CN101737159A - 混合动力旋转活塞内燃机 - Google Patents

Abstract

一种混合动力旋转活塞内燃机，其绞盘置于前缸体和后缸体间，与前缸体和后缸体构成一个圆环柱状空腔；绞盘的一侧密封前缸体的内机油室，另一侧固定有顺时针旋转的棘轮棘齿机构；在圆环柱状空腔内均匀布置三组旋转活塞转子，每组旋转活塞转子由一个封闭活塞与一个动力活塞组成，封闭活塞固定在绞盘的凸头上，动力活塞与绞盘的凸头之间由弧形液压连接杆装置连接；缸体上的点火机构与进气口和排气口成120度角。本发明将“往复活塞内燃机”的往复直线运动，改为圆周压缩运动；彻底解决了传统内燃机自身存在的缺陷。具有热效率高、运行平稳、体积小等优点。再加上同步发电机与电动机的有机结合，可与电力混用。

Description

混合动力旋转活塞内燃机

所属技术领域

本发明涉及一种内燃机，尤其是混合动力旋转活塞内燃机。

背景技术

往复活塞式内燃机通过燃气的膨胀，带动活塞和连杆作直线往复运动，再通过曲轴，将直线运动转换成旋转运动。在直线和旋转运动的转换中，要消耗大量的功，导致热效率低。而且还带来动平衡不稳定、结构复杂等缺陷。虽然经过100多年的发展，使用了一些增压、多气门、运算控制等技术，使往复活塞式内燃机的性能得到很大改善。但由于往复活塞式内燃机自身结构的缺陷，仍然难于满足节能、平稳、小体积的要求。

发明内容

为克服上述不足，本发明提供一种混合动力旋转活塞内燃机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：混合动力旋转活塞内燃机包括燃油供应机构、润滑机构、进排气机构、点火机构、水冷装置，其绞盘3置于前缸体12和后缸体19间，与前缸体12和后缸体19构成一个圆环柱状空腔；绞盘3的一侧密封前缸体12的内机油室15，绞盘3另一侧固定有顺时针旋转的飞轮机构，飞轮机构为滚动轴承和棘轮棘爪结构；在绞盘3与前缸体12和后缸体19构成的圆环柱状空腔内，均匀布置三组旋转活塞转子，每组旋转活塞转子由一个封闭活塞4与一个动力活塞1组成，封闭活塞4固定在绞盘3的凸头上，动力活塞1与绞盘3的凸头之间由弧形液压连接杆装置2连接；在缸体上设置有进气口5和排气口6，以及点火机构26，点火机构26与进气口5和排气口6成120度角。

绞盘3的凸头与内机油室15间开有通孔，每组封闭活塞4与一个动力活塞1构成的空腔与内机油室15连通。

本发明的有益效果是：本发明结合了“往复活塞内燃机”四冲程对油气充分燃烧做功的优点，吸收“汪克尔型转子内燃机″的高速旋转运动的优点，改传统的活塞往复直线运动为活塞圆周压缩运动；集“往复活塞内燃机与汪克尔型转子内燃机”的优点于一体，同时又解决了前两款传统内燃机自身存在的缺点。本发明热效率高、运行平稳、体积小，再加上同步发电机与电动机的有机结合，可与电力混用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明活塞组结构示意图；

图2为本发明总装分解示意图。

图中1.动力活塞，2.弧形液压连接杆装置，3.绞盘，4.封闭活塞，5.进气口，6.排气口，7.风冷水箱，8.降温硅油风扇，9.压力涡轮风扇，10.空气压缩仓，11.机油箱，12.前缸体，13.电喷系统，14.燃油箱，15.内机油室，16.内燃机前飞轮，17.发电机转子，18.内燃机后飞轮，19.后缸体，20.机壳，21.发动机前飞轮，22.电动机，23.发动机后飞轮，24.变速箱，25.涡轮增压喷射风扇，26.点火机构。

具体实施方式：

绞盘3置于前缸体12和后缸体19间，与前缸体12和后缸体19构成一个圆环柱状空腔；绞盘3的一侧密封前缸体12的内机油室15，绞盘3另一侧固定有顺时针旋转的飞轮机构，飞轮机构为滚动轴承和棘轮棘爪结构；在绞盘3与前缸体12和后缸体构成的圆环柱状空腔内，均匀布置三组旋转活塞转子，每组旋转活塞转子由一个封闭活塞4与一个动力活塞1组成，封闭活塞4固定在绞盘3的凸头上，动力活塞1与绞盘3的凸头之间由弧形液压连接杆装置2连接；在缸体上设置有进气口5和排气口6，以及点火机构26，点火机构26与进气口5和排气口6成120度角。绞盘3的凸头与内机油室15间开有通孔，每组封闭活塞4与一个动力活塞1构成的空腔与内机油室15连通。

当燃气燃烧推动活塞压缩做功时，封闭活塞4与动力活塞1之间的腔体压缩，机油排回内机油室15。当动力活塞1压缩做功时，将获得的能量传给弧形液压连接杆装置2，此时，压力传感器将压力信号传给液压控制器，控制机油箱11的给油压力，从而绞盘3获得最佳旋转动量。

发电机转子17。发电机转子17通过内燃机前飞轮16和内燃机后飞轮18固定在内燃机输出轴上，内燃机前飞轮16和内燃机后飞轮18为滚动轴承和棘轮棘爪结构。它的作用是：A在高速旋转时，大质量的发电机转子17可起到平衡与稳定的作用。B将内燃机做功时绞盘3旋转的机械能转变成电能。发电机是由发电机转子17与内燃机的机壳20构成，发电机与内燃机的这种巧妙结合，大大缩小了内燃机的体积。

内燃机前飞轮16和内燃机后飞轮18，是内燃机转子与机壳20的连接体。在内燃机做功时，两飞轮与转子、总轴同步；内燃机不做功时，自动切换到备用电力系统，内燃机通过两飞轮处于静止状态，这样更能减轻电动机的运动阻力，有利于电动机的能量转换。

前缸体12和后缸体19。缸体由合金钢铸造，再精车磨而成，固定在机壳上。

机壳20。外壳20与前缸体12和后缸体19的接触面为冷却水槽，冷却水槽与风冷水箱7连通。

进气口5、排气口6、点火机构26。内燃机的高速运转，缸体与活塞的剧烈运动，能量的交替与切换都在这里发生，该部件的设计关系到内燃机性能的好坏。旋转活塞内燃机的活塞压缩的力量有限，活塞压缩能量来自空气压缩仓10的高压气。空气压缩仓10的高压气通过气管传递给机油箱11，机油箱11通过油管传递给内机油室15，再传给弧形液压连接杆装置2，直到活塞。油气的压缩能量达到油气燃烧做功的最佳压缩值，必须在空气高压仓10内完成。油气的混合靠电喷系统完成。汽门顶杆的上下运动来自绞盘3，绞盘3设置有凸轮，完成气门顶杆的上下升降，点火由点火机构完成。

空气压缩仓10与压气涡轮风扇9。电动带动发动机前飞轮21和发动机后飞轮23旋转，发动机前飞轮21和发动机后飞轮23为滚动轴承和棘轮棘爪结构，再由飞轮带动内燃机总轴做旋转运动，总轴运动带动涡轮风扇9同步运动，产生压缩空气，压缩空气通过压缩调节器及水油分离器再进入空气压缩仓10备用，当空气压缩仓10内的压力达到内燃机所能启动油气压力时内燃机自动点火启动，启动的总轴与压气涡轮风扇9完成使压缩空气进入空气压缩仓10，分气装制将压缩空气不断传输给机油箱11与电喷进气机构。当发电机所发电量充满大功率蓄电池时，控制系统自动切换，内燃机停止运动，启动电动机22做功，内燃系统进入休息状态，对保护内燃机起到决定性作用，大大延长内燃机的使用寿命。当蓄电池输出电量达到非安全值时，控制系统自动切换回启动内燃系统做功，如此完成内燃机运行周期的循环。这种双向功能决定了内燃机无论哪一种功能系统出现非毁灭性故障都可完成其工作，成为真正的混合动力内燃机。

降温硅油轴承风扇8，如内燃机是用作喷气式内燃机的话，那此风扇应改成涡轮进气风扇并与总轴同步。

变速箱24：可调节转速。

涡轮增压喷射风扇25。A、如作喷气发动机用是动力风扇。B如用作设备动力连接内燃机总轴。

内机油室15和机油箱11。机油箱11设置成圆筒形，可以压缩的活塞密封油仓。其压力转换是由机油箱11上面的气压装置完成。这种全封闭装置，奠定了此款内燃机不受水平重力的影响，内燃机可以在任意角度正常运动，但旋转内燃机的转子总轴与地球引力垂直时，是最佳角度。内机油室15和机油箱11由两根压力油管连通，回油管两端设置向着外机油室的活动密封盖，当做功冲程中的液压机油和润滑机油回到内机油室时，向着外机油室密封盖自动打开，进油管两端密封盖自动关闭，机油高速流向外机油室，在回油管靠近内机油室的管道上设置一个机油冷却器，让高温的运动机油通过回油管冷却器，冷却后回到外机油室，排气开始时，进油管两端密封盖自动打开，回油管自动关闭，机油由外机油室流向内机油室，在外机油室的出油管上也设置一个机油冷却器，让回流到外机油室的机油进一步冷却，这个机油循环系统大大增强了内燃机的工作性能和使用寿命。

空气压缩仓10与机油箱由压力气管连接。由内机油室15、机油箱11、空气压缩仓10完成机油压力转换的循环。

Claims (3)

1.一种混合动力旋转活塞内燃机，包括燃油供应机构、润滑机构、进排气机构、点火机构、水冷装置，其特征在于：绞盘(3)置于前缸体(12)和后缸体(19)间，与前缸体(12)和后缸体(19)构成一个圆环柱状空腔；绞盘(3)的一侧密封前缸体(12)的内机油室(15)，绞盘(3)另一侧固定有顺时针旋转的飞轮机构；在绞盘(3)与前缸体(12)和后缸体(19)构成的圆环柱状空腔内，均匀布置三组旋转活塞转子，每组旋转活塞转子由一个封闭活塞(4)与一个动力活塞(1)组成，封闭活塞(4)固定在绞盘(3)的凸头上，动力活塞(1)与绞盘(3)的凸头之间由弧形液压连接杆装置(2)连接；在缸体上设置有进气口(5)、排气口(6)和点火机构(26)，点火机构(26)与进气口(5)和排气口(6)成120度角。

2.根据权利要求1所述混合动力旋转活塞内燃机，其特征在于：绞盘(3)的凸头与内机油室(15)间开有通孔，每组封闭活塞(4)与一个动力活塞(1)构成的空腔与内机油室(15)连通。

3.根据权利要求1所述混合动力旋转活塞内燃机，其特征在于：飞轮机构为滚动轴承和棘轮棘爪结构。