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冲程分置转式活塞内燃机

阅读:538发布:2020-05-16

专利汇可以提供冲程分置转式活塞内燃机专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且该 发明 的根本特征是将一个机械式空气压缩 泵 和一个空气压缩泵的反转装置按 内燃机 工作要求配合起来,把内燃机的四个冲程分开,分别放到不同部分去完成,压缩部分完成进气压缩冲程,做功部分完成做功 排气冲程 。,下面是冲程分置转式活塞内燃机专利的具体信息内容。

1、该发明创造属于内燃机领域,它的结构与传统内燃机没有共同之处,但它压缩部分和做功部分的装置与机械转动式空气压缩机真空相同。该发明的根本特征是将一个空气压缩机和一个空气压缩机的反转装置按内燃机的工作要求配置起来,把内燃机的四个冲程分开,分别放到不同部分去完成。压缩部分完成进气压缩冲程,做功部分完成做功排气冲程。为便于该技术推广使用,特向您们请求内燃机专利权利。
2、权利要求1中压缩部分和做功部分的机械转动式空气压缩机或真空泵中有一种插入式隔室片类型的压缩机或真空泵,与现有压缩机或真空泵不同。它密封性好,易造,质量小、工作可靠,使用寿命长。该空气压缩机或真空泵的根本特征是在端盖上或随活塞转动的端盖衬盘上开若干个隔定片滑槽,隔室片插入滑槽内,其两面由密封条保持密封,里端是油道,油道供油供隔室片润滑。为便于插入式隔室片类型的机械转动式空气压缩机或真空泵推广使用,特向您们请求插入式隔室片类型的机械转动式空气压缩机或真空泵的专利权利。

说明书全文

内燃机名称为冲程分置转式活塞内燃机,它属内燃机领域。

人类有内燃机已有百年的历史了,现在内燃机种类很多,叫我把现有的内燃机全部明细的分类还比较困难。根据我的理解不论内燃机种类有多少,内燃机的根本特征是一种能压缩气体并能将高压高温的膨胀气体的能量化成机械动能的机械装置。也就是说凡能压缩气体并能将高压高温的膨胀气体能量转化成机械动能的机械装置都可设计成内燃机。在这种机械装置中能将高温、高压的膨胀气体的能量转化成机械动能的机械装置部分的转化过程可以是压缩气体部分压缩过程的反过程(如往复式活塞内燃机),也可以是压缩气体过程的反继续(如喷气式内燃机)。根据这种理解我们可以把任何能压缩气体的机械装置设计成内燃机。因此内燃机各种性能的好坏主要取决于机械装置的简单性、易造性、以及这种机械装置的运动状态;在简单性,易造性的前提下,这种机械装置运动状态的改变(加速度)越小,能量利用率越高。进而我们可以得出结论:在一般情况下利用压缩气体压缩的反过程(加速度大)将高压高温气体能量转化成机械动能的内燃机的能量利用率低于利用压缩气体过程的反继续将高温高压气体能量转化成机械动能的内燃机。我现在发明的冲程分置转式活塞内燃机正是根据这种理解来发明的。

冲程分置转式活塞内燃机具体结构和工作原理如下(请参见《冲程分置转式活塞内燃机结构示意图》,即图1、图2):

冲程分置转式活塞内燃机结构    冲程分置转式活塞内燃机是把内燃机的四个冲程分置放到不同缸室去完成、因此,它可分为吸气压缩部分(简称压缩部分,)做功排气部分(简称做功部分)。它主要部件有机体,转式活塞(转式活塞分为压缩转式活塞、做功转式活塞),隔室片,定时供气、单向进气阀、端盖。

机体    机体起汽缸套和支承各部件的作用,它根据不同类型开有不同排列方式的两个圆筒形汽缸,汽缸内放置转式活塞。一个汽缸为压缩缸,另一个为做功缸。

转式活塞    转式活塞呈圆柱体。它固定在活塞轴或与活塞轴造在一体。它分为内隔室片转式活塞和外隔室片转式活塞。外隔室片转式活塞是偏心圆柱体,它一边始终与汽缸壁接触,并与隔室片把汽缸分为两个汽缸室,转动时不同缸室容积就发生变化,从而进行各种冲程工作。内隔室片转式活塞是在圆柱体活塞上安装上若干片隔室片,隔室片由弹簧和离心推动与汽缸壁紧密接触,把汽缸分成若干缸室,它一边与汽缸壁紧密接触使气体定向运动。活塞转动时不同缸室容积就发生变化,从而进行各冲程工作。在压缩缸内的活塞(压缩缸内的活塞称压缩转式活塞)转动时,不同缸室进行吸气,压缩冲程,通过单向进气阀把压缩空气供给燃烧室。在做功缸内的活塞(简称做功转式活塞)转动时进行做功、排气冲程

隔室片    隔室片是安在机体或活塞上的片子,它把汽缸分为若干汽缸室,由弹簧和活塞推动或离心力和弹簧推动作往复运动,保持各汽缸密封。隔室片按其结构可分为裙式隔室片和插入式隔室片两种。按隔室片安装的部位来分有外隔室片和内隔室片两种。安装在机体上的隔室片为外隔室片,安装在活塞上的为内隔室片。

裙式隔室片(请参见图3)    裙式隔室片由隔室片臂、隔室部、裙式壁等部分组成。裙式壁主要起密封汽缸室和加强隔室片强度的作用。它上面开有油道和密封槽。油道输油供隔室片润滑。密封槽内安置矩形密封条或锥形密封条,扭形密封条(这些密封条断面呈矩形、锥形、扭曲形状,这与气环相似),密封条内安置弹性衬条。衬条将密封条推向外并紧靠密封槽一边。隔室片臂是起传导弹簧力的作用,即弹簧通过隔室片臂推动隔室片运动。隔室部分隔汽缸室的作用。

插入式隔室片(请参见图4)插入式隔室片由隔室片臂、隔室部、插入部等部分组成。插入式隔室片除插入部与裙式隔室片不同处,其它部位均同。插入部是插入端盖的隔室片滑槽内,其两面由密封条卡住,滑槽里端是油道,靠活塞一端插入部延长保持密封。具体装配请见《装配示意图》图5,此隔室片密封性极好,润滑好,寿命长、易造、质量小。

上述两种隔室片是外隔室片,内隔室片与外隔室片主要不同之处是内隔室片没有隔室片臂或隔室片臂很短。如果内隔室片也做成插入式,那么应在转式活塞两端安置一个随转式活塞转动的端盖衬盘,隔室片插入衬盘的隔室片滑槽内在活塞转动时作往复运动。机体与端盖衬盘接触处应安1-3道圆环。圆环不开口,圆环与衬盘的接触处既可是平面,也可是锥面和截面成扭曲形状的锥面。两圆环内灌输润滑油,保持良好密封。

此内燃机隔室片密封极好,以及磨损对密封性影响不大,所以一般只采用耐磨材料和将隔室片与机体或活塞接触处做成一定的耐磨密封形状即可,一般不采用其它辅助密封装置和润滑方式。若采用润滑方式和其它辅助密封装置,可采用不同类型的封气条。请见图6《封气条类型示意图》。封气条两端与端盖或隔室片间有一定的间隙漏气,可在封气条两端开有卡槽,卡槽内安置气卡,气卡由弹性卡衬衬向外与隔室片或端盖紧密接触,就可很好的防止漏气。

单向进气阀    单向进气阀的功用是允许压缩气体进入燃烧室,不允许高温高压气体退回压缩部分的汽缸室。

定时供气阀    定时供气阀定时给做功部分汽缸室提供高温高压的高能气体推动活塞做功。并在最佳时刻关闭阀停止供气,以保持燃烧室的压力,温度达到提高工作压缩比〔(燃烧室在供气停止后的气体在常压下的体积+压缩汽缸室的气体在常压下的体积)÷燃烧室容积〕以及防止压缩空气流入做功部分的汽缸室。它由凸轮和回位弹簧或定时齿轮与阀套共同完成定时供气。定时供气阀具体结构请见图7《定时供气阀结构示意图》。

端盖    端盖的作用是盖住气缸,它与活塞、隔室片把各汽缸室密封起来和做活塞轴等部件的支承。

由于此机极简单,不需要配气机构,燃烧供给系统,润滑系统根据其需要按常规技术就可配套。

冲程分置转式活塞内燃机工作原理    冲程分置转式活塞内燃机是把内燃机的四个冲程分别安置在不同的汽缸室中进行。进行吸气压缩行程的部分实质上是空气压缩机,进行做功排气行程的部分实质上是空气压缩机的反转装置。工作中压缩转式活塞转动,从而有秩序的改变各缸室容积的大小,不同缸室进行吸气和压缩行程。通过单向进气阀把压缩气体注入燃烧室。注入结束时,点火燃烧(或油嘴喷油)。在燃烧正要结束时,做功部分汽缸的一个缸室正处于做功初始,定时供气阀打开向此缸室提供高压高温的高能气体供活塞做功。此缸室做功结束时,正好转到排气道,进行排气。

技术要点

一、做功部分的缸室容积应适当大于压缩部分缸室的容积,使做功结束时的汽缸室内气压接近大气压,达到提高能量利用率消灭爆音,使噪音减到少到最低限度。

二、燃烧室与定时供气阀单向进气阀等燃烧部位用耐高温绝缘体或用耐高温材料与绝 缘体相结合的办法来单独制造。这样即可提高即可提高燃烧室的气体压力温度,提高能量利用率,又可避免其它部件温度过高,减少能量损失。不用此法也可

三、定时供气阀开闭时间,定时供气阀开时应在燃烧正要结束时,以及在做功行程刚开始或做功行程开始前一刹那。关闭阀门应在压缩空气进入燃烧室之前。要求工作压缩比越高,定时供气阀关闭应越早。

四、点火或喷油时间    点火应在压缩终了时或压缩终前瞬时。

冲程分置转式活塞内燃机类型

此内燃机各种燃油都可用,按所用燃油不同可分为不同燃油内燃机。同时此内燃机若安置可供给各种燃油燃料供给系统,同一内燃机又可用各种燃油。因此此内燃机又可分为广普燃油内燃机和单一燃油内燃机。

根据该内燃机结构和结构配置又可分为不同的结构类型。

此机按压缩部分汽缸内缸室数与做功部分汽缸内缸室数的配置分,可分为二缸室与二缸室配置式、三缸室与二缸室配置式、三缸室与三缸室配置式、四缸室与二缸室配置式、四缸室与三缸室配置式、四缸室与四缸室配置式等等。

此机按隔室片来分,可分为内隔室片式,外隔室片式,以及内外隔室片混合式即做功部分为外隔室片或内隔室片压缩部分为内隔室片或外隔室片。

此机按单元(一个压缩部分与一个相应的做功部分组成的整体)多少分,可分为单单元式、多单元式。

此机按压缩部分与相应的做功部分排列方式来分,可分为单元并联式、单元串联式。把相应的压缩做功两部分并列,用齿轮将两转式活塞配合起来叫单元并联式;把相应的压缩做功两部分的转式活塞用一个轴把它们串联起来叫单元串联式。

此机多单元式按单元排列方式分,又可分为串联单元串联式,串联单元并联式,并联单元串联式,并联单元并联式。

串联单元串联式就是把两个或两个以上单元串联式的单元用一个轴串联起来。

串联单元并联式就是把两个或两个以上单元并联式的单元用两个轴串联起来。

并联单元串联式就是把两个或两个以上单元串联式的单元用齿轮并联起来。

并联单元并联式就是把若干个单元并联式的单元再用齿轮并联起来。

冲程分置转式活塞内燃机的优点和巨大的革命性的积极效果;

冲程分置转式活塞内燃机克服了以往各种内燃机的缺点,综合了各种内燃机的优点,并以开创性的特优性实现了内燃机的彻底革命,新的产业革命将以此发明为标志即将掀起。它的优点是:对材料要求不高,易造,它没有难造的零件;零件少,它每个缸室不需要一个燃料供给系统和配气机构,结构紧凑;无振动,把不同单元按一定方式排列就可造成无振动的内燃机;体积小,功率大,单位体积发出的功率可与喷气式内燃机相媲美,甚至还大若干倍;能量利用率特高、无爆音。由于此机吸气压缩冲程与做功排气冲程分置,在材料许可时此机可不设冷却系统或只对局部设冷却系统,这就减少了能量损失。在容积压缩比〔(压缩部分缸室容积+燃烧室容积)÷燃烧室容积〕一定时,可通过调节定时供气阀关闭早迟来调节工作压缩比〔(燃烧室在供气停止后的气体在常压下的体积+压缩缸室的气体在常压下的体积)÷燃烧室容积〕,从而达到调节燃室的温度和压力提高能量利用率;同时由于此机冲程分置,做功缸室容积大于压缩缸室容积,这样就尽可能地利用了燃料释放的能量,彻底地消除了爆音。此机适用作各种机动车辆、船只、飞机的动力源,以及固定动力源。此技术推广后各种机动车辆、船只和飞机不仅可获得各种性能优异的内燃机,而且还可成倍的减少制造内燃机和与内燃机相配套的器具的成本,以及使用费。此内燃机的发明是内燃机的一次彻底革命。在若干年后,现有的内燃机除特除情况外,必将彻底淘汰。以此发明为标志的新产业革命即将掀起。

附图注释

图1冲程分置转式活塞内燃机结构示意图(内隔室片式)    1、内隔室片    2、压缩转式活塞    3、活塞轴    4、封气条    5、单向进气阀    6、喷油嘴    7、定时供气阀    8、做功转式活塞    9、机体    A、进气道    B、排气道    C、燃烧室    D、压缩部分汽缸室    E、做功部分汽缸室

图2冲程分置转式活塞内燃机结构示意图(外隔室片)    1、压缩转式活塞    2、单向进气阀    3、外隔室片    4、火花塞    5、定时供气阀    6、封气条    7、做功转式活塞    8、活塞轴    9、机体    A、进气道    B、排气道    C、燃烧室    D、压缩部分汽缸室E、做功部分汽缸室

图3裙式隔室片    1、隔室片臂    2、隔室部    3、密封槽    4、油道    5、裙式壁

图4插入式隔室片    1、隔室片臂    2、隔室部    3、插入部

图5装配示意图    1、缸盖    2、密封条    3、隔室片    4、油道

图6封气条类型示意图    1,4,7,19、表示转式活塞    2,5,9,14,18,22、封气条    3,6,10,13,17,21、隔室片    8,12,16,20、密封条    11,15、表示汽缸壁

图7定时供气阀结构示意图    图(1),(3),(6)、定时供气阀    图(4)、定时供气阀套    图(2),(5),(7)、定时供气阀装配示意图    1,4,8、燃烧室    2,5,9、机体    3,7,10、定时供气阀    6、定时供气阀套    图(1)(6)定时供气阀由凸轮和回位弹簧完成定时供气。如果一机既用柴油又用汽油,应有两个凸轮或凸轮成顷斜型。顷斜型凸轮即凸轮一端大,另一端小;它与定时供气阀结合部位不同,打开阀门时间相同,关闭时间不同。如果一内燃机即使使用一种燃油,为了能调节工作压缩比,也应采用顷斜型凸轮。图(3)定时供气阀由齿轮与定时供气阀套共同完成定时供气。操作套杆转动套门与定时供气阀的位置就可控制定时供气阀关闭早迟。

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