專利名稱：一種機(jī)械式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門升程連續(xù)可調(diào)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明屬于新能源發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，其能源為高壓壓縮空氣，該機(jī)構(gòu)能夠適應(yīng)氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)高壓進(jìn)氣的需求，同時(shí)進(jìn)氣升程可以根據(jù)負(fù)載的情況壓縮空氣的進(jìn)氣質(zhì)量進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。
背景技術(shù)：
:能源與環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為了當(dāng)前社會(huì)發(fā)展所面臨的嚴(yán)重問(wèn)題。據(jù)世界2012年能源與消費(fèi)報(bào)告指出，以現(xiàn)在世界對(duì)石油的消費(fèi)速度，當(dāng)前石油的探明儲(chǔ)量只能供應(yīng)世界54.2年。而且當(dāng)前隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車的擁有量還會(huì)不斷的增加，這樣對(duì)石油的需求量還會(huì)繼續(xù)增加。同時(shí)使用石油等礦物燃料對(duì)環(huán)境所造成的污染會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重。這樣迫切的需要從根本上解決發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)石油等礦物燃料的依賴。氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)所利用的能源物質(zhì)為壓縮空氣，其在制取過(guò)程中只需要利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、潮汐能等新能源所產(chǎn)生的電能，在壓縮空氣轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸出的過(guò)程中只是壓縮空氣膨脹做功的過(guò)程，排出的完全是空氣。這樣在其制取和做功過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生任何污染物質(zhì)，進(jìn)而從根本上解決了當(dāng)前車用發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)環(huán)境的污染。由于氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的能源物質(zhì)是壓縮空氣，所以其與普通內(nèi)燃機(jī)的工作方式有明顯區(qū)別。通常為了保證其做功能力，氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣壓力一般都會(huì)保持在3MPa左右，這樣適用內(nèi)燃機(jī)常壓進(jìn)氣的氣門機(jī)構(gòu)就會(huì)存在一定的問(wèn)題。同時(shí)要使氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)有良好的舒適性和可操作性，這樣 就必須使其進(jìn)氣有效能能夠根據(jù)負(fù)載進(jìn)行調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本專利目的:公開(kāi)一種機(jī)械式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門升程連續(xù)可調(diào)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)能夠解決高壓壓縮空氣對(duì)氣門作用力大，從而會(huì)導(dǎo)致氣門開(kāi)啟關(guān)閉不正常以及進(jìn)氣門升程的連續(xù)調(diào)節(jié)的問(wèn)題。進(jìn)而徹底解決當(dāng)前車用發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)石油等礦物燃料的依賴和對(duì)環(huán)境的污染。本發(fā)明的技術(shù)方案:氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)，包括雙活塞式氣門桿、回位彈簧、凸輪、可變搖臂的直動(dòng)機(jī)構(gòu)、可變搖臂、氣門挺柱。其中，氣門桿在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮力平衡，盡量利用平衡機(jī)構(gòu)使高壓氣體對(duì)氣門桿的作用力平衡；可變搖臂的致動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置以可變搖臂軸和可變搖臂連接，并且能夠控制改變可變搖臂支撐點(diǎn)的位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣門升程的連續(xù)調(diào)節(jié)。I)氣門桿機(jī)構(gòu)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的氣門桿機(jī)構(gòu)是一種類似于蘑燕狀的機(jī)構(gòu)，這樣在進(jìn)氣氣體壓力大時(shí)，氣門桿所受的力很大?；诖藢?duì)傳統(tǒng)氣門桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，從特性上保留了其進(jìn)氣量大的特性，改進(jìn)了氣門桿上的力學(xué)特性。如圖2所示的雙活塞式氣門桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)高壓壓縮空氣進(jìn)入平衡腔室內(nèi)時(shí)，作用在上、下活塞的作用力基本可以平衡，這樣就消弱了氣體對(duì)氣門桿的作用力，從而減小了回位彈簧(7)的工作阻力，保證了氣門在回位彈簧的作用下正常的打開(kāi)和關(guān)閉。
2)可變搖臂的致動(dòng)機(jī)構(gòu)可變搖臂致動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)是一個(gè)絲桿螺母機(jī)構(gòu)。絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)螺母的移動(dòng)，從而使固定在螺母上的可變搖臂軸的位置發(fā)生變化。3)可變搖臂機(jī)構(gòu)如圖3所示可變搖臂機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)搖臂支撐點(diǎn)位置可以在可變搖臂的長(zhǎng)條槽中移動(dòng)。其工作如圖4所示連續(xù)可變搖臂桿機(jī)構(gòu)，可變搖臂的支撐點(diǎn)位置隨著負(fù)載的情況進(jìn)行變化，當(dāng)負(fù)載比較大，需要大的進(jìn)氣量時(shí)，支撐點(diǎn)位置向左移動(dòng)，從而使Lv增大，L。減小。當(dāng)負(fù)載比較小，需要小的進(jìn)氣量時(shí)，支撐點(diǎn)位置向右移動(dòng)，從而使1^減小，L。增大。根據(jù):
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門升程連續(xù)可調(diào)機(jī)構(gòu)，其特征在于:雙活塞式氣門桿(9)采用雙活塞設(shè)計(jì)，保障在高壓氣體進(jìn)入氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，氣門桿受力平衡，進(jìn)而減小了回位彈簧(7)的工作阻力，使得氣門能夠正常的開(kāi)啟和關(guān)閉；通過(guò)調(diào)整進(jìn)氣門可變搖臂支撐點(diǎn)的位置實(shí)現(xiàn)可變進(jìn)氣門升程的連續(xù)可 調(diào)，這樣就可以通過(guò)負(fù)載的情況對(duì)進(jìn)氣量進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)械式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門升程連續(xù)可調(diào)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)能夠適合氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)高壓進(jìn)氣的特點(diǎn)，同時(shí)可以根據(jù)實(shí)際的負(fù)載情況實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣門升程的連續(xù)無(wú)級(jí)控制。包括凸輪軸(1)、挺桿(2)、固定導(dǎo)向架(3)、可變搖臂(4)、搖臂支撐點(diǎn)(5)、回位彈簧上蓋(6)、回位彈簧(7)、密封圈(8)、雙活塞式氣門桿(9)以及可變搖臂致動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中可變搖臂致動(dòng)機(jī)構(gòu)是由絲桿螺母機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)可變搖臂支撐點(diǎn)的位置變化。本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種機(jī)械式氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門升程連續(xù)可調(diào)機(jī)構(gòu)，解決當(dāng)前氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題，從而使氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)內(nèi)燃機(jī)，進(jìn)而解決當(dāng)前車用發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)礦物燃料依賴。
文檔編號(hào)F01L3/20GK103225525SQ201310010090
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者虞啟輝, 蔡茂林 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)