储压式发动机及做功方法技术

本发明专利技术涉及一种储压式发动机及做功方法，发动机包括主壳体，主壳体内设有曲轴和一组汽缸，汽缸包括第一、第二汽缸，第一汽缸连进气门，第二汽缸连排气门，第一、第二汽缸通过通道气门连通；曲轴上连接有对应第一、第二汽缸的第一、第二活塞；第二汽缸内壁上和第二活塞端面上分别设有可配合放电的电极柱以在第二活塞运动至冲程极限位置时使两电极柱靠近而产生高温电弧；通道气门在第二汽缸上的气门口、排气门和汽缸内壁上的电极柱位于同端，通道气门在第一汽缸上的气门口和进气门位于同端；进、排气门分别连通储气罐，排气门与储气罐之间设有冷却装置。本发明专利技术可减少对不可再生资源的消耗，取得有效保障作业、低耗节能、绿色环保的效果。

Stored pressure engine and its working method

【技术实现步骤摘要】
储压式发动机及做功方法
本专利技术属于发动机
，具体涉及一种储压式发动机及做功方法。
技术介绍
现有的发动机技术，靠气缸吸入空气，与燃油混合燃烧膨胀做功产生动力，需要消耗不可再生资源，尾气排放也造成环境污染；但地球上的空气常压较低，使燃烧室的热效率低下，要提升燃烧功效，可以选择消耗能量将进气的空气压缩至一定比例，因此出现了涡轮增压器等类似装置来增加进气量以提高气缸压力从而使热效率提升，但燃油的燃烧释热效率还是有限，尾气排放仍存在污染，不可再生资源的消耗也无法避免；在使用蜗轮增压方式提高压缩比来增加燃烧输出功率之后，也鲜有更多的提升功率的有效方法。在节能减排的需求下，电动发动机应运而生，其在对不可再生资源的消耗、尾气排放方面，都有优势，也受到应用和推广，但蓄电池续航的关键技术上一直未有突破。另外，热力发动机一直未被人们重视和广泛使用，目前的热力发动机外热的结构及使用方式也存在诸多使用不便，系统庞杂，与整机的结合性差。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种储压式发动机及做功方法，避免对不可再生资源的消耗和排放物污染环境的问题，取得保障作业、低耗节能、绿色环保的效果。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：储压式发动机，包括主壳体，所述主壳体内设有一组汽缸和可转动的曲轴；所述一组汽缸包括第一汽缸和第二汽缸，所述第一汽缸连通有进气门，所述第二汽缸连通有排气门，所述第一汽缸和第二汽缸还通过通道气门连通；所述曲轴上连接有可在第一汽缸内滑动的第一活塞和可在第二汽缸内滑动的第二活塞；第二汽缸的内壁上和第二活塞的端面上分别设有可配合放电的电极柱以在第二活塞运动至冲程极限位置时使两电极柱靠近而产生高温电弧；所述通道气门在第二汽缸上的气门口、所述排气门以及第二汽缸内壁上的电极柱均位于第二汽缸的同端，所述通道气门在第一汽缸上的气门口和所述进气门位于第一汽缸的同端；所述进气门和排气门分别与内装压缩气体介质的储气罐连通，排气门与储气罐之间还设有冷却装置以用于冷却回流的压缩气体介质；各气门的开闭均通过气门控制单元控制。进一步完善上述技术方案，第一汽缸和第二汽缸为直列形式，所述进气门和排气门位于同端且位于对应汽缸远离曲轴的一端，曲轴转动时两活塞在对应汽缸内的运动方向相同；所述气门控制单元包括凸轮轴和与各气门对应的气门阀以通过凸轮轴的转动控制各气门阀开闭对应的气门，所述凸轮轴可转动连接于主壳体内。进一步地，所述两电极柱分别连接电弧发生器以在放电时获得高温电弧从而提高功率；所述电弧发生器为直流电弧发生器，其阳极通过电线与第二汽缸上的电极柱电连接以使第二汽缸上的电极柱形成为阳极柱；其阴极与主壳体搭接以与第二活塞上的电极柱电连接并使该电极柱形成为阴极柱；所述阳极柱与主壳体之间绝缘处理。进一步地，所述进气门通过进气管道与储气罐连通，所述排气门通过排气管道与储气罐连通，所述进气管道上设有控制流量的阀体。进一步地，所述气体介质为空气、氮气或氦气；所述冷却装置包括散热片和水箱，排气管道和进气管道两者之中，至少排气管道的部分管段的外壁上设有散热片；排气通道还穿过水箱以使回流的压缩气体介质更好地降温；所述水箱通过循环水道与主壳体中的水冷循环通道连通。进一步地，所述曲轴的一端穿出主壳体并连接飞轮，飞轮传动连接启动机；凸轮轴的对应端也穿出主壳体并与曲轴穿出主壳体的一端传动连接；曲轴穿出主壳体的一端还传动连接发电机以带动发电机发电，发电机连接储电池以便为电子器件供电。进一步地，所述主壳体内设有两组汽缸，均为直列形式，所述曲轴的结构与之对应，两组汽缸交替做功。本专利技术还涉及一种发动机做功方法：包括在封闭的汽缸空间中，通过高温电弧使压缩气体介质热膨胀而推动活塞做功，活塞推动曲轴以输出扭矩。本方法可以基于上述的储压式发动机而进行，包括交替循环的做功冲程和排气冲程以便实现扭矩的持续输出；做功冲程包括：第二活塞运动到冲程极限位置，在气门控制单元的控制下，进气门打开，通道气门关闭，排气门关闭；两电极柱因靠近而产生放电，放电的高温电弧使压缩气体介质热膨胀而推动第二活塞做功，第二活塞推动曲轴转动，曲轴带动第一活塞远离进气门从而使压缩气体介质从储气罐进入第一汽缸；排气冲程包括：第二活塞运动到其冲程的另一端的极限位置，在气门控制单元的控制下，进气门关闭，通道气门打开，排气门打开；曲轴继续转动，带动第一活塞朝向进气门滑动并将第一汽缸内的压缩气体介质经通道气门推入第二汽缸，同时，曲轴也带动第二活塞朝向排气门滑动并将第二汽缸内的高温压缩气体介质经排气门推出；高温压缩气体介质经冷却装置降温后回流入储气罐。可选择地，所述压缩气体介质的压强为1Mpa～50Mpa；所述高温电弧的温度为2000～8000开尔文。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术的储压式发动机，可减少对不可再生资源的消耗，大大降低对环境的污染，广泛应用之后有望使地球更原生态；使用维护过程中，只需要定期补充或更换压缩气体介质、储电池及电极柱等易损耗部件即可，简单方便、维护成本低、节能低耗。2、本专利技术的储压式发动机，通过气压和放电电弧温度的合理匹配，可使其工作效率优于现有的很多的燃油式内燃机，也不存在电动机的续航问题；利用压缩气体介质热胀冷缩来循环做功的方式基本无排放，定期将储气罐里面的压缩气体介质处理为无污染气体后释放即可，绿色环保。3、本专利技术的储压式发动机，成组汽缸的设计形式使结构紧凑合理，与现有技术的如：曲轴、飞轮、启动、凸轮轴等的结合应用巧妙，运行稳定可靠；可使用区域广，如：飞机、轮船、汽车、电力、工厂机械等需要动力的地方都能应用，适用性强。附图说明图1为具体实施例的储压式发动机的结构示意图；图2为具体实施例中的主壳体部分的局部示意图；图3为具体实施例中的电极柱连接的局部示意图；图4为具体实施例中的隐去主壳体以便示意各运动部件的立体效果图；其中，主壳体1，第一汽缸11，进气门111，第二汽缸12，排气门121，通道气门13，阳极柱14，水冷循环通道15，凸轮轴16，气门阀17，曲轴2，第一活塞21，第二活塞22，阴极柱221，飞轮23，启动机24，同步带25，张紧轮26，转速传感器27，转速表28，储气罐3，进气管道31，阀体311，空气流量控制器312，压力表313，排气管道32，单向阀33，泄压阀34，安全阀35，安全保护罩36，排污口37，水箱4，循环水道41，温控风扇42，温度传感器43，温度表44，电弧发生器5，散热片6，发电机7，储电池71，机油泵8，油滤81。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。参见图1-4，具体实施例的储压式发动机，包括主壳体1，所述主壳体1内设有一组汽缸和可转动的曲轴2；所述一组汽缸包括第一汽缸11和第二汽缸12，所述主壳体1上开设有进气门111且所述进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.储压式发动机，包括主壳体，所述主壳体内设有一组汽缸和可转动的曲轴；其特征在于：所述一组汽缸包括第一汽缸和第二汽缸，所述第一汽缸连通有进气门，所述第二汽缸连通有排气门，所述第一汽缸和第二汽缸还通过通道气门连通；所述曲轴上连接有可在第一汽缸内滑动的第一活塞和可在第二汽缸内滑动的第二活塞；第二汽缸的内壁上和第二活塞的端面上分别设有可配合放电的电极柱以在第二活塞运动至冲程极限位置时使两电极柱靠近而产生高温电弧；所述通道气门在第二汽缸上的气门口、所述排气门以及第二汽缸内壁上的电极柱均位于第二汽缸的同端，所述通道气门在第一汽缸上的气门口和所述进气门位于第一汽缸的同端；/n所述进气门和排气门分别与内装压缩气体介质的储气罐连通，排气门与储气罐之间还设有冷却装置以用于冷却回流的压缩气体介质；各气门的开闭均通过气门控制单元控制。/n

【技术特征摘要】
1.储压式发动机，包括主壳体，所述主壳体内设有一组汽缸和可转动的曲轴；其特征在于：所述一组汽缸包括第一汽缸和第二汽缸，所述第一汽缸连通有进气门，所述第二汽缸连通有排气门，所述第一汽缸和第二汽缸还通过通道气门连通；所述曲轴上连接有可在第一汽缸内滑动的第一活塞和可在第二汽缸内滑动的第二活塞；第二汽缸的内壁上和第二活塞的端面上分别设有可配合放电的电极柱以在第二活塞运动至冲程极限位置时使两电极柱靠近而产生高温电弧；所述通道气门在第二汽缸上的气门口、所述排气门以及第二汽缸内壁上的电极柱均位于第二汽缸的同端，所述通道气门在第一汽缸上的气门口和所述进气门位于第一汽缸的同端；
所述进气门和排气门分别与内装压缩气体介质的储气罐连通，排气门与储气罐之间还设有冷却装置以用于冷却回流的压缩气体介质；各气门的开闭均通过气门控制单元控制。


2.根据权利要求1所述储压式发动机，其特征在于：第一汽缸和第二汽缸为直列形式，所述进气门和排气门位于同端且位于对应汽缸远离曲轴的一端，曲轴转动时两活塞在对应汽缸内的运动方向相同；
所述气门控制单元包括凸轮轴和与各气门对应的气门阀以通过凸轮轴的转动控制各气门阀开闭对应的气门，所述凸轮轴可转动连接于主壳体内。


3.根据权利要求1所述储压式发动机，其特征在于：所述两电极柱分别连接电弧发生器以在放电时获得高温电弧从而提高功率；
所述电弧发生器为直流电弧发生器，其阳极通过电线与第二汽缸上的电极柱电连接以使第二汽缸上的电极柱形成为阳极柱；其阴极与主壳体搭接以与第二活塞上的电极柱电连接并使该电极柱形成为阴极柱；所述阳极柱与主壳体之间绝缘处理。


4.根据权利要求1所述储压式发动机，其特征在于：所述进气门通过进气管道与储气罐连通，所述排气门通过排气管道与储气罐连通，所述进气管道上设有控制流量的阀体。


5.根据权利要求4所述储压式发动机，其特征在于：所述气体介质为空气、氮气或氦气；所述冷却装置包括散热片和水箱，排气管道和进气管道两者之...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈自平，
申请(专利权)人：陈自平，
类型：发明
国别省市：云南;53