[发明专利]一种数控气动发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于汽车动力的数控压缩空气或液氮动力发动机，属于动力总成领域。 

背景技术

汽车主要以消耗化石燃料如汽油、柴油以及天然气作为动力的来源，同时向外界排放包含CO_x、NO_x及CH_x等有害物质的尾气。汽车工业在给经济带来蓬勃生机的同时，也给人类社会带来了能源危机和环境污染的困扰。各种化石能源的枯竭，迫使越来越多的人开始探寻新能源，并陆续出现了以新能源为名的绿色概念汽车。压缩空气动力发动机就是顺应这一潮流而产生的一种无污染排放绿色汽车的典型。 

专利号为01108350.6，名称为“气动汽车”的专利公开的是一种汽轮机和压缩空气再生回收装置。专利号为02290673.8，名称为“气动汽车气动动力机”的专利公开的是是对普通内燃机的改进。专利号为02111984.4，名称为“压缩空气燃油气混合动力的汽车发动机”的专利公开的是压缩空气动力、燃油/燃气内燃机动力的混合动力的汽车发动机，其可以单独用压缩空气为动力，还可以同时使用燃油/燃气和压缩空气为动力的混合动力的汽车发动机。上述以压缩空气为动力的汽车，都存在一定的问题：在使用过程中由于高压气体在管道内膨胀吸热而出现热交换器结霜、冰堵等问题，且对气体流量控制困难，高压空气的压力能损失大，利用效率低。发动机的配气机构复杂，制造工艺要求高且控制困难。 

发明内容

本发明的目的是针对目前内燃机大量应用所带来的能源危机和人类生存环境的恶化，以及传统气动发动机在使用过程中由于高压气体在管道内膨胀吸热而导致热交换器结霜、冰堵等问题，且对气体流量控制困难，高压空气的压力能损失大，利用效率低，发动机的配气机构复杂，制造工艺要求高且控制困难，提供了一种数控气动发动机。 

本发明采用的技术方案是：包括能量供给系统、能量转化系统及控制系统；所述能量供给系统由高压储气罐、手动阀、控制电磁阀A、一级热交换器、一级减压气缸、控制电磁阀B、二级热交换器、二级减压气缸、控制电磁阀C、定量预喷气缸、控制电磁阀D依次由管路串接而成。 

所述能量转化系统包括机体、工作气缸通过活塞与曲轴连杆机构连接、飞轮连接在曲轴连杆机构另一端。

所述控制系统由电子控制单元、信号采集设备及执行设备组成；其中信号采集设备包含：安装在高压储气罐处的压力传感器、安装在一级热交换器处的温度传感器A、安装在一级减压气缸处的温度压力传感器组A、安装在二级热交换器处的温度传感器B、安装在二级减压气缸处的温度压力传感器组B、安装在定量预喷气缸处的温度压力传感器组C、安装在工作气缸处的温度压力传感器组D、安装在曲轴连杆机构处的曲轴位置传感器、温度压力传感器组E及电子油门装置；所述执行设备包含控制电磁阀A、控制电磁阀B、控制电磁阀C、控制电磁阀D、控制电磁阀E及起动机，且电子控制单元与各信号采集设备及执行设备之间用电磁导线联接。 

本发明利用了压缩空气或液氮无污染、存储和运输方便、制作工艺简单，能量效率高、控制方便等特性，可作为污染严重城市的日常短途交通或室内交通工具的动力源，如：城市公交车、观光游船、运动小车、室内搬运工具，高尔夫球场用车，拥有巨大的潜在市场，具有很好的应用前景。 

本发明的优点为： 

1、针对传统气动发动机热交换系统易出现结霜，甚至冰堵，导致其能量效率低下的情况，利用数控技术对气动发动机的热交换系统的进气进行实时精确控制，以消除热交换系统的结霜及冰堵现象，来尽可能多地吸收外环境热量，进而实现提高数控气动发动机能量供给系统的能量效率。 

2、针对不同工况下的发动机功率需求，利用数控技术对进入气动发动机工作气缸的进气进行精确定量控制，以减少气动发动机排除尾气压力过高带来的能量损失。 

附图说明

图1为本发明数控气动发动机的系统连接示意图；