專利名稱：V型多缸空氣動力發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動機(jī)，具體而言，涉及一種以壓縮空氣作為動力的V型多缸空氣動力發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
發(fā)動機(jī)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，在現(xiàn)代交通運(yùn)輸工具比如汽車、輪船等中，一般采用以燃油作為動力源的活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。這種采用燃油作為動力源的發(fā)動機(jī)一方面因燃油燃燒不充分，使得排出的氣體中含有大量的有害物質(zhì)而污染環(huán)境，另一方面因使用的燃油是從石油中提煉而獲得，石油資源的日益緊缺使得燃油發(fā)動機(jī)的發(fā)展和利用受到越來越多的限制。因此開發(fā)新的、潔凈的、無污染的替代能源，或者盡可能地減少燃油消耗、降低排放成為發(fā)動機(jī)發(fā)展中急需解決的問題，以壓縮空氣作為動力源的空氣動力發(fā)動機(jī)正好滿足了這種要求?！0003]最早研究壓縮空氣動力發(fā)動機(jī)的為法國MDI公司的設(shè)計(jì)師Guy Negre，他于2002年推出了第一款純空氣動力的經(jīng)濟(jì)型家用橋車。關(guān)于壓縮空氣發(fā)動機(jī)的研究可見FR2731472A1、US6311486B1、US20070101712A1 等。FR2731472A1公開了一種可在燃料供應(yīng)和壓縮空氣供應(yīng)兩種模式下工作的發(fā)動機(jī)，在高速公路上采用普通燃料如汽油或柴油，在低速特別是市區(qū)和市郊，將壓縮空氣(或其他任何非污染的壓縮氣體)注入燃燒室。這種發(fā)動機(jī)雖然部分地降低了燃料消耗，由于仍然采用了燃油工作模式，排放問題依然未能解決。為了進(jìn)一步減輕污染，US6311486B1公開了一種純空氣動力發(fā)動機(jī)，這種類型的發(fā)動機(jī)采用了三個(gè)獨(dú)立的室吸氣-壓縮室、膨脹排氣室和恒定容積燃燒室，并且吸氣-壓縮室通過閥連接到恒定容積燃燒室，恒定容積燃燒室通過閥連接到膨脹排氣室。這種發(fā)動機(jī)的問題之一是壓縮氣體從吸氣-壓縮室到膨脹排氣室經(jīng)歷的時(shí)間較長，獲得驅(qū)動活塞做功的動力源氣體時(shí)間較長，同時(shí)，從膨脹排氣室排出的高壓氣體未能得到使用，這就限制了這類發(fā)動機(jī)的工作效率及單次充氣持續(xù)工作時(shí)間。國內(nèi)對壓縮空氣發(fā)動機(jī)的研究起步較晚，目前的研究多屬于理論探討和概念設(shè)計(jì)階段，均未能解決壓縮空氣的排放(通常具有較高的壓力，比如30bar左右)以及高壓壓縮空氣的控制和分配問題，離壓縮空氣發(fā)動機(jī)的產(chǎn)品化過程還有很長的路要走。本申請的申請人在其專利文獻(xiàn)CN101413403 A(其同族國際申請為W02010051668Al)中公開一種可用于交通運(yùn)輸工具的空氣動力發(fā)動機(jī)總成，該發(fā)動機(jī)包括儲氣罐、空氣分配器、發(fā)動機(jī)本體、聯(lián)動器、離合器、自動變速器、差速器以及置于排氣室內(nèi)的葉輪發(fā)電機(jī)。這種發(fā)動機(jī)利用壓縮空氣做功而不使用任何燃料，因此沒有廢氣排放，實(shí)現(xiàn)了 “零排放”，并且重復(fù)利用廢氣進(jìn)行發(fā)電，節(jié)省了能源，降低了成本。但這種發(fā)動機(jī)是基于傳統(tǒng)的四沖程發(fā)動機(jī)，曲軸每旋轉(zhuǎn)720度，活塞做功一次。而作為動力源的高壓空氣可以在進(jìn)入氣缸內(nèi)時(shí)即可推動活塞做功，而后排放，即壓縮空氣發(fā)動機(jī)的沖程實(shí)際為進(jìn)氣-膨脹沖程和排放沖程。顯然，專利文獻(xiàn)CN101413403 A所公開的這種四沖程壓縮空氣發(fā)動機(jī)大大浪費(fèi)了有效的做功沖程，限制了發(fā)動機(jī)的效率。并且這種發(fā)動機(jī)的尾氣未能很好地循環(huán)利用起來，需要足夠大的儲氣罐儲備高壓空氣才能工作足夠長的時(shí)間?；趯＠暾圕N101413403 A所存在的問題，本申請的申請人在其申請?zhí)枮?01110331809.9的中國申請中公開了一種具有尾氣回收回路的壓縮空氣發(fā)動機(jī)總成，該發(fā)動機(jī)包括氣缸、缸蓋系統(tǒng)、進(jìn)氣管路、排氣管路、活塞、連桿、曲軸、排氣凸輪軸、進(jìn)氣凸輪軸、前齒輪箱系統(tǒng)和后齒輪箱。這種發(fā)動機(jī)利用壓縮空氣做功而不使用任何燃料，因此沒有廢氣排放，實(shí)現(xiàn)了“零排放”，并且循環(huán)利用廢氣進(jìn)行做功，節(jié)省了能源，降低了成本。但這種發(fā)動機(jī)是直列多缸發(fā)動機(jī)，控制器中的每個(gè)控制器氣門孔中只安裝一個(gè)控制器氣門，在發(fā)動機(jī)總體長度一定的情況下，限制了氣缸缸數(shù)，因而限制了發(fā)動機(jī)的總輸出功率。顯然，201110331809. 9號申請所公開的這種直列多缸空氣動力發(fā)動機(jī)總輸出功率不高，發(fā)動機(jī)的構(gòu)型仍然值得探索?；谏鲜鰡栴}，本實(shí)用新型提供一種V型多缸空氣動力發(fā)動機(jī)，旨在解決空氣動 力發(fā)動機(jī)的輸出功率問題以及尾氣循環(huán)利用問題，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效、零排放的新型壓縮空氣發(fā)動機(jī)。

實(shí)用新型內(nèi)容相當(dāng)于本實(shí)用新型原始要求范圍內(nèi)的某些實(shí)施例作如下概括。這些實(shí)施例并非限制所請求保護(hù)的實(shí)用新型范圍，而是試圖提供本實(shí)用新型的多種可能形式的簡要概括。實(shí)際上，本實(shí)用新型可包括類似于或不同于下面提出的實(shí)施例的不同形式。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種V型多缸空氣動力發(fā)動機(jī)，其包括發(fā)動機(jī)本體。該發(fā)動機(jī)本體包括左右兩排氣缸、曲軸、排氣凸輪軸、進(jìn)氣凸輪軸和前齒輪箱；所述前齒輪箱系統(tǒng)用來將曲軸的動力通過過橋齒輪傳遞給排氣凸輪軸和進(jìn)氣凸輪軸。發(fā)動機(jī)還包括高壓氣罐組，其通過管路與外接加氣裝置連通；恒壓罐，其通過管路與高壓氣罐組連通。其中，所述空氣動力發(fā)動機(jī)進(jìn)一步包括進(jìn)氣控制調(diào)速閥，其調(diào)節(jié)通過管路的高壓壓縮空氣的流量；控制器系統(tǒng)；多柱體動力分配器，其與發(fā)動機(jī)本體的曲軸連接；動力設(shè)備，其與多柱體動力分配器連接，以接收曲軸傳遞過來的動力；電子控制單元EC0，其根據(jù)傳感器所檢測的信號控制進(jìn)氣控制調(diào)速閥；壓縮空氣加熱裝置，其將來自恒壓罐的壓縮空氣進(jìn)行加熱，以提聞進(jìn)氣的溫度。優(yōu)選的是，所述發(fā)動機(jī)還包括第二供氣回路，該第二供氣回路包括空氣壓縮機(jī)、尾氣回收罐、冷凝器、限壓閥；其中，尾氣由排氣集氣管送入空氣壓縮機(jī)，壓縮增壓后的尾氣經(jīng)冷凝器冷卻處理后經(jīng)過限壓閥送入高壓氣罐組。根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)的左右兩排氣缸分別含有6個(gè)或4個(gè)氣缸，每個(gè)氣缸的缸蓋具有4個(gè)排氣閥和I個(gè)氣喉。優(yōu)選的是，所述第二供氣回路進(jìn)一步包括順序閥，經(jīng)空氣壓縮機(jī)增壓后的尾氣在壓力小于15MPa時(shí)，直接經(jīng)由順序閥送入恒壓罐。優(yōu)選的是，所述壓縮空氣加熱裝置設(shè)有電流選擇按鈕和溫度調(diào)節(jié)按鈕，以對壓縮空氣的加熱方式和加熱溫度進(jìn)行控制。優(yōu)選的是，所述進(jìn)氣控制調(diào)速閥是電磁比例閥或者電磁比例閥和減壓閥的組合。根據(jù)示范性實(shí)施例，本實(shí)用新型的多缸發(fā)動機(jī)的控制器系統(tǒng)包括高壓共軌恒壓管、控制器單元和進(jìn)氣凸輪軸外殼，所述控制器單元包括控制器上蓋、控制器下座、具有控制器氣門和中座凸起的控制器中座；所述控制器上蓋、控制器中座和控制器下座依次通過螺栓可拆卸地密封連接。優(yōu)選的是，所述控制器單元的個(gè)數(shù)為6個(gè)或4個(gè)，每個(gè)控制器中座內(nèi)包含兩個(gè)所述控制器氣門。更加優(yōu)選的是，所述控制器單元的控制器中座內(nèi)安裝有兩個(gè)控制器氣門、兩個(gè)控制器氣門彈簧、兩個(gè)氣門座套、兩個(gè)控制器氣門彈簧座套，所述控制器氣門受控制器氣門彈簧的預(yù)作用力在發(fā)動機(jī)無需進(jìn)氣時(shí)抵靠在控制器氣門座套上。進(jìn)一步的，所述控制器中座在其中部對稱地設(shè)有兩組直徑不同的孔，從上到下依次為控制器氣門座套孔、控制器氣門孔、油封襯套孔、控制器氣門彈簧孔，并且其中，控制器氣門座套孔的直徑大于控制器氣門孔的直徑并且大于油封襯套孔的直徑，控制器氣門孔的直徑大于油封襯套孔的直徑，控制器氣門彈簧孔的直徑小于控制器氣門孔的直徑，并且略小于控制器氣門座套孔的直徑。 優(yōu)選的是，右排氣凸輪軸和左排氣凸輪軸分別置于缸體的右、左側(cè)靠外的位置，兩者在正平面的橫向連線與水平面大體上平行，進(jìn)氣凸輪軸置于缸體的V型槽的頂部，且位于連線的中心位置。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供一種V型多缸空氣動力發(fā)動機(jī)，其包括發(fā)動機(jī)本體，其包括左右兩排氣缸、曲軸、排氣凸輪軸、進(jìn)氣凸輪軸和前齒輪箱；所述前齒輪箱系統(tǒng)用來將曲軸的動力通過過橋齒輪傳遞給排氣凸輪軸和進(jìn)氣凸輪軸；控制器，其包括高壓共軌恒壓管、控制器單元和進(jìn)氣凸輪軸外殼，所述控制器單元包括控制器上蓋、控制器下座、具有控制器氣門和中座凸起的控制器中座；所述控制器上蓋、控制器中座和控制器下座依次通過螺栓可拆卸地密封連接；高壓氣罐組，其通過管路與外接加氣裝置連通；恒壓罐，其通過管路與高壓氣罐組連通；進(jìn)氣控制調(diào)速閥，其調(diào)節(jié)通過管路的高壓壓縮空氣的流量。優(yōu)選的是，在所述恒壓罐和進(jìn)氣控制調(diào)速閥之間設(shè)有壓縮空氣加熱裝置，以將來自恒壓罐的壓縮空氣進(jìn)行加熱，以提高進(jìn)氣的溫度。優(yōu)選的是，所述左右兩排氣缸分別含有6個(gè)或4個(gè)氣缸，每個(gè)氣缸的缸蓋具有4個(gè)排氣閥和I個(gè)氣喉。優(yōu)選的是，右排氣凸輪軸和左排氣凸輪軸分別置于缸體的右、左側(cè)靠外的位置，兩者在正平面的橫向連線與水平面大體上平行，進(jìn)氣凸輪軸置于缸體的V型槽的頂部，且位于連線的中心位置。

現(xiàn)在將描述根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選但非限制性的實(shí)施例，本實(shí)用新型的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)在參考附圖閱讀如下詳細(xì)描述時(shí)將變得顯而易見，其中圖I是根據(jù)本實(shí)用新型的V型多缸空氣動力發(fā)動機(jī)的總體示意圖；圖2是圖I中的根據(jù)本實(shí)用新型的移除控制器、氣缸和氣缸蓋后的V型多缸空氣動力發(fā)動機(jī)本體的三維斜視透視圖；圖3是圖I中的發(fā)動機(jī)本體的橫向剖取的側(cè)視圖，其包括氣缸、氣缸蓋和控制器的截面；圖4是圖2中的排氣凸輪軸結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖2中的曲軸單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型的用于V型多缸空氣動力發(fā)動機(jī)的控制器的立體透視圖；圖7為圖6中的控制器的縱向橫截面視圖；圖8為圖6中的控制器的橫向橫截面?zhèn)纫晥D；圖9是圖2中的進(jìn)氣凸輪軸結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下的說明本質(zhì)上僅僅是示例性的而并不是為了限制本公開、應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)理解的是，在全部附圖中，對應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相同或?qū)?yīng)的部件和特征。現(xiàn)在參考圖1，圖I是根據(jù)本實(shí)用新型的V型多缸空氣動力發(fā)動機(jī)的總體示意圖。在圖I中，V型多缸空氣動力發(fā)動機(jī)包括發(fā)動機(jī)本體I、多柱體動力分配器2、動力設(shè)備4、控制器系統(tǒng)6、空氣壓縮機(jī)7、冷凝器11、尾氣回收罐9、高壓氣罐組13、恒壓罐16、壓縮空氣加熱裝置101、進(jìn)氣控制調(diào)速閥23、電子控制單元E⑶29、限壓閥702、順序閥703。如圖I所示，高壓氣罐組13通過壓縮空氣入口管路14與外接加氣站或外接加氣裝置連接，以從外界獲得所需的高壓壓縮空氣。壓縮空氣入口管路14上設(shè)有流量計(jì)A、壓力計(jì)P和手控開關(guān) (未示出)。流量計(jì)A用于測量和監(jiān)控進(jìn)入高壓氣罐組13的壓縮空氣的流量，而壓力計(jì)P用于測量和監(jiān)控進(jìn)入高壓氣罐組13的壓縮空氣的壓力。在需要通過外接加氣裝置或加氣站對高壓氣罐組13進(jìn)行加氣時(shí)，打開手控開關(guān)，高壓壓縮空氣進(jìn)入高壓氣罐組13，當(dāng)壓縮空氣入口管路14上的流量計(jì)A和壓力計(jì)P達(dá)到規(guī)定數(shù)值時(shí)，關(guān)閉手控開關(guān)，完成高壓氣罐組13的充氣過程，這樣就可獲得額定壓力下比如30MPa的壓縮空氣。為了保證儲氣罐的安全性能，在高壓氣罐組13上可設(shè)置一個(gè)、二個(gè)或多個(gè)安全閥(未示出)。高壓氣罐組13可以是具有足夠容量的一個(gè)、二個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)高壓氣罐以串聯(lián)或并聯(lián)的形式組合而成，根據(jù)應(yīng)用場合的實(shí)際需要，確定高壓氣罐組13的組成氣罐數(shù)。高壓氣罐組13通過管路15連接到恒壓罐16，管路15上同樣設(shè)置有分別監(jiān)測和控制壓縮空氣流量和壓力的流量計(jì)A和壓力計(jì)P以及減壓閥701。減壓閥701用來使高壓氣罐組13提供的高壓壓縮空氣減壓，以適當(dāng)壓力送入到恒壓罐16。恒壓罐16用來穩(wěn)定來自高壓氣罐組13的高壓空氣的壓力，其壓力略低于高壓氣罐組13內(nèi)的壓力，比如在21-25MPa之間，優(yōu)選的是在2 IMPa左右。在恒壓罐16和進(jìn)氣控制調(diào)速閥23之間的管路17上設(shè)有壓縮空氣加熱裝置101，該加熱裝置為利用電流對空氣進(jìn)行加熱的裝置，其可采用交流電也可采用直流電，采用何種電流取決于設(shè)定在壓縮空氣加熱裝置101上的直流電按鈕101-2和交流電按鈕101-4的選定。壓縮空氣加熱裝置101上還設(shè)有直流調(diào)溫按鈕101-1和交流調(diào)溫按鈕101-3等兩個(gè)功能按鈕，以及直流電流表101-5、直流電壓表101-6、交流電流表1-7和交流電壓表101-8等四個(gè)計(jì)量表。直流調(diào)溫按鈕101-1和交流調(diào)溫按鈕101-3分別用來調(diào)節(jié)壓縮空氣加熱裝置101采用直流電或交流電對壓縮空氣進(jìn)行加熱的期望溫度。為了使進(jìn)入發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的壓縮空氣盡可能地膨脹做功，希望在氣缸及管道的耐溫溫度下壓縮空氣的加熱溫度盡可能的高。根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，經(jīng)過壓縮空氣加熱裝置101加熱后的壓縮空氣，其溫度可以達(dá)到800°C。根據(jù)直流調(diào)溫按鈕101-1和交流調(diào)溫按鈕101-3的設(shè)定，加熱后的壓縮空氣其溫度可在環(huán)境溫度到800°C的溫度下變化，這樣就可以充分地滿足壓縮空氣的溫度要求，以盡可能地提高壓縮空氣的做功能力。直流電流表101-5、直流電壓表101-6、交流電流表101-7和交流電壓表101-8分別用來檢測壓縮空氣加熱裝置101的直流或交流的電流值和電壓值。管路17上也設(shè)置有分別監(jiān)測和控制壓縮空氣流量和壓力的流量計(jì)A和壓力計(jì)P。來自壓縮空氣加熱裝置101的高溫、高壓空氣經(jīng)過進(jìn)氣控制調(diào)速閥23的控制和調(diào)節(jié)后經(jīng)管路進(jìn)入控制器系統(tǒng)6?，F(xiàn)在詳細(xì)地描述進(jìn)氣控制調(diào)速閥23。進(jìn)氣控制調(diào)速閥23的作用是根據(jù)電子控制單元ECO 29的指令信號控制電磁閥的開啟時(shí)間來決定壓縮空氣進(jìn)氣量。由于電磁閥具有減壓作用，其與減壓調(diào)壓閥組合就形成了調(diào)速閥，從而可以將發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整在一個(gè)合適的范圍內(nèi)。進(jìn)氣控制調(diào)速閥23由ECU 29發(fā)出的控制信號26控制。在發(fā)動機(jī)本體I上可選擇性地設(shè)有多種傳感器，比如測量發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的速度傳感器、判斷氣缸上止點(diǎn)位置的位置傳感器以及判斷門油踏板位置的門油電位計(jì)，還可以是測量發(fā)動機(jī)機(jī)體溫度的溫度傳感器。根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例，示出了速度傳感器24和/或門油電位計(jì)242。速度傳感器24可以是現(xiàn)有技術(shù)中測量發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的各種速度傳感器，并通常設(shè)置在曲軸1020 上。門油電位計(jì)242可以是現(xiàn)有技術(shù)中測量油門踏板位置的各種位置傳感器，其通常設(shè)置在門油踏板位置處。在非車輛應(yīng)用的場合中，類似于踏板位置的門油電位計(jì)可以是發(fā)動機(jī)負(fù)荷傳感器，例如監(jiān)測發(fā)動機(jī)輸出力矩的轉(zhuǎn)矩傳感器、發(fā)電場合中控制發(fā)電電流大小的電流選擇旋鈕的位置傳感器等。ECU 29根據(jù)各種傳感器的信號，比如速度傳感器24的速度信號和門油電位計(jì)242的位置信號中的任何一個(gè)或兩個(gè)，經(jīng)過運(yùn)算處理發(fā)出控制信號26，控制信號26控制進(jìn)氣控制調(diào)速閥，從而可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣控制調(diào)速閥的高速、中速、低速需要，由此相應(yīng)于發(fā)動機(jī)的高速、中速和低速轉(zhuǎn)動。經(jīng)過進(jìn)氣控制調(diào)速閥的高壓壓縮空氣經(jīng)高壓管路流入控制器系統(tǒng)6，并由控制器系統(tǒng)6向發(fā)動機(jī)本體I的各個(gè)氣缸提供高壓壓縮空氣，比如大約7-18MPa之間的壓力，優(yōu)選的是為9-15MPa，更優(yōu)選的是為ll_13MPa，以驅(qū)動發(fā)動機(jī)活塞1140在缸體3008內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(參考圖2)，并經(jīng)由連桿1100將活塞1140的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成的曲軸1020的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而滿足發(fā)動機(jī)的各種工況下的要求?？刂破飨到y(tǒng)6的具體結(jié)構(gòu)將在后文進(jìn)行詳細(xì)地描述。繼續(xù)參考圖1，從發(fā)動機(jī)本體I輸出的轉(zhuǎn)動運(yùn)動經(jīng)過多柱體動力分配器2分配到應(yīng)用設(shè)備，如圖I中所示，應(yīng)用設(shè)備包括空氣壓縮機(jī)7、動力設(shè)備4?？諝鈮嚎s機(jī)7可以是傳統(tǒng)的葉片式壓縮機(jī)和活塞式壓縮機(jī)等，也可以是本申請的申請人在專利文獻(xiàn)(CN201261386Y)中所公開的加壓裝置。動力設(shè)備4可以是傳動系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)或變速器系統(tǒng)等。多柱體動力分配器2可與曲軸1020上的飛輪固定連接，也可通過比如是聯(lián)軸器的連接件與曲軸連接。多柱體動力分配器2將動力分成兩路，一路分配給動力設(shè)備4，另一路分配給空氣壓縮機(jī)7。動力設(shè)備4通過離合器3或類似功能的連接裝置與多柱體動力分配器2連接，空氣壓縮機(jī)7通過例如是齒輪裝置的聯(lián)軸器5與多柱體動力分配器2連接。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時(shí)，曲軸1020的旋轉(zhuǎn)帶動多柱體動力分配器2運(yùn)轉(zhuǎn)，繼而將動力分別分配給動力設(shè)備4和空氣壓縮機(jī)7，從而帶動動力設(shè)備4和空氣壓縮機(jī)7工作。本申請的申請人在其之前的中國專利申請201110331831. 3和201110373185. 7詳細(xì)地描述了多柱體動力分配器的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)，在此，這兩個(gè)申請的全文通過引用結(jié)合于本文中，以對多柱體動力分配器進(jìn)行公開。由于本實(shí)用新型的壓縮空氣發(fā)動機(jī)由高壓空氣直接驅(qū)動，在曲軸旋轉(zhuǎn)0-180度的過程中，高壓空氣驅(qū)動活塞1140運(yùn)動，在活塞到達(dá)下止點(diǎn)后因慣性向上運(yùn)動時(shí)，曲軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動180度-360度，發(fā)動機(jī)進(jìn)行排氣沖程，此時(shí)排氣的氣體依然具有較高的壓力，例如為3MPa左右，具有較高壓力的排出氣體直接排到大氣中一方面容易形成高壓尾氣流，引起尾氣噪聲，另一方面損耗了壓縮空氣所蘊(yùn)涵的能量。因此，對壓縮空氣發(fā)動機(jī)的尾氣再利用是一項(xiàng)勢在必行的關(guān)鍵技術(shù)。本實(shí)用新型的補(bǔ)充壓縮空氣回路結(jié)構(gòu)概括如下從發(fā)動機(jī)本體I的排氣集氣管27排出的尾氣經(jīng)管路20輸送到尾氣回收罐9。尾氣回收罐9和空氣壓縮機(jī)7之間的管路8上設(shè)有流量計(jì)A和壓力計(jì)P，以分別檢測和監(jiān)控經(jīng)過空氣壓縮機(jī)7壓縮后的尾氣的流量和壓力。經(jīng)過空氣壓縮機(jī)7壓縮后的尾氣其壓力得到顯著的增加，通常能達(dá)到大約10 MPa至大約25MPa之間?？諝鈮嚎s機(jī)7將壓縮后的尾氣分兩路對發(fā)動機(jī)本體I進(jìn)行補(bǔ)充供應(yīng)。在管路705的下游處設(shè)有分支管路704和10，管路10通往高壓氣罐組13，當(dāng)空氣壓縮機(jī)7增壓后的尾氣壓力大于15MPa時(shí)，增壓尾氣通過開啟壓 力設(shè)定為例如是15MPa的限壓閥，隨后經(jīng)過設(shè)定在管路10上的冷凝器11冷卻后送入高壓氣罐組13，或者再通過尾氣過濾器(圖中未示出)后進(jìn)入高壓氣罐組13。管路704上設(shè)有順序閥703，當(dāng)空氣壓縮機(jī)7增壓后的尾氣壓力小于15MPa時(shí)，增壓尾氣通過限壓壓力設(shè)定為例如是15MPa的順序閥(該順序閥在進(jìn)氣壓力小于15MPa時(shí)開啟，在進(jìn)氣壓力大于15MPa時(shí)自動關(guān)閉)，隨后經(jīng)過管路704進(jìn)入恒壓罐16。在備選方案中，可根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)定限壓閥的開啟壓力和順序閥的關(guān)閉壓力。例如可以是7Ma至20MPa之間的任何壓力。優(yōu)選的是，是10、12、15、17、20MPa中的任何一個(gè)。可備選地是，還可在冷凝器11和高壓氣罐組13之間的管路上設(shè)置單向閥(圖中未示出)，僅允許增壓后的干凈尾氣單向流入高壓氣罐組13。如此一來，用于驅(qū)動發(fā)動機(jī)活塞1140的高壓壓縮空氣在做功之后其相當(dāng)一部分通過補(bǔ)充壓縮空氣回路(包括限壓閥、順序閥、尾氣回收罐、空氣機(jī)、冷凝器以及它們之間的連接管路)增壓凈化后回收到高壓氣罐組，從而實(shí)現(xiàn)了尾氣的再利用。補(bǔ)充壓縮空氣回路的存在不僅相當(dāng)程度地解決了具有相當(dāng)壓力的尾氣(通常為3MPa左右)直接排氣大氣造成的噪聲污染問題，而且有效地減少了對大容量高壓氣罐組13的容積需求問題。換句話說，對于給定容量的高壓氣罐組13，補(bǔ)充壓縮空氣回路的存在大大增加了壓縮空氣發(fā)動機(jī)的持續(xù)工作時(shí)間，在使用壓縮空氣發(fā)動機(jī)的交通工具或發(fā)電設(shè)備中，大大增加了交通工具或發(fā)電設(shè)備的持續(xù)工作時(shí)間，從而明顯地提高壓縮空氣發(fā)動機(jī)的效率。現(xiàn)在參閱圖2和圖3，圖2為圖I中的根據(jù)本實(shí)用新型的移除控制器、缸體、氣缸蓋后的空氣動力V型多缸發(fā)動機(jī)本體的三維斜視透視圖。圖3是圖I中的發(fā)動機(jī)本體的橫向剖取的側(cè)視圖，其包括氣缸、氣缸蓋和控制器的截面。如圖2和圖3所示，發(fā)動機(jī)本機(jī)I包括左右兩排氣缸，兩排氣缸相互之間成V型，V型夾角可根據(jù)具體應(yīng)用變化，可以為60° 150°之間的任何角度。在圖3所示的構(gòu)型中，優(yōu)選的是，左右兩排氣缸的夾角為75° —135°，更加優(yōu)選的為75°、90°、120°、135°。每排氣缸具有多個(gè)氣缸3008，具體而言，可以為I個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)、7個(gè)等。在本實(shí)用新型的示例中，每排的氣缸數(shù)為4個(gè)或6個(gè)，這就可構(gòu)成V型8缸或12缸多缸發(fā)動機(jī)。在圖2所示的單側(cè)6個(gè)氣缸的示例中，左側(cè)6個(gè)氣缸分別為#1氣缸、#3氣缸、#5氣缸、#7氣缸、#9氣缸、#11氣缸；右側(cè)6個(gè)氣缸分別為#2氣缸、#4氣缸、#6氣缸、#8氣缸、#10氣缸、#12氣缸。氣缸3008內(nèi)容納有活塞1140、1130，活塞通過連桿1170、1100連接到曲軸1020上。曲軸1020的旋轉(zhuǎn)帶動活塞在氣缸3008內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動。左排氣凸輪軸1200置于V型發(fā)動機(jī)的左側(cè)，其上設(shè)有左排氣凸輪軸凸輪1210，用來控制左側(cè)排氣門的開啟。右排氣凸輪軸1070置于V型發(fā)動機(jī)的右側(cè)，其上設(shè)有右排氣凸輪軸凸輪1110，用來控制右側(cè)排氣門的開啟。在圖2所示的V型12缸空氣動力發(fā)動機(jī)中，不同于傳統(tǒng)的V型12缸發(fā)動機(jī)，進(jìn)氣凸輪軸1150僅設(shè)置I根，其用來控制左右兩側(cè)12缸的高壓壓縮空氣進(jìn)氣，其設(shè)有進(jìn)氣凸輪軸凸輪1160，以用來控制氣缸3008的高壓壓縮空氣進(jìn)氣。左、右排氣凸輪軸1200、1070和進(jìn)氣凸輪軸1150均由曲軸1020通過前齒輪箱帶動。在圖2所示的示例中，前齒輪箱包括曲軸齒輪1030、右排氣凸輪軸過橋齒輪1040、左排氣凸輪軸過橋齒輪、進(jìn)氣凸輪軸過橋齒輪1050、右排氣凸輪軸齒輪1060和左排氣凸輪軸齒輪1230以及機(jī)油泵過橋齒輪1010。曲軸1020的運(yùn)動通過前齒輪箱的傳動而帶動進(jìn)、排氣凸輪軸的運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣和排氣。進(jìn)氣凸輪軸過橋齒輪1050具有進(jìn)氣凸輪軸過橋軸承1190和進(jìn)氣軸承固定軸1260，右排氣凸輪軸過橋齒輪1040具有右排氣凸輪軸過橋軸承1240和右排氣軸承固定軸1250，左排氣凸輪軸過橋齒輪具有左排氣凸輪軸過橋軸承1220和左排氣軸承固定軸1270，機(jī)油泵過橋齒輪1010具有機(jī) 油泵過橋軸承1290和機(jī)油泵過橋軸承固定軸1280。這些齒輪的固定軸均用來將相應(yīng)齒輪固定在前齒輪箱的殼體上。曲軸1020的曲軸齒輪1030的對立末端設(shè)置有飛輪1120，用來輔助曲軸轉(zhuǎn)動。進(jìn)一步參考圖3，圖3更加清楚地示出了 V型多缸空氣動力發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)和控制器的配置。圖3所示的氣缸蓋為分體式氣缸蓋002，左側(cè)氣缸和右側(cè)氣缸的氣缸蓋002結(jié)構(gòu)、樣式相同，但可以分開安裝，分別用來密閉左右兩側(cè)的缸體3008。缸蓋002和缸體3008之間設(shè)有密封墊3006，缸蓋002為中間空心的大體上長方體的結(jié)構(gòu)，其上端連接有氣缸罩3005，氣缸罩3005上開有通孔，以允許進(jìn)氣管道3001通過并進(jìn)入設(shè)置在氣缸蓋002上的氣吼3010，從而允許從控制器6來的高壓壓縮空氣進(jìn)入膨脹做功室3020。高壓氣體在膨脹排氣室3020內(nèi)膨脹做功，推動活塞1140在氣缸套3007內(nèi)向下運(yùn)動，此為做功沖程。做功沖程輸出的功通過曲軸連桿系統(tǒng)向外輸出動力?；钊?140在氣缸內(nèi)由下止點(diǎn)位置向上止點(diǎn)位置運(yùn)動時(shí)，排氣閥3012打開，具有一定壓力的空氣自膨脹排氣室中經(jīng)由排氣管道3002排出，此為排氣沖程。在活塞1140快到上止點(diǎn)時(shí)，排氣閥3012關(guān)閉，控制器6又開始為膨脹排氣室供氣，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。顯然，本實(shí)用新型的發(fā)動機(jī)的曲軸1020每轉(zhuǎn)動一圈(360度)，就做功一次，而不像傳統(tǒng)的四沖程發(fā)動機(jī)，在曲軸轉(zhuǎn)動兩圈(720度)的過程中完成一次完整的進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣沖程。這就如二沖程發(fā)動機(jī)一樣，但又與傳統(tǒng)的二沖程發(fā)動機(jī)不同，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的二沖程發(fā)動機(jī)通常在氣缸底部設(shè)有進(jìn)氣口，并在氣缸適當(dāng)位置設(shè)有掃氣口和排氣口。而本實(shí)用新型的二沖程發(fā)動機(jī)是在氣缸的頂部設(shè)有用于高壓壓縮空氣進(jìn)氣的氣喉3010和用于尾氣排放的排氣閥3012，并且氣喉3010的連通和閉合是進(jìn)氣凸輪軸1150通過控制器6實(shí)現(xiàn)的，而排氣閥3012的連通和閉合是由曲軸帶動排氣凸輪軸1070轉(zhuǎn)動，并通過搖臂3015控制排氣閥的打開和關(guān)閉而實(shí)現(xiàn)的。因此本實(shí)用新型的二沖程發(fā)動機(jī)是完全不同于傳統(tǒng)的二沖程發(fā)動機(jī)的，其有效地利用了可直接膨脹做功的高壓空氣，曲軸1020每轉(zhuǎn)動一圈活塞1140就做功一次，因而在相同的排氣量情況下，相比較傳統(tǒng)的四沖程發(fā)動機(jī)而言，功率可提高一倍。由于高壓壓縮空氣在膨脹做功室3020后，仍具有較大的壓力，及時(shí)將做功后的空氣排氣氣缸就異常重要，為本本實(shí)用新型的排氣機(jī)構(gòu)不同于傳統(tǒng)的多缸發(fā)動機(jī)，其采用4個(gè)排氣閥3012，即兩個(gè)排氣閥由一個(gè)排氣凸輪軸凸輪1110、一個(gè)排氣挺柱3019、一個(gè)搖臂3015和一個(gè)氣門扁擔(dān)鐵3014組成的排氣驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制。由于每一個(gè)氣缸對應(yīng)兩個(gè)排氣凸輪軸凸輪，因而每個(gè)氣缸采用了 4個(gè)排氣閥3012。與此大為不同的是，本實(shí)用新型的進(jìn)氣機(jī)構(gòu)則取消了傳統(tǒng)的進(jìn)氣閥，而通過一個(gè)氣缸一個(gè)氣喉3010的形式實(shí)現(xiàn)。這樣一來，就可以在排氣沖程中迅速地將尾氣排出，從而提高發(fā)動機(jī)的效率。進(jìn)一步參考圖3，本實(shí)用新型的右排氣凸輪軸1070、左排氣凸輪軸1200和進(jìn)氣凸輪軸1150分別布置在缸體3008的不同位置上，即不同于傳統(tǒng)的頂置凸輪軸發(fā)動機(jī)，也同于傳統(tǒng)的底置凸輪軸發(fā)動機(jī)。如圖可見，右排氣凸輪軸1070和左排氣凸輪軸1200分別置于缸體3008的右、左側(cè)靠外的位置，兩者在正平面的橫向連線與水平面大體上平行。進(jìn)氣凸輪軸1150置于缸體3008的V型槽的頂部，且位于連線的中心位置。這種配置的好處在于發(fā)動機(jī)機(jī)體的動平衡，便于前齒輪箱的布置。從左右各個(gè)氣缸的排氣管路3002排出的尾氣送入上、下排氣筒3003、3004中，便于尾氣的循環(huán)使用?，F(xiàn)在參考圖4，圖4為圖2中的發(fā)動機(jī)主體的排氣凸輪軸1070結(jié)構(gòu)示意圖。排氣凸輪軸1070包括單元凸輪1110A。在示例性實(shí)施例中，單元凸輪11IOA包括6個(gè)單元凸輪， 其分別為第一單元凸輪2701、第二單元凸輪2702、第三單元凸輪2703、第四單元凸輪2704、第五單元凸輪2705、第六單元凸輪2706。在備選實(shí)施例中，單元凸輪1110A的數(shù)目可以是2個(gè)、4個(gè)、6個(gè)、8個(gè)、12個(gè)或更多個(gè)，這取決于發(fā)動機(jī)氣缸數(shù)和每一個(gè)氣缸的排氣閥個(gè)數(shù)。在本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例中，每個(gè)單元凸輪1110A包括兩個(gè)凸輪，每個(gè)凸輪控制其對應(yīng)的排氣閥的開啟。在圖4中的優(yōu)選實(shí)施例中，各個(gè)單元凸輪1110A的相位作如下設(shè)置第一單元凸輪2701與第二單元凸輪2702相差-120度、第二單元凸輪2702與第三單元凸輪2703相差-120度、第三單元凸輪2703與第四單元凸輪2704相差180度、第四單元凸輪2704與第五單元凸輪2705相差120度、第五單元凸輪2705與第六單元凸輪2706相差120度。如此設(shè)置下的單元凸輪，可以實(shí)現(xiàn)單元凸輪的工作順序?yàn)榈谝缓偷谖鍐卧馆喭瑫r(shí)工作，而后第三和第六單元凸輪一起工作，最后第二和第四單元凸輪一起工作。對應(yīng)的活塞以進(jìn)氣凸輪軸1150對稱分為左右兩列，其中第一活塞#1、第三活塞#3、第五活塞#5、第七活塞#7、第九活塞#9、第i^一活塞#11位于左側(cè)；第二活塞#2、第四活塞#4、第六活塞#6、第八活塞#8、第十活塞#10、第十二活塞#12位于右側(cè)。如此一來，相應(yīng)的發(fā)動機(jī)活塞的工作順序?yàn)?1 — #6 — #9 — #12 一 #5 — #4 一 #11 — #8 — #3 — #2 — #7 — #10 — #1。根據(jù)本實(shí)用新型的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可設(shè)置不同于本實(shí)用新型的單元凸輪及其工作相位和工作順序，但其均落在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)?，F(xiàn)在參考圖5，曲軸1020包括飛輪連接端1021、潤滑油油孔1022、連桿旋轉(zhuǎn)軸1023和曲軸前齒輪軸1024。曲軸1020上的連桿旋轉(zhuǎn)軸1023設(shè)有一個(gè)或多個(gè)潤滑油油孔1022，以便為曲軸提供潤滑機(jī)油。曲軸前齒輪軸1024的右側(cè)相鄰處設(shè)有齒輪連接螺栓，以與前齒輪箱系統(tǒng)中的相應(yīng)齒輪連接。飛輪連接端1021的外側(cè)相鄰位置設(shè)有飛輪連接螺栓，以與飛輪1120形成固定連接。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，曲軸的單元曲拐1080包括六個(gè)單元曲拐，分別是第一單元曲拐10801、第二單元曲拐10802、第三單元曲拐10803、第四單元曲拐10804、第五單元曲拐10805、第六單元曲拐10806。其分別對應(yīng)于第一至第六連桿1170或活塞1140。在備選實(shí)施例中，單元曲拐1080可包括不同數(shù)目的單元曲拐，比如2個(gè)、4個(gè)、6個(gè)、8個(gè)、12個(gè)或更多個(gè)，這些均是本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到的。在圖5中的優(yōu)選實(shí)施例中，各單元曲拐的相位作如下設(shè)置第一單元曲拐10801與第二單元曲拐10802相差-120度、第二單元曲拐10802與第三單元曲拐10803相差-120度、第三單元曲拐10803與第四單元曲拐10804相差180度、第四單元曲拐10804與第五單元曲拐10805相差120度、第五單元曲拐10805與第六單元曲拐10806相差120度。如此設(shè)置下的曲拐單元，可以實(shí)現(xiàn)曲拐單元的工作順序?yàn)榈谝缓偷谖鍐卧胀瑫r(shí)工作，而后第三和第六單元曲拐一起工作，最后第二和第四單元曲拐一起工作。對應(yīng)的活塞以進(jìn)氣凸輪軸1150對稱分為左右兩列，其中第一活塞#1、第三活塞#3、第五活塞#5、第七活塞#7、第九活塞#9、第i^一活塞#11位于左側(cè)；第二活塞#2、第四活塞#4、第六活塞#6、第八活塞#8、第十活塞#10、第十二活塞#12位于右側(cè)。如此一來，相應(yīng)的發(fā)動機(jī)活塞的工作順序?yàn)?1 — #6 — #9 — #12 — #5 —#4 — #11 — #8 — #3 — #2 — #7 — #10 — #1。根據(jù)本實(shí)用新型的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可設(shè)置不同于本實(shí)用新型的單元曲拐及其工作相位和工作順序，但其均落在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)?，F(xiàn)在參考圖6-圖8，其為壓縮空氣發(fā)動機(jī)的控制器的視圖。如圖6所示，控制器包括高壓共軌恒壓管2070、控制器單元2000和進(jìn)氣凸輪軸外殼2290。在圖6-圖8所示的控制器中，控制器包括6個(gè)控制器單元2000，其對應(yīng)V型12缸多缸發(fā)動機(jī)。根據(jù)V型多缸發(fā)動機(jī)缸體數(shù)的不同，控制器單元2000的數(shù)目可以變化，其例如可以是2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、7個(gè)等?？刂破鲉卧?000包括控制器上蓋2080、控制器下座2270、控制器中座2140。每個(gè)控制器中座2140中設(shè)有I個(gè)中座凸起2291、I個(gè)中座安裝外緣2292、第一和第二控制器氣門2100、第一和第二控制器氣門彈簧2170、第一和第二控制器氣門座套2120、第一和第二控制器氣門彈簧座套2180和第一和第二油封襯套2160。為了描述的方便,我們將為左側(cè)氣缸供氣的控制器氣門2100稱為第一控制器氣門2100，為右側(cè)氣缸供氣的控制器氣門2100稱為第二控制器氣門。其他相應(yīng)部件的名稱依次類推。第一和第二控制器氣門2100分別通過各自的控制器氣門座套2120支撐在中座安裝外緣2292和中座凸起2291之間。根據(jù)控制器氣門座套2120和控制器氣門2100的大小以及進(jìn)氣凸輪軸1150中的相鄰兩個(gè)進(jìn)氣凸輪的間距，可以確定中座凸起2291的厚度。中座凸起的存在使得每個(gè)控制器中座2140可以設(shè)定兩個(gè)控制器氣門2100，從而使得一個(gè)控制器單元2000可為V型多缸發(fā)動機(jī)的左右兩側(cè)的兩個(gè)氣缸提供壓縮空氣。在控制器中座2140內(nèi)，在油封襯套2160和控制器氣門座套2120之間存在空腔(圖7中所示為控制器氣門孔2111)，該空腔的側(cè)面設(shè)有進(jìn)氣孔，在圖示實(shí)施例中，分別為第一氣缸進(jìn)氣孔2130和第二氣缸進(jìn)氣孔2280。氣缸進(jìn)氣孔與氣缸蓋上的氣喉孔相通，以在控制器氣門2100打開時(shí)，將來自高壓共軌恒壓管2070的壓縮空氣經(jīng)由支進(jìn)氣管路2112進(jìn)入氣缸進(jìn)氣孔2130、2180，從而將壓縮空氣送入膨脹排氣室，從而驅(qū)動發(fā)動機(jī)工作。高壓共軌恒壓管2070具有圓柱形外形，其也可為矩形、三角形等外形。高壓共軌恒壓管2070內(nèi)部為例如是圓柱形的腔道，以接受來自進(jìn)氣控制閥2020的高壓進(jìn)氣，并大體上保持腔道內(nèi)的壓縮空氣壓力均衡，以便使初始進(jìn)入各個(gè)氣缸的膨脹排氣室內(nèi)的高壓空氣具有相同的壓力，從而使發(fā)動機(jī)工作平穩(wěn)。高壓共軌恒壓管2070的兩端固定裝配有進(jìn)氣后端蓋2060，在其與進(jìn)氣控制閥2020連接的進(jìn)氣后端蓋2060具有向外延伸的凸緣，該凸緣伸入到進(jìn)氣控制閥2020和高壓共軌恒壓管2070之間的管路內(nèi)，并通過例如是螺紋的連接方式與高壓管路可拆卸地固定連接。高壓共軌恒壓管2070的進(jìn)氣后端蓋2060通過端蓋連接螺栓與高壓共軌恒壓管2070連接。高壓共軌恒壓管2070上設(shè)有對應(yīng)于氣缸數(shù)目的上蓋連接孔(未標(biāo)記)，控制器上蓋2080通過上蓋連接孔固定密封地連通高壓共軌恒壓管2070。在圖示的優(yōu)選實(shí)施例中，上蓋連接孔的數(shù)目為6。控制器上蓋2080在沿其中心線的剖面上具有倒T形，其具有圓柱形的支進(jìn)氣管路2081和圓形下表面，支進(jìn)氣管路2081通過其上端外圍的螺紋連接到上蓋連接孔內(nèi)，以與高壓共軌恒壓管2070形成固定可拆卸地連接?？刂破魃仙w2080通過上蓋與中座連接螺栓或其他緊固件與控制器中座2140形成密封的、可拆卸固定連接?？刂破髦凶?140通過中座與下座連接螺栓2220或其他緊固件與控制器下座2270形成密封的可拆卸固定連接。進(jìn)一步參照圖6-圖8，控制器中座2140在其中部設(shè)有直徑不同的孔，從上到下依次為控制器氣門座套孔2121、控制器氣門孔2111、油封襯套孔2150、控制器氣門彈簧孔2171。在示例性實(shí)施例中，控制器氣門座套孔2121的直徑大于控制器氣門孔2111的直徑并且大于油封襯套孔2150的直徑，控制器氣門孔2111的直徑大于油封襯套孔2150的直徑?？刂破鳉忾T彈簧孔2171的直徑小于控制器氣門孔2111的直徑，但要求大于油封襯套孔2150的直徑。在優(yōu)選實(shí)施例中，控制器氣門彈簧孔2171的直徑小于控制器氣門孔2111 的直徑，并且略小于控制器氣門座套孔2121的直徑。控制器氣門座套2120安裝在控制器氣門座套孔2121內(nèi)，并支撐在控制器氣門孔2111之上。油封襯套2160安裝在油封襯套孔2150內(nèi)，并支撐在控制器氣門彈簧2170之上，其內(nèi)通過控制器氣門2100的氣門桿2110。該油封襯套2160除了對控制器氣門2100進(jìn)行密封外還對氣門桿起導(dǎo)向作用。控制器氣門彈簧2170安裝在控制器氣門彈簧孔2171內(nèi)，其下端支撐有控制器氣門彈簧座套2180，并通過控制器氣門鎖夾片2190緊固在控制器氣門彈簧座套2180之上。在發(fā)動機(jī)不工作時(shí)，控制器氣門彈簧2170預(yù)加載一定的預(yù)張力，其將控制器氣門2100抵靠在氣門座套2120上，控制器氣門2100關(guān)閉，進(jìn)而控制氣體的進(jìn)入。如圖9所示，進(jìn)氣凸輪軸1150上設(shè)有12個(gè)凸輪，分別為第一凸輪1151、第二凸輪1152、第三凸輪1153、第四凸輪1154、第五凸輪1155、第六凸輪1156、第七凸輪1157、第八凸輪1158、第九凸輪1159、第十凸輪1150-1、第i^一凸輪1150-2、第十二凸輪1150-3，分別用于控制V型多缸發(fā)動機(jī)的12個(gè)氣缸的進(jìn)氣過程。以從進(jìn)氣凸輪軸齒輪方向看順時(shí)針為正，逆時(shí)針為負(fù)，第一凸輪與第二凸輪相差90°，第二凸輪與第三凸輪相差30°，第三凸輪與第四凸輪相差90°，第四凸輪與第五凸輪相差30°，第五凸輪與第六凸輪相差90°，第六凸輪與第七凸輪相差90°，第七凸輪與第八凸輪相差90°，第八凸輪與第九凸輪相差150°，第九凸輪與第十凸輪相差90°，第十凸輪與第i^一凸輪相差150°，第i^一凸輪與第十二凸輪相差90°?，F(xiàn)在參閱圖7和圖9，控制器下座2270經(jīng)由進(jìn)氣凸輪軸外殼孔2293固定焊接在進(jìn)氣凸輪軸外殼2290上，其內(nèi)部設(shè)有多個(gè)用于安裝控制器頂柱2200的安裝孔，其根據(jù)發(fā)動機(jī)氣缸數(shù)的不同，可以設(shè)置不同數(shù)目的用于控制器頂柱2200的安裝孔，例如可以是I個(gè)或2個(gè)?？刂破黜斨?200安裝在控制器頂柱2200的安裝孔內(nèi)，并隨安裝在進(jìn)氣凸輪軸1150安裝孔內(nèi)的進(jìn)氣凸輪軸1150轉(zhuǎn)動而上下往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)需要給發(fā)動機(jī)氣缸提供高壓壓縮空氣時(shí)，進(jìn)氣凸輪軸1150的凸輪向上頂起控制器頂柱2200，控制器頂柱2200繼而頂起控制器氣門2100的氣門桿2110，使得氣門桿2110克服控制器氣門彈簧2170的拉力，離開控制器氣門座套2120，從而控制器氣門2100打開，高壓壓縮空氣得以從高壓共軌恒壓管2070進(jìn)入膨脹排氣室，以滿足發(fā)動機(jī)的供氣需求。進(jìn)氣凸輪軸1150上安裝有12個(gè)相差一定角度的凸輪，進(jìn)氣凸輪軸1150轉(zhuǎn)動時(shí)就會推動12根頂柱2200上下運(yùn)動，有的正在向上運(yùn)動，有的達(dá)到最高點(diǎn)，有的向下運(yùn)動，有的達(dá)到最低點(diǎn)，其工作順序依次為第一凸輪、第六凸輪、第九凸輪、第十二凸輪、第五凸輪、第四凸輪、第i^一凸輪、第八凸輪、第三凸輪、第二凸輪、第七凸輪、第十凸輪，當(dāng)進(jìn)氣凸輪軸1150隨曲軸1020轉(zhuǎn)過一定角度后，控制器氣門2100的氣門桿2110在控制器氣門彈簧2170的恢復(fù)力作用下重新坐落在控制器氣門座套2120上，控制器氣門2100關(guān)閉，供氣結(jié)束。由于本實(shí)用新型的壓縮空氣發(fā)動機(jī)為二沖程發(fā)動機(jī)，曲軸1020每轉(zhuǎn)動一周，控制器氣門2100和排氣閥各開閉一次，因此,很容易設(shè)置進(jìn)氣凸輪軸1150和排氣凸輪軸1070A的凸輪相位以及它們與曲軸的連接關(guān) 系。本說明書詳細(xì)地公開了本實(shí)用新型，包括最佳模式，并且也能使本領(lǐng)域的任何人員實(shí)踐本實(shí)用新型，包括制造和使用任何設(shè)備或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何引入的方法。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由附加權(quán)利要求限定，并可包括在不脫離本實(shí)用新型保護(hù)范圍和精神的情況下針對本實(shí)用新型所作的各種變型、改型及等效方案。
權(quán)利要求1.一種V型多缸空氣動力發(fā)動機(jī),其包括 發(fā)動機(jī)本體(I)，其包括左右兩排氣缸、曲軸(1020)、排氣凸輪軸(1200，1070)、進(jìn)氣凸輪軸(1150)和前齒輪箱；所述前齒輪箱系統(tǒng)用來將曲軸(1020)的動力通過過橋齒輪(1240，1050)傳遞給排氣凸輪軸(1200,1070)和進(jìn)氣凸輪軸(1150)； 高壓氣罐組(13)，其通過管路(14)與外接加氣裝置連通； 恒壓罐(16)，其通過管路(15)與高壓氣罐組(13)連通； 其特征在于，所述空氣動力發(fā)動機(jī)還包括 進(jìn)氣控制調(diào)速閥(23)，其調(diào)節(jié)通過管路(17)的高壓壓縮空氣的流量； 控制器系統(tǒng)(6)； 多柱體動力分配器(2)，其與發(fā)動機(jī)本體(I)的曲軸(1020)連接； 動力設(shè)備(4)，其與多柱體動力分配器(2)連接，以接收曲軸(1020)傳遞過來的動力； 電子控制單元ECO (29)，其根據(jù)傳感器(24，242)所檢測的信號控制進(jìn)氣控制調(diào)速閥(23)； 壓縮空氣加熱裝置(101)，其將來自恒壓罐(16)的壓縮空氣進(jìn)行加熱，以提高進(jìn)氣的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)動機(jī)，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)還包括第二供氣回路，該第二供氣回路包括空氣壓縮機(jī)(7)、尾氣回收罐(9)、冷凝器(11)、限壓閥(702);其中，尾氣由排氣集氣管(27)送入空氣壓縮機(jī)(7)，壓縮增壓后的尾氣經(jīng)冷凝器(11)冷卻處理后經(jīng)過限壓閥(702)送入高壓氣罐組(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)動機(jī)，其特征在于，所述左右兩排氣缸分別含有6個(gè)或4個(gè)氣缸，每個(gè)氣缸的缸蓋(002)具有4個(gè)排氣閥(3012)和I個(gè)氣喉(3010)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)，其特征在于，所述第二供氣回路進(jìn)一步包括順序閥(703)，經(jīng)空氣壓縮機(jī)(7)增壓后的尾氣在壓力小于15MPa時(shí)，直接經(jīng)由順序閥(703)送入恒壓罐(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)動機(jī)，其特征在于，所述壓縮空氣加熱裝置(101)設(shè)有電流選擇按鈕(101-2,101-4)和溫度調(diào)節(jié)按鈕(101-1,101-3)，以對壓縮空氣的加熱方式和加熱溫度進(jìn)行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)動機(jī)，其特征在于，所述進(jìn)氣控制調(diào)速閥(23)是電磁比例閥或者電磁比例閥和減壓閥的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)動機(jī)，其特征在于，所述控制器系統(tǒng)(6)包括高壓共軌恒壓管(2070)、控制器單元(2000)和進(jìn)氣凸輪軸外殼(2290)，所述控制器單元(2000)包括控制器上蓋(2080)、控制器下座(2270)、具有控制器氣門(2100)和中座凸起(2191)的控制器中座(2140);所述控制器上蓋(2080)、控制器中座(2140)和控制器下座(2270)依次通過螺栓可拆卸地密封連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動機(jī)，其特征在于，所述控制器單元(2000)的個(gè)數(shù)為6個(gè)或4個(gè)，每個(gè)控制器中座(2140)內(nèi)包含兩個(gè)所述控制器氣門(2100)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)動機(jī)，其特征在于，所述控制器單元(2000)的控制器中座(2140)內(nèi)安裝有兩個(gè)控制器氣門(2100)、兩個(gè)控制器氣門彈簧(2170)、兩個(gè)氣門座套(2120)、兩個(gè)控制器氣門彈簧座套(2180)，所述控制器氣門(2100)受控制器氣門彈簧(2170)的預(yù)作用力在發(fā)動機(jī)無需進(jìn)氣時(shí)抵靠在控制器氣門座套(2120)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動機(jī)，其特征在于，所述控制器中座(2140)在其中部對稱地設(shè)有兩組直徑不同的孔，從上到下依次為控制器氣門座套孔(2121)、控制器氣門孔(2111)、油封襯套孔(2150)、控制器氣門彈簧孔(2171)，并且其中，控制器氣門座套孔(2121)的直徑大于控制器氣門孔(2111)的直徑并且大于油封襯套孔(2150)的直徑，控制器氣門孔(2111)的直徑大于油封襯套孔(2150)的直徑，控制器氣門彈簧孔(2171)的直徑小于控制器氣門孔(2111)的直徑，并且略小于控制器氣門座套孔(2121)的直徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、7-10中任一項(xiàng)所述的發(fā)動機(jī),其特征在于，右排氣凸輪軸(1070)和左排氣凸輪軸(1200)分別置于缸體(3008)的右、左側(cè)靠外的位置，兩者在正平面的橫向連線與水平面大體上平行，進(jìn)氣凸輪軸(1150)置于缸體(3008)的V型槽的頂部，且位于連線的中心位置。
12.—種V型多缸空氣動力發(fā)動機(jī),其包括 發(fā)動機(jī)本體(I)，其包括左右兩排氣缸、曲軸(1020)、排氣凸輪軸(1200，1070)、進(jìn)氣凸輪軸(1150)和前齒輪箱；所述前齒輪箱系統(tǒng)用來將曲軸(1020)的動力通過過橋齒輪(1240，1050)傳遞給排氣凸輪軸(1200,1070)和進(jìn)氣凸輪軸(1150);其特征在于，所述空氣動力發(fā)動機(jī)還包括 控制器￠)，其包括高壓共軌恒壓管(2070)、控制器單元(2000)和進(jìn)氣凸輪軸外殼(2290)，所述控制器單元(2000)包括控制器上蓋(2080)、控制器下座(2270)、具有控制器氣門(2100)和中座凸起(2191)的控制器中座(2140);所述控制器上蓋(2080)、控制器中座(2140)和控制器下座(2270)依次通過螺栓可拆卸地密封連接； 高壓氣罐組(13)，其通過管路(14)與外接加氣裝置連通； 恒壓罐(16)，其通過管路(15)與高壓氣罐組(13)連通； 進(jìn)氣控制調(diào)速閥(23)，其調(diào)節(jié)通過管路(17)的高壓壓縮空氣的流量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣動力發(fā)動機(jī)，其特征在于，在所述恒壓罐(16)和進(jìn)氣控制調(diào)速閥(23)之間設(shè)有壓縮空氣加熱裝置(101)，以將來自恒壓罐(16)的壓縮空氣進(jìn)行加熱，以提聞進(jìn)氣的溫度。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣動力發(fā)動機(jī)，其特征在于，所述左右兩排氣缸分別含有6個(gè)或4個(gè)氣缸，每個(gè)氣缸的缸蓋(002)具有4個(gè)排氣閥(3012)和I個(gè)氣喉(3010)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12-14中任一項(xiàng)所述的空氣動力發(fā)動機(jī),其特征在于,右排氣凸輪軸(1070)和左排氣凸輪軸(1200)分別置于缸體(3008)的右、左側(cè)靠外的位置，兩者在正平面的橫向連線與水平面大體上平行，進(jìn)氣凸輪軸(1150)置于缸體(3008)的V型槽的頂部，且位于連線的中心位置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動機(jī)，具體而言，涉及一種以壓縮空氣作為動力的V型多缸空氣動力發(fā)動機(jī)。本實(shí)用新型的V型多缸空氣動力發(fā)動機(jī)包括多缸發(fā)動機(jī)本體(1)、多柱體動力分配器(2)、動力設(shè)備(4)、控制器系統(tǒng)(6)、進(jìn)氣控制調(diào)速閥(23)、高壓氣罐組(13)、恒壓罐(16)、電子控制單元ECU(29)、壓縮空氣加熱裝置(101)以及可選擇的第二供氣回路。該第二供氣回路包括空氣壓縮機(jī)(7)、冷凝器(11)、限壓閥(702)、順序閥(705)、尾氣回收罐(9)。
文檔編號F01B9/02GK202510165SQ20122009055
公開日2012年10月31日 申請日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者周劍, 周登榮 申請人:周劍, 周登榮