具有转轮活塞摆动机构的流体动力机械 |
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申请号 | CN201510156973.9 | 申请日 | 2015-04-04 | 公开(公告)号 | CN104863855A | 公开(公告)日 | 2015-08-26 |
申请人 | 周觉明; | 发明人 | 周觉明; | ||||
摘要 | 具有 转轮 活塞 摆动机构的 流体 动 力 机械的转轮活塞摆动机构(1),由 机体 (2)、缸盖(6)、 缸套 (3)、转轮(4)、 传动轴 (7)与摆动活塞(5)组成;转轮(4)的内部开有三 角 形 气缸 (9),摆动活塞(5)安装三角形气缸(9)中,该三角形气缸(9)的顶部固定有 转轴 (10),缸盖(6)上安装有固定轴(18)或转轮轴(35);转轮(4)带动摆动活塞(5)旋转,摆动活塞(5)在三角形气缸(9)中摆动,转轮(4)旋转一圈,进行两次或四次流体吸入与排出工作;转轮旋转一圈,转轮回旋四冲程 发动机 (88)膨胀做功两次。 | ||||||
权利要求 | 1.具有转轮活塞摆动机构的流体动力机械,其特征在于:转轮活塞摆动机构(1)由机体(2)、缸盖(6)、缸套(3)、转轮(4)、传动轴(7)与摆动活塞(5)组成;传动轴(7)一端轴承支撑安装在机体(2)的轴承座(8)中,转轮(4)的下壁面(54)与传动轴(7)同心固定连接; |
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说明书全文 | 具有转轮活塞摆动机构的流体动力机械技术领域背景技术发明内容[0003] 本发明的目的是提供一种转轮活塞摆动机构作为流体动力机械的运动机构,用来提高流体机械技术领域的风机、泵、液压马达、压缩机、膨胀动力机及发动机的各项性能。 [0004] 为达到上述目的,所采取的技术措施是:转轮活塞摆动机构由机体、缸盖、缸套、转轮、传动轴与摆动活塞组成。传动轴一端轴承支撑安装在机体的轴承座中,转轮的下壁面与传动轴同心固定连接。转轮两端轴承支撑转动,固定在转轮上壁面上的空心轴,轴承支撑安装在缸盖内部的轴承座中。转轮的内部开有三角形气缸,摆动活塞安装三角形气缸中,该三角形气缸的顶部固定有转轴,摆动活塞上开有转轴套,该转轴套套在转轴的外部,转轴套与转轴之间安装有轴承。摆动活塞上开有滑动槽,缸盖上偏心安装有固定轴,固定轴上套有滑块,滑块安装在摆动活塞的滑动槽中。转轮带动摆动活塞旋转,摆动活塞在三角形气缸中摆动,该摆动活塞的滑动槽与滑块接触往复滑动。摆动活塞的弧形壁面与三角形气缸的弧形气缸壁面之间相互啮合动密封,摆动活塞将三角形气缸分隔成一个上气缸室与一个下气缸室;上气缸室的上气缸壁上开有上吸入口,下气缸室的下气缸壁上开有下吸入口,摆动活塞的上壁面与三角形气缸的上气缸壁相互啮合,上气缸室内的流体从上吸入口排出,下气缸室内的流体从下吸入口吸入。摆动活塞的下壁面与三角形气缸的下气缸壁相互啮合,上气缸室内的流体从上吸入口吸入,下气缸室内的流体从下吸入口排出。缸套的内壁上开有吸入流道与排出流道,吸入流道上安装有吸入管,排出流道上安装有排出管。转轮同心安装在缸套中,转轮在缸套内旋转,上吸入口与吸入流道相通,流体进入上气缸室中,上吸入口与排出流道相通,上气缸室内的流体排出;下吸入口与吸入流道相通,流体进入下气缸室中,该下吸入口与排出流道相通,下气缸室内的流体排出;转轮旋转一圈,进行两次流体吸入与排出工作。 [0005] 对本发明进一步改进,所采取的技术措施是:摆动活塞上开有轴承座,圆滑块轴承支撑安装在该轴承座中,圆滑块上开有偏心轴套,缸盖上开有轴承座,该轴承座相对缸套圆心偏心安装。转轮轴轴承支撑安装在轴承座中,转轮轴上偏心安装有传动轴,传动轴轴承支撑安装在轴套中。转轮轴轴心线到传动轴轴心线之间的垂直距离与转轴轴心线到传动轴之间的距离相加值,大于转轴到转轮轴轴心线之间最大距垂直离值。转轮带动摆动活塞转动,摆动活塞带动转轮轴同步回旋,圆滑块推动摆动活塞在三角形气缸中摆动。转轮旋转一圈,进行两次流体吸入与排出工作。 [0006] 对本发明进一步改进,所采取的技术措施是:转轮活塞回旋摆动机构的摆动活塞上开有轴承座,轴承座圆心到上气缸壁的垂直距离大于到下气缸壁的垂直距离;圆滑块轴承支撑安装在该轴承座中,圆滑块上开有偏心轴套。缸盖上开有轴承座,该轴承座相对缸套圆心偏心安装,转轮轴轴承支撑安装在轴承座中。转轮轴上偏心开有转轮轴承座,曲轴轴承支撑安装在转轮轴承座中,曲轴的轴颈轴承支撑安装在偏心轴套中。转轴轴心线到圆滑块圆心之间的距离与转轮轴轴心线到圆滑块圆心之间的距离相加值,大于转轴轴心线到转轮轴轴心线之间最大距离值。转轮带动摆动活塞转动,摆动活塞带动转轮轴同步回旋,圆滑块推动摆动活塞在三角形气缸中摆动;缸套的内壁上环状分布的第一吸入流道、第一排出流道、第二吸入流道与第二排出流道。转轮转动,上气缸室的上吸入口与第一吸入流道相通,进行流体吸入工作,下气缸室的下吸入口与第一排出流道相通,进行流体排出工作,上气缸室的上吸入口与第二吸入流道相通,进行流体吸入工作,下气缸室的下吸入口与第二排出流道相通,进行流体排出工作。转轮旋转一圈进行四次流体吸入与排出工作。 [0007] 对本发明进一步改进,所采取的技术措施是:转轮固定活塞摆动机构的机体内开有三角形气缸,摆动活塞安装在三角形气缸中,该摆动活塞上开有滑动槽,该滑动槽中安装有滑块。曲轴轴承支撑安装在机体的轴承座中,该曲轴的轴颈轴承支撑安装在滑块的轴颈套中。曲轴转动,摆动活塞在三角形气缸中摆动,上气缸室上开有上吸入口与上排出口,下气缸室上开有下吸入口与下排出口。转轮固定活塞摆动机构的转轮轴,轴承支撑安装在机体的轴承座中,该转轮轴的转轮盘上开有偏心轴承座,曲轮轴轴承支撑安装在偏心轴承座中,该曲轮轴的轴颈轴承支撑安装在摆动活塞的轴颈套中。转轮轴转动,曲轮轴带动摆动活塞摆动。 [0008] 对本发明进一步改进,所采取的技术措施是:转轮活塞摆动机构的固定轴固定在摆动活塞的转轴套中,该固定轴轴承一端支撑安装在转轮上壁面的轴承座中,固定轴两端轴承支撑安装,固定轴的另一端安装在转轮下壁面的轴承座中。转轮回旋活塞摆动风机的吸入流道上安装有进风管,排出流道上安装有排风管。 [0009] 对本发明进一步改进,所采取的技术措施是:转轮活塞摆动机构的摆动活塞上安装有滑管,滑管中安装有圆柱滑块,固定轴轴承支撑安装在圆柱滑块的轴套中。转轮旋转,圆柱滑块在滑管中往复滑动。 [0010] 对本发明进一步改进,所采取的技术措施是:转轮回旋压缩机的第一吸入流道与第二吸入流道,通过进气管相互连接;第一排出流道与第二排出流道通过排气管相互连接。转轮旋转一圈,连续进行四次进气与压缩排气工作。 [0011] 对本发明进一步改进,所采取的技术措施是:转轮两级回旋压缩机进行两级压缩工作,上气缸室的上吸入口,与缸套的内壁上的第一吸入流道、第一排出流道、第二吸入流道与第二排出流道相通,进行气体吸入与压缩排出工作。下气缸室的下吸入口,与缸套的内壁上的第一下吸入流道、第一下排出流道、第二下吸入流道与第二下排出流道相通,进行气体吸入与压缩排出工作。第一吸入流道、第二吸入流道及第一下吸入流道与一级进气管相互连接。第一排出流道、第二上排出流道及第一下排出流道与二级进气管一端相互连通。二级进气管的另一端与第二下吸入流道相互连通,二级排气管与第二下排出流道相互连通。 [0012] 对本发明进一步改进,所采取的技术措施是:转轮回旋四冲程发动机的缸套内壁上开有进气流道与排气流道,三角形气缸的上气缸壁上开有上燃烧室,三角形气缸的下气缸壁上开有下燃烧室。缸套内壁上安装有点火装置与喷油装置,喷油装置的喷油管安装在进气流道内,上气缸室与进气流道相通,燃油混合气体进入上气缸室内压缩,上吸入口旋转到点火装置的火花塞附近,上气缸室中压缩高温燃油混合气被点燃后燃烧膨胀做功。进行压燃工作喷油系统的喷油嘴中的燃油,通过上吸入口喷入上气缸室中,与上气缸室中高温压力气体混合后自燃膨胀做功。下气缸室与进气流道相通,燃油混合气体进入下气缸室内压缩,下吸入口旋转到点火装置的火花塞附近,下气缸室中压缩高温燃油混合气,被点燃后燃烧膨胀做功。进行压燃工作的喷油系统喷油嘴中的燃油,通过下吸入口喷入下气缸室中,与下气缸室中高温压力气体混合后自燃膨胀做功。转轮旋转一圈,完成两次进气、压缩、膨胀做功与排气四冲程工作。 [0013] 对本发明进一步改进,所采取的技术措施是:转轮回旋四冲程发动机的缸套内壁上开有进气流道与排气流道,上气缸室与进气流道相通进行气体吸入工作,上气缸室与排气流道相通进行排气工作。缸套内壁上开有下进气流道与下排气流道,下气缸室与下进气流道相通进行气体吸入工作,下气缸室与下排气流道相通进行排气工作。缸套内壁上安装有下点火装置与下喷油装置,下喷油装置的喷油管安装在下进气流道内,下气缸室与下进气流道相通,燃油混合气体进入下气缸室内压缩,下吸入口旋转到下点火装置的火花塞附近,下气缸室中压缩高温燃油混合气被点燃后燃烧膨胀做功。转轮旋转一圈,依次完成两次进气、压缩、膨胀做功与排气四冲程工作。附图说明 [0014] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。 [0015] 图1是本发明滑块式转轮活塞摆动机构的示意图。 [0016] 图2是本发明转轮轴式转轮活塞摆动机构的示意图。 [0017] 图3是本发明滑块式转轮活塞摆动机构的剖视图。 [0018] 图4是本发明转轮轴式转轮活塞摆动机构的剖视图。 [0019] 图5是本发明单转轮回旋活塞摆动风机的剖视图。 [0020] 图6是本发明滑管式转轮活塞摆动机构的剖视图。 [0021] 图7是本发明转轮固定活塞摆动机构的示意图。 [0022] 图8是本发明转轮固定活塞摆动机构的剖视图。 [0023] 图9是本发明转轮轴传动的转轮固定活塞摆动机构示意图。 [0024] 图10是本发明转轮轴传动的转轮固定活塞摆动机构剖视图。 [0025] 图11是本发明转轮轴传动的转轮回旋压缩机剖视图。 [0026] 图12是本发明转轮活塞回旋摆动机构的示意图。 [0027] 图13是本发明转轮回旋四冲程发动机的示意图。 [0028] 图14是本发明两级转轮回旋压缩机的示意图。 [0029] 图15是本发明转轮回旋四冲程发动机的示意图。 [0030] 图16是本发明压燃式转轮回旋四冲程发动机的示意图。 具体实施方式[0031] 如图2、图3、图5所示,转轮活塞摆动机构1由机体2、缸盖6、缸套3、转轮4、传动轴7与摆动活塞5组成。传动轴7一端轴承支撑安装在机体2的轴承座8中,转轮4的下壁面54与传动轴7同心固定连接。如图5所示,转轮4两端轴承支撑转动,固定在转轮4上壁面55上的空心轴56,轴承支撑安装在缸盖6内部的轴承座58中。转轮4的内部开有三角形气缸9,摆动活塞5安装三角形气缸9中,该三角形气缸9的顶部固定有转轴10,摆动活塞5上开有转轴套11,该转轴套11套在转轴10的外部,转轴套11与转轴10之间安装有轴承12。摆动活塞5上开有滑动槽17,缸盖6上偏心安装有固定轴18,固定轴18上套有滑块19,滑块19安装在摆动活塞5的滑动槽17中。转轮4带动摆动活塞5旋转,摆动活塞5在三角形气缸9中摆动,该摆动活塞5的滑动槽17与滑块19接触往复滑动;摆动活塞5的弧形壁面13与三角形气缸9的弧形气缸壁面14之间相互啮合动密封,摆动活塞5将三角形气缸9分隔成一个上气缸室15与一个下气缸室16。上气缸室15的上气缸壁20上开有上吸入口21,下气缸室16的下气缸壁22上开有下吸入口23,摆动活塞5的上壁面24与三角形气缸9的上气缸壁34相互啮合,上气缸室15内的流体26从上吸入口21排出,下气缸室16内的流体26从下吸入口23吸入;摆动活塞5的下壁面25与三角形气缸9的下气缸壁22相互啮合,上气缸室15内的流体26从上吸入口21吸入,下气缸室16内的流体26从下吸入口23排出。缸套3的内壁27上开有吸入流道28与排出流道29,吸入流道28上安装有吸入管31,排出流道29上安装有排出管30。转轮4同心安装在缸套6中,转轮4旋转,上吸入口21与吸入流道28相通,流体26进入上气缸室15中,上吸入口21与排出流道 29相通,上气缸室15内的流体26排出;下吸入口23与吸入流道28相通,流体26进入下气缸室16中,该下吸入口23与排出流道29相通,下气缸室16内的流体26排出;转轮旋转一圈,进行两次流体吸入与排出工作。 [0032] 作为本发明的另一种实施方式,如图1、图4所示,摆动活塞5上开有轴承座32,圆滑块33轴承支撑安装在该轴承座32中,圆滑块33上开有偏心轴套37,缸盖6上开有轴承座36,该轴承座36相对缸套3圆心偏心安装。转轮轴35轴承支撑安装在轴承座36中,转轮轴35上偏心安装有传动轴38,传动轴38轴承支撑安装在轴套37中。转轮轴35轴心线到传动轴38轴心线之间的垂直距离与转轴10轴心线到传动轴38之间的距离相加值,大于转轴10到转轮轴35轴心线之间最大距垂直离值。转轮4带动摆动活塞5转动,摆动活塞5带动转轮轴35同步回旋,圆滑块推动摆动活塞5在三角形气缸9中摆动;转轮4旋转一圈,进行两次流体26吸入与排出工作。 [0033] 作为本发明的另一种实施方式,如图11、图12所示,转轮活塞回旋摆动机构86的摆动活塞5上开有轴承座80,轴承座80圆心到上气缸壁20的垂直距离大于到下气缸壁22的垂直距离,圆滑块33轴承支撑安装在该轴承座80中,圆滑块33上开有偏心轴套37。缸盖6上开有轴承座36,该轴承座36相对缸套3圆心偏心安装,转轮轴35轴承支撑安装在轴承座36中。转轮轴35上偏心开有转轮轴承座81,曲轴82轴承支撑安装在转轮轴承座81中,曲轴82的轴颈83轴承支撑安装在偏心轴套37中。转轴10轴心线到圆滑块33圆心之间的距离与转轮轴35轴心线到圆滑块33圆心之间的距离相加值,大于转轴10轴心线到转轮轴35轴心线之间最大距离值。转轮4带动摆动活塞5转动,摆动活塞5带动转轮轴35同步回旋,圆滑块33推动摆动活塞5在三角形气缸9中摆动;缸套3的内壁27上环状分布的第一吸入流道90、第一排出流道91、第二吸入流道92与第二排出流道93;转轮4转动,上气缸室15的上吸入口21与第一吸入流道90相通,进行流体26吸入工作,下气缸室16的下吸入口23与第一排出流道91相通,进行流体26排出工作,上气缸室15的上吸入口21与第二吸入流道92相通,进行流体26吸入工作,下气缸室16的下吸入口23与第二排出流道93相通,进行流体26排出工作;转轮4旋转一圈,进行四次流体26吸入与排出工作。 [0034] 作为本发明的另一种实施方式,如图7、图8所示,转轮固定活塞摆动机构47的机体2内开有三角形气缸9,摆动活塞5安装在三角形气缸9中,该摆动活塞5上开有滑动槽17,该滑动槽17中安装有滑块19;曲轴39轴承支撑安装在机体2的轴承座40中,该曲轴 39的轴颈41轴承支撑安装在滑块19的轴颈套42中;曲轴39转动,摆动活塞5在三角形气缸9中摆动,上气缸室15上开有上吸入口43与上排出口44,下气缸室16上开有下吸入口45与下排出口46;转轮固定活塞摆动机构47的转轮轴48,轴承支撑安装在机体2的轴承座40中,该转轮轴48的转轮盘49上开有偏心轴承座50,曲轮轴51轴承支撑安装在偏心轴承座50中,该曲轮轴51的轴颈52轴承支撑安装在摆动活塞5的轴颈套53中;转轮轴 51转动,曲轮轴51带动摆动活塞5摆动。 [0035] 作为本发明的另一种实施方式,如图5所示,转轮活塞摆动机构1的固定轴84固定在摆动活塞5的转轴套11中,该固定轴84轴承一端支撑安装在转轮4上壁面55的轴承座85中,固定轴84两端轴承支撑安装,固定轴84的另一端安装在转轮4下壁面54的轴承座87中。转轮回旋活塞摆动风机59的吸入流道28上安装有进风管61,排出流道29上安装有排风管62。 [0036] 作为本发明的另一种实施方式,如图6所示,转轮活塞摆动机构1的摆动活塞5上安装有滑管63,滑管63中安装有圆柱滑块64,固定轴18轴承支撑安装在圆柱滑块64的轴套65中;转轮4旋转,圆柱滑块64在滑管63中往复滑动。 [0037] 作为本发明的另一种实施方式,如图11所示,转轮回旋压缩机66的第一吸入流道90与第二吸入流道92,通过进气管67相互连接;第一排出流道91与第二排出流道93通过排气管68相互连接。转轮4旋转一圈,连续进行四次进气与压缩排气工作。 [0038] 作为本发明的另一种实施方式,如图14所示,转轮两级回旋压缩机89进行两级压缩工作,上气缸室15的上吸入口21,与缸套3的内壁27上的第一吸入流道90、第一排出流道91、第二吸入流道92与第二排出流道93相通,进行气体吸入与压缩排出工作;下气缸室16的下吸入口23,与缸套3的内壁27上的第一下吸入流道94、第一下排出流道95、第二下吸入流道96与第二下排出流道97相通,进行气体吸入与压缩排出工作;第一吸入流道90、第二吸入流道92及第一下吸入流道94与一级进气管98相互连接;第一排出流道91、第二上排出流道93及第一下排出流道95与二级进气管99一端相互连通;二级进气管99的另一端与第二下吸入流道96相互连通,二级排气管100与第二下排出流道97相互连通。 [0039] 作为本发明的另一种实施方式,如图13所示, 转轮回旋四冲程发动机88的缸套3内壁27上开有进气流道101与排气流道102,三角形气缸9的上气缸壁20上开有上燃烧室103,三角形气缸9的下气缸壁22上开有下燃烧室113。缸套3内壁27上安装有点火装置 104与喷油装置105,喷油装置105的喷油管105安装在进气流道101内,上气缸室106与进气流道101相通,燃油混合气体进入上气缸室106内压缩,上吸入口107旋转到点火装置 104的火花塞108附近,上气缸室106中压缩高温燃油混合气,被点燃后燃烧膨胀做功。如图16所示,进行压燃工作的喷油系统109喷油嘴110中的燃油,通过上吸入口107喷入上气缸室106中,与上气缸室106中高温压力气体混合后自燃膨胀做功;下气缸室117与进气流道101相通,燃油混合气体进入下气缸室117内压缩,下吸入口118旋转到点火装置104的火花塞108附近,下气缸室117中压缩高温燃油混合气,被点燃后燃烧膨胀做功;进行压燃工作的喷油系统109喷油嘴110中的燃油,通过下吸入口118喷入下气缸室117中,与下气缸室117中高温压力气体混合后自燃膨胀做功。转轮4旋转一圈,完成两次进气、压缩、膨胀做功与排气四冲程工作。 [0040] 作为本发明的另一种实施方式,如图15所示,转轮回旋四冲程发动机123的缸套3内壁27上开有进气流道101与排气流道102,上气缸室106与进气流道101相通进行气体吸入工作,上气缸室106与排气流道102相通进行排气工作。缸套3内壁27上开有下进气流道111与下排气流道112,下气缸室117与下进气流道111相通进行气体吸入工作,下气缸室117与下排气流道112相通进行排气工作;缸套3内壁27上安装有下点火装置114与下喷油装置115,下喷油装置115的喷油管116安装在下进气流道111内,下气缸室117与下进气流道111相通,燃油混合气体进入下气缸室117内压缩,下吸入口118旋转到下点火装置114的火花塞120附近,下气缸室117中压缩高温燃油混合气被点燃后燃烧膨胀做功。转轮4旋转一圈,依次完成两次进气、压缩、膨胀做功与排气四冲程工作。 |