圆周阵列式多缸气动发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种使用压缩空气或液氮转为氮气作 为动力的气体动力发动机。

背景技术

内燃机做功需要消耗燃油，环保性差。气动发动机利用压缩气体做功，其工 作过程是一个物理过程，从根本上改变了传统内燃机的工作介质，从根本上解决 了尾排气的污染：环保性能大大提高。但是现有的气体发动机一般为平面对称布 置结构，当需要多缸阵列时，占用体积较大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种圆周阵列式多缸气动发动机，以解决多缸发动 机体积大的技术问题。

本发明圆周阵列式多缸气动发动机包括箱体和至少两对工作缸，每对工 作缸包括两个对称布置在箱体外侧面上的缸体、与缸体的内腔壁滑动密封配 合的活塞、两端分别与活塞铰接的连杆、中部通过第一接头与一个缸体的端 部连接的第一气管和中部通过第二接头与另一个缸体连接的第二气管，所述 连杆的中部设置有条形孔，且各个缸体沿圆周方向等间距布置；

所述圆周阵列式多缸气动发动机还包括动力输出轴，所述动力输出轴包括 前轴段、与前轴段同轴布置的后轴段和与前轴段和后轴段连接的偏心轴，所述 偏心轴穿在条形孔中并能沿条形孔的长度方向滑动；

所述圆周阵列式多缸气动发动机还包括固定在箱体前端面上并套在前轴 段外的前气门套、设置在前气门套端部上支撑前轴段的第一轴承、与前气门套 连接的前端盖、设置在前端盖上支撑前轴段的第二轴承、固定在箱体后端面上 并套在后轴段外的后气门套、设置在后气门套上支撑后轴段的第三轴承、与后 气门套连接的后端盖和设置在后端盖上支撑后轴段的第四轴承，所述第一气管 的两端分别与前气门套和后气门套连接，所述第二气管的两端也分别与前气门 套和后气门套连接；

所述前轴段和后轴段上均设置有第一环槽和第二环槽，第一环槽和第二环 槽之间形成隔离环，所述隔离环使第一环槽和第二环槽互不连通，所述隔离环 朝向第一环槽的一面上设置有第一气流换向阀口，第一气流换向阀口与第一环 槽连通而不与第二环槽连通；隔离环朝向第二环槽的一面上设置有第二气流换 向阀口，第二气流换向阀口与第二环槽连通而不与第一环槽连通；第一气流换 向阀口和第二气流换向阀口的大小和形状相同，且第一气流换向阀口和第二气 流换向阀口在圆周方向上错位180°；

所述换向管路组件还包括设置在前气门套和后气门套上的与第一环槽连通 的A管接头和与第二环槽连通的B管接头；A管接头和B管接头中的一个为进 气接头，另一个为出气接头，则第一环槽和第二环槽中与进气接头连通的则为 进气环槽，与出气接头连通的为出气环槽，进而第一气流换向阀口和第二气流 换向阀口中与进气环槽连通的则为进气阀口，与出气环槽连通的则为出气阀口；

在前轴段和后轴段旋转过程中，所述工作刚对的第一气管和第二气管与A 管接头和B管接头交替连通：在前轴段和后轴段旋转至进气接头通过进气环槽 和进气阀口与工作缸对的第一气管连通状态时，该工作缸对的第二气管则通过 出气阀口和出气环槽与出气接头连通；在前轴段和后轴段旋转至进气接口通过 进气环槽和进气阀口与该工作缸对的第二气管连通状态时，该工作缸对的第一 气管则通过出气环槽和出气阀口与出气接口连通。

进一步，所述缸体包括耐磨内套、带散热环的外套和与外套端部连接的 缸盖。

进一步，所述前轴段和后轴段上还设置有防止气体从轴向两端泄露的密封 圈。

本发明的有益效果：

本发明圆周阵列式多缸气动发动机，其各个工作缸呈圆周阵列布置，占用 的轴向空间小，可很大的节约安装空间。且多缸依次循环做功，输出功率大。

附图说明

图1为圆周阵列式多缸气动发动机的立体结构图；

图2为圆周阵列式多缸气动发动机在内部立体结构图；

图3为圆周阵列式多缸气动发动机的主视结构图；

图4为圆周阵列式多缸气动发动机的径向剖视结构图；

图5为图3中沿A-A的剖视结构图；

图6为图3中沿B-B的剖视结构图；

图7为图3中沿C-C的剖视结构图；

图8为前轴段的立体结构图；

图9为前气门套的立体结构图；

图10为第二气流换向阀口与全部工作缸对的第一气管连通的结构图；

图11为第二气流换向阀口与部分工作缸对的第一气管连通的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如图所示，本实施例圆周阵列式多缸气动发动机包括箱体1和至少两对 工作缸，每对工作缸包括两个对称布置在箱体外侧面上的缸体2、与缸体的 内腔壁滑动密封配合的活塞3、两端分别与活塞铰接的连杆4、中部通过第 一接头5与一个缸体的端部连接的第一气管6和中部通过第二接头7与另一 个缸体连接的第二气管8，所述连杆的中部设置有条形孔9，且各个缸体沿 圆周方向等间距布置。本实施例中工作缸有三对，箱体的外轮廓为正六棱柱 形，便于安装工作缸；当然在不同实施例中，工作缸对的数量可根据需要调 整。

所述圆周阵列式多缸气动发动机还包括动力输出轴，所述动力输出轴包括 前轴段10、与前轴段同轴布置的后轴段11和与前轴段和后轴段连接的偏心轴 12，所述偏心轴穿在条形孔中并能沿条形孔的长度方向滑动。本实施例中偏 心轴12的两端分别通过连接盘13与前轴段10和后轴段11连接。本实施例中 动力输出轴采用分段组合式结构，生产及组装都非常方便。当然在不同实施例 中，所述动力输出轴还可是一根整体轴。

所述圆周阵列式多缸气动发动机还包括固定在箱体前端面上并套在前轴 段外的前气门套14、设置在前气门套端部上支撑前轴段的第一轴承15、与前气 门套连接的前端盖16、设置在前端盖上支撑前轴段的第二轴承17、固定在箱体 后端面上并套在后轴段外的后气门套18、设置在后气门套上支撑后轴段的第三 轴承19、与后气门套连接的后端盖20和设置在后端盖上支撑后轴段的第四轴 承21，所述第一气管的两端分别与前气门套和后气门套连接，所述第二气管的 两端也分别与前气门套和后气门套连接。

所述前轴段和后轴段上均设置有第一环槽22和第二环槽23，第一环槽和 第二环槽之间形成隔离环24，所述隔离环使第一环槽和第二环槽互不连通，所 述隔离环朝向第一环槽的一面上设置有第一气流换向阀口25，第一气流换向阀 口与第一环槽连通而不与第二环槽连通；隔离环朝向第二环槽的一面上设置有 第二气流换向阀口26，第二气流换向阀口与第二环槽连通而不与第一环槽连 通；第一气流换向阀口和第二气流换向阀口的大小和形状相同，且第一气流换 向阀口和第二气流换向阀口在圆周方向上错位180°。

所述换向管路组件还包括设置在前气门套和后气门套上的与第一环槽连通 的A管接头27和与第二环槽连通的B管接头28；A管接头和B管接头中的一个 为进气接头，另一个为出气接头，则第一环槽和第二环槽中与进气接头连通的 则为进气环槽，与出气接头连通的为出气环槽，进而第一气流换向阀口和第二 气流换向阀口中与进气环槽连通的则为进气阀口，与出气环槽连通的则为出气 阀口。

在前轴段和后轴段旋转过程中，所述工作刚对的第一气管和第二气管与A 管接头和B管接头交替连通：在前轴段和后轴段旋转至进气接头通过进气环槽 和进气阀口与工作缸对的第一气管连通状态时，该工作缸对的第二气管则通过 出气阀口和出气环槽与出气接头连通；在前轴段和后轴段旋转至进气接口通过 进气环槽和进气阀口与该工作缸对的第二气管连通状态时，该工作缸对的第一 气管则通过出气环槽和出气阀口与出气接口连通。附图5中箭头表示出了工作 气流的一种流动方向；在实际运转中，随着前轴段和后轴段的旋转，第一气 管和第二气管内的气流推动活塞的运行方向会发生交替往复变化。

处于进气和排气状态的工作缸对为当前工作缸对，当前工作缸对的数量可 以是部分工作缸对(如说明书附图10所示)，也可以是全部的工作缸对(如说 明书附图11所示)。

所述换向管路组件还包括设置在前气门套和后气门套上的与第一环槽连通 的A管接头27和与第二环槽连通的B管接头28。A管接头27和B管接头的数 量可设置为一个或多个。

作为对上述实施例的改进，所述缸体2包括耐磨内套201、带散热环的外 套202和与外套端部连接的缸盖203，本结构中缸体的散热和耐磨性好，工 作寿命更长。

作为对上述实施例的改进，所述前轴段和后轴段上还设置有防止气体从轴 向两端泄露的密封圈29。通过设置密封圈能更好的防止漏气，可提高发动机工 作效率。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管 参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的 宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。