[发明专利]燃料气动马达

说明书

一、技术领域

本发明涉及的“燃料气动马达”属于气动器械领域。

二、背景技术

本发明涉及的燃料气动马达是一种类似于活塞式气动马达的气动机械，该燃料气动马达在利用压缩空气膨胀做功的基础上，通过燃烧燃料为空气提供热能，从而大大提高了压缩空气的做功能力。

三、发明内容

1、本发明涉及的燃料气动马达是一种类似于传统活塞式内燃机和气动马达的气动机械，其功能是将压缩空气和燃料的能量转化为机械能。

2、该燃料气动马达区别于传统活塞式内燃机的核心特征为：它不从自然界吸入空气，其工作过程无“压缩过程”，而是直接吸入压缩空气；它区别于一般活塞式气动马达的核心特征为：空气膨胀过程中燃烧燃料为空气提供热能，因此它需要消耗燃料；它也可像一般气动马达一样工作，只消耗压缩空气、不消耗燃料。

3、该燃料气动马达适用于需要将压缩空气和燃料的能量转化为机械能的场合，如用于驱动各类车辆、船舶、发电设备、压缩机、油泵、水泵、及各类工程机械等。

4、该燃料气动马达的燃料可为各类液态、气态、固态燃料(如汽油、柴油、石油液化气、天燃气、氢气、甲醇、煤炭等)，可采用混合燃料，可利用废气余热、太阳能等。

5、该燃料气动马达的废气可用于驱动涡轮。

6、该燃料气动马达的膨胀过程可为一级或多级，当为多级膨胀过程时，各级之间可根据需要对气体工质进行中间加热。

四、附图说明

图1、图2所示为该燃料气动马达的工作原理。图中各编号对应的组件名称如下：

1——气缸及活塞

2——进气门

3——排气门

4——储气设备(气瓶)

5——气阀

6——废气余热利用热交换器

7——余热利用比例阀

8——节气阀(可选)

9——限压阀

10——充气阀

五、具体实施方式

1、燃料气动马达的组成

本发明所述的燃料气动马达主要由以下部分组成：

(1)机体

(2)气缸、活塞组(至少1个气缸及活塞)；

(3)气缸、活塞、曲轴、连杆组成的曲柄连杆机构(图1所示仅为一种可能的形式)；

(4)储气设备——用于储存压缩空气；

(5)气路——压缩空气从储气设备流出、经气缸膨胀后被排向自然界的路径；

(6)供油(气)燃烧系统——提供燃料燃烧使高压空气温度升高的系统；

(7)配气调节系统(可选)——调节燃料气动马达每个工作过程吸气量的系统；

(8)余热利用系统(可选)——利用废气余热对高压空气提供热能的系统(根据废气余热利用价值选用)；

2、燃料气动马达各种功能的简称定义

为便于描述简洁，先对该燃料气动马达各种功能简称定义如下：

功能一：正常运行输出动力(消耗压缩空气和燃料，输出机械能)

功能二：怠速功能(消耗少量压缩空气和燃料、或只消耗压缩空气，维持低速运转)

功能三：停机功能

功能四：停机后再次启动功能

功能五：随时起停功能

功能六：利用外部气源充气功能

功能七：自动限压功能

该燃料气动马达可全部实现以上功能，也可根据需要选择实现其中一部分功能。

3、燃料气动马达各种功能的实现途径

下面，结合图1、图2，以汽油燃料、单级膨胀过程为例，说明该燃料气动马达的工作原理及各种功能的实现途径。

(一)功能一的实现

功能一：正常运行输出动力(消耗压缩空气和燃料，输出机械能)

该燃料气动马达按功能一工作时，它通过“吸入压缩空气→燃料燃烧使空气升温→气体膨胀做功→排气”的重复动作，将压缩空气及燃料的能量转化为机械能，结合图1、图2，对各个工作环节的说明如下：

①、吸气

储气设备中压缩空气经气路引至进气门前，活塞在上止点(附近)，进气门2打开，活塞下行吸入一定压缩空气，气门2关闭，吸气完成。

②、吸热升温、膨胀做功

该燃料气动马达的燃油供给可在进气门之前的管路恰当部位喷射汽油，喷油后汽油与空气混合，高压混合气被吸入气缸后，火花塞点火爆发，空气温度升高，其体积膨胀推动活塞下行，活塞运行到下止点，膨胀过程结束。

该燃料气动马达供油方式可采用缸外喷油与空气混合，或采用缸内直喷，或两种方式并行。