技术领域
[0001] 本
发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种爆震发动机。
背景技术
[0002] 目前的发动机存在结构复杂，制造成本高，效率低，转速不高的缺点。为进一步提高发动机的热循环效率，简化发动机的结构，改善发动机的性能。
[0003]
脉冲爆震发动机是一种利用脉冲式爆震波产生推
力的新概念发动机。具有热循环效率高.结构简单.推重比大.单位
燃料消耗率低等优点。自1986年以来,人们对脉冲爆震发动机进行了广泛的实验研究。目前，研究测试的脉冲爆震发动机通常是一端封闭，一端敞口，外加单向
阀点火器构成，依靠爆震波压缩空气时产生的反推力工作。
[0004] 这种发动机在应用上有很大的缺点。用途单一，目前只能以喷气推近的形式应用于飞行系统中，很难得爆震产生的推力以扭距的形式输出。此外，这种发动机存在高频响应差的缺点，理论上，每秒钟一百次以上的爆震波产生时。我们可以认为它是连续的，也是我们所需求的。但目前的爆震发动机还远远达不到。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于：针对
现有技术的不足，本发明提供了一种结构简单，输出
扭矩力大，效率高的爆震发动机。
[0006] 为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
[0007] 一种爆震发动机，包括壳体和
动力输出装置，所述的壳体内同轴设置有进气转盘和出气转盘，所述的进气转盘背离出气转盘的一侧设有可燃气体腔和
氧气腔，所述的出气转盘背离进气转盘的一侧设有出气腔，所述的进气转盘、出气转盘的径向外
侧壁与壳体的内侧壁间形成环形通道，所述的进气转盘的径向外侧壁上设有一可沿环形通道滑动的进气活动塞，所述的出气转盘的径向外侧壁上分别设有一可沿环形通道滑动的出气活动塞，所述的进气活动塞和出气活动塞分别与环形通道动密封配合设置，并将环形通道隔离成高压腔和低压腔，所述的进气活动塞内设置有贯穿活动塞的进气切换通孔，所述的出气活动塞内设有贯穿活动塞的出气切换通孔，所述的进气转盘内设有连通进气切换通孔和可燃气体腔的可燃气体通道，所述的进气转盘内设有连通进气切换通孔和氧气腔的氧气通道，所述的出气转盘内设有连通出气切换通孔和出气腔的出气通道，所述的进气切换通孔内设有构成进气切换通孔与高压腔导通或构成进气切换通孔与低压腔导通的进气切换装置，所述的出气切换通孔内设有构成出气切换通孔与高压腔导通或构成出气切换通孔与低压腔导通的出气切换装置，所述的出气切换装置和进气切换装置靠环形通道的外侧设有点火装置，所述的动力输出装置包括贯穿两转盘设置在转盘中心的动力
输出轴。
[0008] 作为优选，所述的可燃气体通道与氧气通道靠进气切换通孔的一侧设有
单向阀。采用上述的优选方案后，单向阀的设置可以控制进气通道内的气体只能朝一个方向流动，避免气体回流。
[0009] 作为优选，所述的进气转盘内设有进气通道，所述的进气通道内设有隔板，所述的隔板将进气通道分为两个通道，形成上述所述的可燃气体通道和氧气通道，所述的可燃气体通道和氧气通道在靠活动塞的一侧汇合，并在汇合处设置通气板，所述的通气板上设有连通进气通道和切换通孔的通气孔，所述的通气板上设有推柱，所述的推柱靠进气切换通孔的一侧穿过通气板，并在推柱穿出端设置可随推柱作往复运动的用于封闭或开启通气孔的密封板，所述的推柱上套设有复位
弹簧，形成上述所述的单向阀。采用上述的优选方案后，结构更加紧凑。
[0010] 作为优选，所述的切换装置包括进气切换装置和出气切换装置，所述的进气切换装置设置在进气转盘上的活动塞内，所述的出气切换装置设置在出气转盘上的活动塞内，所述的进气切换装置包括分布在切换通孔两端的进气封口板，所述的进气封口板通过一进气
连接杆连接，所述的进气封口板到另一进气封口板的距离大于进气转盘上活动塞的切换通孔两端口之间的距离，所述的进气封口板在压力的作用下与切换通孔的端口相抵设置，或与切换通孔的端口相分离形成供
流体流通的进气开口；
[0011] 所述的出气切换装置包括分布在出气转盘上活动塞的切换通孔两端的出气封口板，所述的出气封口板通过一出气连接杆连接，所述的出气封口板到另一出气封口板的距离小于出气转盘上的活动塞的切换通孔两端口之间的距离，所述的出气封口板在压力的作用下与出气转盘上活动塞的切换通孔的端口相抵设置，或与切换通孔的端口相分离形成供流体流通的出气开口。
[0012] 采用上述的优选方案后，本发明的切换装置采用封口板和连接杆，结构简单，安装在切换通孔内时，也不会对切换通孔造成堵塞，切换灵活。
[0013] 作为优选，所述的进气切换通孔内设有进气
定位块，所述的进气定位块内设有供连接杆穿过的进气定位孔，所述的进气定位孔的侧壁上设有进气定位通槽，所述的进气连接杆的侧壁上设有沿进气连接杆长度方向设置的进气定位长
凸块，所述的进气定位长凸块嵌入进气定位通槽内，所述的进气定位长凸块随着进气连接杆的运动可在进气定位通槽内作往复运动；
[0014] 所述的出气切换通孔内设有出气定位块，所述的出气定位块内设有供连接杆穿过的出气定位孔，所述的出气定位孔的侧壁上设有出气定位通槽，所述的出气连接杆的侧壁上设有沿出气连接杆长度方向设置的出气定位长凸块，所述的出气定位长凸块嵌入出气定位通槽内，所述的出气定位长凸块随着出气连接杆的运动可在出气定位通槽内作往复运动。
[0015] 采用上述的优选方案后，本发明的连接杆可以被定位在固定
位置，使连接杆在固定的地方作往复运动，从而使封口板能够准确地
覆盖住切换通孔的端口，封口准确。
[0016] 作为优选，所述的进气切换通孔的两侧设有进气限位台阶，所述的进气封口板在压力的作用下与进气切换通孔两侧的进气限位台阶相抵设置，或与进气切换通孔的端口相分离形成供流体流通的开口，所述的进气封口板位于进气限位台阶远离进气切换通孔内的一侧；
[0017] 所述的出气切换通孔的两侧设有出气限位台阶，所述的出气封口板在压力的作用下与出气切换通孔两侧的出气限位台阶相抵设置，或与出气切换通孔的端口相分离形成供流体流通的开口，所述的出气封口板位于出气限位台阶远离出气切换通孔内的一侧。
[0018] 采用上述的优选方案后，限位台阶可以对封口板的封口位置进行准确的限位，避免封口板移位。
[0019] 作为优选，所述的进气封口板背离另一进气封口板的一侧设有进气碰撞切换块，所述的进气碰撞切换块上设有进气碰撞斜面；所述的出气封口板背离另一出气封口板的一侧设有出气碰撞切换块，所述的出气碰撞切换块上设有出气碰撞斜面。
[0020] 采用上述的优选方案后，由于环形通道为环形，碰撞块沿环形通道的环形轨迹设置，具有一定的倾斜度，在碰撞切换块上设置碰撞斜面，可以使碰撞切换块与另一
活塞内的碰撞切换块的碰撞斜面相正对，使碰撞力实施在正对的面上，碰撞切换效果更佳。
[0021] 作为优选，所述的进气转盘与出气转盘相贴触，所述的进气转盘和出气转盘相贴触的一侧分别设有进气圆形凹槽和出气圆形凹槽，所述的进气圆形凹槽和出气圆形凹槽相对设置，共同形成动力转换腔，所述的动力转换腔的内侧壁上设有驱动齿，所述的动力输出装置还包括设置在动力转换腔内的驱动圆盘，所述的驱动圆盘的侧壁上设有与驱动齿
啮合的切换齿。
[0022] 采用上述的优选方案后，可以利用转盘的动力转换腔与动力输出装置的驱动圆盘的
齿轮啮合，将转盘上的产生的力输出，可以控
制动力输出装置上的动力输出轴只能沿一个方向转动，具有限位作用，并且这种结构更加紧凑简单。
[0023] 作为优选，所述的进气转盘背离出气转盘的一侧设有进气转盘环形槽，所述的出气转盘背离进气的一侧设有出气转盘环形槽，所述的进气转盘环形槽、出气转盘环形槽与壳体共同形成流体腔。采用上述的优选方案后，流体腔利用转盘自身的空间，有效减小了发动机的体积。
[0024] 作为优选，所述的进气转盘背离出气转盘的一侧设有进气齿轮环形槽，所述的出气转盘背离进气转盘的一侧设有出气齿轮环形槽，所述的进气齿轮环形槽内设有进气转盘固定齿，所述的出气齿轮环形槽内设有出气的转盘固定齿，所述的壳体与进气转盘固定齿相应位置处设有与进气转盘固定齿相互啮合的壳体进气固定齿，所述的壳体与出气转盘固定齿相应位置处设有与出气转盘固定齿相互啮合的壳体出气固定齿。
[0025] 采用上述的优选方案后，使出气转盘和进气占盘均只能沿一个方向转动，具有限位作用。
[0026] 本发明的爆震发动机采用脉冲爆震模式，发动机采用环形旋转设计。利用环形通道内进气作功工序与排气工序同步进行的原理，使发动机的转速得到提高。又因本发明结合了爆震发动机的热循环效率高.结构简单.单位燃料消耗率低.推力大的特点，所以本发明将有很好的应用前景和市场前景。
[0027] 本发明的爆震发动机在保证进气爆震与排气之间有效隔离的状态下，让进气爆震与排气得以同时进行。这样可以减少单次爆震所用时间，提高
频率。同时，在爆震发生时通道内要保持足够的气密，这样有利于爆震的产生，提高通道内的压强。其次，爆震发生时由压强产生的推力尽可能多地转化为单向的扭矩。本发明爆震发动机每一次爆震只能对带负载的惯性轮
加速而不需要惯性轮与进气排气间的同步。这样可以方便多个机器的合并。
[0028] 本发明的爆震发动机输出的扭矩力大、性能稳定，使用寿命高，且体积小，适合较多的工作环境，同时在结构上做了简化，结构更加简单。
附图说明
[0029] 图1为本发明
实施例的整体结构示意图；
[0030] 图2为本发明实施例壳体的结构示意图；
[0031] 图3为本发明实施例除去壳体和动力输出装置后的结构示意图；
[0032] 图4为本发明实施例进气转盘的结构示意图；
[0033] 图5为图4中A处的局部放大图；
[0034] 图6为本发明实施例出气转盘的结构示意图；
[0035] 图7为图6中B处的局部放大图；
[0036] 图8为本发明实施例出气转盘另一
角度的结构示意图；
[0037] 图9为本发明实施例动力输出装置的结构示意图；
[0038] 图10本发明实施例进气转盘的俯视结构示意图；
[0039] 图11为图10中A-A处的剖面结构示意图；
[0040] 图12为图11中C处的局部放大图；
[0041] 图13为本发明实施例切换装置的结构示意图；
[0042] 图14为本发明实施例的径向剖面结构示意图。
具体实施方式
[0043] 如图1-图14所示，本发明的实施例具体是一种爆震发动机，包括壳体1和动力输出装置2，壳体1内同轴设置有进气转盘3和出气转盘4，进气转盘3背离出气转盘4的一侧设有可燃气体腔31和氧气腔32，出气转盘4背离进气转盘3的一侧设有出气腔41，进气转盘3、出气转盘4的径向外侧壁与壳体1的内侧壁间形成环形通道5，进气转盘3和出气转盘4的径向外侧壁上分别设有可沿环形通道滑动的进气活动塞33和出气活动塞42，进气活动塞33和出气活动塞42与环形通道5动密封配合设置，并将环形通道5隔离成高压腔和低压腔。进气活动塞33内设置有贯穿进气活动塞33的进气切换通孔331，出气活动塞42内设置有贯穿出气活动塞42的出气切换通孔421。进气转盘3内设有进气通道34，进气通道34内设有隔板341，隔板将进气通道34分为两个通道，形成可燃气体通道342和氧气通道343，可燃气体通道342连通进气转盘3所在的进气活动塞33的进气切换通孔331和可燃气体腔31，氧气通道343连通进气转盘3所在进气活动塞33的进气切换通孔331和氧气腔32。出气转盘4内设有连通出气转盘4所在出气活动塞42的出气切换通孔421和出气腔41的出气通道43。
[0044] 如图3所示，进气切换通孔331内设有构成进气切换通孔331与高压腔导通或构成进气切换通孔331与低压腔导通的进气切换装置6。出气切换通孔421内设有构成出气切换通孔421与高压腔导通或构成出气切换通孔421与低压腔导通的出气切换装置9，出气切换装置9和进气切换装置6靠环形通道的外侧设有点火装置7，
[0045] 如图1和图9所示，动力输出装置2包括贯穿进气转盘3和出气转盘4，并设置在进气转盘3和出气转盘4中心的动力输出轴21。
[0046] 如图10、11和12所示，可燃气体通道342与氧气通道343靠进气切换通孔331的一侧设有单向阀8。可燃气体通道342和氧气通道343在靠进气活动塞33的一侧汇合，并在汇合处设置通气板81，通气板81上设有连通进气通道34和进气切换通孔331的通气孔811，通气板81上设有推柱82，推柱82靠进气切换通孔331的一侧穿过通气板81，并在推柱82穿出端设置可随推柱82作往复运动的用于封闭或开启通气孔811的密封板83，推柱
82上套设有
复位弹簧84，推柱82背离通气板81的一侧设有推柱限位凸台821，复位弹簧
84的一端与推柱限位凸台821相抵触，另一端与通气板81相抵触。
[0047] 如图13所示，进气切换装置6包括分布在进气切换通孔331两端的进气封口板61，两个进气封口板61通过一进气连接杆62连接，进气切换通孔331一端上的进气封口板
61到进气切换通孔331另一端上的另一进气封口板61的距离大于进气切换切换通孔331两端口之间的距离，进气封口板61在压力的作用下与进气切换通孔331的端口相抵设置，或与进气切换通孔331的端口相分离形成供流体流通的进气开口
[0048] 出气切换装置9包括分布在出气切换通孔421两端的出气封口板91，两个出气封口板91通过一出气连接杆92连接，出气切换通孔421一端上的出气封口板91与出气切换通孔421另一端上的另一出气封口板91的距离小于出气切换通孔421两端口之间的距离，出气封口板91在压力的作用下与出气切换通孔421的端口相抵设置，或与出气切换通孔421的端口相分离形成供流体流通的出气开口。
[0049] 如图4、图5、图13和图14所示，进气切换通孔331内设有进气通孔定位块3311，进气通孔定位块3311内设有供连接杆62穿过的进气通孔定位孔3312，进气通孔定位孔3312的侧壁上设有进气通孔定位通槽3313。
[0050] 如图6、7、8、13、14所示，出气切换通孔421内设有出气通孔定位块4211，出气通孔定位块4211内设有供连接杆62穿过的出气通孔定位孔4212，出气通孔定位孔4212的侧壁上设有出气通孔定位通槽4213。
[0051] 如图13所示，进气连接杆62的侧壁上设有沿进气连接杆62长度方向设置的进气定位长凸块621，进气定位长凸块621嵌入进气通孔定位通槽3313和出气通孔定位通槽4213内，进气定位长凸块621随着进气连接杆62的运动可在进气通孔定位通槽3313内作往复运动。
[0052] 出气连接杆92的侧壁上设有沿出气连接杆92长度方向设置的出气定位长凸块921，出气定位长凸块921嵌入出气通孔定位通槽4213内，出气定位长凸块921随着出气连接杆92的运动可在出气通孔定位通槽内作往复运动。
[0053] 如图4-8所示，进气活动塞33的进气切换通孔331的两侧设有进气限位台阶3314，出气活动塞42的出气切换通孔421的两侧设有出气限位台阶4214，进气活动塞33所在的进气切换装置6的进气封口板61在压力的作用下与进气切换通孔331两侧的进气限位台阶3314相抵设置，或与进气切换通孔331的端口相分离形成供流体流通的进气开口。
进气封口板61背离另一进气封口板61的一侧设有进气碰撞切换块63，进气碰撞切换块63上设有进气碰撞斜面631。进气封口板61设置在进气限位台阶3314远离进气切换通孔331内侧的一侧。
[0054] 出气活动塞42所在的出气切换装置9的出气封口板91在压力的作用下与出气切换通孔421两侧的出气限位台阶4214相抵设置，或与出气切换通孔421的端口相分离形成供流体流通的出气开口。同样，出气封口板91背离另一出气封口板91的一侧设有出气碰撞切换块93，出气碰撞切换块93上设有出气碰撞斜面931。出气封口板91设置在出气限位台阶4214靠出气切换通孔421内部的一侧。
[0055] 进气转盘3与出气转盘4相贴触，进气转盘3与出气转盘4相贴触的一侧分别设有均为圆形的进气转盘圆形凹槽35和出气转盘圆形凹槽44，进气转盘圆形凹槽35和出气转盘圆形凹槽44相对，共同形成动力转换腔，动力转换腔的内侧壁上设有驱动齿22，动力输出装置2还包括设置在动力转换腔内的驱动圆盘23，驱动圆盘23的侧壁上设有与驱动齿啮22合的切换齿231。
[0056] 进气转盘3背离出气转盘4的一侧设有两个进气转盘环形槽，进气转盘环形槽与壳体1共同形成上述可燃气体腔31和氧气腔32。进气转盘3背离出气转盘4的一侧设有进气齿轮环形槽36，进气齿轮环形槽36内设有进气转盘固定齿361，进气转盘固定齿361为单向齿。壳体1与进气转盘固定齿361相应位置处设有与进气转盘3固定齿相互啮合的壳体固定齿。出气转盘4背离进气转盘3的一侧设有出气转盘环形槽，出气转盘环形槽与壳体1共同形成上述出气腔41。出气转盘4背离进气转盘3的一侧设有出气齿轮环形槽45，出气齿轮环形槽45内设有单向出气转盘固定齿451，壳体1与出气转盘固定齿451相应位置处设有与出气转盘固定齿451相互啮合的壳体固定齿。壳体1上设有与可燃气体腔
31连通的可燃气体进口12，以及与氧气腔32连通的氧气进口12，壳体1背离可燃气体进口
12和氧气进口12的一侧设有出气口。
[0057] 工作时，可燃气体和氧气分别从可燃气体通道342和氧气通道343中进入，进气通道34中气压上升，覆盖在通气板81上的密封板83被推开，从而气体进入进气活动塞33的进气切换通孔331内并混合，通过封口板61与进气切换通孔331形成的开口中输出，出气转盘4被缓缓推动，而进气转盘3由于进气转盘固定齿361的作用，不会被进入的气体反向推动。当进气腔充满一定气体时，进气活动塞33和出气活动塞42之间的距离达到点燃所需要的距离，进气腔变成高压气体腔，由于高压气体腔的作用，单向阀8封闭，位于高压气体腔内的出气封口板91处于被推压的封闭的状态，点燃点火装置7，可燃气体与氧气然后并瞬间爆炸，高压腔内压力急剧上升，出气转盘4上的出气活动塞42被推动，从而继续高速转动，并与进气活动塞33相撞，出气活动塞42内原来处于封闭状态的出气封口板91处于开启状态，出气活动塞42内原来处于打开状态的出气封口板91处于封闭状态，高压腔与出气活动塞42连通，高压腔内的气体通过出气活动塞42排出。而进气活动塞33内原来开通的进气封口板61碰撞后封闭，原来处于封闭的进气封口板61开启，从而远离的高压腔内至进行出气，而可燃气体和氧气从碰撞在一起的出气活动塞42和进气活动塞33之间进入，此时，出气活动塞42由于出气转盘固定齿451的作用不能反向运动，随着原来的低压腔内的气体的充满，进气活动塞33被推动，当原来的低压腔内充满气体后，低压腔转变为高压腔，原来的高压腔转变为低压腔，在新的高压腔内点燃，氧气与可燃气体发生爆炸，进气活动塞33被推动，从而和出气活动塞42碰撞，周而复始。
[0058] 本发明的爆震发动机以低速缓慢的充气循环，点火后达到活动塞的高速的旋转。
[0059] 本发明的爆震发动机可以多个合并使用，从而输出更大的力。
