1.一種具有蓄能系統(tǒng)的壓縮空氣發(fā)動機,其特征是由空氣壓縮和熱交換系統(tǒng),減壓和膨脹做功系統(tǒng)組成,前者通過其熱交換器(5)與后者的緩沖儲氣罐(7)相連;所述空氣壓縮和熱交換系統(tǒng)將空壓機(1)在制備壓縮空氣過程中產(chǎn)生的熱能儲存起來,并作為汽車供熱設備所需的熱能;減壓和膨脹做功系統(tǒng)將空壓機(1)在制備壓縮空氣過程中產(chǎn)生的壓力能通過膨脹轉(zhuǎn)化為發(fā)動機(11)做功的機械能,以此驅(qū)動汽車行駛,其過程不消耗燃料,且排出的尾氣中無任何污染物,同時發(fā)動機(11)排出的低溫氣體一部分作為汽車制冷設備(14)所需的制冷能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮空氣發(fā)動機,其特征在于所述的空氣壓縮和熱交換系統(tǒng),包括依次連接的空壓機(1)、充氣管(2)、儲氣罐(3)、空氣過濾器(4)、熱交換器(5)、熱能儲存裝置(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓縮空氣發(fā)動機,其特征在于所述的空氣壓縮和熱交換系統(tǒng),其各部件之間的具體連接關(guān)系是:空壓機(1)與儲氣罐(3)采用串聯(lián)的方式通過充氣管(2)連接起來,并將壓縮后的氣體儲存在儲氣罐(3)中;儲氣罐(3)的出口連接空氣過濾器(4),對流出的空氣進行過濾;熱交換器(5)的輸入的一端與空氣過濾器(4)相連接,熱交換器(5)對進入其中的壓縮空氣和正常液態(tài)水進行換熱;熱交換器(5)的輸入的另一端接熱能儲存裝置(6),將經(jīng)熱交換器(5)交換后的熱能收集并儲存起來。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓縮空氣發(fā)動機,其特征在于所述的熱交換器(5)是采用多組耐高溫、耐高壓、U型彎頭相連的環(huán)形結(jié)構(gòu),其內(nèi)部設有水流以及氣流的入口和出口,外殼材料為鑄鋁,其加熱元件是電熱棒或者是電熱絲,通過熱傳遞的方式加熱介于兩者之間的螺旋鑄鐵管內(nèi)流通的流體,壓縮空氣可在熱交換器(5)內(nèi)進行充分的換熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮空氣發(fā)動機,其特征在于所述的減壓和膨脹做功系統(tǒng),包括依次連接的緩沖儲氣罐(7)、減壓閥(8)、第一壓力傳感器(9)、第一溫度傳感器(10)、發(fā)動機(11)、第二壓力傳感器(12)、第二溫度傳感器(13)、制冷設備(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓縮空氣發(fā)動機,其特征在于所述的減壓和膨脹做功系統(tǒng),其各部件之間的連接關(guān)系是:緩沖儲氣罐(7)串接在熱交換器(5)的輸出端,其將經(jīng)過熱交換后壓縮氣體進行緩沖儲存,其釋放的壓縮空氣通過其與發(fā)動機(11)相連的管路上的減壓閥(8)減壓,以減小壓力至發(fā)動機(11)的工作壓力;減壓閥(8)出口依次連接第一壓力傳感器(9)和第一溫度傳感器(10),發(fā)動機排氣口上依次連接第二壓力傳感器(12)和第二溫度傳感器(13);通過排氣口排出的一部分尾氣通入到制冷設備(14)作為汽車的冷源。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓縮空氣發(fā)動機,其特征在于所述的減壓和膨脹做功系統(tǒng),還設有空氣控制器(15),其根據(jù)駕駛員的駕駛情況以及汽車行駛的工況對汽車進行控制,具體是通過以下過程實現(xiàn)的:其收集各傳感器和空氣閥門反饋的信號和數(shù)據(jù)并進行分析和判斷,且實時對壓縮空氣進行控制;其接收并控制發(fā)動機(11)的進氣管道和排氣管道上的空氣閥門的電磁信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓縮空氣發(fā)動機,其特征在于所述的空氣控制器(15),其輸入端通過數(shù)據(jù)線分別與第一壓力傳感器(9)、第一溫度傳感器(10)相連,其輸出端通過數(shù)據(jù)線分別與第二壓力傳感器(12)、第二溫度傳感器(13)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的壓縮空氣發(fā)動機,其特征在于所述的儲氣罐(3)和緩沖儲氣罐(7)均采用碳纖維復合氣瓶,內(nèi)膽為薄壁鋁合金、外纏繞碳纖維復合材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓縮空氣發(fā)動機,其特征在于所述的儲氣罐(3)設有監(jiān)測罐內(nèi)壓縮空氣壓力的壓力表,緩沖儲氣罐(7)內(nèi)設有溫度傳感器和壓力傳感器。