技术领域
[0001] 本
发明涉及发动机技术领域，具体涉及的是一种大气压真空发动机。
背景技术
[0002] 发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能或
电能的机器，包括
内燃机、
外燃机、
电动机等。然而，无论是小功率发动机还是大功率发动机，现有的这些发动机均存在着能耗高(例如烧
汽油、柴油或利用电能)、污染环境(例如二
氧化
碳、
一氧化碳等尾气排放)的
缺陷，而随着国家关于节能减排、绿色环保的号召不断深入人心，以及市场竞争的日趋激烈和尾气排放标准的不断提高，如何优化发动机的性能也随之成为了本领域技术人员亟需解决的主要问题。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种大气压真空发动机，主要解决现有的发动机存在能耗高、容易污染环境的问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0005] 一种大气压真空发动机，包括盛装有
润滑油的
机体，设置在该机体上、用于向机体内通入外部空气的进气口，以及第一
活塞做功机构、
第二活塞做功机构、
曲轴机械能输出机构、发
电机、进排气切换机构、排气通道、真空室、大气压发动机专用真空
泵、
真空泵驱动电机和用于通入外部空气的进气通道，其中：
[0006] 所述第一活塞做功机构和第二活塞做功机构均设置在机体内，并浸入在润滑油中，同时还均位于进气口下方，该第一活塞做功机构和第二活塞做功机构通过一贯穿机体的曲轴连接，并在机体内的大气压推动下，以曲轴作为联动点交替做功；
[0007] 所述曲轴机械能输出机构同时与曲轴和发电机连接，用于在曲轴带动下向发电机输出机械能，并由发电机将该机械能转化为电能向外输出；；
[0008] 所述进排气切换机构同时与机体和曲轴连接，用于其中一个活塞做功机构在机体内的大气压推动下做功、并通过曲轴带动另一个不做功的活塞做功机构向上复位时，连通进气通道，使进气通道内的空气通入到机体内该不做功的活塞做功机构的下方，并在不做功的活塞做功机构复位完毕的同时连通排气通道，将该不做功的活塞做功机构下方的空气排出到排气通道内，使该活塞做功机构在机体内的大气压推动下向下运动做功；
[0009] 所述排气通道与真空室连通，用于将排出的空气通入至真空室内；
[0010] 所述大气压发动机专用真空泵通过管道与真空室连接，且该大气压发动机专用真空泵还与真空泵驱动电机连接，用于在真空泵驱动电机驱动下吸入真空室内的空气，将真空室排空，使得第一活塞做功机构和第二活塞做功机构反复交替做功。
[0011] 进一步地，所述第一活塞做功机构和第二活塞做功机构大小、结构完全相同，其中，第一活塞做功机构包括一端与曲轴活动连接、另一端通过
连杆销连接有一个活塞的连杆，以及与机体内壁连接、用于活塞做功机构复位时临时贮存润滑油、以保持第一活塞做功机构和第二活塞做功机构润滑的贮
油槽。
[0012] 作为优选，所述曲轴与机体之间通过
滚珠轴承连接。
[0013] 具体地说，所述进排气切换机构包括均与机体连通的第一进排气通道和第二进排气通道，以及换向控制装置；所述第一进排气通道位于第一活塞做功机构的下方；所述第二进排气通道位于第二活塞做功机构下方；所述换向控制装置同时与第一进排气通道、第二进排气通道、排气通道和进气通道连接，用于实现第一进排气通道与进气通道连通的同时第二进排气通道与排气通道连通，或者第二进排气通道与进气通道连通的同时第一进排气通道与排气通道连通。
[0014] 再进一步地，所述换向控制装置包括空心腔体，设置在该空心腔体内的移动挡
块，一端与该移动挡块连接、另一端固定在空心腔体内壁上的
弹簧，一端与移动挡块连接并与弹簧同侧、另一端连接有一转动杆的
连接杆，以及换向半圆体和拉杆固定头；所述换向半圆体与曲轴连接，用于在曲轴带动下转动，使转动杆旋转，并由弹簧带动抵到拉杆固定头的同时，使移动挡块在连接杆和弹簧作用下，实现第二进排气通道与进气通道连通的同时第一进排气通道与排气通道连通；或者转动杆旋转远离拉杆固定头，使移动挡块在连接杆和换向半圆体作用下，实现第一进排气通道与进气通道连通的同时第二进排气通道与排气通道连通。
[0015] 具体地说，所述曲轴机械能输出机构包括与曲轴连接的曲轴输出
齿轮，与该曲轴输出齿轮
啮合的高速轴齿轮，以及与该高速轴齿轮连接、并与发电机的
转轴配合的
飞轮。
[0016] 更进一步地，所述活塞外部还设有磁体。
[0017] 更进一步地，所述进气口上设有第一空气
过滤器。
[0018] 更进一步地，所述进气通道上设有第二
空气过滤器。
[0019] 更进一步地，所述真空泵驱动电机内设有
蓄电池，所述的发电机与
蓄电池连接。
[0020] 与
现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0021] (1)本发明结构合理、设计巧妙、使用方便，大气压是一种取之不尽、用之不竭的
能源，而本发明以大气压为动
力，配合第一活塞做功机构、第二活塞做功机构、曲轴机械能输出机构、发电机、进排气切换机构、排气通道、真空室、大气压发动机专用真空泵和进气通道的设计，利用各个部件之间的联动关系，使得整个发动机无需使用任何可再生或不
可再生能源即可正常工作，并向外输出电能，且避免了污染环境的问题。可以说，本发明突破了现有技术的限制，不仅实现了重大的创新，符合了科技发展的潮流，而且真正做到了技术与成本的相对平衡，最重要的是，其很好地响应了国家关于节能减排、绿色环保的号召。
[0022] (2)本发明以进排气切换机构为核心设计，通过进气和排气的往复交替，再配合大气压发动机专用真空泵及时排空真空室内的空气，令活塞做功机构的上、下方能够有规律性地产生气压差，然后在曲轴的作用下，以此带动两个活塞做功机构交替做功，最后由曲轴机械能输出机构连续、稳定地输出机械能，再由发电机将其转化为电能。这种促使活塞运动的方式合情合理，与传统发动机采用的燃气推动活塞运动的方式之间有着异曲同工的妙处，而且使用效果方面也毫无差异。
[0023] (3)本发明在活塞外设置了磁体，可将润滑油中混入的金属颗粒杂质进行
吸附，确保润滑油的洁净度，令其能够保持对各个运动部件的有效润滑，进一步保证了发动机的工作效率，延长了其使用的寿命。
[0024] (4)本发明还设置了空气过滤器，可有效对外部空气进行过滤，确保空气的洁净度，从而进一步避免发动机内部由于积累太多灰尘而影响其工作性能。
[0025] (5)本发明性价比高、实用性强、
稳定性好，非常适合大规模推广应用，尤其是应急性发电、摩托车、代步车、小功率机械等方面。
附图说明
[0026] 图1为本发明的结构示意图。
[0027] 图2为换向控制装置的结构示意图。
[0028] 图3为换向控制装置的工作原理图。
[0029] 其中，附图标记对应的名称为：
[0030] 1-第一空气过滤器，2-进气口，3-机体，4-曲轴，5-连杆，6-活塞，7-磁体，8-贮油槽，9-第一进排气通道，10-换向控制装置，101-空心腔体，102-移动挡块，103-弹簧，104-换向半圆体，105-转动杆，106-拉杆固体头，107-连接杆，11-排气通道，12-真空室，13-大气压发动机专用真空泵，14-真空泵驱动电机，15-进气通道，16-第二空气过滤器，17-第二进排气通道，18-发电机，19-飞轮，20-高速轴齿轮，21-曲轴输出齿轮，22-
滚珠轴承，23-润滑油高度线。
具体实施方式
[0031] 下面结合附图说明和
实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
[0032] 实施例
[0033] 如图1所示，本发明提供了一种新型发动机，其以空气的大气压为动力来实现
能量的转化和机械能的输出。本发明包括机体3、第一活塞做功机构、第二活塞做功机构、曲轴机械能输出机构、发电机18、进排气切换机构、排气通道11、真空室12、大气压发动机专用真空泵13、真空泵驱动电机14和进气通道15。
[0034] 所述机体3上方设有进气口2，用于向机体内通入外部空气，而为了确保进入到机体3内的空气的洁净度，本实施例中，所述的进气口2上设置有第一空气过滤器1，可用于实现对外部空气的过滤。
[0035] 同时，机体3内还盛装有润滑油，所述第一活塞做功机构和第二活塞做功机构均设置在机体内，并浸入在润滑油中，同时还均位于进气口2下方，该第一活塞做功机构和第二活塞做功机构通过一贯穿机体的曲轴4连接，用于在机体3内的大气压推动下，以曲轴4作为联动点交替做功，并且本实施例中，曲轴4与机体3通过滚珠轴承22连接，方便曲轴4在机体3上的转动。
[0036] 具体地说，本实施例中，第一活塞做功机构和第二活塞做功机构大小、结构完全相同，以第一活塞做功机构为例，其包括一端与曲轴4活动连接、另一端通过连杆销连接有一个活塞6的连杆5，以及与机体3内壁连接、用于活塞做功机构复位时临时贮存润滑油的贮油槽8，润滑油的高度线如图1所示，通过贮油槽8的作用，当一个活塞做功机构不做功时，润滑油会经由贮油槽8进入到另一个做功的活塞做功机构中，润滑油就在两个活塞做功机构之间来回流动，如此可以使两个活塞做功机构时刻保持润滑的状态，并且两边的润滑油高度线23可以始终保持齐平的
位置(如图1所示)，如此一来，一方面可以保证对活塞做功机构的有效润滑，另一方面则可以保证活塞下方的密封。而在使用发动机的过程中，润滑油内难免会存在一些金属颗粒杂质，因此，为实现对这些杂质的清理，本实施例中，活塞的外部还设置了磁体7，利用磁体7的吸附作用，可实现对金属颗粒杂质的有效吸除，确保润滑油的洁净度。
[0037] 所述的曲轴机械能输出机构用于在曲轴带动下向外输出机械能，其结构上具体包括与曲轴4连接的曲轴输出齿轮21，与该曲轴输出齿轮21啮合的高速轴齿轮20，以及与该高速轴齿轮20连接的飞轮19。
[0038] 所述的发电机18的转轴与飞轮19配合，用于曲轴机械能输出机构输出机械能后，将该机械能转化为电能向外输出。
[0039] 所述的进排气切换机构作为本发明的主要核心设计，其作用在于当其中一个活塞做功机构在机体3内的大气压推动下做功、并通过曲轴4带动另一个不做功的活塞做功机构向上复位时，连通进气通道15，使进气通道15内的空气通入到机体3内该不做功的活塞做功机构的下方，并在不做功的活塞做功机构复位完毕的同时连通排气通道，将该不做功的活塞做功机构下方的空气排出到排气通道11内，使该活塞做功机构在机体3内的大气压推动下向下运动做功。而具体地说，该进排气切换机构包括均与机体3连通的第一进排气通道9和第二进排气通道17，以及换向控制装置10；所述第一进排气通道9位于第一活塞做功机构的下方；所述第二进排气通道17位于第二活塞做功机构下方。
[0040] 进一步地说，如图2所示，所述的换向控制装置10包括空心腔体101，设置在该空心腔体101内的移动挡块102，一端与该移动挡块102连接、另一端固定在空心腔体101内壁上的弹簧103，一端与移动挡块102连接并与弹簧103同侧、另一端连接有一转动杆105的连接杆107，以及换向半圆体104和拉杆固定头106。所述换向半圆体104与曲轴4连接，用于在曲轴4带动下转动，使转动杆105旋转，并由弹簧103带动抵到拉杆固定头106的同时，使移动挡块102在连接杆107和弹簧103作用下，实现第二进排气通道17与进气通道15连通的同时第一进排气通道9与排气通道11连通；或者转动杆105旋转远离拉杆固定头106，使移动挡块102在连接杆107和换向半圆体104作用下，实现第一进排气通道9与进气通道15连通的同时第二进排气通道17与排气通道11连通。换向控制装置中移动挡块的工作原理如图3所示，其进气和排气的方向如图3中的箭头和文字所示。
[0041] 所述排气通道11与真空室12连通，用于将排出的空气通入至真空室12内。而所述大气压发动机专用真空泵13则通过管道与真空室12连接，且该大气压发动机专用真空泵还与真空泵驱动电机14连接，用于在真空泵驱动电机14驱动下吸入真空室12内的空气，将真空室12排空，使得第一活塞做功机构和第二活塞做功机构反复交替做功。本发明所述的大气压发动机专用真空泵，是采用了
专利号为ZL201520500425.9、发明创造名称为“一种大气压发动机专用真空泵”的专利技术，因此本实施例不对其具体的结构设计和功能进行详细阐述。
[0042] 此外，进气通道15上还设有第二空气过滤器16，同样用于实现对外部空气的过滤，确保进入机体3内部空气的洁净度。
[0043] 基于上述结构设计，下面对本发明的工作流程进行详细介绍。
[0044] 初始状态时，一个活塞做功机构在下(例如图1所示的第一活塞做功机构)，一个活塞做功机构在上(例如图1所示的第二活塞做功机构)。处于上方的活塞做功机构(例如第二活塞做功机构)，其上、下方均存在大气压，且这两个大气压压强相等，因而此时的第二活塞做功机构不做功，同时，其下方的第二进排气通道17与换向控制装置10连通，并且真空室12内充满了空气。
[0045] 当启动真空泵驱动电机14时，大气压发动机专用真空泵13工作，将真空室12内的空气排空，此时，第二活塞做功机构下方的空气经由第二排气通道17、换向控制装置10的空心腔体102进入到真空室12内，导致第二活塞做功机构上下方产生气压差，第二活塞做功机构在上方的大气压推动下向下移动，带动曲轴4转动。曲轴4转动时，一方面是带动第一活塞做功机构向上移动复位，另一方面还同时带动曲轴机械能输出机构和换向控制装置10中的换向半圆体104转动。曲轴机械能输出机构转动输出机械能，而换向半圆体104的转动则使转动杆105旋转，使其远离拉杆固定头106(同时，弹簧103处于压缩状态)，从而使得移动挡块102在连接杆107和换向半圆体104作用下，实现第一进排气通道9与进气通道15连通的同时第二进排气通道17与排气通道11连通。此时，外部空气经由进气通道15、换向控制装置10和第一进排气通道9进入至第一活塞做功机构的下方，实现其上下方的气压平衡。此过程即为第二活塞做功机构的做功过程。
[0046] 而后，当第一活塞做功机构复位完毕的同时，在曲轴4的带动下，换向半圆体104朝反方向转动，使得转动杆105也朝反方向旋转，并带动连接杆107往反方向作直线运动，从而带动移动挡块102移动，实现第二进排气通道17与进气通道15连通的同时第一进排气通道9与排气通道11连通。这样一来，便可继续按照上述过程，交替到第一活塞做功机构向下运动做功，第二活塞做功机构则向上复位。上述第一活塞做功机构做功的过程中，转动杆105旋转，并由弹簧13(弹簧复位)带动抵到拉杆固定头106的同时，使移动挡块102在连接杆107和弹簧103作用下，实现第二进排气通道17与进气通道15连通的同时第一进排气通道9与排气通道11连通，为第二活塞做功机构的做功提供条件。
[0047] 上述活塞做功机构做功的过程中，曲轴4连续不断地转动，然后经由曲轴输出齿轮21、高速轴齿轮20带动飞轮19转动，继而将机械能输出至发电机18中，由该发电机18转化为电能向外输出。进一步地说，发电机输出的电能，还可作为真空泵驱动电机的工作电源。具体做法是在真空泵驱动电机14内设置一个蓄电池，然后将发电机的输出
端子接入到蓄电池中，当发电机工作时，自动给蓄电池充电，在充电满后自动断开，然后供真空泵驱动电机使用即可实现自给自足。
[0048] 本发明通过合理、有效的设计，在确保发动机正常工作的同时，不仅避免了能源的消耗和浪费，而且绿色环保，不对环境造成任何污染。因此，与现有技术相比，本发明技术进步十分明显，其也将发动机技术很好地提升到了一个新的设计高度，有着突出的实质性特点和显著的进步。
[0049] 上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。
