一種內燃機改造的高壓氣體動力系統及其動力方法技術方案

本發明專利技術涉及一種基于內燃機結構的高壓氣體動力系統及其動力方法，包括高壓氣源、噴氣塞、汽缸、活塞及噴氣控制器，其中活塞位于汽缸中并與汽缸滑動連接，汽缸上安裝有進氣門、排氣門，進氣門處設進氣道，排氣門設排氣道，噴氣塞通過噴氣控制信號、缸體壓力傳感信號與噴氣控制器電氣連接，且噴氣塞另通過高壓氣路與高壓氣源連通，噴氣控制器另通過節氣門開度信號獲取內燃機動力控制需求，噴氣塞通過嵌于汽缸壁上與汽缸連接。本發明專利技術可在不對傳統內燃機主要硬件結構改變的前提下，實現利用高壓氣體代替燃油做為動力源，一方面便于推廣利用，另一方面避免了傳統燃油內燃機使用中對能源損耗及對環境造成的污染，實現了綠色清潔動力輸出。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種基于內燃機結構的高壓氣體動力系統及其動力方法，屬空氣壓縮設備

技術介紹
目前在日常生活中，有大量的工作、設備均是依靠高壓氣體做為其主要動力源，并且隨著對高壓氣體應用研究的深入，目前已經有將高壓氣體引入到內燃機系統中，替代燃油驅動內燃機對外做功的研究并有了少量的應用，一方面減少對燃油等不可再生資源的消耗，降低內燃機運行及使用成本，另一方面也減少內燃機使用時對周邊環境造成的嚴重污染，而當前的這類設備主要是通過機械設備來實現在內燃機主體結構下實現高壓氣體驅動做功的，而該種方法在使用時，需要對內燃機結構做出較大的調整及修改，從而僅能在生產全新內燃機的使用進行改造，而無法對現有的內燃機進行改造使用，同時當前的這類設備，僅保留了內燃機中的兩個沖程，并去除了內燃機的冷卻系統，從而也造成改造后的內燃機對環境熱能利用率下降，更換新內燃機成本高、風險大，與原有配套系統銜接困難等系列問題，實際應用中難以推廣。因此需要設計一種全新的方法和系統以克服當前的眾多不足。
技術實現思路
有鑒于現有技術的上述缺陷，本專利技術提供一種基于現有內燃機結構的高壓氣體動力系統及其動力方法，該方法可在不對傳統內燃機主要結構硬件改動的前提下，實現利用高壓氣體代替燃油做為動力源，系統通用性及實用性強，既可以高效使用高壓空氣代替燃油驅動內燃機進行動力輸出，同時避免了內燃機使用燃油的能源物質損耗及對環境造成的污染，同時還可充分增加部分環境熱能參與做功過程，進一步提高了動力輸出能力。為了實現上述目的，本專利技術是通過如下的技術方案來實現: 一種基于內燃機結構的高壓氣體動力系統，包括高壓氣源、噴氣塞、汽缸、活塞及噴氣控制器，其中活塞位于汽缸中并與汽缸滑動連接，汽缸上安裝有進氣門、排氣門，進氣門處設進氣道，排氣門設排氣道，噴氣塞通過通過缸體壓力傳感信號、噴氣控制信號與噴氣控制器電氣連接，且噴氣塞另通過高壓氣路與高壓氣源連通，噴氣控制器另節氣門開度信號獲取內燃機動力控制需求，噴氣塞通過嵌于汽缸壁上與汽缸連接。作為優選方案，所述的高壓氣源為壓縮空氣或超低溫液態空氣氣化后得到的高壓氣體。作為優選方案，所述的噴氣塞另可通過設置在原汽缸上的火花塞、噴油器安裝孔與汽缸連接。作為優選方案,所述的噴氣塞至少一個。作為優選方案，為了保證高壓氣體的噴氣速度，高壓氣源提供的氣體壓力在IMPa在65MPa之間，以適應不同內燃機工作情況的需要。一種上述的高壓氣體動力系統的動力方法，其特征在于，其方法為:當內燃機開始工作時，汽缸首先進行吸氣沖程，進行吸氣沖程時，進氣門打開并通過內燃機基體的進氣道將外部環境中側空氣吸入到汽缸體內，在此過程中，汽缸中的活塞體下行并直至最低點，完成吸氣沖程，然后進行壓縮沖程，在壓縮沖程中，進氣門及排氣門均關閉，活塞上行直至最高點,從而對汽缸體內的空氣進行壓縮； 當活塞上行至最高點時，噴氣塞缸體壓力傳感信號輸出缸體壓力傳感信號達到壓力信號最大值，成為啟動噴氣的信號，并由噴氣控制器向噴氣塞發出動作指令，驅動噴氣塞對氣缸內噴氣，且噴氣時節氣門開度傳感器采集節氣門開度信息作為內燃機所需動力大小信號向噴氣控制器進行反饋，從而實現對噴氣塞的噴氣時機、噴氣量進行調節及控制，在噴氣塞向汽缸內進行噴氣后，氣缸內壓力迅速增加，達到原內燃機基體設計要求，并驅動活塞體快速向下運動，從而驅動內燃機對外做功； 當活塞體下行至最低點后，汽缸體排氣門打開，活塞體上行進入排氣沖程，將汽缸內的空氣排出，從而實現內燃機四個沖程動作循環進行。本專利技術具有以下優勢: 1、可在不要對傳統內燃機硬件結構改造的前提下，實現利用高壓氣體代替燃油做為動力源，系統通用性及實用性強，便于推廣利用； 2、可有效使高壓空氣代替燃油進行驅動內燃機進行動力輸出，從而避免了燃油內燃機使用中的能源損耗及對環境造成的污染； 3、保留吸氣沖程和壓縮沖程可充分增加環境空氣參與膨脹做功沖程，環境空氣熱能得到利用，進一步提高了動力輸出能力； 4、高壓氣體膨脹過程中溫度迅速降低，和內燃機工作狀態不同，低速運行時可以吸收部分缸體熱量作為補充，效率較高速運轉更高； 5、這種根據測量缸體氣壓變化的改裝控制方案，與原內燃機電器控制系統聯系更少，改動更小、適應性更廣，完全兼容壓燃和點燃式各類內燃機。以下將結合附圖對本專利技術的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本專利技術的目的、特征和效果。【附圖說明】 圖1為本專利技術的結構示意圖；【具體實施方式】 參照圖1，本【具體實施方式】采用以下技術方案: 一種基于內燃機結構的高壓氣體動力系統，包括高壓氣源1、噴氣塞2、汽缸3、活塞4及噴氣控制器5。本實施例中，其中活塞4位于汽缸3中并與汽缸3滑動連接，汽缸3上安裝有進氣門6及排氣門7，所述進氣門6出設進氣道8，排氣門7設排氣道9，噴氣塞2通過缸體壓力傳感信號號12、噴氣控制信號10與噴氣控制器5電氣連接，噴氣塞2另通過高壓氣路11與高壓氣源I連通。值得一提的是，噴氣控制器5另通過節氣門開度信號13接受原內燃機動力需求，通過噴氣控制器5有效控制噴氣塞，簡化新的系統對原有內燃機改造改裝過程，充分增加環境熱能利用率，實現了綠色清潔動力輸出能力。本實施例中，所述的噴氣塞2至少一個，且另可通過在原內燃機汽缸3上火花塞、噴油器安裝孔14與汽缸3連接。上述的高壓氣源為壓縮空氣或超低溫液態空氣氣化后得到的高壓氣體，可在不要對傳統內燃機結構的前提下，實現利用高壓氣體代替燃油做為動力源，系統通用性及實用性強，便于推廣利用。本專利技術在使用時，噴氣塞通過內燃機基體中汽缸上的火花塞安裝孔或噴油嘴，或另開設的安裝孔安裝在汽缸上，并通過高壓氣路4與高壓氣源I連通，當內燃機開始工作時，汽缸首先進行吸氣沖程，進行吸氣沖程時，進氣門打開并通過內燃機基體的進氣道將外部環境中側空氣吸入到汽缸體內，在此過程中，汽缸中的活塞體下行并直至最低點，完成吸氣沖程，然后進行壓縮沖程，在壓縮沖程中，進氣門及排氣門均關閉，活塞上行直至最高點，從而對汽缸體內的空氣進行壓縮，當活塞上行至最高點時，噴氣塞缸體壓力傳感信號輸出缸體壓力信號達到最大值，成為啟動噴氣的信號，并由噴氣控制器向噴氣塞發出動作指令，驅動噴氣塞對氣缸內噴氣，且噴氣時節氣門開度傳感器采集節氣門開度信息作為內燃機所需動力大小信號向噴氣控制器進行反饋，從而實現對噴氣塞的噴氣時機、噴氣量進行調節及控制，在噴氣塞向汽缸內進行噴氣后，氣缸內壓力迅速增加，達到原內燃機基體設計要求，并驅動活塞體快速向下運動，從而驅動內燃機對外做功，當活塞體下行至最低點后，汽缸體排氣門打開，活塞體上行進入排氣沖程，將汽缸內的空氣排出，從而實現內燃機四個沖程動作循環進行。本專利技術通過上述連接結構的設置，可在不對傳統內燃機主要硬件結構改動的前提下，實現利用高壓氣體代替燃油做為動力源，系統通用性及實用性強，便于推廣利用，另可有效使高壓空氣代替燃油進行驅動內燃機進行動力輸出，從而避免了燃油內燃機使用中的能源損耗及對環境造成的污染，同時保留吸氣沖程和壓縮沖程可充分增加環境空氣參與膨脹做功沖程，環境空氣熱能得到利用，進一步提高了動力輸出能力。以上詳細描述了本專利技術的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于內燃機結構的高壓氣體動力系統，包括高壓氣源、噴氣塞、汽缸、活塞及噴氣控制器，其中活塞位于汽缸中并與汽缸滑動連接，汽缸上安裝有進氣門、排氣門，進氣門處設進氣道，排氣門設排氣道，噴氣塞通過噴氣控制信號與噴氣控制器電氣連接，且噴氣塞另通過高壓氣路與高壓氣源連通，噴氣控制器另通過缸體壓力傳感信號號、節氣門開度信號獲取內燃機動力控制需求，噴氣塞通過嵌于汽缸壁上與汽缸連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：茍仲武，
申請(專利權)人：茍仲武，
類型：發明
國別省市：北京;11