CN100347426C - 一种全汽动式内燃机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全汽动式内燃机，它包括两个系统：燃烧系统和机械动力系统，机械动力系统包括涡轮和涡轮轴承；燃烧系统主要包括两个主气缸和辅助装置，辅助装置包括两个辅助气缸、巨型弹簧、强力杠杆和高压气道；主气缸通过高压气道与其中一个辅助气缸相通，另一个主气缸也通过高压气道与另一个辅助气缸相通；主气缸的外壳顶部侧边有一个高压喷嘴，高压喷嘴与涡轮相通；活塞上端有一协调卡，协调卡与强力杠杆相连，强力杠杆与巨型弹簧相连，巨型弹簧由钢架固定，强力杠杆还与辅助气缸的活塞相连。本发明采用内燃机的燃烧方式和燃气轮机的机械动力方式，不仅燃烧效率高，结构简单，成本低，可靠性高，而且操作简单可靠，同时维修保养方便。
Description
技术领域
本发明属于内燃机领域，尤其涉及一种全汽动式内燃机。
背景技术
现有的内燃机一般为多气缸四冲程发动机，它一般含有变速器。变速器的作用是在发动机输出一定的功率下，调整力矩和速度的比例。目前变速器仍然采用有级调速的方式。
目前内燃机有如下几个缺点：
1.燃烧效率不高：当油气混合体爆燃后，高压气团开始作功，活塞运动到气缸底部时，热气团就不能作功了；
2.操作很复杂：必须同时控制变速器的档和发动机的油门，当变速器的档和发动机的油门不匹配时，就会有巨大的功率浪费；
3.结构较为复杂，工艺要求高，辅助系统较多，摩擦系数大，整个系统笨重且工作效率不高，成本较昂贵，维修保养困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全汽动式内燃机，它采用内燃机的燃烧方式和燃气轮机的机械动力方式相结合，不仅燃烧效率高，结构简单，成本低，可靠性高，而且操作简单可靠，同时维修保养方便。
包括现有内燃机在内的所有发动机的基本原理都是一样的，必须有燃烧室，油气混合体在爆燃时推动机械装置作功。现有内燃机的气缸是很有效的燃烧室，油气混合体燃烧充分且稳定，它的排气进气方式简单有效，全汽动式内燃机采用了这一种燃烧室方式燃烧，但所推动的机械方式则类似燃气轮机，所以全汽动式内燃机无须变速器或者说涡轮本身具有一种连续无级档变速器作用。
本发明的全汽动式内燃机包括两个系统：燃烧系统和机械动力系统，其特征在于：
所述机械动力系统包括涡轮和涡轮轴承，涡轮套着涡轮轴承，涡轮内有涡轮叶片，涡轮叶片旋转后带动涡轮轴承旋转；
所述燃烧系统包括左燃烧系统和右燃烧系统；
所述左燃烧系统主要由左主气缸和左辅助装置构成；
所述左主气缸由左外壳和左活塞构成，左外壳顶部侧边设有与涡轮相通的左高压喷咀，左外壳的底部设有左电火花塞；
所述左辅助装置由左辅助气缸、左巨型弹簧、左强力杠杆构成，左巨型弹簧一端由钢架固定，左巨型弹簧的另端与左强力杠杆相连，左强力杠杆与左主气缸的活塞和左辅助气缸的活塞相连；
所述左强力杠杆与左主气缸的活塞间设有左协调卡；
所述右燃烧系统的结构组成及与涡轮的连接关系与左燃烧系统完全相同；
所述左主气缸通过第一高压气道与右辅助气缸相通，所述右主气缸通过第二高压气道与左辅助气缸相通。
本发明全汽动式内燃机的工作原理是：两个主气缸是采用互动形式工作的，当一个主气缸工作时，另一个主气缸完成排气吸气工作。即：当左主气缸充满油气时，左协调卡掐住左强力杠杆；当左主气缸油气爆燃后，左协调卡松开左强力杠杆。同样，当右主气缸充满油气时，右协调卡掐住右强力杠杆；当右主气缸油气爆燃后，右协调卡松开右强力杠杆。左电火花塞只有在左主气缸充满油气和右主气缸排完废气后才点火，或右电火花塞在右主气缸充满油气和左主气缸排完废气后才点火。燃烧系统的左、右辅助装置的作用是帮助左、右主气缸完成互助，使左、右主气缸完成排气吸气。机械动力系统作用是将高速热气流转化为连续的机械转动。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1.燃烧效率高：由于本发明是采用气缸式燃烧，所以燃烧稳定、充分，效率高；
2.操作简单：没有变速器，不用同时控制变速器和发动机油门；
3.结构简单，轴助系统不多，成本较便宜，维修保养方便。
附图说明
图1是本发明的全汽动式内燃机的结构示意图。
图中：1-涡轮 2-涡轮轴承 3-涡轮叶片 4a-左主气缸5a-左辅助气缸 6a-左巨型弹簧 7a-左强力杠杆 8a-左高压喷嘴 9a-第一高压气道 10a-左协调卡 11-钢架 4-1a左外壳4-2a左活塞 4-3a左电火花塞 4b-右主气缸 5b-右辅助气缸6b-右巨型弹簧 7b-右强力杠杆 8b-右高压喷嘴 9b-第二高压气道 10b-右协调卡 4-1b右外壳 4-2b右活塞 4-3b右电火花塞
具体实施方式
实施例：为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
如图1所示，本发明的全汽动式内燃机包括两个系统：燃烧系统和机械动力系统。
机械动力系统包括涡轮1和涡轮轴承2，涡轮1套着涡轮轴承2，涡轮1内有涡轮叶片3，涡轮叶片3旋转后带动涡轮轴承2旋转。
燃烧系统包括左燃烧系统和右燃烧系统，左燃烧系统主要包括：左主气缸4a和左辅助装置，左辅助装置包括左辅助气缸5a、左巨型弹簧6a、左强力杠杆7a。
左主气缸4a由左外壳4-1a和左活塞4-2a构成，左外壳4-1a的底部设有左电火花塞4-3a，左外壳4-1a顶部侧边有左高压喷嘴8a，左高压喷嘴8a与涡轮1相通；左活塞4-2a上端通过左协调卡10a与左强力杠杆7a相连，左强力杠杆7a与左巨型弹簧6a相连，左巨型弹簧6a由钢架11固定，左强力杠杆7a还与左辅助气缸5a的活塞相连。当左主气缸4a充满油气时，左协调卡10a掐住左强力杠杆7a；在右主气缸4b排完废气的时，左主气缸4a内的油气被左电火花塞4-3a点爆燃烧，左协调卡10a松开左强力杠杆7a。
右燃烧系统与左燃烧系统的组成结构相同，主要包括：右主气缸4b和右辅助装置。右辅助装置包括右辅助气缸5b、右巨型弹簧6b、右强力杠杆7b，右主气缸4b由右外壳4-1b和右活塞4-2b构成，右外壳4-1b的底部设有右电火花塞4-3b，右外壳4-1b顶部侧边有右高压喷嘴8b，右高压喷嘴8b与涡轮1相通；右活塞4-2b上端通过右协调卡10b与右强力杠杆7b相连，右强力杠杆7b与右巨型弹簧6b相连，右巨型弹簧6b由钢架11固定，右强力杠杆7b还与右辅助气缸5b的活塞相连。
左燃烧系统的左主气缸4a通过第一高压气道9a与右燃烧系统的右辅助气缸5b相通，右燃烧系统的右主气缸4b通过第二高压气道9b与左燃烧系统的左辅助气缸5a相通。
燃烧系统的作用是让油气混合体爆燃产生高压气体，再让高压气体作功产生动力来源。
本发明全汽动式内燃机的左右燃烧系统交替运行：两个主气缸是采用互动形式工作的，当左主气缸工作时，右主气缸完成排气吸气工作。当右主气缸工作时，左主气缸完成排气吸气工作。
左、右主气缸4a、4b工作方式是这样的：左活塞4-2a从左主气缸4a底部向顶端运动，油气混合体被吸入左主气缸4a，当左活塞4-2a运动到左主气缸4a顶端时，左活塞4-2a停止运动，左主气缸4a内充满油气混合体并被点燃，这样高温高压气体从左高压喷嘴8a作加速运动喷出，此时左主气缸4a内充满废气，左活塞4-2a开始从顶部向下运动，废气排出，当左活塞4-2a运动到左主气缸4a底部时，左主气缸4a完成了一次燃烧过程。
右主气缸4b的工作方式与左主气缸4a的工作方式相同。但左、右主气缸4a、4b是交替运行的，也就是说：左电火花塞4-3a只有在左主气缸4a充满油气、右主气缸4b排完废气后才点火。
左、右辅助气缸5a、5b工作原理是这样的：当左主气缸4a工作时，高压气流通过第一高压气道9a进入右辅助气缸5b。右辅助气缸5b中的活塞从底部向上运动。活塞推动右强力杠杆7b向上运动，推动右巨型弹簧6b向上运动，右巨型弹簧6b作压缩运动。同时右强力杠杆7b推动右主气缸4b的活塞向上运动，油气混合体吸入右主气缸4b。当左主气缸4a内高压气体喷出后，右主气缸4b的活塞运动后停止在右主气缸4b的顶端，这时右主气缸4b内充满油气混合体，右辅助装置5b的第一阶段工作完成。此时，高压气流通过第二高压气道9b进入左辅助气缸5a。当右主气缸4b完成一次作功后，右主气缸4b内是低压废气，这时右主气缸4b上方的右巨型弹簧6b作扩张运动，推动右主气缸4b的活塞向下运动，同时废气排出。当右主气缸4b中的活塞运动到右主气缸4b的底端时，右主气缸4b上方的右巨型弹簧6b停止运动，这时左辅助气缸5a的第二阶段工作完成。左、右辅助气缸5a、5b分别服务于各自的左、右主气缸4a、4b，其工作过程是连续的和相互交替的。
当高速气流通过左、右高压喷嘴8a、8b进入涡轮叶片3间后，气流开始减速，气流推动涡轮叶片3及涡轮1。当涡轮1作机械转动时，涡轮轴承2输出连续的机械转动。涡轮1增压不仅极易实现而且效果很好，压缩比最少可达1/3以上。
由于全汽动式内燃机采用目前内燃机的燃烧方式和燃气轮机的机械动力方式，因此不仅燃烧效率高，结构简单，成本低，可靠性高，而且操作简单可靠，同时维修保养方便。
Claims (1)
1、一种全汽动式内燃机，包括两个系统：燃烧系统和机械动力系统，其特征在于：
所述机械动力系统包括涡轮和涡轮轴承，涡轮套着涡轮轴承，涡轮内有涡轮叶片；
所述燃烧系统包括左燃烧系统和右燃烧系统；
所述左燃烧系统主要由左主气缸和左辅助装置构成；
所述左辅助装置由左辅助气缸、左巨型弹簧、左强力杠杆构成，左巨型弹簧一端由钢架固定，左巨型弹簧的另端与左强力杠杆相连，左强力杠杆与左主气缸的活塞和左辅助气缸的活塞相连；
所述左主气缸由左外壳和左活塞构成，左外壳顶部侧边设有与涡轮相通的左高压喷咀，左外壳的底部设有左电火花塞；
所述左强力杠杆与左主气缸的活塞间设有左协调卡；
所述右燃烧系统的结构组成及与涡轮的连接关系与左燃烧系统完全相同；
所述左主气缸通过第一高压气道与右辅助气缸相通，所述右主气缸通过第二高压气道与左辅助气缸相通。
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