[发明专利]一种动平衡式内燃空气压缩机

说明书

技术领域：

本发明属于压缩机设备技术领域，涉及一种能量状态转换装置，特别是一种以改善动平衡性能为目的的将热能转化为空气压力能的动平衡式内燃空气压缩机。

背景技术：

野外作业的风动机械所需的高压气源通常由内燃机经传送带传动驱动的活塞式空气压缩机提供，该组合系统振动大、噪音大，具有重量大、成本高、占空间大、移动不便、节能环保效果差等系列问题。另外，传统的内燃机驱动活塞式空气压缩机系统由于增加了带传动，能量转化效率有所降低。通过查新，已有类似动平衡结构的内燃空气压缩机的相关文献报导，如：[1]张继忠，商鹏飞，赵红，张翼.内燃式压缩机动力学分析[J].中国机械工程2008,19(20):2415～2418；

[2]张继忠，张铁柱，张洪信，戴作强.内燃式压气机概念设计[J]，现代制造工程,2005,(12)：90～92；等等，上述文献中所涉及的“内燃式压缩机”或“内燃式压气机”均是利用一个连接杆将动力活塞与压气活塞连成一个整体，一起做往复移动实现吸气和排气动作，其结构和工作原理采用的基本上属于常规技术，上述文献中所涉及的“内燃式压缩机”或“内燃式压气机”对动平衡问题没有涉及并得到有效解决；所以，寻求设计制备一种新型结构和原理的内燃式空气压缩机很有价值，这种压缩机具有良好的动平衡性能，实现内燃机和空气压缩机的集成，采用对称布置的两组曲柄连杆机构将动力活塞的往复移动转化为压气活塞的往复移动，有效地解决动平衡问题，消除传统内燃机驱动活塞式空气压缩机系统振动大、噪音大的弊端，减轻重量，节省空间，提高能量转化效率，作为野外作业的风动机械的动力源的工作很有应用前景和社会经济价值。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，将内燃机和空气压缩机集成为一个整体，采用对称布置的两组曲柄连杆机构将动力活塞的往复移动转化为压气活塞的往复移动，实现热能转化为空气压力能的预期功能；有效地解决动平衡问题，消除传统的内燃机驱动活塞式空气压缩机系统振动大、噪音大的弊端，减轻重量，节省空间，提高能量转化效率；设计制备一种全新型的动平衡式内燃空气压缩机。

为了实现上述目的，本发明的主体结构包括机体、动力缸缸盖组件、动力缸缸套、动力活塞组件、活塞销、连杆体、轴瓦、连杆头、曲轴、压气活塞组件、压气缸缸套、阀板、压气缸缸盖组件、吸气阀片、吸气阀片复位弹簧、排气阀片复位弹簧和排气阀片；动力缸缸盖组件用四个M12螺栓与铝合金机体固定连接为一体式结构，用铜合金制作的动力缸缸套与机体采用过盈配合连接，用铝合金制作的动力活塞与动力缸套采用间隙配合并通过活塞环实现密封；动力活塞组件与用合金钢制作的连杆体通过钢制活塞销连接并组成回转副，连杆体与连杆头内部安装有剖分式轴瓦，轴瓦与球墨铸铁曲轴采用间隙配合组成回转副，连杆体与连杆头用两个M8螺栓连接成一整体；压气缸缸盖组件、钢制阀板和机体分别用四个M12螺栓连接为一体式结构，用铜合金制作的压气缸缸套与机体采用过盈配合连接，用铝合金制作的压气活塞组件与压气缸套采用间隙配合并通过活塞环实现密封，压气活塞组件与连杆体通过钢制活塞销连接并组成回转副；吸气阀片复位弹簧利用安装在压气缸缸盖组件中的导向轴进行导向，其最右端的一圈弹簧与导向轴用过盈配合固定，其最左端的一圈弹簧与吸气阀片通过粘结方式连成一体；排气阀片复位弹簧利用安装在压气缸缸盖组件中的导向轴进行导向，其最右端的一圈弹簧与导向轴用过盈配合固定，其最左端的一圈弹簧与与排气阀片通过粘结方式连成一体。