新型速度快，可靠性高，使用壽命長。
5、由于本實用新型運轉過程不會產(chǎn)生燃燒爆炸，因而可防火、防爆，可放在高溫場合工作。
四

圖1為本實用新型的結構連接框圖；圖2為本實用新型葉片馬達、小飛輪、減速器、大飛輪、機殼和液力變矩器的剖視結構及裝配示意圖；圖3為本實用新型葉片馬達的剖視結構示意圖；圖4為圖3的A-A向剖視結構示意圖；圖5為葉片馬達中壓蓋的主視結構示意圖。
五具體實施方式
以下結合附圖給出實施例，以對本實用新型作進一步說明。但所給出的實施例不能理解為對本實用新型保護范圍的限制，因而本專業(yè)的技術人員根據(jù)上述本實用新型的內(nèi)容和設計思想所作出的非本質的改進和調(diào)整也應屬于本實用新型的保護范圍。
本實用新型由葉片馬達12、小飛輪23、減速器25、大飛輪29、機殼1、液力變矩器33、發(fā)電機38、空氣壓縮機39、空氣貯氣罐40、蓄電池41、冷卻器42和風扇43組成，如圖1所示。葉片馬達12、小飛輪23、減速器25、大飛輪29依次相連裝配在機殼1內(nèi)，并通過大飛輪29一端與液力變矩器33相接，發(fā)電機38與液力變矩器輔助泵泵軸37相接，空氣壓縮機39和蓄電池41并聯(lián)于發(fā)電機38的輸出回路中，且蓄電池41還與空氣壓縮機39相連，空氣貯氣罐40連接于空氣壓縮機39和葉片馬12之間，冷卻器42與液力變矩器33的油箱相連，風扇43位于冷卻器42旁。
其中機殼1由兩段構成，如圖2所示。后段腔體內(nèi)有兩個空腔，后空腔為馬達腔2，前空腔為小飛輪腔3，前后空腔的隔斷壁4中部開有階梯軸孔，軸孔內(nèi)靠小飛輪腔3一側安放有一軸承5，馬達腔2一側的腔口有一活動連接的端蓋6，端蓋6內(nèi)側中部開有盲孔，盲孔內(nèi)安放有一軸承5。前段腔體內(nèi)也有兩個空腔，后空腔為減速器腔7，前空腔為大飛輪腔8，減速器空腔中部至腔口部位內(nèi)壁凸起形成一凸環(huán)座9，凸環(huán)座9內(nèi)壁開有安裝臺階，前后空腔的隔斷壁中部向減速器空腔一側形成一凸臺10，凸臺10中部開有階梯軸孔，軸孔內(nèi)靠大飛輪一側的臺階處安放有一軸承5；機殼1前后兩段腔體通過小飛輪腔口和減速器腔口外壁上相對凸起的連接螺孔11用連接件連為一體。
葉片馬達12位于機殼的馬達腔2內(nèi)，是由定子13、轉子16、葉片19和壓蓋20構成，見圖2、3。定子13為一圓筒，其一側的軸線筒壁上開有排氣孔14，而與之相對的另一側筒壁的軸線兩側各開有進氣孔15和排氣孔14，如圖4所示。轉子16為一圓柱體，端面各有一延伸軸17，其中一根延伸軸17依次穿過位于定子筒口上的壓蓋20軸孔、隔斷壁4上階梯軸孔的軸承5，進入小飛輪腔3，另一根延伸軸17則穿過位于定子筒口上的另一壓蓋20軸孔進入端蓋盲孔內(nèi)軸承5，使轉子16偏心裝配于定子13內(nèi)，轉子16的外壁沿軸線等距開有4個葉片槽18，葉片19活動裝配其中見圖3、4。壓蓋20內(nèi)側位于定子進氣孔一邊的內(nèi)表面上開有進氣槽21，位于定子出氣孔一邊的內(nèi)表面上開有出氣槽22，進、出氣槽21、22的一端分別與定子同側的進氣孔和排氣孔相通，進、出氣槽21、22的形狀沿葉片槽底部的運動軌跡呈半圓形，見圖5。當壓蓋20安裝于定子13圓筒兩端后，進氣槽21一方面與定子的進氣孔15相通，另一方面正好與轉子16運動著的葉片槽18底部相通，這樣葉片19就可在壓縮空氣膨脹的推動力下逐漸隨轉子的轉動，轉子16與定子13之間距離的逐漸增大，將葉片19逐漸頂出，以保持其端面始終與定子13內(nèi)壁緊貼運動。當轉子16轉過與進氣孔相對的另一側排氣孔14后，出氣槽22又恰好與轉子運動著的葉片槽18底部接通，于是隨著轉子16的繼續(xù)轉動，轉子16與定子13之間距離的逐漸縮小，葉片19就會在定子13內(nèi)壁的作用下，逐漸將葉片槽18下部的氣體擠出，使之通過出氣槽22和與之相接的定子上的排氣孔14排出，而自行縮回到葉片槽18內(nèi)。
小飛輪23通過其中部的安裝螺孔固連在葉片馬達轉子延伸軸17上，并位于機殼的小飛輪腔3內(nèi)。
在小飛輪23和減速器25之間還有一根懸浮主動軸24，該主動軸24一端與轉子的延伸軸17相連，另一端與減速器25的太陽輪27相連。
減速器25為行星齒輪減速器，該減速器通過齒圈26與機殼減速器空腔7上的凸環(huán)座9安裝臺階匹配固連，位于機殼減速器空腔7內(nèi)，其行星架的輸出軸28與大飛輪29之間的連接軸30鍵連。
連接軸30與行星齒輪減速器相連的一端端壁凸起，形成安裝止口，該凸起的外徑與機殼前段腔體內(nèi)隔斷壁的凸臺10軸孔內(nèi)徑匹配，止口與凸臺10軸孔臺階處的軸承5匹配，并與固連于大飛輪一側隔斷壁上的油封壓蓋31配合使之固連其中，油封壓蓋31和軸承5之間放置有油封32，連接軸30穿過油封壓蓋31的另一端端面與大飛輪29相連，使之位于機殼的大飛輪腔8內(nèi)，而開有螺孔的連接端部則突出于機殼1外，以與液力變矩器33相連。
液力變矩器33為雙渦液力變矩器，在罩輪34外壁中部“凸”形的帽蓋35的凸緣上固連有一彈性盤36，彈性盤36四周開有連接孔，可用連接件使彈性盤36與大飛輪29固連。液力變矩器33是通過其殼體外壁和大飛輪腔8口外壁上相對凸起的連接螺孔11用連接件連為一體。
發(fā)電機38與液力變矩器33上的輔助泵泵軸37鍵連。
權利要求1.一種空氣動力發(fā)動機總成，其特征在于該發(fā)動機總成包括葉片馬達(12)、小飛輪(23)、減速器(25)、大飛輪(29)、機殼(1)和液力變矩器(33)，葉片馬達(12)、小飛輪(23)、減速器(25)、大飛輪(29)依次相連裝配在機殼(1)內(nèi)，并通過大飛輪(29)一端與液力變矩器(33)相接，當壓縮空氣進入葉片馬達(12)內(nèi)即迅速膨脹推動葉片馬達(12)轉動，將氣能變?yōu)闄C械能，然后依次傳給小飛輪(23)、減速器(25)、大飛輪(29)和液力變矩器(33)，經(jīng)其逐級增大轉矩力矩后輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的空氣動力發(fā)動機總成，其特征在于該發(fā)動機總成還包括發(fā)電機(38)、空氣壓縮機(39)、空氣貯氣罐(40)、蓄電池(41)、冷卻器(42)和風扇(43)，發(fā)電機(38)與液力變矩器輔助泵泵軸(37)相接，空氣壓縮機(39)和蓄電池(41)并聯(lián)于發(fā)電機(38)的輸出回路中，且蓄電池(41)還與空氣壓縮機(39)相連，空氣貯氣罐(40)連接于空氣壓縮機(39)和葉片馬達(12)之間，冷卻器(42)與液力變矩器(33)的油箱相連，風扇(43)位于冷卻器(42)旁。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的空氣動力發(fā)動機總成，其特征在于機殼(1)由兩段構成，后段腔體內(nèi)有兩個空腔，后空腔為馬達腔(2)，前空腔為小飛輪腔(3)，前后空腔的隔斷壁(4)中部開有階梯軸孔，軸孔內(nèi)靠小飛輪腔(3)一側安放有一軸承(5)，馬達腔(2)一側的腔口有一活動連接的端蓋(6)，端蓋(6)內(nèi)側中部開有盲孔，盲孔內(nèi)安放有一軸承(5)；前段腔體內(nèi)也有兩個空腔，后空腔為減速器腔(7)，前空腔為大飛輪腔(8)，減速器空腔(7)中部至腔口部位內(nèi)壁凸起形成一凸環(huán)座(9)，凸環(huán)座(9)內(nèi)壁開有安裝臺階，前后空腔的隔斷壁(4)中部向減速器空腔(7)一側形成一凸臺(10)，凸臺(10)中部開有階梯軸孔，軸孔內(nèi)靠大飛輪(29)一側的臺階處安放有一軸承(5)；機殼(1)前后兩段腔體通過小飛輪腔口(3)和減速器腔口(7)外壁上相對凸起的連接螺孔(11)用連接件連為一體，葉片馬達(12)位于機殼的馬達腔(2)內(nèi)，是由定子(13)、轉子(16)、葉片(19)和壓蓋(20)構成，定子(13)為一圓筒，其一側的軸線筒壁上開有排氣孔(14)，而與之相對的另一側筒壁的軸線兩側各開有進氣孔(15)和排氣孔(14)；轉子(16)為一圓柱體，端面各有一延伸軸(17)，其中一根延伸軸(17)依次穿過位于定子筒口上的壓蓋(20)軸孔、隔斷壁(4)上階梯軸孔的軸承(5)，進入小飛輪腔(3)，另一根延伸軸(17)則穿過位于定子筒口上的另一壓蓋(20)軸孔進入端蓋盲孔內(nèi)軸承(5)，使轉子(16)偏心裝配于定子(13)內(nèi)，轉子(16)的外壁沿軸線等距開有4個葉片槽(18)，葉片(19)活動裝配其中；壓蓋(20)內(nèi)側位于定子進氣孔一邊的內(nèi)表面上開有進氣槽(21)，位于定子出氣孔一邊的內(nèi)表面上開有出氣槽(22)，進、出氣槽(21、22)的一端分別與定子同側的進氣孔和排氣孔相通，進、出氣槽(21、22)的形狀沿葉片槽(18)底部的運動軌跡呈半圓形，小飛輪(23)通過其中部的安裝螺孔固連在葉片馬達轉子延伸軸(17)上，并位于機殼的小飛輪腔(3)內(nèi)，在小飛輪(23)和減速器(25)之間還有一根懸浮主動軸(24)，該主動軸(24)一端與轉子的延伸軸(17)相連，另一端與減速器的太陽輪(27)相連，減速器(25)為行星齒輪減速器，該減速器通過齒圈(26)與機殼減速器空腔(7)上的凸環(huán)座(9)安裝臺階匹配固連，位于機殼減速器空腔(7)內(nèi)，其行星架輸出軸(28)與大飛輪(29)之間的連接軸(30)鍵連，連接軸(30)與行星齒輪減速器(25)相連的一端端壁凸起，形成安裝止口，該凸起的外徑與機殼前段腔體內(nèi)隔斷壁的凸臺(10)軸孔內(nèi)徑匹配，止口與凸臺(10)軸孔臺階處的軸承(5)匹配，并與固連于大飛輪(29)一側隔斷壁上的油封壓蓋(31)配合使之固連其中，油封壓蓋(31)和軸承(5)之間放置有油封(32)，連接軸(30)穿過油封壓蓋(31)的另一端端面與大飛輪(29)相連，使之位于機殼的大飛輪腔(8)內(nèi)，而開有螺孔的連接端部則突出于機殼(1)外，以與液力變矩器(33)相連，液力變矩器(33)為雙渦液力變矩器，在罩輪(34)外壁中部“凸”形的帽蓋(35)的凸緣上固連有一彈性盤(36)，彈性盤(36)四周開有連接孔，可用連接件使彈性盤(36)與大飛輪(29)固連。
專利摘要本實用新型公開的空氣動力發(fā)動機總成是由葉片馬達、小飛輪、減速器、大飛輪、機殼、液力變矩器、發(fā)電機、空氣壓縮機、空氣貯氣罐、蓄電池、冷卻器和風扇組成。葉片馬達、小飛輪、減速器、大飛輪依次相連裝配在機殼內(nèi)，并通過大飛輪一端與液力變矩器相接，發(fā)電機與液力變矩器輔助泵泵軸相接，空氣壓縮機和蓄電池并聯(lián)于發(fā)電機的輸出回路中，且蓄電池還與空氣壓縮機相連，空氣貯氣罐連接于空氣壓縮機和葉片馬之間，冷卻器與液力變矩器的油箱相連，風扇位于冷卻器旁。本實用新型氣動機構結構簡單，維修方便，耗能低，輸出效率高，動力平穩(wěn)，使用安全，因使用的動力源為壓縮空氣，故其來源豐富，成本低，不污染環(huán)境。
文檔編號F15B15/08GK2816402SQ200520034320
公開日2006年9月13日 申請日期2005年5月30日 優(yōu)先權日2005年5月30日
發(fā)明者趙忠聲 申請人:趙忠聲