CN101571070B - 涡轮冲程内燃发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡轮冲程内燃发动机，包括机体外壳(1)、缸体(4)，(5)、缸头(6)、传动构件、连接构件及油、水、气供应及排气管道，其特征在于：机体外壳内设有二个对称的半机体，两个半机体经主轴(28)连接，半机体下侧设有与主轴平行的辅轴(35)，辅轴上键合有一与主轴大齿轮(12)啮合的中齿轮(30)和一个与弧形棘齿轮(8)啮合的小齿轮(32)，主、辅轴通过轴承(25)、(33)与机体外壳套接，辅轴外端与起动电机(36)相连，本发明提高了能量转换率，比现有曲轴发动机提高一倍以上达60％，减少了环境污染，运行平稳，提高了发动机使用寿命，增大了功率与机体体积的比值。

Description

涡轮冲程内燃发动机

技术领域

本发明涉及一种发动机，尤其是一种涡轮冲程内燃发动机。

背景技术

虽然目前使用的发动机种类较多，但使用最多、最普遍的仍然是曲轴冲程发动机，该机存在着耗能高，能量转换率仅30％左右，这是因为活塞运动到下止点时就要排气，此时缸体内气压还较大，温度高达300-400℃，有近50％的能量和燃料作为废气排出，既影响能量转换成有效功，又能严重影响环境。同时曲轴冲程发动机功率与机体体积比值较小，即同体积的曲轴冲程发动机与同体积的燃油涡轮发动机相比，功率要小得多，重量要大得多，加之其曲轴运动，发动机会高频率上下抖动，影响发动机平稳运行，加快各部件磨损，影响发动机使用寿命。而目前使用的涡轮喷气发动机和涡轮喷火发动机虽然功率大，功率与体积比值大，运行较平稳，但其能量转换率低，仅为20％左右。因而如何充分利用上述二种发动机的优点，而克服它们的缺点成了人们关注的研究课题，到目前为止，尚未见有上述二者相结合的新型发动机问世。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能量转换率高，污染物排放少，运行平稳，使用寿命长的涡轮冲程内燃发动机。本发明的目的通过下述技术方案来实现：本发明包括机体外壳、缸体、缸头、传动构件、连接构件及油、水、气供应及排气管道，其特征在于机体外壳内设有二个对称的半机体，两个半机体经主轴连接，半机体下侧设有与主轴平行的辅轴，辅轴上键合有一与主轴大齿轮啮合的中齿轮和一个与弧形棘齿轮啮合的小齿轮，主、辅轴通过轴承与机体外壳套接，辅轴外端与起动电机相连。

所说的半机体包括涡轮锥体及其端口部的内圆盘钢板，内圆盘钢板和涡轮锥体通过轴瓦与主轴套接，涡轮锥体内设有内棘轮并与主轴键合，涡轮锥体内侧设有的棘齿与棘轮啮合，涡轮锥体外侧分别键合有外棘轮，弧形棘轮和四合轮，并通过轴承与大齿轮套接，大齿轮上设有供水凸和供油凸，并与锥体外侧设有的供油管、供水管上的注射泵相触离，与供油管、供水管并行排列的还有供气管和排气管，进排气管内设有钢珠连串，弹簧和推杆通过壳体上的凸推动控制供排气，外棘轮及弧形棘轮上的棘齿槽分别与机体外壳上设有的棘爪及辅轴上小齿轮齿啮合，外缸体内设有与其相适应的半圆形内缸套，内缸套内设有缸头，内外缸套与缸头通过螺栓固接成一体，内缸套口部为

形，以便与另一侧内缸套呈

形套口相互交搭。

必要时外缸体外侧设有外箍圈与外缸体外侧固定连接。

所说的四盒轮为一内分为四个环形格的中继体，其四个格分别与供给缸头的供油、供水、供气和排气管相连，四盒轮外端设有密封环并与四盒轮盖相套接，四盒轮盖与机体外壳固接，四盒轮盖上设有4个孔，分别与供油、供水、供气管和排气管连接。四合轮就是一个油、气、水中转站。在四合轮的不同隔仓内注射油、水，这样就不会对四合轮产生压力。

所说的缸头为一与内缸体弧度相一致的缸头，即缸头一侧长一些，另一侧短一些。内侧活塞体半径大于外侧活塞体半径，其塞沟内装配有油环、汽环，其盖靠内缸套壁面有排气孔、进气孔、供油孔、供水孔在涡叶方，左右两个半机体内的缸头交叉排列，且是一侧缸盖与另一侧涡叶相近。运行时首先启动电机，带动小齿轮并通过弧形棘状齿轮推动涡轮启动。

本发明充分利用了曲轴缸体工作一定时间后，运行到下止点时缸内尚存有3-4个大气压及300-400℃的温度，加入水雾化后使之增大几十倍的压力，通过这些二次压力爆发来推动两个半机体再转动一段，既充分利用了燃料提高了能量转换，又减少了废气排放，并巧妙利用矩心与力偶的关系，即轴心与缸头距离越远，越省力，功力就越大，本发明将冲程发动机与涡轮发动机巧妙结合为一体，通过二个半机体交互推进，避免发动机上下高频率抖动，使发动机平稳运行，减少了对部件的磨损，大大提高了发动机寿命。与现有技术相比，本发明有以下优点：一是大大提高了能量转换率，与现有曲轴发动机提高一倍以上达60％；二是减少了环境污染；三是运行平稳，提高了发动机使用寿命；四是增大了功率与机体体积的比值，即同样体积的发动机功率增大至数倍。

附图说明

图1为本实用新型半机结构示意图；

图2为本实用新型缸头结构示意图；

图3为本实用新型供气管结构示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明包括机体外壳1、缸体4，5、缸头6、传动构件连接构件及油、水、气供应管及排气管道，其特征在于机体外壳内设有二个对称的半机体，两个半机体经主轴28连接，半机体下侧设有与主轴平行的辅轴35，辅轴上通过键37、38键合有一与主轴大齿轮12啮合的中齿轮31和一个与弧形棘齿轮8啮合的小齿轮32，所说的弧形棘齿轮即分段设有齿段，齿段多少依据缸头数而定，如四个缸头为四段，八个缸头为八段，依次类推，主、辅轴通过轴承25、33与机体外壳套接，辅轴外端通过皮带轮34和离合器与起动电机36相连。所说的半机体包括涡轮锥体26及其端口部的内圆盘钢板9，内圆盘钢板和涡轮锥体通过轴瓦27、29与主轴套接，涡轮锥体内设有内棘轮17并与主轴键30键合，涡轮锥体内侧设有的棘齿11，涡轮锥体外侧通过键10、15、24分别键合有外棘轮7，弧形棘轮8和四合轮17，并通过轴承16与大齿轮12套接，大齿轮上设有供水凸13和供油凸14，并与锥体外侧设有的供油管、供水管上的注射泵相触离，外棘轮与机体外壳上设有的棘爪2啮合，弧形棘轮上的棘齿与小齿轮啮合，外缸体外侧设有外箍圈3与外缸体固定连接，外缸体4内设有与之相适应的半圆形内缸套5，内缸套内设有缸头6，内外缸套与缸头通过螺栓固接成一体，内缸套口部为

形即两侧为直形，中部为斜线形，以便与另一侧内缸套呈

形套口相互交搭。所说的四盒轮为一内分为四个环形格的中继站，即排气仓19、供水仓20、进气仓21、供油仓22，其四个格分别与供给缸头的供油、供水、供气和排气管相连，四盒轮外端设有密封环并与四盒轮盖23相套接，四盒轮盖与机体外壳固接，四盒轮盖上设有4个孔，分别与供油、供气、供水和排气管相连，所说的缸头为一与内缸体弧度相一致的缸头，即一侧长一些，另一侧短一些。内侧活塞体半径大于外侧活塞体半径，其塞沟内装配有油环、气环，把气环、油环装上后，内外一样大小，缸头由盖42和涡叶39经连接片和螺栓40连接为一体，其盖靠内缸套壁面有排气门41、进气门43、供油孔。供水孔设在涡叶上，进排气门与进排气管相连，进排气管内设有弹簧45、钢珠46连串和推杆44推动气门，推杆与设于外壳上的凸柱相触离。组装时左右两个半机体内的缸头交叉排列，且是一侧缸盖与另一侧涡叶相近，同时，安装时注意两个半机体处的弧形棘轮呈等距离交叉排列，以保证机体正常运行。

Claims (4)

1.一种涡轮冲程内燃发动机，包括机体外壳(1)、缸体(4，5)、缸头(6)、传动构件、连接构件及油、水、气供应及排气管道，机体外壳内设有二个对称的半机体，两个半机体经主轴(28)连接，半机体下侧设有与主轴平行的辅轴(35)，辅轴上键合有一与主轴大齿轮(12)啮合的中齿轮(31)和一个与弧形棘齿轮(8)啮合的小齿轮(32)，主、辅轴通过第一轴承(25)、第二轴承(33)与机体外壳套接，辅轴外端与起动电机(36)相连，其特征在于：所说的半机体包括涡轮锥体(26)及其端口部的内圆盘钢板(9)，内圆盘钢板和涡轮锥体通过轴(27、29)与主轴套接，涡轮锥体内设有内棘轮(17)并与主轴键(30)键合，涡轮锥体内侧设有的棘齿(11)与棘轮啮合，涡轮锥体外侧分别键合有外棘轮(7)，弧形棘轮(8)和四盒轮(18)，并通过第三轴承(16)与大齿轮(12)套接，大齿轮上设有供水凸(13)和供油凸(14)，并与锥体外侧设有的供油管、供水管上的注射泵相触离，与供油管、供水管并行排列的还有供气管和排气管，进排气管内设有钢珠连串，弹簧和推杆通过壳体上的凸推动控制供排气，外棘轮及弧形棘轮上的棘齿槽分别与机体外壳上设有的棘爪(2)及辅轴上小齿轮齿啮合，外缸体(4)内设有与其相适应的半圆形内缸套(5)，内缸套内设有缸头(6)，内外缸套与缸头通过螺栓固接成一体，内缸套口部为 

形，以便与另一侧内缸套呈 

形套口相互交搭。

2.根据权利要求1所述的一种涡轮冲程内燃发动机，其特征在于：外缸体外侧设有外箍圈(3)与外缸体(4)外侧固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种涡轮冲程内燃发动机，其特征在于：所说的四盒轮(18)为一内分为四个环形格的中继体，其四个格分别与供给缸头的供油、供水、供气和排气管相连，四盒轮外端设有密封环并与四盒轮盖(23)相套接，四盒轮盖与机体外壳固接，四盒轮盖上设有4个孔，分别与供油、供水、供气管和排气管连接。

4.根据权利要求1所述的一种涡轮冲程内燃发动机，其特征在于：所说的缸头(6)由缸盖(42)和涡叶(39)经连接片和螺栓(40)连接为一体，缸头为一与内缸体弧度相一致的缸体，内侧活塞体半径大于外侧活塞体半径，其塞沟内装配有油环、汽环，其盖靠内缸套壁面有排气门、进气门、供油门，供水孔在涡叶方，左右两个半机体内的缸头交叉排列，且一侧缸盖与另一侧涡叶相近。 

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