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1、(10)申请公布号 CN 103422893 A (43)申请公布日 2013.12.04 CN 103422893 A *CN103422893A* (21)申请号 201210164319.9 (22)申请日 2012.05.25 F01B 25/02(2006.01) F01B 31/08(2006.01) F01B 23/02(2006.01) F01B 1/04(2006.01) (71)申请人 周登荣 地址 065201 河北省廊坊市燕郊镇东方夏威 夷 M211 申请人 周剑 (72)发明人 周登荣 周剑 (74)专利代理机构 北京驰纳智财知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 1。
2、1367 代理人 谢亮 赵德兰 (54) 发明名称 用于气动汽车的空气动力发动机总成 (57) 摘要 一种用于气动汽车的多缸空气动力发动机总 成， 其包括 ： 空气动力发动机、 空气分配控制器、 主储气罐、 加热调节器、 流量控制阀和控制装置。 其中， 所述多缸空气动力发动机总成还包括辅助 回路， 补充进气回路或尾气回收和增压回路。 由于 本发明的多缸空气动力发动机总成有效地利用了 压缩空气蓄含的压能， 因此能显著提高空气动力 发动机的性能。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 9 页 附图 8 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说。
3、明书9页 附图8页 (10)申请公布号 CN 103422893 A CN 103422893 A *CN103422893A* 1/1 页 2 1. 一种用于气动汽车的多缸空气动力发动机总成， 其包括 ： 空气动力发动机， 其包括 ： 左右两排气缸、 活塞、 连杆、 进气喉管、 排气机构、 曲轴、 飞轮、 油底壳， 并且每排气缸具有三个气缸 ； 空气分配控制器， 其包括两个空气分配单元， 经空气分配单元分配的压缩空气经进气 喉管分别送入左右两排气缸 ； 主储气罐， 其和下游的减压储气罐连接， 以便为空气动力发动机提供所需的高压压缩 空气 ； 加热调节器， 其与减压储气罐连接， 以对进入其中的。
4、压缩空气进行增压和升温 ； 流量控制阀， 其通过过滤干燥器和加热调节器连接， 以从加热调节器接收升温后的压 缩空气 ； 控制装置， 其根据空气动力发动机的工况控制流量控制阀 ； 其特征在于， 所述多缸空气动力发动机总成还包括 ： 辅助回路， 其连接在加热调节器和减压储气罐之间， 以将加热调节器内超过压力阈值 的压缩空气送回减压储气罐。 2. 根据权利要求 1 所述的多缸空气动力发动机总成， 其特征在于， 进一步包括补充进 气回路。 3. 根据权利要求 1 所述的多缸空气动力发动机总成， 其特征在于， 进一步包括尾气回 收和增压回路。 4. 根据权利要求 1-3 中任一项所述的多缸空气动力发动机。
5、总成， 其特征在于， 所述辅 助回路包括辅助管路、 安全阀、 缓冲罐和补气泵， 当加热调节器内的压力传感器所检测的压 力超过压力阈值时， 安全阀打开， 多余的高压空气从加热调节器进入缓冲罐内暂时保存。 5. 根据权利要求 3 所述的多缸空气动力发动机总成， 其特征在于， 所述尾气回收和增 压回路包括消声器、 尾气回收装置、 过滤器、 尾气增压压缩机、 单向阀、 主储气罐支路和加热 调节器支路。 6. 根据权利要求 5 所述的多缸空气动力发动机总成， 其特征在于， 所述主储气罐支路 上设有冷凝器和限压阀， 以将较高压的压缩空气送往主储气罐。 7. 根据权利要求 5 所述的多缸空气动力发动机总成，。
6、 其特征在于， 所述加热调节器支 路上设有顺序阀， 当尾气增压压缩机增压后的尾气压力小于 10MPa 时， 增压尾气通过顺序 阀送入加热调节器中。 8. 根据权利要求 2 所述的多缸空气动力发动机总成， 其特征在于， 所述补充进气回路 包括蓄电池单元、 可控开关、 直流电机、 补充进气压缩机以及联接在主储气罐和补充进气压 缩机之间的管路。 9. 根据权利要求 6 所述的多缸空气动力发动机总成， 其特征在于， 所述限压阀的开启 压力为 10MPa、 12 MPa 或 15MPa。 10. 根据权利要求 1 所述的多缸空气动力发动机总成， 其特征在于， 所述控制装置包括 多个输入和至少一个输出， 。
7、所述多个输入包括油门踏板位置信号、 发动机转速信号、 钥匙开 关信号， 所述至少一个输出为控制流量控制阀操作的控制指令。 权 利 要 求 书 CN 103422893 A 2 1/9 页 3 用于气动汽车的空气动力发动机总成 技术领域 0001 本发明涉及一种气动汽车用的动力装置， 更具体地， 涉及一种以压缩空气作为动 力的多缸空气动力发动机总成。 背景技术 0002 大多数地面车辆， 比如汽车、 卡车、 越野车等均采用以燃油作为工质的内燃机作为 动力源。这种采用燃油作为工质的发动机一方面因燃油燃烧不充分， 使得排出的气体中含 有大量的有害物质而污染环境， 另一方面因使用的燃油是从石油中提炼而。
8、获得， 石油资源 的日益紧缺使得燃油发动机的发展和利用受到越来越多的限制。 因此开发新的、 洁净的、 无 污染的替代能源， 并以这种替代能源作为地面车辆的动力源成为现代车辆发展急需解决的 问题， 气动汽车正是适合这种需要而逐步走入世人的眼界。 0003 气动汽车利用高压压缩空气在发动机气缸内膨胀做功过程， 推动活塞做功对外输 出动力， 驱动汽车行驶。它不消耗燃料， 是真正零排放的环保汽车， 能有效地缓解城市空气 污染严重和石油资源匮乏的情况。为此， 许多国家都积极投入对气动车辆的研究。 0004 典型的空气动力发动机为法国 MDI 公司的设计师 Guy Negre 在专利 FR2731472A。
9、1 中公开的双燃料工作模式发动机。在高速公路上采用普通燃料如汽油或柴油， 在低速特别 是市区和市郊， 将压缩空气 ( 或其他任何非污染的压缩气体 ) 注入燃烧室。这种发动机虽 然部分地降低了燃料消耗， 由于仍然采用了燃油工作模式， 排放问题依然未能解决。 0005 为了进一步减轻污染， US6311486B1 公开了一种纯空气动力发动机， 这种类型的发 动机采用了三个独立的室 ： 吸气 - 压缩室、 膨胀排气室和恒定容积燃烧室， 并且吸气 - 压缩 室通过阀连接到恒定容积燃烧室， 恒定容积燃烧室通过阀连接到膨胀排气室。这种发动机 的问题之一是压缩气体从吸气 - 压缩室到膨胀排气室经历的时间较长。
10、， 获得驱动活塞做功 的动力源气体时间较长， 同时， 从膨胀排气室排出的高压气体未能得到使用， 这就限制了这 类发动机的工作效率及单次充气持续工作时间。 0006 本申请的申请人在其专利文献 CN101413403 A( 其同族国际申请为 WO2010051668 A1) 中公开一种可用于交通运输工具的空气动力发动机总成， 这种发动机利用压缩空气 做功而不使用任何燃料， 因此没有废气排放， 实现了 “零排放” ， 并且重复利用废气进行发 电， 节省了能源， 降低了成本。但这种发动机是基于传统的四冲程发动机， 曲轴每旋转 720 度， 活塞做功一次。而作为动力源的高压空气可以在进入气缸内时即可推。
11、动活塞做功， 而 后排放， 即压缩空气发动机的冲程实际为进气 - 膨胀冲程和排放冲程。显然， 专利文献 CN101413403 A 所公开的这种四冲程压缩空气发动机大大浪费了有效的做功冲程， 限制了 发动机的效率。并且这种发动机的尾气未能很好地循环利用起来， 需要足够大的储气罐储 备高压空气才能工作足够长的时间。 发明内容 0007 基于上述问题， 本发明提供一种多缸空气动力发动机总成， 旨在解决空气动力发 说 明 书 CN 103422893 A 3 2/9 页 4 动机的输出功率问题以及尾气循环利用问题， 从而实现经济、 高效、 零排放的新型压缩空气 发动机。为此， 本发明采用如下的技术方。
12、案。 0008 一种用于气动汽车的多缸空气动力发动机总成， 其包括 ： 空气动力发动机， 其包 括 ： 左右两排气缸、 活塞、 连杆、 进气喉管、 排气机构、 曲轴、 飞轮、 油底壳， 并且每排气缸具有 三个气缸 ； 空气分配控制器， 其包括两个空气分配单元， 经空气分配单元分配的压缩空气经 进气喉管分别送入左右两排气缸 ； 主储气罐， 其和下游的减压储气罐连接， 以便为空气动力 发动机提供所需的高压压缩空气 ； 加热调节器， 其与减压储气罐连接， 以对进入其中的压缩 空气进行增压和升温 ； 流量控制阀， 其通过过滤干燥器和加热调节器连接， 以从加热调节器 接收升温后的压缩空气 ； 控制装置，。
13、 其根据空气动力发动机的工况控制流量控制阀。其 中， 所述多缸空气动力发动机总成还包括 ： 辅助回路， 其连接在加热调节器和减压储气罐之 间， 以将加热调节器内超过压力阈值的压缩空气送回减压储气罐。 0009 在示例性实施中， 所述多缸空气动力发动机总成进一步包括补充进气回路。 0010 在示例性实施中， 所述多缸空气动力发动机总成进一步包括尾气回收和增压回 路。 0011 优选的是， 所述辅助回路包括辅助管路、 安全阀、 缓冲罐和补气泵， 当加热调节器 内的压力传感器所检测的压力超过压力阈值时， 安全阀打开， 多余的高压空气从加热调节 器进入缓冲罐内暂时保存。 0012 优选的是， 所述尾气。
14、回收和增压回路包括消声器、 尾气回收装置、 过滤器、 尾气增 压压缩机、 单向阀、 主储气罐支路和加热调节器支路。 0013 优选的是， 所述主储气罐支路上设有冷凝器和限压阀， 以将较高压的压缩空气送 往主储气罐。 0014 优选的是， 所述加热调节器支路上设有顺序阀， 当尾气增压压缩机增压后的尾气 压力小于 10MPa 时， 增压尾气通过顺序阀送入加热调节器中。 0015 优选的是， 所述补充进气回路包括蓄电池单元、 可控开关、 直流电机、 补充进气压 缩机以及联接在主储气罐和补充进气压缩机之间的管路。 0016 优选的是， 所述限压阀的开启压力为 10MPa、 12 MPa 或 15MPa。
15、。 0017 在示例性实施例中， 所述控制装置包括多个输入和至少一个输出， 所述多个输入 包括油门踏板位置信号、 发动机转速信号、 钥匙开关信号， 所述至少一个输出为控制流量控 制阀操作的控制指令。 0018 优选的是， 所述控制装置包括数据接收处理单元、 工况判定模块、 空气流量控制模 块、 功率放大电路以及 MAP 数据存储器。 0019 在示例性实施例中， 所述加热调节器包括冷却水箱、 循环水泵、 加热罐、 喷水嘴。 0020 优选的是， 所述加热调节器内设有由蓄电池单元供电的电加热器， 所述控制装置 的加热控制模块基于设定在加热调节器内的温度传感器所检测的温度控制加热调节器内 的压缩空。
16、气温度。 0021 优选的是， 所述空气分配单元包括进气凸轮轴、 进气凸轮轴外壳、 空气分配模块和 高压共轨恒压管。 0022 优选的是， 所述排气机构包括排气凸轮轴、 排气挺杆、 摇臂、 摇臂轴、 扁担铁、 排气 门弹簧和排气门。 说 明 书 CN 103422893 A 4 3/9 页 5 0023 更加优选的是， 所述空气分配模块包括 ： 控制器上盖、 控制器上座、 控制器中座和 控制器下座， 所述进气凸轮轴置于进气进气凸轮轴外壳内， 所述进气凸轮轴外壳连接在控 制器上盖和控制器上座之间。 0024 由于本发明的空气动力发动机采用了补充进气回路、 辅助回路和尾气回收和增压 回路， 有效地。
17、利用了压缩空气蓄含的压能， 因此能显著提高空气动力发动机的性能。 并且本 发明所采用的控制装置基于车辆的运行状态和驾驶员的操作来控制压缩空气的流量， 因而 可以进一步提高空气动力发动机的性能。 附图说明 0025 现在将描述根据本发明的优选但非限制性的实施例， 本发明的这些和其他特征、 方面和优点在参考附图阅读如下详细描述时将变得显而易见， 其中 ： 图 1 是采用本发明的多缸空气动力发动机的气动车辆的总体结构示意图 ； 图 2 是图 1 中的控制装置的结构框图 ； 图 3 是图 1 中的加热调节器的结构图 ； 图 4 是图 1 中的空气动力发动机和空气分配控制器组装后的立体斜视图 ； 图 5。
18、 是图 4 的多缸空气动力发动机和空气分配控制器组装后横向剖取的剖视图 ； 图 6 图 1 中的空气分配控制器的立体斜视图 ； 图 7 是图 6 的空气分配控制器的纵向横截面视图 ； 图 8 是图 6 的空气分配控制器的侧向横截面图。 具体实施方式 0026 以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、 应用或用途。应当 理解的是， 在全部附图中， 对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。 0027 现在参考附图， 图 1 是采用本发明的多缸空气动力发动机的气动车辆的总体结构 示意图。如图 1 所示， 气动车辆包括车辆框架 （未示出） 、 支撑在车辆框架上的底盘 （未示出） 以及连。
19、接在车轴上的多个车轮51。 空气动力发动机31支撑在底盘上， 其连接到传统车辆所 采用的变速箱40， 并通过变速箱40连接到传统汽车所采用的传动系统45， 以将空气动力发 动机 31 的动力通过车轴传递到车轮 51。车轴进一步连接有制动单元 50， 以在车辆制动时 为车辆提供制动。 0028 进一步参考图 1， 主储气罐 46 存储压力为 20MPa45MPa 之间的高压压缩空气， 优 选地为 30MPa。主储气罐 46 通过加气管路 （未标记） 与外部加气设备连接， 以从压缩空气加 气站或外部高压气罐获得所需的压缩空气。主储气罐 46 上设有监测罐内压缩空气压力和 容量的压力表和流量表， 以。
20、及实时检测主储气罐内压力的压力传感器 49， 压力传感器 49 所 检测的主储气罐压力信号 2 送往控制装置 35。主储气罐 46 和减压储气罐 5 之间设有真空 泵13， 以在发动机起动或稳定工作时将主储气罐46内的高压压缩空气送入到减压储气罐5 内。减压储气罐 5 通过设有控制阀 12 的储气罐管路 14 连接到加热调节器 17。减压储气 罐5上设有检测压力的压力传感器49， 以将该减压储气罐5内的压力信号41送往控制装置 35。经过减压后的高压压缩空气在加热调节器 17 内进行加热， 以提高压缩空气的压力和温 度。 说 明 书 CN 103422893 A 5 4/9 页 6 0029 。
21、经过加热调节器 17 加热调节后的压缩空气经管路 22 连接到过滤干燥器 23， 经过 滤干燥器 23 干燥后的压缩空气经管路 24 送入流量控制阀 25。在备选实施例中， 也可以省 略过滤干燥器 23， 加热调节器 17 可以直接通过管路连接到流量控制阀 25。流量控制阀 25 受控制装置 35 控制， 以根据空气动力发动机 31 的工况和驾驶员的操作来确定流量控制阀 25 的开度和开启时间， 从而调节进入空气动力发动机 31 的压缩空气量。经流量控制阀 25 调节的压缩空气通过管路 27 送入空气分配控制器 28。空气动力发动机 31 与发电机 47 的 转轴可转动地连接， 以带动发电机 。
22、47 发电。发电机 47 发出的电经变频装置 48 转变为直流 电存储在蓄电池单元 3 中， 以供车辆的其他用电单元使用。 0030 自空气动力发动机 31 排出的尾气依然具有一定的压力， 其可通过管路回收和增 压后进行重复利用， 从而最大程度地利用压缩空气的压能。该尾气回收和增压回路包括消 声器管路 32、 消声器 30、 尾气回收装置 29、 尾气回收管路 19、 过滤器 15、 尾气增压压缩机 10、 单向阀 9、 主储气罐支路和加热调节器支路。尾气经消声器管路 32 被送入消声器 30， 消 声后的尾气被送入尾气回收装置 29。尾气回收装置 29 可以是简单的聚气罐， 也可以是附 加抽。
23、气单元的容器。从尾气回收罐 29 出来的尾气经过滤器 15 过滤后送往尾气增压压缩机 10。尾气增压压缩机 10 通过例如是皮带传动装置的连接件 21 带动， 以对回收的尾气增压。 经过尾气增压压缩机10压缩后的尾气其压力得到显著的增加， 通常能达到5 MPa 以上。 在 尾气增压压缩机 10 的下游处设有单向阀 9， 增压后的尾气经单向阀 9 经主储气罐支路和加 热调节器支路分别送入主储气罐 46 和加热调节器 17。主储气罐支路上设有开启压力设定 为例如是 10MPa 的限压阀 7， 以将较高压的压缩空气送往主储气罐 46。可备选的是， 在主储 气罐支路上设定有冷凝器 8， 以将低温高压的。
24、压缩空气存储在主储气罐 46 内。在通往加热 调节器 17 的管路上设有顺序阀 9， 当尾气增压压缩机 10 增压后的尾气压力小于 10MPa 时， 增压尾气通过限压压力设定为例如是 10MPa 的顺序阀 （该顺序阀在进气压力小于 10MPa 时 开启， 在进气压力大于 10MPa 时自动关闭） 送入加热调节器 17 中。在备选方案中， 可根据实 际需要， 设定限压阀的开启压力和顺序阀的关闭压力。例如可以是 7Ma 至 20MPa 之间的任 何压力。优选的是， 是 10MPa、 12MPa、 15MPa 中的任何一个。如此一来， 用于驱动空气动力发 动机 31 的高压压缩空气在做功之后其相当一。
25、部分通过尾气回收和增压回路增压净化后回 收到主储气罐 46， 或通过加热调节器支路进入再循环， 从而实现了尾气的再利用。换句话 说， 对于给定容量的主储气罐 46， 尾气回收和增压回路的存在大大增加了空气动力发动机 31 的持续工作时间， 大大增加了气动车辆的持续工作时间， 从而明显地提气动车辆的性能。 0031 在减压储气罐 5 和加热调节器 17 之间还设有辅助加热调节器 17 加热安全的辅助 回路。 该辅助回路包括辅助管路26、 安全阀43、 缓冲罐44、 补气泵42。 加热调节器17上设有 检测压力的压力传感器49和检测温度的温度传感器18。 温度传感器18所检测的温度信号 34 以及。
26、压力传感器 29 检测的加热罐内压力信号 39 送入控制装置 35。控制装置 35 根据温 度信号 34 控制加热调节器 17 内的电加热器， 但加热调节器 17 内的温度超过例如是 400 的温度阈值时， 控制装置 35 断开蓄电池单元 3 给加热调节器 17 的供电， 从而限制加热调节 器 17 内压缩空气的温度进一步提高。当压力传感器 49 检测的压力超过例如是 15MPa 时的 压力阈值时， 安全阀 43 打开， 多余的高压空气进入缓冲罐 44 内暂时保存， 但减压储气罐 5 内的压力不足时， 缓冲罐 44 内的压缩空气通过补气泵 42 进入减压储气罐。 0032 如图 1 所示， 本。
27、发明的气动车辆还包括补充进气回路。该补充进气回路包括蓄电 说 明 书 CN 103422893 A 6 5/9 页 7 池单元 3、 可控开关 4、 直流电机 6、 补充进气压缩机 52 以及联接在主储气罐 46 和补充进气 压缩机 52 之间的管路。当主储气罐 46 的压力信号 2 低于预定阈值或根据驾驶员的选择操 作， 控制装置 35 发出指令使可控开关 4 接通， 直流电机 6 起动， 带动补充进气压缩机 52 工 作， 环境空气经补充进气压缩机 52 压缩增压后送入主储气罐 46， 从而可以主动地为车辆提 供高压压缩空气。 0033 空气动力发动机的控制由控制装置 35 根据气动车辆的。
28、工况和驾驶员的操作进 行。如图 1 和图 2 所示， 控制装置具有多个输入， 例如油门踏板位置信号 38、 发动机转速信 号36、 钥匙开关信号37、 车辆车速信号、 主储气罐压力信号2、 加热罐内压力信号39、 减压罐 内压力信号 41、 由安装在加热调节器 17 上的温度传感器 18 测量的温度信号 34、 制动信号、 以及例如是大气温度、 进气压力的其他输入。多个输入信号输入控制装置 35 后经控制装置 35 处理后发出控制流量控制阀 25 的控制指令 33， 从而控制流量控制阀 25 的开闭。 0034 控制装置 35 的具体结构如图 2 所示。控制装置 35 包括数据接收处理单元 3。
29、5-7、 工况判定模块 35-1、 主控单元 35-4、 从控单元 35-2、 功率放大电路 35-6 以及 MAP 数据存储 器 35-8。主控单元 35-4 和从控单元 35-2 构成空气流量控制模块 35-0。控制装置还包括 控制加热调节器 17 操作的加热控制模块 35-3， 经可控开关 4 控制补充进气压缩机 52 的压 缩机控制模块 35-5。优选的是， 控制装置 35 还包括异常处理模块 35-9， 以根据车辆的工况 启动超速保护模块 35-10 或停机模块 35-11 的动作。下面将详细描述控制装置 35 的工作 过程。 0035 数据接收处理单元35-7接收油门踏板位置信号3。
30、8、 发动机转速信号36、 钥匙开关 信号 37、 车辆车速信号、 气罐气压信号 （2,39,41） 、 温度信号 34 和其他输入信号， 这些信号 经数据接收处理单元 35-7 分析和处理后， 送往工况判定模块 35-1。工况判定模块 35-1 根 据数据接收处理单元 35-7 的输入判定车辆的工况。在本发明的示例性实施例中， 将控制装 置 35 控制的空气动力发动机 31 的工况分为起动工况、 怠速工况、 稳态运行工况、 加速运行 工况、 减速运行工况。控制装置 35 根据不同的工况采取不同的进气策略。 0036 起动工况， 当钥匙开关信号 37 启用， 发动机转速信号 36 小于怠速转速。
31、阈值信号 时， 即认为空气动力发动机 31 处于起动工况。此时， 真空泵 13 开启、 一定压力的压缩空气 从主储气罐 46 进入减压储气罐 5。为了便于空气动力发动机 31 的起动， 采用查取 MAP 图的 意义不大， 此时， 采用固定的喷气正时和喷气量 （上止点时开始进气， 且采用最大的喷气量， 以便于起动） ， 将发动机的转速调整至怠速， 然后以怠速的喷气正时和喷气量将空气动力发 动机 31 的转速维持在怠速上， 以等待下一步的操作。根据不同的空气动力发动机 31 可设 定调校不同的怠速阈值。由于空气动力发动机通常为低转速发动机， 怠速阈值可以设定为 300 转 / 分或 500 转 /。
32、 分。 0037 怠速工况， 当油门位置为 0%， 发动机转速高于怠速阈值时， 定义为怠速工况。怠速 转速的大小根据此工况下查取 MAP 数据的实际运行情况而定。 0038 稳态运行工况， 即发动机运行在油门踏板位置和负荷固定不变或变化较小的条件 下， 发动机的转速可以保持恒定。 为了简化发动机的控制， 可以将油门踏板位置变化不超过 10% 的情况定义为稳态运行工况。在外部 MAP 数据存储器 35-8 中存储有稳态运行的 MAP 图， 根据发动机转速和油门踏板位置， 直接查找调用相应的喷气量和喷气正时。 0039 加速运行工况， 油门踏板位置增幅超过 10% 认定为加速运行工况， 为了保持运。
33、行 说 明 书 CN 103422893 A 7 6/9 页 8 的平稳性， 采用的方法是在上一次采集到的油门踏板位置和当前油门踏板位置之间取一个 中间值， 和当前发动机转速一起共同构成一个加速运行工况， 然后在稳定运行 MAP 图中查 找所对应的喷气正时和喷气量。 0040 减速运行工况， 油门踏板位置减幅超过 10% 认定为加速运行工况， 为了保持运行 的平稳性， 采用的方法是在上一次采集到的油门踏板位置和当前油门踏板位置之间取一个 中间值， 和当前发动机转速一起共同构成一个减速运行工况， 然后在稳定运行 MAP 图中查 找所对应的喷气正时和喷气量。对于油门踏板位置减幅超过 40% 的急剧。
34、减速情况， 或者制 动踏板被踩下制动信号被启用时， 采取的策略是停止进气， 直至脱离加速运行工况， 再按照 相应的工况去处理。 0041 主控单元 35-4 和从控单元 35-2 构成空气流量控制模块。主控单元 35-4 根据工 况判定模块 35-1 给出的工况判定通过串口从外部 MAP 数据存储器 35-8 读取 MAP 数据， 从 MAP 数据中得出所需要的喷气正时和喷气量。主控单元 35-4 将从 MAP 数据存储器 35-8 得 到的喷气正时和喷气量通过串行端口传送给从控单元 35-2， 从控单元 35-2 运用例如是发 动机转速和凸轮轴位置的输入参数通过换算输出驱动信号， 驱动信号通。
35、过功率放大电路放 大成驱动流量控制阀 25 开启的电信号。 在示例性实施例中， 驱动流量控制阀 25 的电信号 是阀打开的持续时间电信号。 0042 压缩机控制模块35-5是用来根据主储气罐46内的压缩空气状态来控制补充进气 回路的。当主储气罐 46 的压力过低时， 即反映主储气罐 46 内压缩空气容量的储气压力信 号 2 过低时 （例如压力低于 5MPa 时） ， 压缩机控制模块 35-5 从数据接收处理单元 35-7 接收 到此信号时， 即可接通可控开关4， 蓄电池单元3向直流电机6供电， 直流电机6带动补充进 气压缩机 52 工作， 实现向主储气罐 46 的主动供气。 0043 控制装置。
36、 35 还包括控制加热调节器 17 工作的加热控制模块 35-3， 当加热调节器 17 内的压缩空气的温度 34 超过设定阈值时， 加热控制模块 35-3 切断蓄电池单元 3 对加热 调节器17的电加热器的电供应， 电加热器停止加热， 这样就可将电加热器17内的压缩空气 温度控制在阈值温度范围之内。 在示例性实施中， 本发明的阈值温度设置为400。 加热控 制模块 35-3 还可以控制辅助回路。当缓冲罐 44 内的压缩空气达到一定压力时， 加热控制 模块启动补气泵 42， 补气泵 42 将缓冲罐 44 内的压缩空气送入减压储气罐 5。 0044 控制装置 35 还包括异常处理模块 35-9， 。
37、以用来处理空气动力发动机 31 的非正常 工作和故障现象。当发动机转速传感器检测到的发动机转速信号 36 达到或超过空气动力 发动机 31 的最大允许转速阈值时 （例如设定为 3500 转 / 分） ， 数据接收处理单元 35-7 将此 信号发送给异常处理模块35-9， 超速保护模块35-10从异常处理模块35-9接收此超速保护 信号后立即向流量控制阀25发出停止供气的指令， 从而切断向空气动力发动机31的供气， 直至发动机转速调整至怠速为止， 然后以怠速的喷气正时和喷气量将发动机转速维持在怠 速上等待下一步的操作。当制动踏板被踩下并且油门踏板增幅急剧变大 （即油门踏板增幅 大于 40%） 的。
38、异常情况时， 异常处理模块 35-9 立即触发停机模块 35-11， 立即关闭流量控制 阀 25， 同时切断空气动力发动机 31 的供电电路， 发动机停止工作。 0045 现在参考图 3， 图 3 描述了根据本发明的加热调节器 17 的内部结构。加热调节 器 17 包括冷却水箱 1709、 循环水泵 1701、 第一加热罐 （如图所示的左侧加热罐为第一加热 罐） 、 第二加热罐、 连接第一加热罐和第二加热罐之间的通气管道 5、 向第一加热罐喷水的第 说 明 书 CN 103422893 A 8 7/9 页 9 一喷水嘴1704、 向第二加热罐喷水的第二喷水嘴1704， 以及连接在喷水嘴1704。
39、和循环水泵 1701 之间的单向阀 1702。第一加热罐和第二加热罐具有相同的结构， 加热罐为双壳结构， 最外部为冷却腔外壳 1720， 中间为冷却腔内壳 1722， 最里面为加热芯外壁 1724。冷却腔外 壳 1720 和冷却腔内壳 1722 之间的环形空间为冷却腔 1710， 冷却水箱 1709 中的水经循环 水泵 1701 泵送后进入冷却腔 1710， 以对加热罐进行冷却， 防止加热罐的外壁温度过高而影 响周围的管路或电器设备。冷却腔 1710 中的水换热后经冷却箱水管 1728 回流到冷却水箱 1709。 0046 加热芯 1726 和冷却腔内壳 1722 之间布置有螺旋形的加热管道 。
40、1711。之所以将 加热管道设定成多圈螺旋形， 便于通过加热管道 1711 的压缩空气能跟加热芯 1726 进行充 分的换热， 以达到迅速提高压缩空气的目的。第一加热罐上的加热管道 1711 通过进气管道 1703 与储气罐管路 14 连接， 以从减压储气罐 5 接收减压后的压缩空气。加热芯 1726 的内 部具有空心的加热腔 1712， 压缩空气经加热管道 1711 后进入加热腔 1712 进行进一步的加 热。 在本发明中， 加热芯1726为一种电加热器。 从第一加热罐的加热腔1712出来的加热空 气经通气管道 5 进入第二加热罐的加热管道 1711， 尔后再进入第二加热罐的加热腔 1712。
41、。 经过两次加热罐加热后的压缩空气经过滤干燥器 23 被送往流量控制阀 25， 以进一步送往 空气动力发动机 31。第二加热罐的加热芯 1726 的顶部还设有限压阀 1708， 当加热芯 1726 内的压缩空气超过限压阀的规定压力后， 限压阀 1708 开启， 一部分压缩空气进入缓冲罐 44 内保存起来， 并经出气管道 1706 连接到补气泵 42。 0047 第一加热罐上设有第一温度传感器 K1 和第一压力传感器 P1， 第二加热罐上设有 第二温度传感器 K2 和第二压力传感器 P2， 温度传感器 K1、 K2 和压力传感器 P1、 P2 将检测 到的加热罐内的压缩空气的温度和压力传送给控制。
42、装置 35， 控制装置 35 的加热控制模块 35-3 根据接收到的温度信号或压力信号控制可控开关 1707 （如图 2 所示， 此处的第一、 第二 温度传感器在图 1 中以标记 38 表示， 此处的第一、 第二压力传感器在在图 1 中以标记 49 表 示） 。当第一温度传感器 K1 所检测的温度信号值大于设定的温度阈值 （例如是 400） 时， 加热控制模块 35-3 向第一可控开关 1713 和第二可控开关 1714 同时发出断开的指令， 蓄电 池单元 3 不再给加热调节器 17 供电， 停止对加热罐的加热。当第一温度传感器 K1 所检测 的温度信号值小于设定的温度阈值 （例如是 400）。
43、 时， 第一可控开关 1713 接通， 第二可控 开关 1714 接通， 从减压储气罐 5 来的压缩空气经加热调节器 17 的第一加热罐、 第二加热罐 加热。当第二温度传感器 K2 所检测的温度信号值大于设定的温度阈值 （例如是 400） 时， 加热控制模块 35-3 向第二可控开关 1714 发出断开的指令， 蓄电池单元 3 不再给加热调节 器 17 的第二加热罐供电， 直至第二加热罐内的压缩空气的温度小于温度阈值为止。 0048 在备选实施例中， 也可以根据压力传感器P1、 P2的压力信号控制加热调节器17的 加热。比如， 将压力阈值设定为 15MPa， 当第一压力传感器 P1 所检测的压。
44、力信号值大于设 定的压力阈值 （例如是 15MPa） 时， 加热控制模块 35-3 向第一可控开关 1713 和第二可控开 关 1714 同时发出断开的指令， 蓄电池单元 3 不再给加热调节器 17 供电， 停止对加热罐的加 热。 当第一压力传感器P1所检测的压力信号值小于设定的压力阈值时， 第一可控开关1713 接通， 第二可控开关 1714 接通， 从减压储气罐 5 来的压缩空气经加热调节器 17 的第一加热 罐、 第二加热罐加热。当第二压力传感器 P2 所检测的压力信号值大于设定的压力阈值时， 加热控制模块 35-3 向第二可控开关 1714 发出断开的指令， 蓄电池单元 3 不再给加热。
45、调节 说 明 书 CN 103422893 A 9 8/9 页 10 器 17 的第二加热罐供电， 直至第二加热罐内的压缩空气的压力小于压力阈值为止。 0049 现在参阅图4和图5， 图4是图1中的空气动力发动机和空气分配控制器组装后的 立体斜视图 ； 图 5 是图 4 的多缸空气动力发动机和空气分配控制器组装后横向剖取的剖视 图。如图 4 所示， 空气分配控制器 28 由左右两个空气分配单元 2800 构成， 各个空气分配单 元 2800 分别安装在左右两排气缸的顶端。左右两排气缸相互之间成 V 型， V 型夹角可根据 具体应用变化， 可以为 60、 90、 120或其他角度。在图 4 所示。
46、的构型中， 左右两排气缸 的夹角为90。 每排气缸具有3个气缸。 每个气缸包括缸体3107、 缸盖3108、 缸盖罩3102， 空气分配单元 2800 倾斜安装在缸盖罩的缸盖罩上盖 3122 上， 其保持与缸盖罩上盖 3122 可 靠地密封。空气分配单元 2800 通过进气凸轮轴 2801、 链条 3106 与链条连接齿轮 3105 机械 连接， 以通过链条连接齿轮3105、 链条3106将曲轴3135的转动传递到进气凸轮轴而实现各 个气缸的进气。空气动力发动机 31 的曲轴 3135 安装有飞轮 3110， 油底壳 3108 用来存储发 动机 31 润滑用的润滑油。 0050 进一步参考图 。
47、5， 活塞 3132 通过活塞销 3138 与连杆 3133 连接， 并通过连杆 3133 连接到曲轴 3135 上。曲轴 3135 的旋转带动活塞 3132 在缸体 3107 的缸套 3131 内做往复 运动。左右两排气缸分别设有各自的排气凸轮轴 3116 和用于控制空气分配控制器 28 调节 压缩空气进气的进气凸轮轴 2801。经空气分配控制器 28 的压缩空气经进气喉管 3101 进 入活塞 3132 与缸盖 3103 之间的空气膨胀室 （未示出） ， 做功后的压缩气体经排气管 3114 排 出。 0051 现在更加详细地描述空气动力发动机的排气机构。本发明 V 型 6 缸空气动力发动 。
48、机的排气机构包括排气凸轮轴 3116、 排气挺杆 3119、 摇臂 3121、 摇臂轴 3123、 扁担铁 3124、 排气门弹簧 3127、 排气门 3128。排气挺杆 3119 的一端跟排气凸轮轴 3116 上的排气凸轮接 触， 另一端通过摇臂螺栓 3120 连接在摇臂 3121 上。摇臂可绕摇臂轴 3123 转动， 摇臂 3121 通过其与摇臂螺栓 3120 对立一端处的摇臂凸起 （未示出） 与扁担铁 3124 接触。扁担铁 3124 的两个末端分别与两个排气门3129接触， 并在排气门弹簧3127的作用下， 驱动排气门3128 的开启。在排气门 3128 和缸盖 3103 之间还设有引。
49、导排气门 3128 运动的排气门衬套 3129。 排气门弹簧 3127 抵靠在排气门弹簧座 3126 上， 当排气门 3128 关闭时， 其抵靠在排气门座 套 3131 上。 0052 现在参考图 6- 图 8， 其中， 图 6 是图 1 中的空气分配控制器的立体斜视图 ； 图 7 是 图6的空气分配控制器的纵向横截面视图 ； 图8是图6的空气分配控制器的侧向横截面图。 如图所示， 控制分配控制器 28 包括左右两个成倒 “V” 形的空气分配单元 2800， 每个空气分 配单元包括2800包括一根进气凸轮轴2801、 一个进气凸轮轴外壳2802、 三个空气分配模块 2830， 一个高压共轨恒压管 2826。空气分配模块 2830 包括控制器上盖 2803、 控制器上座 2804、 控制器下座 2825、 控制器中座 2816。每个控制器中座 2816 自上到下 （如图 7 所示的 方位） 具有气门弹簧孔 2832、 气门油封孔 2833、 进气喉管连通腔 2834。控制器中座 2816 内 设控制器气门2809、 控制器气门弹簧2808、 气门柱套2810。