直燃式能量转化机构制造技术

传统的活塞发动机在气缸内压力远没有释放完时，将包含能量的高压气体从气缸排出，造成能量的损失。本发明专利技术的原理是将燃烧产生的高压气体送入一定容积的储压室，然后以这些高压气驱动多级气动马达，将化学能转化为机械能。为达到充分转化利用能量的目的，采用多级气动马达，一级马达压力未释放完的气体送入下一级，以此类推，直至N级将压力完全释放，完成能量转化，大幅提高能量转化利用率，减少燃料消耗，减少碳排放。本发明专利技术可替代现有的发动机，见图2，其中的压力发生器部分则可以替代燃油空压力，见图7。见图7。

【技术实现步骤摘要】
直燃式能量转化机构


[0001]一种利用燃料在封闭条件下燃烧产生的气体压力推动多级气动元件，实现高效率能量转换的机构，其功能可替代现有的内燃发动机、燃油式空压力以及其他可利用气体压力做功的机械，并大幅提高能量利用率，现暂命名为《直燃式能量转化机构》。

技术介绍

[0002]传统的活塞发动机在现有结构条件下几乎已经完善到了极致，但其先天性的缺点却无法根本解决，能量转化利用率始终是难以突破的瓶颈，其在做功冲程中活塞到达下止点时，气缸内燃烧以后的高压气体的压力远没有释放完，若不受限制，它本来完全可以把活塞推向更远的理想的下止点，但受机械结构的限制，到达实际下止点时，不得不进入下一冲程，此时排气门打开，包含能量的高压气体从气缸排出，造成能量的损失。参见图1。

技术实现思路

[0003]要想从根本上提高能量利用率，必须从原有结构中跳出，若以燃烧产生的高压气体，直接驱动多级气动元件，完成能量转化，则能大幅提高能量转化利用率。
[0004]将空气与燃料压入燃烧室，在燃烧室直接连续燃烧，产生的高压气体送入一定容积的储压室，然后以这些高压气驱动气动马达，将化学能转化为机械能，参见图2。
[0005]为达到充分转化利用能量的目的，可采用多级气动马达，若每一级马达在运行时都能将体积释放扩大n倍，则一级马达将体积为L的高压气扩张为nL，再将此nL体积气体输入二级马达，继续释放扩张至n2L，第三级则可扩张至n3L，依次扩张，可将高压气体压力释放至接近外部大气压。参见图3。
[0006]初步设计方案如图4，其运行步骤如下：
[0007]运行启动电机，驱动压缩机与燃料泵，压缩空气与燃料同时送入燃烧室并点燃，在燃烧室连续燃烧，燃烧产生的压力气体输送至储压室，待储压室压力达到一定程度后，辅气动马达运行，驱动压缩机及燃料泵，启动电机退出，送入燃烧室的空气与燃料量依据操作指令和储压室压力、主气动马达转速、大气压强、油门大小、负荷等由电脑自动调节，由辅气动马达执行，在负荷减小等工况下可减少直至停止空气与燃料输入，负荷加大则加大空气与燃料送入，若处于停止状态则再次启动压缩机与燃料泵并开始燃烧，压缩气体送入主气动马达，能量转化为机械能，为追求能量的转化效率，采用多级气动马达，一级马达排放的压缩气输入下一级马达，通过多级马达的转化，将压力完全释放后再排放。
[0008]可以将转速设置为主要指令，电脑根据负荷调节辅气动马达，控制空气与燃料输入量，实现转速控制。
[0009]进气压缩机：也采用多级叶片式压缩机。见图5。
[0010]主要特点：
[0011]辅气动马达消耗能量相当于传统发动机压缩冲程，储压室储存能量相当于飞轮。
[0012]本发动机运行时储压室最低压强应可以可靠驱动辅气动马达，比照怠速的概念，
此压强可叫做怠压。储压室容量应保证所储存的能量不小于传统发动机怠速所具有的能量。
[0013]在西藏等空气稀薄的高海拔地区，电脑自动加速辅气动马达，保证进入燃烧室的空气与燃料足够，即发动机功率不减。
[0014]轻松实现自动启停，在负荷降低为零时停止气动马达即可实现，储压室压力不受影响。
[0015]没有复杂的机械机构，没有消耗能量的活塞往复运动，没有爆燃的声音与振动，简单高效，节能减排，完全可以取代现有的传统发动机。
附图说明
[0016]图1：传统发动机实际运行特点与理想运行的区别。
[0017]图2：本机构原理图，(1)燃料、空气输入口；(2)燃烧室；(3)燃烧室排出口；(4)储压室；(5)压力输出口；(6)1级驱动口；(7)1级气动元件；(8)2级驱动口；(9)n级驱动口；(10)n级气动元件。
[0018]图3：多级气动马达原理图。
[0019]图4：设计思路与原理图。
[0020]图5：多级压缩机原理图。
[0021]图6：多轮驱动原理图。
[0022]图7：燃油气压机原理图。
具体实施方式
[0023]取代传统的活塞式内燃机。
[0024]例1：应用于轮式行走机械，如汽车。
[0025]方案1：直接取代现有车辆的传统发动机，助力转向、制动辅助、发电机、空调、水泵、润滑油泵乃至雨刷均可利用气压完成。
[0026]方案2：四轮驱动，用四个多级气动马达分别驱动四轮，可十分便利的实现前轮驱动、后轮驱动、四轮驱动，脱困时可实现任意轮单独或组合驱动，并且轻松实现多轮行走式机械(多轮车辆)的多轮驱动，如半挂车的拖车与挂车同时驱动等。利用气压反冲可以实现无摩擦的减速、制动，还可轻松实现ABS功能。
[0027]例2：应用于燃油空压机。
[0028]在建筑工地经常可见燃油空压机，其能量利用率显然不尽如人意，实际上将图2中的压力发生器加上适当的辅助与控制设备就是一台高效、简单的气压机(见图7)。
[0029]总之，本机构用途广泛，余不赘述。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用燃料在封闭条件下燃烧产生的气体压力推动多级气动元件，实现高效率能量转换的机构，暂命名为《直燃式能量转化机构》，可分为压力发生器和能量转化器两部分，压力发生器可独立使用，用于驱动各种气动元件，能量转化器与压力发生器配套使用，也可与其他设备提供的压力气体配套使用可有多种形式。2.根据权利要求1，将燃料与空气输入燃烧室(2)，燃烧室(2)形状、容积有利于燃料充分燃烧，并使输入的燃料及空气与燃烧过的气体隔离开，由于储压室(4)为耐压密闭腔体，燃烧室(2)内燃料不断地燃烧产生的气体会在储压室(4)形成一定压力，由压力输出口(5)输出，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑震，
申请(专利权)人：郑震，
类型：发明
国别省市：