首页 / 专利库 / 物理 / 加速 / 向心加速度 / 旋转气缸内燃机

旋转气缸内燃机

阅读:579发布:2020-05-22

专利汇可以提供旋转气缸内燃机专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种旋转 气缸 内燃机 ,属于 发动机 类,它由 气缸体 ,中空轴、 飞轮 、 超越 离合器 组成。气缸体内放射形排列四个气缸, 活塞 在燃气推动下作径向向心运动,由于离心 力 和科氏 加速 度的作用,活塞向心运动的速度逐渐减小,而气缸体转速升高,驱动飞轮加速旋转。这样,活塞就把燃气对它所作的功转移到气缸体上,使活塞的往复直线运动转换成气缸体的旋转运动,并通气缸体把大部分 能量 经超越离合器输送到飞轮上进行作功。,下面是旋转气缸内燃机专利的具体信息内容。

1、一种由气缸体、中空轴、汇流环、机架凸缘、超越离合器飞轮、飞轮轴、高压燃油泵、电动机和发电机组成的旋转气缸内燃机,其特征在于,气缸体(3)是圆盘形回转体,在其内部分布有轴对称放射形排列的4个气缸,气缸上装有水冷式缸套(36),活塞(12)装在缸套内,气缸体一侧端面上装有一套馈电滑环(10),并对称分布4个进气口(19),在气缸体与中空轴(2)的配合处构成对称的两个燃油集流腔(29)和两个对称的冷却水集流腔(21)(30),气缸体内装有电子控制电路
中空轴(2)为一端中空,一端实心,实心端与交流异步电机(5)、超越离合器(6)连接,中空端的中心和四槽芯轴(17)配合,组成4个对称通道,在与汇流环配合处有三个不同位置的径向通孔,与气缸体配合处有4个径向通孔,分别与缸体集流腔(21)(29)(30)相通;
汇流环(1)中间有环槽,与中空轴配合构成汇流环内腔(15),并分别与中空轴径向通孔(16)、外管路(18)相通;
机架凸缘(13),是圆环形凸台,安装在与气缸体端面相对的机架上,并与缸体端面保持很小的间隙,构成一半封闭空气室(14);
超越离合器(6),采用滚柱超越离合器,安装在中空轴和飞轮轴连接处;
飞轮(7),是圆盘形结构,安装在飞轮轴上;
高压燃油泵(23),它与两个燃油集流腔(29)相通,并由高压油管(31)与电磁喷油咀(25)连通,在高压油管中装有恒压
2、根据权利要求1所述的内燃机,其特征在于,气缸体(3)内的活塞(12)底面与气缸底部构成压缩气室(28),顶部与缸套和气缸盖(20)构成燃烧室(26),燃烧室两侧分别与排气阀(34)和扫气阀(32)相通,排气阀和扫气阀的阀杆分别穿过缸壁与电磁构件(33)连接,气缸体上装有电动水泵,气缸盖(20)用螺栓固定在气缸头上,气缸盖上装有电磁喷油咀(25)和火花塞(27)。

说明书全文

发明属于发动机类:

目前内燃机包括活塞式内燃机、燃气轮机、复合式发动机和喷气式发动机。活塞式内燃机应用范围很广泛,根据活塞运动方式不同分为往复活塞式及旋转活塞式。往复活塞式内燃机气缸为圆筒形,活塞在气缸中作直线往复运动;旋转活塞式内燃机的活塞作为转子,在特定型面气缸内烧转轴作旋转运动,它是近年来新发展的机型,虽然该机型结构简单、体积小、振动小、重量轻、运动平稳,但它的经济性差、低速动性差和起动性差。而往复活塞式内燃机,体积大、结构复杂、振动大、噪音大。

本发明的目的是针对现有内燃机存在的缺陷和不足,提出一种新型的旋转气缸内燃机。这种内燃机主要由旋转气缸体、中空轴及中空轴上的三相异步电动机飞轮和飞轮轴上的三相交流发电机,连接中空轴和飞轮轴的超越离合器组成。它的作用原理是:当气缸体和飞轮都以额定转速同速旋转时,电子控制电路开启电磁喷油咀,向燃烧室喷射燃油,同时火花塞接通高压电点火,引燃油气混合气,活塞在燃气推动下作径向向心运动,压缩压缩气室内的空气。同时,由于离心力和科氏加速度的作用,活塞向心运动的速度逐渐减小,而气缸体转速升高,超越离合器接合,驱动飞轮加速旋转,这样活塞就把燃气对它所作的功转移到气缸体上,使活塞的往复直线运动转换成气缸体的旋转运动,并通过气缸体把大部分能量经超越离合器输送到飞轮上,进行作功。

本发明是这样实现的:它由气缸体(3)、中空轴(2)、汇流环(1)、机架凸缘(13)、超越离合器(6)、飞轮(7)、高压燃油(23)、活塞(12)、电动机和发电机组成。

气缸体(3)是旋转气缸内燃机的主要能量转换机构,由它把活塞的往复直线运动转换成气缸体的旋转运动。如图2所示,气缸体是圆盘形回转体,在其内部分布有轴对称放射形排列的4个气缸,缸体端面上装有一套馈电滑环(10),由它为缸体上的电子控制电路提供电源。气缸盖(20)用螺栓固定在气缸头上,缸盖上装有电磁喷油咀(25)和火花塞(27)。

气缸体内与工作气体有关的结构:气缸体内的气缸类似普通内燃机,冷式缸套(36)装在气缸内,活塞(12)在气缸套(36)内可作往复运动,由活塞底部与气缸底部构成压缩气室(28),由活塞顶部与气缸套、气缸盖共同构成燃烧室(26),燃烧室两侧分别与排气(34)和扫气阀(32)相通,排气阀和扫气阀的阀杆分别穿过缸壁与各自的电磁构件(33)连接。气缸体一侧端面上对称分布4个进气口(19),空气从进气口进入气缸体,通过进气管道到电磁进气阀(22),在进气阀开启时,空气又经管道进入压缩气室(28),经压缩的空气通过管道(24)进入扫气阀(32)。燃烧后的废气通过排气阀(34)、排气管(35),从气缸体边缘排出。

气缸体内与燃油供给有关的结构:在缸体与中空轴(2)的过盈配合处形成对称的两个燃油集流腔(29),由管道把集流腔和高压燃油泵(23)接通,由高压燃油泵产生的高压 燃油,经高压油管(31)与电磁喷油咀(25)连通,在高压油管中装有恒压阀。

气缸体内与冷却水循环有关的结构:在缸体和中空轴过盈配合处构成两个对称的冷却水集流腔(21)和(30),进入缸体的冷却水进入集流腔(30),再经管道通入电动水泵,泵出的水流经缸体内各冷却水道后进入集流腔(21),并通过中空轴经向通孔由中空轴上的轴向槽流出缸体,完成水冷却循环。

气缸体内安装电子控制电路,由馈电滑环(10)提供电源,并通过安装在同一侧端面上的环形天线(11)与机架上的环形天线相耦合,和外控制电路相互传递信息。

中空轴(2)支持缸体,传递扭矩,同时,作为燃油和冷却水的通道,把燃油通入缸体内,使冷却水能够在缸体与散热器之间循环。如图5所示,中空轴的一端为中空,另一端为实心,实心端主要传递扭矩,与交流异步电机(5)、超越离合器(6)相连接。中空端是作为燃油和冷却水的通道,中空端中心加工出一深孔,孔内由四槽芯轴(17)与孔过盈配合构成4个对称的轴向通道,中空端分三个不同位置加工出径向通孔(16),与汇流环(1)配合,在中空轴中部安装缸体(3)的位置有4个径向通孔,分别与缸体集流腔(21)(29)(30)相通。

汇流环(1)是内燃机工作流体的外管路与中空轴内管路的连通元件。高速旋转的中空轴上的径向通孔(16)与汇流环内腔(15)连通,保证在中空轴高速旋转的情况下,工作流体能在两构件中流动畅通。如图4所示,汇流环中间有环槽,汇流环内孔与中空轴配合,形成汇流环内腔(15),外管路(18)与汇流环内腔(15)相通。

如图1所示,机架凸缘与气缸体的端面保持很小的间隙,由凸缘、气缸体端面和机架共同构成一半封闭空气室(14),空气由机架上的进气管进入空气室。

超越离合器(6),如图1所示,是联接中空轴和飞轮轴的离合器,它采用滚柱超越离合器,当中空轴转速高于飞轮轴时,超越离合器接合中空轴和飞轮轴,当中空轴转速低于飞轮轴时,超越离合器使中空轴与飞轮轴脱离,从而起到单向传递能量的作用。

高压燃油泵(23),如图2所示,它与两个燃油集流腔(29)相通,并由高压油管(31)与电磁喷油咀(25)连通,在高压油管中装有恒压阀。

飞轮(7)是圆盘形结构,安装在飞轮轴上。

旋转气缸内燃机主要件的装配关系是:气缸体(3)汇流环(1)和交流异步电动机(5)安装在中空轴(2)上,启动直流电机(4)通过齿轮啮合与中空轴连接,飞轮(7)和三相交流发电机(8)安装在飞轮轴上,飞轮轴和中空轴在同一条轴线上,中空轴和飞轮轴由超越离合器(6)连接。

旋转气缸内燃机以循环方式作功,其每个循环包括4个步骤:

第一步    电控点火:缸体(3)和飞轮(7)都以相同额定转速旋转,此时,电子控制电路开启,电磁喷油咀(25)向燃烧室(26)喷射燃油,同时火花塞(27)接通高压电点火,引燃油气混合气。

第二步    作功冲程:活塞(12)在燃气推动下作径向向心运动,压缩压缩气室(28)内的空气,同时,由于离心力和科氏加速度的作用,活塞向心运动的速度逐渐减小,而缸体(3)转速升高,超越离合器(6)接合,驱动飞轮加速旋转,这样,活塞就把燃气对它所作的功转移到缸体上,并通过缸体把大部分能量经超越离合器输送到飞轮(7)。

第三步    换气冲程:活塞(12)作径向向心运动到速度为零时,电子控制电路先后开启排气阀(34)、扫气阀(32),对燃烧室换气。然后关闭排气阀、扫气阀,开启进气阀(22),此时,活塞由于离心力的作用开始作径向离心运动,压缩燃烧室内空气,同时通过进气阀把新鲜空气吸进压缩室(28)内。

活塞作离心运动,由于科氏加速度的存在,导致缸体转速下降,超越离合器脱开。

第四步    回馈增速:活塞作径向离心运动到达径向极限位置时,也就是燃烧室内气体达到最大压缩比时,电子控制电路把三相异步电动机(5)接入三相交流发电机(8)的电网中,加速缸体(3),使缸体转速增至与飞轮(7)转速相同,然后电子控制电路切断三相异步电动机(5)的电源,并闭进气阀(22)。

至此,一个工作循环完成,下一个循环将继续重复以上四个过程。

本发明与现有技术比较,体积小、结构简单、重量轻、运动平稳、噪音小、经济可靠。

附图简要说明:

图1、旋转气缸内燃机装配示意图;

图2、旋转气缸结构图;

图3、旋转气缸体内气缸活塞放大图;

图4、汇流环与中空轴配合的结构图;

图5、中空轴结构图;

图6、图7、图8、中空轴移出剖面图。

在图中:1、汇流环,2、中空轴、3、气缸体,4、启动直流电机,5、交流异步电动机,6、超越离合器,7、飞轮,8、三相交流发电机,9、机架,10、馈电滑环,11、环形天线,12、活塞,13、机架凸缘,14、半封闭空气室,15、汇流环内腔,16、中空轴径向通孔,17、四槽芯轴,18、外管路,19、进气口,20、气缸盖,21、冷却水集流腔,22、进气阀,23、高压燃油泵,24、通气管道,25、电磁喷油咀,26、燃烧室,27、火花塞,28、压缩气室,29、燃油集流腔,30、冷却水集流腔,31、高压油管,32、扫气阀,33、电磁构件,34、排气阀,35、排气管,36、气缸套。

图中相同符号表示同一构件。

高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈