CN101956606A - 辐流式涡轮发动机 - Google Patents

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CN101956606A CN2010102805238A CN201010280523A CN101956606A CN 101956606 A CN101956606 A CN 101956606A CN 2010102805238 A CN2010102805238 A CN 2010102805238A CN 201010280523 A CN201010280523 A CN 201010280523A CN 101956606 A CN101956606 A CN 101956606A
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本发明涉及一种辐流式涡轮发动机。包含(1)压气机(2)发火器(3)涡轮(4)集气器,压气机经发火器进通气柱塞泵送到燃烧室高压高温空气与喷入燃油,燃烧产生高温高压气流经燃气柱塞泵桶副喷咀气流与注水器喷雾一同喷射涡轮双面叶片上膨胀与集气器筛选高压部分喷射涡轮叶片低于风压排出机体,使热能变为机械能连续作功。几十几百几千几万马力自成系列转速2000-6000转/分。一机用汽油柴油煤油酒精可燃气体,1/3用燃油2/3用水作燃料同样燃油消耗辐流式涡轮发动机动力≥活塞式内燃机三倍至四倍。有害气体零排放低碳低噪音。排出废气≤环境温度根治温室气体排放。电与气压启动。全面替代活塞往复内燃机所占领航空、航海、陆路交通、农业国防所有领域。

Description

辐流式涡轮发动机
1.技术领域
本发明涉及一种辐流式涡轮发动机。
2.背景技术
汽车构造上册,吉林工业大学汽车教研室编,人民交通出版社1976年,2月第一版。四行程柴油机工作原理。发动机总体构造8-10页,发动机性能主要指标和特性12页。内燃机理论与设计下册,吉林工业大学内燃机教研室编,1977年7月北京第一版第七章活塞组第1-23页压气机活塞161与发火器柱塞头部71第三节活塞销和活塞销座第33-41页,压气机活塞销162与活塞销座发火器滑动托架短圆柱15,20,42,48,第三节活塞环第42-63页压气机活塞环与发火器柱塞环175,176,177,178,第八章连杆曲轴组件,第一节连杆组件设计第67页-79页压气机连杆组件163,第二节曲轴设计第79-93页,压气机曲轴165组件,第三节轴承设计第93页-113页压气机轴承,第四节飞轮的设计第一~三章第128页~132页,辐流式涡轮发动机涡轮385-387,第六节曲柄连杆机构惯性力的平衡,第146页~157页压气机气缸排列型式134,135,136,137,138,139,140,第九章机体与气缸盖,第158页~206页,压气机缸体164,涡轮外壳141,143,发火器外壳6,进通气柱塞泵36,燃气柱塞泵34全部构造思考。第十章配气机构第209页~258页,发火器进通气柱塞泵36,燃气柱塞泵34机械传动与尺寸界限构思,第十一章内燃机的燃料供给,第一节262页~277页,注水器2A/2B的组件构思及工作思考。第二节~第五节第278页~322页压气机燃料供给系图53全部组件。第十二章,内燃机的润滑,冷却与启动,第323页~344页,压气机与发火器,涡轮,润滑,冷却与启动构件图49构思要素。热机学下册1959年3月第一版,上海市印刷五厂,第三编汽轮机第183页~255页,辐流式涡轮发动机全部构思及结构构件图1,工程热力学与机器学,上册,1957年3月科学技术出版社出版第八章气体循环132页~202页,可燃混合气燃烧时与水蒸气作功的理论以据,工程热力学与机器学下册1957年3版科学出版社出版第336页~350页,涡轮与叶片图66,图67,图68,391,416,与喷嘴396,121,74,构造型式与工作方式的理论以据,机械设计手册上册1971年6月北京第一版第一章常用数据和公式3~74页,具体实施方法的数据与换算,第三篇公差配合与表面光洁度度331~383具体实施方法公差配合,表面光洁度选择,第二篇材料,211~250具体实施方法材料选择,第二章滚动轴承459~474页,具体实施方法滚动轴承选择,机械设计手册中册,第六篇机械传动28~213页具体实施方法齿轮传动及轴的选择,第八篇弹簧360~395页具体实施方法弹簧与材料选择。
3.发明内容
3.1要解决的技术问题
辐流式涡轮发动机图1是热机家族中新诞生成员。结构有压气机1、发火器2、涡轮3、集气器4及动力输出装置。工作原理是压气机1经过发火器2进通气柱塞泵36送到燃烧室53高压高温空气与喷入燃油,燃烧产生高温高压气流在流经燃气柱塞泵桶34副喷咀19的膨胀气流与注水器2A/2B喷嘴121喷出的水一同喷射涡轮图66叶片391膨胀作功气流经导气口392通过导气罩396喷口喷射叶片416经排气口395进入集气器401气体压力高的喷射涡轮叶片391,使热能转变为机械能连续做功,压力低的随涡轮风压405排出机体。由几十马力几百马力几千马力至几万马力自成系列,特大动力结构型体是139-140排列与组合,转速保持2000-6000转/分,大动力机器与离合器配合可以大范围动力跨越。结构简单,体积小,重量轻,扭力大,可靠耐久。一机可用汽油、柴油、煤油、酒精、可燃气体,1/3用燃油2/3用水作燃料同活塞往复式内燃机同气缸总容积同样燃油消耗辐流式涡轮发动机输出动力高于活塞往复式内燃机三倍至四倍。石油枯竭后发动机仍能正常工作,经济性好。燃料燃烧速度快,燃烧完全,燃烧时间长,效率高,消除有害气体排放降低噪音,低碳节能环保。排出废气由涡轮旋转风压排出机体,气体温度接近环境温度在这一领域给根治温室气体排放作出贡献。小动力、大动力有两种启动方法。电启动、气压启动电气气压综合启动。启动设备简单方便,保证性强,适应性好。本机全面替代现代活塞往复式内燃机所占领航空、航海、陆路交通、农业国防所有领域。
四冲程柴油机(压燃式发动机)和汽油机一样,每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程,由于柴油机用的燃料柴油,其粘度比汽油大,不易蒸发而其自燃温度却较汽油低,可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同,柴油机的进气行程吸入的是纯空气,在压缩行程接近终了时,柴油经喷油泵,将油压提高到100公斤/厘米2以上,通过喷油器喷入气缸,在很短时间内与压缩后的高温空气混合,形成可燃混合气,因此这种发动机的可燃混合气是在气缸内部形成的,而不是像汽油机那样,混合气主要在气缸外面的汽化器中形成的。由于柴油机压缩比高(一般为16~22)所以压缩终了时气缸内空气压力可达15~45公斤/厘米2,同时温度高达500℃~700℃,大大超过柴油自燃温度,故柴油喷入气缸后,在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧,气缸内气压急速上升到60~90公斤/厘米2,温度也升到1800℃~2200℃在高压气体推动下,活塞在气缸内向下运行连杆代动曲轴旋转作功,废气同样经排气管排入大气中。
辐流式涡轮发动机图2有气缸145、活塞161、连杆163、曲轴165构成压气机图34图35,气缸盖上安装进通气柱塞泵36,燃烧室53、燃气柱塞泵34、注水器图27,以图13总体结构形成配气系统称发火器2,涡轮图66前端用齿轮驱动曲轴165、连杆163、活塞161在气缸145内做直线连动,涡轮图66代动气缸盖上的进通气柱塞泵柱塞34/36在泵桶内前进后退配合压气机图34/图35进气和将压缩后的空气密封在燃烧室53内,同时还代动燃气柱塞泵柱塞34/36在泵桶34A/B内前进后退,泵桶34A/B副喷嘴19处有注水器2A/2B,高温高压气流与水喷射涡轮图66叶片391/416膨胀作功经过集气器选择有压力的气流喷射涡轮图66旋转作功,没有压力的气体由405排出机体。进通气柱塞泵36与燃气柱塞泵34中间装有燃烧室53,涡轮图66设制集气器图724A/4B,辐流式涡轮发动机图2的涡轮图66代动压气机图34图35旋转,活塞161在连杆163曲轴165代动在气缸145内下行,进通气柱塞34/36在泵桶36A/B内前进将压缩的纯空气密封在燃烧室53内,新鲜纯空气通过进通气泵桶36A/B进入气缸145到达活塞161上方。燃气柱塞34/36在泵桶内34A/B前进密封燃烧室53喷气口59密封在燃烧室53内纯空气与安装在燃烧室53上的喷油器图57,由喷油泵图52将油压提高到100公斤/厘米2柴油喷入燃烧室53,在很短的时间内与压缩后的高温空气,在燃烧室53内形成可燃混合气,因为压缩比提高到22~26,这时压缩在燃烧室53内空气压力可达到35~45公斤/厘米2,温度可达到500~700℃大大超过柴油自燃温度,柴油喷入燃烧室53内在很短时间内与空气混合后立即自行发火燃烧膨胀,燃烧室53内气压急聚上升到60~90公斤/厘米2,温度升到1800~2200℃,这时燃气柱塞34/36在泵桶34A/B内后退打开燃烧室53喷口63,高压、高温气流从燃气柱塞泵桶34A/B副喷嘴19A/B喷出,喷出的高温高压气流同安装在燃气柱塞泵桶34A/B副喷嘴19A/B上的注水器2A/B喷出的水与高温高压气流一同在涡轮图66叶片391/416上膨胀,冲动涡轮图66旋转,喷出叶片391/416的高温高压气流经安装在涡轮图66的集气器图724A/B,有压力的气流喷射涡轮图66叶片391/416促使涡轮图66旋转连续作功,没有压力的气体由涡轮旋转风压由405排出机体。发动机工作过程的叙述中可以看到,四行程发动机工作循环的四个活塞行程中,只有一个行程是作功的,其余三个行程则是作功的准备行程,因此,在单缸发动机内,曲轴每转两周中只有半周是由于膨胀气体的作用使曲轴旋转,其余一周半则依靠飞轮惯性维持转动,显然,作功行程时,曲轴的转速比其它三个行程内曲轴转速要大,所以曲轴转速是不均匀的,因而发动机运转就不平衡,为了解决这个问题,飞轮必须做成具有较大的惯性,而这样做将使整个发动机重量和尺寸增加,此外,单缸发动机工作振动大。采用多缸发动机可以补救上述缺点,因此,现代汽车基本上不用单缸发动机,用得最多的是四缸、六缸和八缸发动机。辐流式涡轮发动机图2压气机图34/35如果是单缸压气机136一个发火器2喷射旋转叶片391/416涡轮图66,同步或异步在涡轮360°作功分配角度只有一个点,因此与单缸往复式内燃发动机一样,转速不均匀,连转不平衡,为解决这个问题,涡轮图66必须做成具有较大的惯性,而这样做将使整个发动机重量和尺寸增加,同时振动大,如果是小动力因代叶片391/416涡轮图66直径小,可用V型压气机137与图22,图21,图20,这样可使压气机图34/35和发火器图13一起水平或垂直设置在涡轮图66旋转方向喷射作功分配平分角小于180°,代叶片391/416涡轮图66直径大一些用双缸对置压气机134和发火器图13一起设置在涡轮图66旋转方向涡轮图66直径任意两点位置,作功分配平分角小于180°,输出动力要求辐流式涡轮发动机图2几百马力,几千马力,万马力动力输出,可用压气机图34/35与发火器图13一起以涡轮图66旋转方向设置在代叶片391/416涡轮图66直径的对称三角三个点上安装发火器图13喷射作功平均角分配小于120°我们称为星型135。如果我们用图21两双排列双对置,这样138四缸排列方式安装4个发火器图13,在涡轮图66上喷射作功分配角度只有90°。辐流式涡轮发动机图2和单缸活塞式往复内燃机比较零件结构数量基本相同,但在作功方式就有差别了,作功方式上辐流式涡轮发动机图2是把热能直接变为曲线运动,而活塞往复式内燃机的作功方式是将活塞接受热能经连杆曲轴飞轮间接的变为机械能。如果马力加大的环境中,两种机械的体积和零件结构数目就有了很大的差别了。我们用(表1、表2、表3)就可以看出大功率输出的辐流式涡轮发动机图2体积比活塞往复式内燃机小1/2左右,零件数量也少了许多,易磨、易碎、易损的零件也少了很多。辐流式涡轮发动机图2热能利用率与活塞往复式内燃机比较:
我们用X195型柴油机和单缸异步辐流式涡轮发动机136比较列表如下(表1)
Figure BSA00000269365700031
活塞往复式内燃机四缸机工作循环表(发火顺序1-2-4-3)(表2)
Figure BSA00000269365700032
双缸对置同步辐流式涡轮发动机134(表3)
Figure BSA00000269365700033
上表明显看出单缸辐流式涡轮发动机136作功和四缸往复式活塞内燃机一样,双缸对置同步辐流式涡轮发动机134等于八缸活塞往复式内燃机作功。那么耗油量又怎么样呢,单缸辐流式涡轮发动机136为了使燃烧室消除残留废气,它的作功方式是一次用燃油和水共同作功,一次单独喷水连续循环作功方式,这样不难看出单缸辐流式涡轮发动机136用活塞往复式内燃机单缸的油料,作活塞往复内燃机的四缸发动机的作功。双缸同步辐流式涡轮发动机134用两缸活塞往复式内燃机油料消耗是八个气缸往复式活塞内燃机的作功。四行程柴油发动机压缩比为16~22,压缩终了的压力为35~40公斤/厘米2,温度为500℃~700℃,在高温高压气体流动过程喷入水雾在涡轮叶片上膨胀作功足可以办到。活塞往复式内燃机的工作过程中,活塞顶部的温度超过370℃~400℃就会产生疲劳热裂现象,而第一环环槽温度超过200℃~220℃会使润滑油变质碳化,从这一点说明燃气的最高温度2000℃~2500℃在活塞往复式内燃机只用1/10左右,其余部分都用冷却水带走了。而辐流式涡轮发动机图2确把燃气的最高温度尽可能的利用。利用这样高的温度的技术依据,材料应用方面我们找到,内燃机理论与设计(1977年7月北京第一版)吉林工业大学内燃机教研室编第62页,(二)环的表面镀覆,现在应用最广泛的是镀多孔性铬,镀铬层硬度很高(HV900-1000)能抵抗磨料、磨损、铬熔点高1770℃。由于镀铬的熔着性能不能满足发动机强化发展的需要,近年来发展一种新的覆层——喷钼,以取代铬,一般氧乙炔火焰将钼系熔化成细粒,用压缩空气喷射在环面上,由于钼层硬度高(HV900-1100),熔点高(2640℃)。在辐流式涡轮发动机图2进通气柱塞34/36与燃气柱塞34/36头部71燃烧室35内喷钼,使覆层承受高热负荷,为节省原材料和燃烧迅速完全启动发动机迅速可靠我们把压缩比提高到22-26。为使辐流式涡轮发动机图2有效的工作使机件不受热负荷的破坏保证正常运行使用了如下措施:第一,一次可燃混合气和水共同参与作功一次喷水单独作功这样即有利机件在高热负荷工作时有了低温间隔有利冷却又可清除残留废气。(燃烧室53)工作新鲜空气有保证(因为有涡轮惯性存在)不用在技术结构上设制方案。第二,有冷却水冷却机器高温集中的燃烧室53和进通气柱塞泵36,与燃气柱塞泵34柱塞71受热的头部用润滑油流动冷却。为防止高温影响柱塞正常工作在设计上也采用了特别形式。往复式活塞内燃机的转速为2000转/分时,从喷油开始到绝大部分燃油燃烧完毕相应曲轴转角只有30°~40°这段时间为0.012~0.002秒,而且排气行程汽油机为1.05~1.1公斤/厘米2,温度为500℃~800℃柴油机为500℃~650℃。在技术上努力达到有害气体零排放降低温室排放办不到。而辐流式涡轮发动机图2可燃混合气的燃烧时间不受压气机图34/35工作循环影响又有涡轮与集气器图72延长膨胀燃烧作功时间。在技术上达到了低碳有害气体零排放,降低温室气体排放。
3.2技术方案
辐流式涡轮发动机图2总体构造:压气机1,发火器2,涡轮3,集气器4,启动及电系统。压气机1将空气滤清器过滤的新鲜空气,以一定压力产生高温及时送给发火器2燃烧室53。它的结构有:曲柄连杆机构,冷却系,润滑系,燃料供给系,启动及电系统。曲柄连杆机构包括:活塞161、活塞环175图43、活塞销162、连杆163、曲轴165、气缸图38145及缸体图42。冷却系:自然冷却用的气缸散热片144/170,必要时加入风泵或水冷却。润滑系:机油泵160/ABC、限压阀194、润滑油道图49、集滤器149,机油滤清器146图51。供给系图53:油箱274,输油泵152,燃油滤清器338A/B,高压油泵153,喷油器275,调速器150A/B,泵一喷油器图55。启动系:电动马达图61,压缩空气启动机构图73/图74,蓄电池365,发电机图64,仪表图60/图59,照明设备。发火器2:将压气机1送来的高压高温新鲜空气和喷入的燃油产生膨胀,流经燃气柱塞泵桶34A/B副喷嘴19A/B时和注水器2A/B的水,一同喷射涡轮图66叶片391/416上膨胀旋转作功。结构有供水系:水冷却腔6,水滤清器28,A,B,C,注水器2A/B,水箱155,空气滤清机油水冷器图50。配气系图13:进通气柱塞泵36、燃气柱塞泵34、燃烧室53。机构传动系统:曲轴传动齿轮158与齿轮箱传动轴156代动进通气柱塞泵传动室滑动托架43,燃气柱塞泵传动室滑动托架14。凸轮55/45将副喷嘴19A/B与注水器2A/B水喷射叶片391/416膨胀的热能变为涡轮图66旋转,将热能转变为机械能,并产生惯性稳定机器转速。它的结构是活塞往复内燃机的飞轮变化而产生的,有U型与V型两种形式,大型为UV/VV叠加组合型,前端用花键轴与花键套385连接压气机1,后端用花键轴与花键套387带动其它机械作功。集气器400将冲出涡轮图66叶片391/416的气体压力高部分继续做功,压力低的气流由涡轮图66旋转风压由405排出机体。它的构造是个渐缩的半圆喇叭型,输入处401口径大、喷出403口径小。辐流式涡轮发动机图2压气机1A/B曲轴165旋转360°循环作功方式,辐流式涡轮发动机图2旋转的涡轮385代动压气机1A/B曲轴165旋转一圈,在气缸145内的连杆163代动活塞161上行一次,下行一次,往复循环作功。用人力或电力代动辐流式涡轮发动机图2旋转,涡轮图66/385代动压气机1A/B曲轴165旋转,曲轴165相连接的连杆163代动活塞161在气缸145内由下止点向上止点移动,曲轴165同时代动齿轮箱50用传动轴23/29分别代动,进通气柱塞34/36在泵桶36内后退,密封泵桶36上连接的空气滤清器进气口37,齿轮箱50代动燃气柱塞泵柱塞34/36在泵桶34内前进密封燃烧室53喷气口59,气缸145内活塞161上行空气通过通气口35经过进通气泵桶36,将空气压缩在燃烧室53内,活塞161在气缸145内到达上止点为止,由于涡轮图66代动压气机1曲轴165继续旋转,曲轴165连接的连杆163代动活塞161在气缸145内由上止点向下止点移动,曲轴165代动齿轮箱50用传动轴23/29分别代动进通气泵柱塞34/36在泵桶36内前进,将压缩空气推进到燃烧室53内并密封燃烧室53进气口,这时进通气柱塞泵桶36上连接的空气滤清器新鲜空气从空气滤清器到达进通气柱塞泵桶36通过通气口35进入气缸145怖满活塞161上方,活塞161在气缸145内继续向下移动,这时进通气柱塞泵柱塞34/36密封燃烧室53进气口与燃气柱塞泵柱塞34/36密封燃烧室53喷气口59,用压缩比22~26压缩在燃烧室53内的空气可达到35~45公斤/厘米2,温度500~700℃,由压气机1代动的高压燃油泵图52将燃油送到安装在燃烧室53上的喷油器图57,以喷油压力175~200公斤/厘米2以雾状喷入燃烧室53内,很短的时间在燃烧室内与空气形成可燃混合气燃烧膨胀,气压迅速上升到60~90公斤/厘米2,温度也升到1800~2200℃,由齿轮箱50代动的燃气柱塞泵柱塞34/36后退打开燃烧室53喷气口59,高压高温气体经过燃气柱塞泵桶喷口63进入副喷嘴19,安装在副喷嘴19上的注水器2A/2B,喷水与喷出的高压高温气流一同喷射涡轮图66/393进气口上,冲动391单元叶片进入导气口392经过388导管进入396喷口喷射单元416叶片喷出单元叶片的气体由395排气口进入集气器401高压气体经过403喷嘴喷入393单元叶片391继续作功,低压气流由涡轮风压405排出。叶片391/416上膨胀作功,喷出叶片391/416的高温高压气流经过安装在涡轮外壳图41两侧的集气器72/400反复喷射涡轮图66叶片391/416促使涡轮图66旋转,并代动压气机1曲轴165旋转代动气缸145内活塞161360°往复运动,压气机1曲轴165代动齿轮箱50分别驱动进通气柱塞泵36,燃气柱塞泵34与一体安装的燃烧室53配合,使辐流式涡轮发动机图2连续旋转作功。辐流式涡轮发动机图2代动压气机1曲轴165旋转720°循环作功方式,曲轴165旋转两圈在气缸145内曲轴165代动连杆163,连杆163代动活塞161在气缸145内上行两次,下行两次往复循环作功方式。用人力或电力代动辐流式涡轮发动机图2旋转,涡轮图66花键套与花键轴385代动压气机1曲轴165旋转,曲轴165相连接的连杆163代动活塞161在气缸145内由下止点向上止点移动,曲轴165通过齿轮158/156同时代动齿轮箱50用传动轴23/29分别代动,进通气泵柱塞34/36在泵桶36内后退,密封泵桶36上连接的空气滤清器进气口37,齿轮箱50代动燃气柱塞泵柱塞34/36在泵桶34内前进密封燃烧室53喷气口59,气缸145内活塞161上行空气通过通气口35经过进通气泵桶36,将空气压缩在燃烧室53内,活塞161在气缸145内到达上止点为止,由于涡轮图66代动压气机1曲轴165继续旋转,曲轴165通过齿轮158/156连接的连杆163代动活塞161在气缸165内由上止点向下止点移动,曲轴165代动齿轮箱50用传动轴23/29分别代动进通气泵柱塞34/36在泵桶36内前进,将压缩空气推进到燃烧室53内并密封燃烧室53进气口,这时进通气柱塞泵桶36上连接的空气滤清器37新鲜空气从空气滤清器37到达进通气柱塞泵桶36通过通气口35进入气缸145怖满活塞161上方,活塞161在气缸145内继续向下移动,这时进通气柱塞泵柱塞34/36密封燃烧室53进气口与燃气柱塞泵柱塞34/36密封燃烧室53喷气口59,用压缩比22~26压缩在燃烧室53内的空气可达到35~45公斤/厘米2,温度500~700℃,由压气机1代动的高压燃油泵图52将燃油送到安装在燃烧室53上的喷油器图57,喷油压力175~200公斤/厘米2以雾状喷入燃烧室53内,很短的时间在燃烧室53内与空气形成可燃混合气燃烧膨胀,气压上升到60~90公斤/厘米2,温度也升到1800~2200℃,由齿轮箱50代动的燃气柱塞泵柱塞34/36后退打开燃烧室53喷气口59,高压高温气体经过燃气柱塞泵桶34喷口63进入副喷嘴19,安装在副喷嘴19上的注水器2A/B,喷水与喷出的高压高温气流一同在涡轮图66单元叶片391/416上膨胀作功,喷出单元叶片395排气口的高温高压气流经过安装在涡轮外壳图71的集气器401反复喷射涡轮图67/393进气口冲动单元叶片391促使涡轮图66旋转低压低温气体由405随涡轮旋转风压排出机体,并代动压气机1曲轴165通过齿轮158/156旋转代动气缸145内活塞161360°往复运动,压气机1曲轴165代动齿轮箱50分别驱动进通气柱塞泵36,燃气柱塞泵34与一体安装的燃烧室53配合,使辐流式涡轮发动机图2连续旋转作功。辐流式涡轮发动机图2继续旋转,涡轮图66代动压气机1曲轴165旋转,曲轴165相连接的连杆163代动活塞161在气缸145内由下止点向上止点移动,曲轴165通过齿轮158/156同时代动齿轮箱50用传动轴23/29分别代动,进通气泵柱塞34/36在泵桶36内后退,密封泵桶36上连接的空气滤清器进气口37,齿轮箱50代动燃气柱塞泵柱塞34/36在泵桶34内前进密封燃烧室53喷气口59,气缸145内活塞161上行空气通过通气口35经过进通气泵桶36,将空气压缩在燃烧室53内,活塞161在气缸145内到达上止点为止,由于涡轮图66/385代动压气机1曲轴165继续旋转,曲轴165连接的连杆163代动活塞161在气缸145内由上止点向下止点移动,曲轴165通过齿轮158/156代动齿轮箱50用传动轴23/29分别代动进通气泵柱塞34/36在泵桶36内前进,将压缩空气推进到燃烧室53内并密封燃烧室53进气口,这时进通气柱塞泵桶36上连接的空气滤清器37新鲜空气从空气滤清器37到达进通气柱塞泵桶36通过通气口35进入气缸145怖满活塞161上方,活塞161在气缸145内继续向下移动,这时进通气柱塞泵柱塞34/36密封燃烧室53进气口与燃气柱塞泵柱塞34/36密封燃烧室53喷气口59,用压缩比22~26压缩在燃烧室53内的空气可达到35~45公斤/厘米2,温度500~700℃,由齿轮箱50代动的燃气柱塞泵柱塞34/36后退打开燃烧室53喷气口59,高压高温气体经过燃气柱塞泵桶34喷口63进入副喷嘴19,安装在副喷嘴上的注水器2A/B,喷水与喷出的高压高温气流一同在涡轮图66叶片391/416上膨胀作功,喷出叶片416的高温高压气流经过395与安装在涡轮外壳图72的集气器401高压气流喷射涡轮图66叶片391促使涡轮图66旋转,低压气体随涡轮风压经405排气口排出机体,并代动压气机1曲轴165旋转代动气缸145内活塞161720°一次喷油喷水作功一次单独喷水作功往复运动,压气机1曲轴165代动齿轮箱50分别驱动进通气柱塞泵36,燃气柱塞泵34与一体安装的燃烧室53配合,使辐流式涡轮发动机图2连续旋转作功。这样一次喷油,喷水与一次单独喷水循环720°作功方式。为解决辐流式涡轮发动机图2作功全过程适应各种环境,节能、环保、温室气体排放标准,最好用组合循环作功方式。为清楚完正,我们引用过量空气系数,用15公斤空气燃烧完1公斤燃油作标准,表示可燃混合气在实际作功比例浓与稀,辐流式涡轮发动机图2在各种环境实际作功过程也同样有启动用较浓的可燃混合气,怠速用稀的可燃混合气,中等负荷用较稀的可燃混合气,满负荷用浓的可燃混合气,突然加速用较浓的可燃混合气,用720°循环作功方式和360°循环作功方式组合形成组合循环作功方式,用720°循环作功方式用可燃混合气浓和稀保证启动,怠速、中等负荷、满负荷,各过程作功要素,用360°循环作功方式用浓的可燃混合气实现加速方式,保证衔接各过程作功负荷要素,完成各种环境对辐流式涡轮发动机图2动力需求与环保及温室气体排放要求。发火器2在辐流式涡轮发动机图2结构中很重要的组合,由于全部机件都安装在压气机1缸盖上,对机件要求,结构简单、工作可靠,能按着辐流式涡轮发动机图2不同工作环境需要,及时完成可燃混合气形成。压缩空气与水形成作功热流,不受各种作功环境影响,具备高压高温,使作功流体有足够高压力和流量,能及时生成和小阻力消耗得到充足热能作功。发火器2是一个由小功率输出辐流式涡轮发动机图2到大功率输出结构只是安装在气缸盖上位置和机件的大小尺寸变化。发火器2的结构:1、水供给系统2、气体分配系统3、机械传动系统。水供给系统:有冷却腔6、水滤清器28A/B/C、注水器2A/B组成,冷却腔6是用冷却水冷却进通气柱塞泵36,燃气柱塞泵34,燃烧室53,用水滤清器28A/B/C将冷却腔6的水滤清后供给注水器2A/B,冷却腔6是用灰铁铸件或薄钢板做成容器,用螺栓连同防水胶圈固定在压气机1缸盖上有连接水箱进水管出水管。冷却腔6的水由水箱图50供给,供给的方式可以利用设备的位置高低形成的位差水产生流动或温差供给。另一种是用水泵、冷却腔6、进水管、出水管、水箱图50形成强制流动供给,水滤清器28A/B/C安装在冷却腔内,粗细滤清一体滤清水中杂质,保证注水器2A/B正常工作,构造有上盖28A、下盖28C、滤芯81、底盘82、通水管83,水滤清器28有一个厚顶四方代圆孔79用条筋连接环形筋80,条形筋到底边光滑外壳28B代有多个圆孔,条形筋环形筋80由顶四方79到底圈28C是一个密封杯形或其它形体,有小圆孔或其它形体小孔做粗滤层81,中心圆和外圆中间有玻璃丝做细滤芯81,光滑外圆、内圆中间有网状的空间与滤芯81底盘28C用一空心螺杆固定底板上,空心螺栓有小圆孔,底板用小圆凸82点连接防止窜动。底板有连接出水管83管接头84,管接头84与空心螺杆把代条筋,环筋80代多个小孔的外杯28B与滤芯81,代多个小孔内圆,底板固定在一起并同压气机1缸盖一同用螺纹紧固成一体。冷却腔6的水从外圆多个小孔粗滤,通过玻璃丝细滤81到有多个小孔中心小圆,水从多个小孔空心螺杆到水管接头84通过水管83供给注水器2A/B喷嘴121,注水器2A/B是汽油机汽化器派生的多个构件组合,是一个不消耗动力用燃料雾化原理选择汽化器部分构件进行了新的组合,它安装在燃气柱塞泵桶34副喷咀19上。当燃气柱塞泵34将高压高温气流在副咀19喷向涡轮图66叶片391/416时,安装在副喷咀19上的注水器2A/B喷水咀121周围形成压力差,在压力差的作用下喷出液体水雾,随压力差高与低,喷出液体水雾随之多少,时间长短变化,随着燃气柱塞泵34副喷咀19喷向涡轮图66叶片391/416的时间长与短,注水器2A/B喷咀121喷出的液体水雾也随着时间长或短。因为液体水的质量会产生时间上的滞后与托滞现象,如果选择浮子室124液面与喷咀121液面,喷咀121口直径,量孔直径,喷咀121安装位置都适当,对辐流式涡轮发动机图2作功不会产生影响如果滞后与托滞现象在上面选择中仍无法解决,影响作功,可以用真空加速泵与机械加速泵给予解决。因此喷出的液体雾和冷却液是中水,冬季车辆运行时,可以加入耐寒液体配制中水综合液体,或者集中加温用现代电热暖水器加温形式。注水器2A/B的结构有浮子室124、浮子室盖120、浮子125、针阀123、量孔,喷咀121、浮子室座127,所有构件都安装在浮子室124里,浮子室124有针阀杆123在浮子125中间串过,针阀123圆杆上有调节液面高与低几个圆环槽,用圆扁卡簧131卡住,针阀123圆杆上的圆环槽,使浮子室124液面得到调正,针阀123在浮子座127螺杆中心孔中,螺杆中心壁有条型孔126,条型孔126是为了针阀123在螺杆中运动顺畅,螺杆加垫与浮子室124用螺纹119旋紧,螺杆下面可设制开关和通水箱的管道可以电动和手动,是为冬季停机时间长或停机,将浮子室124的水放回水箱,这给冬季启动辐流式涡轮发动机图2时没有水参与,给启动机启动机器迅速提温得到解决,浮子室盖120用螺栓119紧固在浮子室124上,浮子室124盖中心部位上面是通水管117,盖下面是针阀座122,同针阀123一同控制液体进入浮子室124多少,保持液面平衡。浮子室124伸出部分上面用螺纹连接喷水咀121,喷水咀121用垫与本身代螺帽的螺纹部位,加垫升高,减垫降低来实施喷咀121高低调正。浮子室124连接喷咀121的水道中有量孔用量孔直径大小来调节喷咀121的喷水量。气体分配系统构造有进通气柱塞泵36、燃气柱塞泵34、燃烧室53组成,进通气柱塞泵36A/B是圆桶型分三个部位,头部六方76用螺纹75与燃烧室53六方用螺纹旋紧,中部有通气口78/35,通气口78/35上有条筋,防止柱塞36/34在泵桶36A内前进后退运行时卡住,通气口78/35可以是椭圆型或圆型,它有两个作用,当柱塞34/36在泵桶36A/B内后退时密封进气口77/37,将压气机1的压缩气体从压气机1通气口78/35经过泵桶36A/B到燃烧室53内。当柱塞34/36在泵桶36A/B内前进时密封燃烧室53,这时尾部的椭圆或圆形进气口77/37连接的空气滤清器,将新鲜空气通过空气滤清器,进通气泵桶36A/B与泵桶36A/B上的通气口78/35进入压气机1缸内活塞161的上方。尾端有柱塞杆油封图6,杆与油封16/40A有一个小直径的圆形孔87,柱塞杆与柱塞34/36一体在油封孔87内前进与后退运行,作用是孔与油封图6一起防止进通气柱塞泵传动室56内润滑油,过多的进入进通气柱塞泵桶36,同时密封进通气柱塞泵36由空气滤清器通过泵桶进气口77到泵桶36/B与压气机1气缸145连通的通气口78/35进入压气机1气缸145内活塞161上方的空气,从柱塞杆部窜入柱塞传动室56,柱塞杆油封图6与柱塞杆单面橡胶圆89密封,必要时柱塞杆与进通气泵桶36A/B尾端桶内小圆与桶外小圆用胶圈89双面密封,燃烧室53是瞬变高温高压负荷最集中的原件,为求得经济性能好,燃烧速度快,采用理想的圆球型,压气机1气缸145总容积与燃烧室53容积之比为压缩比,燃烧室53容积用压缩比计算选用参数22-26,燃烧室53与进通气泵桶36,燃气柱塞泵桶34都加工成外六方64/76,接口用螺纹62/75旋紧。燃烧室53顶部安装喷油器图57/58,进通气柱塞泵桶36A/B,燃气柱塞泵桶34A/B以圆型螺纹相连接,占了很大内表面,破坏了内表面完整,但基本形体要保证内圆与外圆,选进通气柱塞泵36连接口与燃气柱塞泵34连接口的夹角要适度留大,不要因环境要求夹角过小,因承受不了高温度高压负荷被破坏。外方是紧固螺纹用怎样选用外方形体按环境需求而定,燃烧室53全部在冷却腔图3/57冷却水中安装,燃烧室53外圆面条环形筋封闭连接在一个条形块61上,条形块61用螺栓60与压气机1盖板面上固定,螺栓61用防水材料全防水罩密封图7,环形筋与压气机缸1盖表面上,进通气柱塞泵桶36以不同角度穿过冷却腔图3/57壁用燃烧室53封闭环形筋使进通气柱塞泵桶36中心线,与燃气柱塞泵桶34中心线相交在燃烧室53平面线上,保证形位公差要精准,条形筋上有一个两个螺孔的法兰7,用来安装与紧固向燃烧室53高压燃油泵图52连接的喷油器图57/58。进通气柱塞泵柱塞34/36头部71直径与燃气柱塞泵柱塞34/36头部71直径都小于燃烧室53进气口直径与喷气口59直径防止高压高温气体过多冲扫柱塞34/36头部71,减轻柱塞头部71高压高温负荷使机械传动系统负荷适当减轻,使构件传动节约材料可靠持久。燃气柱塞泵34,柱塞34/36能使高压高温气流可靠的密封在燃烧室53内,柱塞34/36打开燃烧室53喷口59时,高温高压气流顺畅流经副喷咀19,并在流经副喷咀19时由注水器2/B注入液体水雾,以辐流式涡轮发动机图2旋转方向,以最佳角度喷射涡轮图66叶片391/416,高压高温气体与液体水雾在涡轮图66叶片391/416上膨胀作功。燃气柱塞头部71泵桶34A/B处有六角64及外螺纹62与燃烧室53喷口59处外六角内螺纹旋紧,泵桶中段有代条筋的长方口63与副喷咀19连接,条筋是防止柱塞34/36在泵桶34A/B内前进后退柱塞34/36不被卡住,泵桶尾部65穿过冷却腔图3/57,用水封图18防止冷却腔图3/57的水进入泵桶34A/B,用油封图6密封柱塞杆部与泵桶65尾端安装,防止传动室13内润滑油过多进入泵桶34A/B。燃气柱塞泵桶34喷气口63从柱塞34/36密封燃烧室53时柱塞尾部开始开口,一直延长到柱塞34/36退回到燃气柱塞泵桶34尾端时柱塞头71开口截止,这样大的开口是为了在燃气柱塞泵桶34A/B尾端不设置空气平衡孔,因燃气柱塞泵34全部浸在冷却腔图3/57冷却水中,设置空气平衡孔会代来结构设置很多麻烦。口径延长可以使高压高温流体很快流入副喷咀19,降低流体流动引发的噪音,缺点对高压高温流体有降温降压作用,对热能利用率有所降低。用≥5mm厚的外椭圆将燃气柱塞泵桶34A/B喷口63穿过冷却腔图3/57与副喷咀19相连接,外椭圆与燃气柱塞泵桶34A/B铸造成法兰,法兰边缘用防水高温材料做垫,形成水封,法兰上的数个孔用螺栓穿法兰孔防水材料垫孔,冷却腔图3/57壁与铸造成代法兰的副喷咀19法兰孔用螺母锁紧,在冷却腔图3冷却水中的螺栓部分做防水密封处理,保持紧固耐久。≥5mm厚的外椭圆与副喷咀19内圆相接,内圆在涡轮图66旋转方向有喷咀,喷咀以渐缩形,渐放形,缩放形选择一种形式以最佳角度与安装在副喷咀19上的注水器2A/B,喷出液体水雾一起在涡轮图66叶片391/416上膨胀,促使辐流式涡轮发动机图2连续旋转作功。辐流式涡轮发动机图2进通气柱塞泵柱塞34/36,燃气柱塞34/36泵柱塞的主要负荷,高气压和高温负荷,气压力的大小可以从活塞往复式发动机的实测示功图中得出,一般高速柴油机,气缸内工质的最高燃烧压力60-90公斤/厘米2增压柴油机80-120公斤/厘米2。柱塞34/36顶面随时瞬变高温负荷,燃气的最高温度可达2000~2500℃,因而在设计柱塞34/36顶面时,有一小圆顶71伸入燃烧室53内。顶面喷钼,即承受瞬变高温负荷又可以减小直接对顶面的高温高压气流冲刷。为使结构能在瞬变高温负荷正常工作对进通气柱塞泵36和燃气塞泵34采用水冷却,以保证结构原件的机械强度与刚度。根据资料证实活塞发动机第一环槽温度超过200-220℃时就会使润滑油变质甚至碳化。为使柱塞环175在高温负荷不粘结保证正常工作和润滑,结构上采用特殊方式,使润滑油有一定压力在高温时段间歇瞬间流动,不但保证了润滑还可以冷却柱塞34/36头部71同时增加柱塞34/36与泵桶34A/B-36A/B使用寿命,增加耐磨性采用较优越的表面处理,保证在不同工况下保持最佳的配合间隙可采用活塞往复式内燃机活塞与环的结构技术和材料及工艺,公差与配合。二柱塞34/36结构基本相同不同处进通气柱塞泵36柱塞长度>燃气柱塞泵34柱塞长度,它通体圆形,头部大圆69.70.71连接>圆杆部66.67.68,尾部有螺纹66。头部大圆71有深入燃烧室53≥5mm厚小直径圆与燃烧室53内圆面在一个水平面上,以燃烧室53进气口与喷气口59≥5mm厚度,≥25mm长度是柱塞头部71大圆直径,头部71有压缩环70/175一道也称气环,用组合环一组也称油环69/图44,气环为密封进入燃烧室53气体,油环是保证柱塞34/36与泵桶34A/B-36A/B之间润滑减少柱塞34/36与泵桶34A/B-36A/B的磨擦阻力,增加原件运行寿命。保证运行可靠持久。增加密封性,两尾部有连接传动室13-56滑动托架14-43螺纹用螺母26/41与滑动托架14-43旋紧。圆杆中间部分有隔板68分上,下两层,上层下层在柱塞头部71向杆部长度≥10mm处上层与下层连通,上层在杆部油封图6螺母16/40上有进入润滑油孔87,柱塞代螺纹部分66与上层孔道不通,与下层孔道67通直到代螺纹杆的尾部,润滑油由注油器39/17图19,当两泵桶34A/B-36A/B两柱塞34/36密封燃烧室53进气口与喷气口59时,润滑油通过油封图6螺母口87流入柱塞圆杆68上层,由距离柱塞头部71≥10mm处流入下层,由代螺纹尾部67流到传动室13-56滑动托架14-43,使滑动托架14-43与其它原件得到润滑,这样做的目的不但用润滑油流动冷却柱塞34/36与泵桶34A/B-36A/B通过组合油环69小孔达到润滑目的。注油器图19结构有外壳108,外壳上有限位钉111,中心柱塞115,中心柱塞前面有定位槽116和月牙形分油槽、弹簧110及六方圆形螺帽109构成,工作的整个过程受滑动托架14-43控制,滑动托架14-43前进时负责柱塞34/36润滑油的流动冷却柱塞头部71及泵桶34A/B-36A/B与柱塞34/36的润滑,滑动托架14-43后退时负责滑动托架14-43传动室13-56部分的润滑。注油器图19/17-39安装在冷却腔图3上,与冷却腔图3油道连通,中心柱塞115是圆型上有月牙槽,垂直部位有与柱塞杆部直通槽,在槽中有止位钉111直通槽在中心柱塞头部有一段距离不通,止位钉111固定在代六角螺帽的泵桶17/39A上,泵桶前面用螺纹旋紧在冷却腔图3-17/39B外壁中。螺纹还可以调正注油器图19/17-39与滑动托架14-43接触距离用来调正进油管的油管准确位置,柱塞圆头螺帽109用来调弹簧110压力,微调与滑动托架14-43距离,当压气机1润滑油泵图48从冷却腔图3壁上油道送来润滑油如果传动室13-56滑动托架14-43在退回位置时,在弹簧110压力作用下,中心柱塞115后退,润滑油由中心柱塞115前端通过进入油道注油管及喷咀113喷射润滑油到传动室13-56各运动机械表面进行充分润滑,当传动室13-56滑动托架14-43前进时,接触代六方圆型螺帽109柱塞中心杆115前进,并压缩弹簧110,当中心柱塞115前进到泵桶底部时,中心柱塞116与泵桶17/39A前面空间没有了。切断了下面油管中润滑油,喷咀113没有润滑油喷出,润滑油从上面油道经中心柱塞月牙槽108进入上油道107与上油道107连通的传动室13-56滑动托架13-43油封图6螺帽87连接的油管得到润滑油流经进通气泵柱塞34/36与燃气柱塞泵柱塞34/36,这时两柱塞却在密封燃烧室53进气口与喷气口59位置,进通气柱塞泵36与燃气柱塞泵34注油器17-39各一套。工作方式与工作过程都一样。注意润滑油由中心柱塞115前端转入中心柱塞月牙槽的连续时间与中心柱塞的衔接不要使润滑油短时间阻死现象出现。进通气柱塞泵36,燃气柱塞泵34柱塞34/36润滑油气防漏套图6它是由带有小六角大外圆86,用螺纹压紧在冷却腔图3外壁,负责压紧园橡胶油气封圈89,圈内小U型槽中加入圆细弹簧圈88压紧在柱塞34/36轴上,防止润滑油窜进泵桶34-36内,同时防止空气泄漏到柱塞传动室13-56内。六角外圆一个面加螺孔87,旋入注油器图6油管107接头,负责柱塞34/36润滑及冷却提供一定压力的润滑油。防水漏密封圈图18组合,进通气柱塞泵36燃气柱塞泵34防水漏密封圈法兰上有固定孔98,胶圈100组成,法兰盖用灰铁铸造,内径以泵桶34A/B-36A/B外径为基准,留有一定间隙以便安装。为防止冷却腔漏水上盖99的边伸入下盖有一个重叠部分,并用橡胶圈100和胶垫保证机器在各种条件下工作时对水的密封。防止冷却腔图3冷水漏入传动室13-56及泵桶34A/B-36A/B。传动系的作用是准确的完成进通气柱塞泵36的进气,通气。燃气柱塞泵34和进通气柱塞泵36配合完成可燃混合气形成和膨胀,高压高温气流和水再一次在涡轮图66叶片391/416上膨胀,促使涡轮图66旋转。主驱动杆156,它是一个由压气机1曲轴165两个伞形齿轮158/157改变方向180°传动给齿轮箱图4,齿轮箱图4主齿轮用驱动轴改变180°角的从动伞型齿轮是和压气机1曲轴165前端伞型主齿轮158同步同角度,从动伞型齿轮157和主动伞型齿轮轴158用花键连接,用螺母锁定,以调整传动系统正时为目的,齿轮箱图4主传动轴23-29通过滚动轴承52-24固定的,齿轮箱50用传动轴23-29分别带动通气柱塞泵凸轮45和燃气柱塞泵凸轮21,传动主从伞型齿轮25-46上安装的凸轮21-45的转速和转角必须一致,压气机1曲轴165转速与齿轮箱50内的主从齿轮24-52转速和转角也必须一致,曲轴165旋转360°它们是同步的,这样才有保证发火器2和辐流式涡轮发动机图2正常工作。进通气柱塞泵36,燃气柱塞泵34分传动杆23-29上的主从伞形齿轮46-25上安装的凸轮45-21有调整花键轴与套连接和固定螺母,保证主从动齿轮46-25和压气机1曲轴165主从动齿轮158-157同角度同速度,螺纹与螺母加垫起微调作用,这些调整部位在设计时要重视。由齿轮箱50分别用驱动轴23-29分别带动的进通气柱塞泵36传动室56内和燃气柱塞泵34传动室13内的进退装置,它的结构有半圆型体凸轮45-21,凸凹两个弧面在轴上与滑动托架43-14中心两头半圆端空间44-54偏离中心线左右安装短圆柱15/20-42/48与角度间旋转,用凸轮45-21的不同凸凹不同的弧长控制滑动托架43-14前进时间角度和后退时间及角度,并负责两个时间与角度变化,凸轮45-21的弧长必须是压气机1活塞161在气缸145的一个行程距离,因为圆是直线的3.14倍,曲轴165旋转360°齿轮箱50齿轮分动轴23-29及凸轮45-21旋转360°,同时也是压气机1曲轴165旋转360°,这两个180°也刚好完成进通气柱塞泵36滑动托架43燃气柱塞泵34滑动托架14前进一次,后退一次,同时也带动进通气柱塞泵36/34柱塞燃气柱塞泵柱塞34/36在泵桶34A/B-36A/B内前进一次和后退一次往复运动,两个滑动托架43-14上两个短圆柱15/20-42/48的选择必须满足如下要求,第一在滑动托架43-14前后两端偏离轴心距离相等,第二两滑动托架43-14中心空间54-44与凸轮圆柱15/20-42/48距离与短轴顶端距离相等空间距离小,必须满足凸轮45-21的弧长与直径距离尺寸的要求,第三保证凸轮45-21与短圆柱15/20-42/48运行的贴合,防止过紧而产生热量影响短圆柱15/20-42/48与凸轮45-21使用寿命,防止过大间隙产生不必要的机械杂音和两滑动托架43-14运动不正常,破坏发火器2的正常工作,主要是凸轮45-21在滑动托架43-14中间空间54-44与短圆柱15/20-42/48间的定位,间隙,凸轮45-21内弧外弧的流畅和弧的衔接要很注意,滑动托架43-14中心空间54-44与短圆柱15/20-42/48中间距离长度,长度要满足两短圆柱15/20-42/48在滑动托架43-14偏离中心线的对称距离,两凸轮45-21旋转内弧与外弧轨迹是活塞161在气缸内145上止点与下止点,下止点与上止点衔接角度精准一致,以中心线为0°而言,为了有这个角度存在我们把两个滑动托架43-14短圆柱15/20-42/48分别设置偏离中心线的等距离左右而形成相等角度,同时凸轮45-21的弧线分别左前中心线和右后中心线来实现这个活塞161在气缸145内上止点与下止点,下止点与上止点时间与角度是以涡轮图66旋转方向而形成的,这个凸轮45-21凸凹衔接弧线与角度正是压气机1活塞161两个行程的交替过程也就是进气行程和压缩行程的上止点向下止点或由下止点向上止点的两个交替过程,这个交替在发火器2的工作中也必须准确的配合好,而且又要很短的时间内完成,因为凸轮45-21向一个方向不停的旋转,转速和角度都与压气机1曲轴165的转速和角度绝对一致,这也是一个必须满足机器工作正常的条件之一。进通气柱塞泵36传动室56,燃气柱塞泵34传动室13,两个传动室56-13内,传动原件结构,组合构件,传动方式,结构原理,除尺寸有差别完全相同,因而叙述一个传动室13/56。滑动托架14/43是一个不规则的近似长方体,前面空间26/41和柱塞24/36尾端螺纹旋紧并用螺母固定在滑动托架14/43上,沿着中心线有充足空间保证凸轮45/21旋转,并保证随凸轮45/21一个方向有规律旋转。滑动托架14/43上偏离中心线的左前端与右后端有一个固定短圆柱42/48-15/20与凸轮45/21在两短圆柱42/48-15/20空间有规律一个方向旋转滑动,滑动托架14/43按着凸轮45/21运动轨迹灵活的前进和后退,滑动托架14/43分列中心线左前右后短圆柱42/48-15/20用卡簧97分别固定在滑动托架14/43上。滑动托架14/43左右各有一滚动轴承55-49/47,沿着传动室13/56两则的U形窄长轨道前后滑动。燃气柱塞泵34的滑动托架14左右各一盘滚动轴承55,放置的方式用一竖一横轴承55放置可随应用方式设计。仍然是沿着传动室13底侧U形窄长轨道前进和后退滚动,轴承55与滑动托架14的固定方式短圆轴15/20用卡簧97固定。滑动托架14中心长度空间54大于柱塞34/36行程,中心两侧44/54空间边大于凸轮45/21轴的轴颈,两短圆柱42/48-15/20与滑动托架14/43及连接要保证结构强度和刚度,因型体复杂加工面多,做工艺处理,为滑动托架14/43安装方便和调正,传动室13/56后端开口,用螺栓固定,或增大上盖厚度减低传动室13/56外壳,要注意密封防止漏油,为安装需要在柱塞34/36尾部有一个小方与螺母41/26,以供柱塞头部71和燃烧室53间隙调正滑动托架14/43和柱塞34/36旋紧固定用。凸轮21/45驱动是从动伞型齿轮103受齿轮箱50的主动伞型齿轮51驱动,齿轮103下面用滚动轴承106和外壳13/56固定,凸轮105轴与滚动轴承106在底座上固定,如果滚动轴承104安装时有矛盾,可移动到从动伞型齿轮103上面固定。齿轮102/103与凸轮105都用花键套与花键轴方式连接,以完成配气正时调正图17,Φ1凸轮105内弧大于一个压气机1活塞161行程,Φ1Φ3凸轮21/45内外弧的直径是柱塞34/36的一个行程,这个行程进通气柱塞泵36包括通气口35。这个行程大体是柱塞头部69,70,71长度和通气口35宽度的总尺寸。凸轮105内弧又是压气机1的活塞161一个行程距离尺寸Φ1,Φ2Φ1两弧交界距离是压气机1活塞161上下死点的交替时间,这个交替距离要精确误差要精准。齿轮箱50是将压气机1曲轴165旋转的角度,同步的反映给齿轮箱50。齿轮箱50以同步、同角度传递给进通气柱塞泵36传动机构56,同时以同步、同角度传递给燃气柱塞泵34传动机构13。齿轮箱50是以不同角度传递动力的齿轮组合,齿轮箱50用滚动轴承51分上下两点固定在箱体壳图4内。并和发火器2底板、压气机1气缸164、油底壳149相连以保证正常的固定和充足的润滑。齿轮箱50同步齿轮,固定齿轮的两盘滚动轴承51分别安装在外壳50机体盖图4内。进通气柱塞泵36传动齿轮和齿轮连接的传动轴29滚动轴承30固定在箱体侧面和盖子内,燃气柱塞泵34传动齿轮和连接齿轮的传动轴23由滚动轴承22固定在箱体另一个侧与箱体内。驱动方式与原则按着齿轮与传动轴29/23实际需求和实施目的而定。齿轮与齿轮形体与啮合方式、齿轮与29/23轴的传递方式与尺寸根据实用需求决定,各种齿轮传动及传动轴29/23所有数据及工艺要求,装配要素这方面技术成熟完整,按实用需求选用。根据齿轮与传动轴29/23实用需求选用轴承30/22种类,根据轴承30/22种类选择工作系数,工作负荷,适应转速及工作能力系数,根据数据计算原则,按各方面需求要素选用。齿轮与转动轴29/23及轴承30/22润滑用喷溅式,自溅式,自循环或大循环或其它形式实际要求为准。上盖图4型体结构安装轴承51以固定齿轮要有刚度与强度保证,侧面有传动轴用轴承槽10/12,材料可用轻质合金,设置内筋增加刚度与强度,还可用性能不低于HT20-40灰铁铸造或其它轻质合金。齿轮箱50所有齿轮都安装壳体内,并贮存一定量机油供润滑,有角型的两臂连接发火器2外壳,臂加活动罩,罩同是传动轴29/23旋转空间,臂和罩用胶料条代或橡胶条代密封,臂内连接外壳代有一定位差,使润滑油流动在壳内。上盖11和外壳50采用外差内外双接口结构,在接口处设置橡胶条代或胶料条代密封,螺栓布置,不但有一定预紧力,保证均匀可靠压紧力。传动室上盖5-9与冷却腔外壳6上盖由进通气柱塞泵传动室56、燃气柱塞泵传动室13、冷却腔57三大部分组成。冷却腔57进水循环可以是重力位差和强制两种循环方式,最好单独一套设备完成。冷却腔57上设置进通气柱塞泵进气口8,喷油器连接口7。进通气柱塞泵36和燃气柱塞泵34连接齿轮箱图4的传动轴承的轴承槽10和轴承定位卡孔12。进通气柱塞泵传动室56内与燃气柱塞泵传动室13内两侧设置水平U形条轨,上盖图3的尺寸是根据发火器2体形结构体积大小决定的。根据条件,上盖图3与外壳57应该用抗热疲劳性能好的材料制造,材料导热性越好,膨胀系数越小,高温疲劳强度越高,越能随热负荷反复作用,可用活塞往复式内燃机气缸盖材料与工艺,机械性能不低于HT20-40灰铁铸造或轻质合金,如果可能用轻质合金,设置加强筋和适当增加厚度,保证结构强度与刚度。冷却腔上盖图3与发火器2外壳的密封与紧固,对上盖图3与发火器2,要求不允许有冷水进入进通气柱塞泵36和燃气柱塞泵34传动室13/56,也不允许传动室13/56内润滑油进入冷却腔57冷却水中,上盖图3与发火器2外壳采用交差内、外双接口结构,在接口处设置橡胶条与代密封,注意螺栓的布置,不但有一定的预紧力,保证均匀可靠的压紧力。支撑滑动托架14/43轴承55-47/49,注意牢固可靠,位差要精准,设置U形条轨泄油孔和传动室13/56总泄油孔外壳图3和底部57,13,56连接压气机1和进通气柱塞泵36通气孔8,固定燃烧室53,进通气柱塞泵36总成,燃气柱塞泵34总成,副喷嘴19,注水器2A/B总成。冷却水供注水器2A/B的滤清28A/B设备及水道图5,连接齿轮箱50的进通气柱塞泵36,燃气柱塞泵34传动轴承30/22,固定轴的轴承油封图6总成,水封图18总成,底部要加厚一些尺寸。
压气机1是辐流式涡轮发动机图2的主要一部分,它不但要及时供给辐流式涡轮发动机图2的新鲜空气,而且负责辐流式涡轮发动机驱动传递,润滑,燃料供给,所有机件的组合基体,机体图41构成辐流式涡轮发动机图2的骨架,机体图41内安装所有的主要零部件和附件,为了保证活塞161连杆163,曲轴165、气缸145主要零件工作可靠耐久,它们互相之间必须保持精确的相对位置,机体图41的表面尺寸,几何形状,相互位置都很严格,在设计时必须有严格的公差要求,由于结构复杂,尺寸较大,壁又较薄,毛坯铸造,机面加工面多,精度和光洁度要求就会很高,因而机械加工很费时,辐流式涡轮发动机图2的机体图42采用气缸图38,曲轴箱分体结构,因为曲轴165是组合式,采用滚动轴承支撑曲轴165,为了便于安装用滚动主轴承支撑的曲轴165,采用隧道式气缸体图42,气缸体图41内部铸有隔板和若干个加强筋,用来增大刚度,支撑曲轴主轴承169和涡轮图66,驱动传递机件,为了风冷却目的,气缸145和曲轴箱164两体结构,带有发火器2的气缸盖和气缸图36图37也是两体结构,辐流式涡轮发动机图2的固定,以涡轮外壳图41和涡轮花键轴与花键套385/387轴承做固定点,压气机1固定在涡轮外壳图41上,这样压气机1可以减少体积和充分利用轻质合金,也有利于冷却,可以把压气机1曲轴箱图42和涡轮外壳图41两体分开成型,这样成型体积小容易利用先进工艺,减少人力、物力消耗,降低生产成本,产品率高,吉林工业大学内燃机教研室编内燃机理论与设计下册第六页,最近出一种新的成型方法,称为液态模锻法,这种方法就是向流入铸型中的金属液,在其液态或半液态情况下施加压力,一直保持到铸件凝固终了,它是一种介于铸造和锻造之间的方法,不需要复杂的锻造设备,也不需要复杂的压铸设备,可以去除铸造缺陷,改善机械性能,扩大合金的使用范围,对壁厚的活塞类零件特别适用,气缸筒图38上带有很多散热片170,为了简化制造工艺和减少变形,采用单体气缸图41结构,发火器2的气缸盖气缸及曲轴箱的连接方式有两种,一种用长螺栓直接把气缸盖图36、气缸体及曲轴箱连接图37,为简化工艺,降低成本采用的另种直接连接方式,气缸145外表面布置了很多散热片144,以增加散热表面,气缸145的铸造有两种:一种为铸铁气缸145散热片的;另一种为了冷却需要双金属用灰铸铁做气缸145原料,外表面用铝制散热片图38或以水冷却形式,活塞161连杆163组由活塞161、活塞环图43/图44、活塞销图45、连杆163机件组成,活塞161的基本构造可分为三部分:顶部图40、头部171、裙部174,对它的要求强度高,重量小,导热性好,活塞顶部图40为平顶,它主要承受压缩空气压力;头部有若干个活塞环槽172-173,安装密封环图43和刮油环,组合环图44,环槽低部有若干个小孔,使多余的润滑油泄入曲轴箱149;裙部174是用来引导活塞161在缸内运动,裙部174还有活塞销座图45用于连接连杆163,为了减轻活塞161的重量在铸造上,在不影响强度和硬度的允许范围,尽可能性薄一些,为导热性好,要选择热膨胀系数小的材料,为了使活塞161有一定刚度和强度在销座部位171要加大一些厚度,而在裙部174要有一定的椭圆度,活塞环可分密封环,又称气环图43或压缩环和刮油环又称油环图44,进通气柱塞泵36,燃气柱塞泵34都用密封环图43和油环图44,第一保证气体不泄漏,第二保证将柱塞34/36上的热量传给泵桶34A/B-36A/B,由于密封环要完成密封气体和导热任务,因此它应有足够的弹力,使环的外圆面紧压在气缸145壁上,端面应很平整光滑,能与环槽的端面良好贴合,由于柱塞34/36在高温下工作,环的润滑条件很差,其弹性容易下降,磨损也很严重,因而环的材料选择和结构改进主要是为了提高其工作寿命,密封环一般都用优质灰铸铁制成,为提高其性能,可在灰铸铁中加入少量的铬、镍、钼、钨合金元素和镀铬、喷钼工艺,压气机1的环用一道密封环图43和二道组合式图44刮油环,做密封和刮油,组合式刮油环图44的结构有上下两个刮片176-177和主环178组成,刮片与气缸壁145接触,刮下的润滑油由主环178油孔回油底壳149,刮油性能好,主环178是用薄钢皮冲卷制而成,工艺简单,便于自动化生产,活塞销162A/B是用来连接活塞161和连杆小头185,装配时,它的中间穿过连杆小头孔185,两面支承活塞销孔中图45,因承受往复冲击力和惯性力,要求重量轻,采用较好的钢材,制成中空表面进行工艺性处理,活塞销162A/B采用浮式安装法,在活塞销座两端用卡环179嵌在销座凹槽中进行轴向定位,连杆163是将活塞161承受的力传给曲轴165,并和曲轴165配合把轴向运动变为活塞161直线往复运动,为保证足够刚度和强度的原则下,尽可能保持小的重量,保证结构刚度和强度要减轻重量,连杆图47大端小端都用轴承做封闭结构,杆身两面用支撑筋中间空的结构,材料用优质灰铸铁液模锻法制造,曲轴165是压气机1主要机件之一,由涡轮图66产生的动力是由曲轴165传递给压气机1的,同时压气机1的工作情况也是由曲轴165反映给涡轮图66的,消耗主机动力的大小、多少都由曲轴165反映出来,辐流式涡轮发动机图2使用的曲轴165是全支承组合式曲轴图46,它分主轴颈180和连杆轴颈181,它的结构是按着黄河JN150型汽车、6135Q型发动机,曲轴165上装用滚动主轴承,气缸采用隧道式图42结构曲轴165是组合式的,它的优点是曲轴165旋转阻力小,易于启动,功率消耗小,气缸体采用隧道气缸体图42刚度大;缺点是结构复杂,制造成本高,连杆轴颈181采用中空和活塞销162A/B一样的结构,因为连杆163A/B大端是滚动轴承186的,所以连杆轴颈181是和主轴颈180为分体连接的,这样组合式曲轴图46就成为开体式,曲轴165前端,有带动燃料系统图53和润滑系统图49的齿轮,还有带动发火器2的驱动伞型齿轮158,后端有涡轮图66啮合的齿轮184,异步和同步就是齿轮比决定的,制造曲轴165的材料用铸铁、轴颈180-181作工艺处理,辐流式涡轮发动机图2的润滑系图49的基本任务是将机油不断供给各零件的磨擦表面,减少零件的磨擦和磨损,流动的机油可以清除磨擦表面上的磨屑和杂质,并冷却磨擦表面,气缸壁与活塞环上的油膜能提高气缸145的密封性,润滑系图49包括:油底壳149,机油泵148,集滤器146,喷嘴193,调正阀194,连接油管组成,机油泵160:有齿轮式和转子式两种,机油泵160是将润滑油产生压力,使之润滑油在油路中不断流动,润滑各零件表面,齿轮机油泵结构简单,制造容易,工作可靠,应用最广,转子式机油泵160A/BC工作原理,主动的内转子191和从动外转子189都装在油泵壳体内,内转子191固定在主动轴188上,外转子189在油泵壳体可自由转动,二者之间有一定的偏心距,当内转子191旋转时,带动外转子188旋转,转子齿形齿廓设计时使转子转到任何角度时,内、外转子每个齿的齿形齿廓线上总能互相成点接触,这样,内、外转子间便形成四个工作腔,某一个工作腔从进油口192转过时,容积增大,产生真空,机油便经进油孔吸入,转子继续旋转,当该工作腔与出油口190相通时,腔内容积减少,油压升高,机油经出孔压出,转子式机油泵结构紧凑,吸油真空度较高,泵油量较大,且供油均匀,可以安装在油底外而且位置可以高一些,机油滤清器图51:机油通到磨擦面之前,经过滤清器滤清的次数愈多,则机油愈清洁,但滤清次数愈多,机油的流动阻力也愈大,为解决滤清与油路通畅的矛盾,在润滑系中一般装用几个不同滤清器增加滤清能力,与主油道串联的滤清器称为全流式滤清器,与主油道并联的则称为分流式滤清器,既能使机油有较好的滤清,而又不至于造成很大的流动阻力,机油滤清器的种类包括浮式集滤清器;固定式集滤器;粗滤器;细滤器;离心式细滤器;复合式滤清器,上海SH760、SH130型汽车采用细滤器与粗滤器串联,而设置在同一外壳内的复合式机油滤清器146A/BC,图51结构有滤清器芯底座弹簧197,滤清器芯底座198,滤清器芯下,密封圈199,纸质细滤芯200,粗滤芯201,滤清器壳202,滤清器盖密封圈203,滤清器盖204,安全阀205,垫圈209,214,弹簧213,阀盖207,滤清器压紧螺母208,中心杆210,低垫212,旁通阀215,细滤芯上密封圈216,滤清器上盖217,滤清器上盖紧固螺母218,螺钉220,垫圈219,折状滤纸200G,粗滤芯铜丝202B,绕丝筒201a。构造粗滤芯为线绕式,带有凸起的铜线与201a绕在波纹状的绕丝筒202Bh,形成0.04-0.09毫米的滤清缝隙,细滤芯为纸质的,折状滤纸200a用粘合剂固定在滤芯端盖上,由机油泵进来的机油,从孔D进入,经过粗滤芯铜丝缝隙,再经过滤纸进入中心腔,然后沿中心腔上流,经孔E进入主油道,滤油器盖压紧螺母的螺纹孔H与出油孔E相通,油压力表油管接头旋于螺纹孔H上,当细滤芯堵塞,该滤芯前后压力差超过1.2kg/cm2时,旁通阀打开,经粗滤的机油便经孔G和孔E供入油道,当粗滤芯堵塞,进油孔D和出油孔E油压差超过2kg/cm2时,安全阀205打开机油则不经滤芯,直接供入主油道,机油散热器,为了使机油保持在最好的温度范围内工作,除靠油底壳内自然冷却,我们将6120型柴油机,机油散热器装在冷却环路中,当油温较好时,靠冷却水降温;而起动暖车期间较低时,则从冷却水吸热迅速提高机油温度,我们把机油、冷却水、空气滤清器三位一体设计在一起,图50结构有前端盖221,冷却管222,后端外壳223,出水管224,进水管225,燃料供给系辐流式涡轮发动机图2所用的燃料为多种,汽油、柴油、煤油、酒精可燃气体,因此可燃混合气的形成和燃烧运用压燃式柴油机的形成是可行的,在操作方式上从原理与结构和参考现有结构全部实用可行,燃料供给系图53的组成:燃油箱274、输油泵152、低压高压回油供油管、燃油滤清器338、高压油泵153、喷油器275、泵一喷油器图55、调速器图56组成,柱塞式喷油泵153A/B的整体结构:高压油管接头226、减容器227、出油阀弹簧228、放气螺钉229、出油阀230、出油阀座231、油道232、柱塞套定位螺钉233、柱塞套234、柱塞235、柱塞套油封环236、调正齿圈237、锁紧螺钉238、油量控制衬套239、柱塞弹簧上座242、柱塞弹簧243、通气螺钉240、检视盖板241、柱塞弹簧下座244、锁紧螺母245、油尺247、挺杆调正螺钉246、挺杆体247、滚轮248、输油泵紧固螺栓249、放油阀250、定位螺钉251、螺塞254、泵体253、凸轮轴252、调节齿条261、齿条定位螺钉260、润滑油稳压器259、润滑油道258、缝隙滤芯257、出油阀座垫圈256、高压油管接头座255、接头保护套272、夹板262、进油接头263、管接头265、调节器264、调节螺套266、轴盖板268、滚动轴承269、联轴器270、回油管接头螺钉267、回油管接头272、止推螺栓271,随着高功率强化柴油机的不断发展,近十多年来国外出现了一种P型喷油泵,它与原有传统的柱塞式喷油泵结构有所不同,其主要特点是:泵体采用箱式封闭结构,且在泵体上不开窗口,以增大泵体的刚度,使喷油泵能随更高的喷油压力而不致变形,以适应高速高功率柴油机机动性要求:由柱塞套出油阀偶件以及出油阀底座用一个法兰套装在一起,成为一个整体部件用螺钉直接固定在泵件上;供油量和供油始点时间的调整,分别从外面转动法兰套和从法兰套下面加减垫片的办法进行的;喷油泵采用了强制式润滑系统,并与发动机润滑系统相连接,国产高速柴油机喷油泵系列:喷油泵分为上下两部分,拆装和维修比较方便:采用拨叉式油量调节机构,与常见的齿条式机构对比,结构简单,材料利用率高,滚轮体部件采用了垫块调整的方法,代替调节螺钉的结构,这样可以克服调节螺钉,顶平面硬度不易提高而造成容易磨损的缺陷:考虑了加强密封和润滑的余地,增加个别部件,可适应多种燃料的需要;喷油泵结构紧凑,体积小,重量轻,轴针式喷油器图57结构包括:回油管螺帽339、衬垫357、调正螺钉护帽340、垫圈341、调压螺钉342、调压弹簧垫圈343、调压弹簧344、顶杆345、喷油器体346、紧固螺套347、针阀348、针阀体349、铜锥体350、定位销351、塑料护盖352、进油管接头354、滤芯353、衬垫355、胶木护套356,轴针式喷油器通常用于涡流室和预燃室柴油机中,近年来也开始应用于少数带有强烈地气涡流的直接喷射式柴油机,它的喷注形状呈空心的锥形或柱形,喷孔断面大小与喷注的角度开头取决于轴针的形状和升程,轴针头部的形状有柱形和锥形两种,当要求喷雾锥角不大时,宜将轴针头部做成柱形,而要求喷雾锥角很大时,轴针的头部应做成具有两个相对的截锥体的形状,改变轴针头间的形状,就可以得到各种不同的喷雾锥角,一般可在4°~45°度范围内变化,轴针式喷油器的喷孔直径都在1毫米以上,因为喷孔直径较大,孔内双面轴针上下活动起自洁作用,喷孔不易积炭,工作可靠,泵一喷油器图55结构包括:喷孔286、喷咀头287、弹簧288、单向阀289、阀座290、片阀291、柱塞套上孔292、外套螺帽293、齿轮294、泵体295、滤芯296、油管接头297、导向套298、推杆299、油管接头300、滤芯301、齿条302、柱塞303、柱塞套304、环状空腔305、柱塞套下孔306、下螺旋切边307、上螺旋切边308、径向孔309、轴向孔310,泵一喷油器GMC二冲程柴油机上得到了应用,其优点主要是因为柱塞与喷油器喷孔之间的高压燃料容积大大地减小了,基本上消除了喷油过程中由于燃料可压缩性而引起的压力波动的影响,使高速运转时实际喷油的始点和终点比较近于喷油泵所确定的理论供油始点和终点,泵体上用上套螺帽紧固着柱塞套和喷嘴头柱塞套上有上下两个孔,这两上孔定期地使柱塞套压油腔和环状空腔相通,柱塞套内安装有柱塞,柱塞下部有环形切槽,切槽上下端是两个螺旋形切边,上切螺旋角比下边大,环形切槽通过柱塞上的径向孔和轴向孔与柱塞套压油腔相通,柱塞上端有凸肩伸入导向套上,导向套被弹簧压向上方,柱塞上部装有齿轮,并与齿条相啮合,喷嘴上有6个直径为0.165毫米的喷孔,并在内部装的单向阀和片阀单向阀可以保证喷油开始和终了时比较迅速,片阀可防止燃烧进入泵一喷油器内腔单向阀开启压力约为115kg/cm2,在泵-喷油器工作时燃料在输油压力作用下经油管接头进入,通过金属滤芯与油道送入环形空腔,一部分燃料又从这里经油道与第二个滤芯不断流回燃料箱,燃料在环形空腔内循环,可以使泵一喷油器的冷却,促使空气和蒸气泡的排出,当柱塞位于最上面的位置时,燃料从环形空腔通柱塞套上孔、环形切槽与柱塞孔,并直接通过柱塞套下孔进入并充满柱塞压油腔,当柱塞向下运动时,柱塞套下孔被遮盖,一部分燃料从柱塞套内压出经柱塞孔与柱塞套的上孔返回环形空腔,当柱塞的上螺旋切边遮盖住柱塞套的上孔时,燃料开始通过单向阀而从喷嘴喷出,这个时刻对应理论供油始点,而当柱塞继续向下运动,下螺旋切边开始将柱塞套的下孔流回环形腔,虽然此时柱塞仍继续向下运动,但供油已经终止,通过齿条转动柱塞时,可以改变柱塞上螺旋切边与柱塞上孔的相对位置,使供油量和供油始点终点都发生改变,供油量增加时,供油始点提前,供油终点延迟,这样可使变工况工作的车用柴油机工作比较柔和,所有的柴油机上都装有调速器图56,这是柴油机工作过程的特点所要求的,汽车拖拉机高速柴油机大多数在变工况下运转,经常会遇到突变负荷的情况,汽车从上坡到下坡行驶,拖拉机悬挂的农具突然卸去了负荷,就会引起转速很快上升,柴油机以超过标示的最高转速工作是不允许的,因为这时燃烧过程剧烈恶化,排气冒烟,而且也对于运动零件的惯性力大为增加,严重时可能引起零件的损坏,因此柴油机有必要防止超速,辐流式涡轮发动机图2在汽车、拖拉机或其它领域的应用上也同样有这些实际情况,有使用柴油机调速器图56的必要性,全速调速器图56的结构:包括调速器支座311、调速器盖312、垫片313、锁紧螺母314、调速簧定位螺钉315、下盖板316、减摩垫圈317、上盖板318、摇架319、开口垫圈320、辅助弹簧321、油量限位总成322、加油螺塞323、停车挡销324、驱动盘325、推力盘326、飞球327、停车手柄328、油量限位轴329、起动加浓弹簧330、起动手柄331、停车操纵杆332、调速手柄333、开口挡圈334、调速操纵轴套筒335、油封圈336、调速扭簧、调速操纵轴337,全速调速器图56不仅能限制柴油机的最高和最低转速,而且在柴油机的所有工作转速下都能起作用,在任何的速度工况下,供油量都由调速器自动控制,全速调速器还可以采用其他不同的结构型式,具有单排飞球和一根强力的扭簧,调速器扭簧套在调速操纵轴上,两端压在摇架上,操纵调速手柄,就可转动操纵轴从而改变扭簧的扭转程度,就是改变了扭簧压紧在摇架上的力,因此调速手柄一定位置,对应一定的速度形成扭簧压力,也即对应于一定的调速器起作用于转速,只有当转速升高到某一转速以后,飞球产生的离心力才能通过推力盘克服扭簧的压力,使摇架带动喷油泵调节杆移动,减小供油量,使转速降下来,直到飞球的离心力又是与扭簧的压力平衡时为止,调速器壳上还装有起动加浓手柄,起动时,拉动手柄,使喷油泵调节杆的供油量加大,燃料滤清器图58为了保证发动机不间断工作,从燃料箱流出的燃料,必须仔细地消除机械杂质和水,如果燃料滤清不良,喷油系统的精密偶件便会发阻滞和加速磨损,从而引起柴油机各缸供油不均匀,功率下降,燃料消耗增加,因此燃料滤清器图58结构外壳358纸质滤芯359,出油口,进油口,对保证喷油泵和喷油器的可靠工作对提高它们的使用寿命有重要的作用,近年来国产柴油机上使用纸质柴油滤清器日益增多,纸质滤芯的使用,可以节省大量的毛毡及棉纱,而且纸滤芯的使用实践证明,它的性能是相当好的,纸滤芯359的阻力比毛毡式和棉纱缠绕式滤芯小得多,纸滤芯对引起喷油系统精密偶件磨损较严重的机械杂质颗粒直径为6~20微米,占85%的石英砂的过滤效率可达95%以上,完全可以满足实际使用的要求,而且纸滤芯的堵塞寿命在各种流量下试验,都证实要比毛毡式和棉纱缠绕式高得多,此外纸质柴油机滤清器还具有重量轻、体积小、成本低的优点,设计新发动机选用柴油滤清器时,根据功率的不同,可按纸柴油滤芯系列选择,输油泵图54的结构:包括手泵276、手泵活塞277、滤油网278、进油管接头279、出油管接头281、止回阀280、挺杆偶件282、输油泵体283、活塞284、活塞弹簧285,输油泵的作用是保证燃料在低压油路内循环,克服管路及滤清器的阻力,并保证供油油量有足够数量及一定压力的燃料给喷油泵,一般输油泵的供油量要比喷油泵的需要量大10倍,活塞式输油泵因为结构简单,使用可靠,安装方便,应用比较广泛,输油泵装于喷油泵的一侧,当输油泵凸轮转动时,通过挺杆机构或滚轮机构,使活塞作往复运动,由于单向阀的作用,不断地向滤清器输送燃料,输油泵的供油量大于喷油泵的需要时,油路中压力上升,这压力作用在活塞的后面,如压力大于活塞弹簧压力,油泵便停止供油,为了在发动机起动前使喷油泵内充满燃料,输油泵上还带有手泵,Q=(ηvyπd2hnt/4)×10-6升/分式中d——输油泵活塞的直径(毫米);h——输油泵活塞的行程(毫米);nt——输油泵的转速一般等于凸轮轴转速(转/分);ηvy——输油泵的容积效率,一般可取0.7~0.75。涡轮图65/图66是辐流式涡轮发动机图2将热能变为机械能的主要元件,它是以活塞往复内燃机飞轮为构思变化的,辐流式涡轮发动机涡轮为一轴圆型前后两单元作功叶片盘图67/图68中间空间形成V型与U型两种,V型U型前后圆形作功单元叶片盘图67/图68相背设置或作功单元叶片盘图67/图68相对设置,压气机1与涡轮图66连接方式,立式与侧卧式两种,立式压气机设置优点,单元作功叶片391/416弧度长作功利用率高,机体高度较高,但长度较短,侧卧式压气机1设置优点机体高度,尺寸较小,缺点单元作功叶片391/416弧度短用V型中间加大变化角度来实现作功利用率,机体长度尺寸增加了。一轴圆形前后两单元作功叶片盘图67/图68中间空间U型轴向尺寸变化较小,轴间圆型前后两单元作功叶片盘图67/图68中间空间V型轴间尺寸变化较大。图25/139压气机侧卧式两缸星型排列缸与缸间在涡轮一轴圆型分配角120°为六缸辐流式涡轮发动机,这样压气机侧卧式单列压气机两层结构,排列前后两单元作功叶片盘图67/图68中间空间为双V型,第一V型前后两单元作功叶片盘图67/图68为相背设置,第二层V型前后两单元作功叶片盘图67/图68为相对设置,第一层V型前后两单元作功叶片盘图67/图68第二V型前后两单元作功叶片盘图67/图68用圆环型条一道或两道多点凸凹相接形成一体,图25/139压气机1单列叁缸侧卧式在一轴圆型分配角120°形成星形结构,压气机1总气缸数为6缸,轴向前后三单元作功叶片盘为三层V型,压气机1单列叁缸在一轴圆型分配角120°,压气机总气缸数为9缸,同轴前后三单元作功叶片盘为三层V型,第一层V型前后单元作功叶片盘为相背设置,第二层第三层前后单元作功叶片盘为相对设置,层与层间单元作功叶片盘用环形条一道或二道,凸凹多点相互环接形成一体。图26/140辐流式涡轮发动机双涡轮压气机双缸,同曲轴对置结构两层单列压气机圆盘分配角90°,压气机气缸总数为16缸,同轴双涡轮前后单元作功叶片盘之间空间为双V型,第一层前后作功叶片盘为相背设置双涡轮双缸压气机同曲轴对置结构参层单列式压气机圆盘分配角120°为星型排列压气机总气缸数18缸,第一层V型前后单元作功叶片盘为相背设置,第二层第三层前后单元作功叶片盘子相对设置,盘与盘之间用一道或二道环型条多点凸凹相互环接成一体,图26/140辐流式涡轮发动机双涡轮,压气机双缸同曲轴对置结构,前后单元作功叶片盘之间为V型三层结构第一层V型前后单元作功叶片盘为相背设置,第二层、第三层前后单元作功叶片盘为相对设置压气机用曲轴单列三缸排列圆盘分配角为90°压气机总气缸数为24缸,辐流式涡轮发动机压气机排列方式为立式图23/136,图24/137同轴前后单元作功叶片盘之间为V型或U型前后单元作功叶片盘为相背设置。图20/135星形单元作功叶片圆盘分配角气缸与气缸间120°同轴前后单元作功叶片盘之间空间为V型或U型前后单元作功叶片盘为相背设置,图21/138同轴前后单元作功叶片盘之间空间为V型或U型,前后单元作功叶片盘为相背设置,这种压气机排列在单元作功叶片盘分配角气缸与气缸间90°为两双排对置排列,图22/134同轴前后单元作功叶片盘之间空间为V型或U型前后单元作功叶片盘为相背设置,这种压气机排列在单元作功叶片圆盘分配角气缸与气缸间180°为双排对置排列,压气机缸径90mm~165mm,可以使辐流式涡轮发动机输出功率由几十、几百、几千、数万马力对压气机排列与缸径作多样实用需求选择。辐流式涡轮发动机的涡轮设置方式决定压气机排列方式,同轴前后单元作功叶片盘叶片位置的选择把V型与U型空间的选择单元作功叶片盘的单元选择从实体结构作功需求很重要。图67/图68前后单元作功叶片盘的单元选择,辐流式涡轮发动机作功功率压气机位置的选择,单元作功叶片盘直径是8~10倍的轴直径,尺寸也是盘圆直径尺寸,以中心线为基点沿外圆尺寸,以放射角度为以据合理分配以所占有的角度分配作功叶片组单元数,以2,3,4,5,6,7,8数量级合理分配作功叶片占有盘圆外分配角以六个单元为例圆外分配角60°,每个单元都独立封闭的,每个独立封闭单元有以导气孔392为中心布置,有以旋转方向为弧度作功叶片391数条,每个独立封闭单元只有代弧度393进气口,代弧度作功叶片391与导气口392相通图67前单元作功叶片盘有以外圆连接的代弧度393代弧度通气口相等距离相等角度,连通外圆以6个导气孔为中心与外圆等距离,等角度,同跨度形成6个独立封闭单元。图68后单元作功叶片盘结构以尺寸与图67前单元作功叶片盘决对一致,但前单元作功叶片盘图67与图68后单元作功叶片盘安装在同一轴上是U型空闸或V型空间相背安装,还有一个不同点如果两盘以垂直中心线与水平中心线的独立封闭单元为1,两盘两封闭独立单元要相差一个单元,按相差一个单元用弯管388相连通,连接顺序是前1对后2,前2对后3,前3对后4,前4对后5,前5对后6,前6对后1,为作功气体顺畅角,顺畅角取决于旋转方向,单元个数所占的角度大小,单元数量。后单元作功叶片盘图68与前单元作功叶片盘图67,在结构上是相同的,每一个独立封闭单元增加了一个396导气罩,主要使作功流体按涡轮旋转方向,开一个喷口,集中流体有方向性的喷射后单元作功叶片盘封闭单元叶片连续作功。前涡轮圆固定平盘图69,它与花键套395,或花键轴在轮辐边缘成圆平盘图69,前圆固定平盘圆图69与后圆固定平盘图70有U型或V型一个空间后固定平盘图70边缘有轮辐与花键套387或花键轴,以涡轮图66轴水平线连接成一体,前圆固定平盘图69上边圆用方条形键383与前单元作功叶片盘图67上圆边相连接,轮辐397处有凹型382轮辐平分中心线左右相等处与前叶片盘384图67下圆边凸形相连接,后圆固定平盘图70上边圆用方条形键383与后单元作功叶片盘图68上圆边相连接,轮辐399处,图70有凹型在轮辐平分中心或左右相等处与后单元作功叶片盘386图68下圆边凸形相连接,前单元作功叶片盘图67与前圆固定平盘图69,不但上边圆与下边圆平分圆平盘角度各点用方条键383与下边圆用凸凹方式与轮轴相连接。还用前单元作功叶片盘392图67导气管388的圆外短管螺纹穿过前圆固定平盘396图69用六方螺帽388锁紧。后单元作功叶片盘图68与后圆固定平盘,图70不但上边圆与下边圆平分圆平盘角度各点用方形键383与下边圆用凸凹方式与轮辐相连接,还用后单元作功叶片盘394图68,导气管388的圆外短管螺纹穿过后圆固定平盘398图70用六方螺帽388锁紧。前后单元作功叶片盘图67/图68单元结构:前后单元作功叶片盘图67/图68单元结构形成是以涡轮轴心水平线为基点,对单元作功叶片盘外圆成放射线平分外圆角以轮辐外圆平分下圆角,下圆角的导气口393/394的圆的水平线边的两点为放射线左右点与单元作功叶片盘圆外边形成的平面,以进气口393/395的边直线到导气口393/394的边为厚度形成的封闭体,它是上圆面大下圆小成三角形,圆外边进气口393/395厚度尺寸大于导气口392/394的厚度尺寸成渐缩形。封闭体为单元,这样数个单元以轴心为点形成单元作功叶片盘图67/图68。单元作功叶片盘图67/图68每一个独立封闭体内沿封闭面分布数个以涡轮图65/图66规定旋转方向有弧度作功叶片391/416。作功叶片391/416以导气口392/394为中心点。轴两面的花键轴与花键套385/387上安装的滚动轴承是压气机润滑系统负责润滑。涡轮图66轴前后固定圆盘384/386中间的V型或U空间与前后单元作功叶片盘图67/图68与外壳形成的空间随涡轮旋转风压与排气口405达到冷却目的。
辐流式涡轮发动机集气器图72,以后单元作功叶片盘图68单元形成单元,数个独立单元与排气口405有距离形成圆形401为进口,辐流式涡轮发动机图2旋转方向有喷口403与前单元作功叶片盘进气口393保持一定距离,以前单元作功叶片盘边圆形等距离多个喷口403分布在前单元作功叶片盘393上方。每一个集气器与集气器相连接,并和图71,405排气罩一体铸造。每一个集气器形成一个独立封闭体,进口到底部平板倒U型上端半圆两边渐有高度成弧形底部平板铸成一体,并与喷口403形成如400渐缩形个体,倒U型两侧分布多个小圆孔集气器图72底平板与涡轮图66保持一定距离,距离大小由图71/403/404代孔的圆环与排气罩405决定。辐流式涡轮发动机涡轮图66作功方式,由发火器图13,燃气柱塞泵34副喷口19/74喷出的高温高压气流由393进入前单元叶片作功盘图67进气口393冲动叶片391,冲动涡轮图66/图69旋转气流由叶片391进入前单元由导气口393联通的金属弯管388的管口389进入后单元作功叶片盘图68图394由集气罩喷口396喷射作功叶片416经排气口395进入集气器401有压力的气流经喷嘴403喷入前单元作功叶片盘图67/393继续冲动叶片391旋转作功。集气器平底板是防止涡轮在旋转中风压干扰集气器作功气体,倒U型两侧多数小孔是选择作功气体与压力低的气体的由排气口405随涡轮风压排出机体,小孔在喷口403的弯处与进口401处不设置,集气器400形体是渐缩形与涡轮图65/图66保持一定距离不会影响气体从排气口405排出机体的。排气设置有排气外环罩405,排气外环罩上一体铸有集气器400,并有排气口若干个分布在排气罩圆形两侧,两侧的圆环盘4A/4B有等距离在一个圆环线上圆孔两排,上排圆孔403,下排圆孔404负责调正集气器与前后作功叶片盘图67/图68进气口393与排气口395距离,并负责在涡轮图66两面三角形三个点安装附助旋转器图75,附助旋转器的结构有双V型对口滚柱413,上端有滚动轴承412,轴承盖409,轴承与外壳固定螺栓孔410轴414有油封,固定孔四个411,下端轴有滚动轴承油封,轴承盖与外壳固定螺栓双V型对口滚柱413A/B,轴414,顶端圆环415,外壳以双V型对口滚柱413,顶端圆环415直径有一定转动空间使外壳前后两面做条型结构不能作封闭结构,上端、下端4个孔411是用螺栓固定在涡轮外壳上图41,滚动轴承润滑由压气机1A/B/146供给润滑油回到压气机油底壳149内。中型小型辐流式涡轮发动机图2可以不设置此设备,大型特大型必须设置,辐流式涡轮发动机图2由静止状态进入工作状态,起动系图61图62就是创造这一条件,对起动系图61图62的要求,是迅速可靠地起动辐流式涡轮发动机图2,起动系图61图62的工作性能对辐流式涡轮发动机图2的工作可靠性,使用方便和使用燃料经济性有很大影响,起动不可靠也是辐流式涡轮发动机图2工作不可靠的重要表现之一,要求发动机在气温-40℃下仍然可靠起动,要求辐流式涡轮发动机起动快,起动后很快过渡到正常运转,好的起动系图61图62不仅保证可靠起动,保证起动磨损小,辐流式涡轮发动机起动性不良,有时即使暂不工作,往往也不敢停机,增加燃料使用消耗,当气温在0℃以上时,直接喷射柴油机的起动转速为80-100转/分,预燃室柴油机,起动转速为100-200转/分,当气温更低时,必须利用某种起动辅助手段,启动系图61图62及电系统图64图63图60图59结构有交流发电机图64、发电机调节器图63-374、蓄电池图62-365、水温表图60、水温计366、调节器367、保险丝362、点火开关363、燃油表图59、双金属片、燃油表头调正器360、燃油箱361、燃油装置、可变电阻,启动机图61结构有电磁开关368、驱动杠杆、小齿轮369、超越离合器370、电柜371、正流子372、电柜制动373,发电机图64结构有转子磁极380、转子线圈379、定子线圈378、风扇381、碳刷377、汇流环376、正流器375,交流发电机通过正流器变为直流电和调节器图62-365配合,负责蓄电池图62-365充电增长蓄电池图62-365使用寿命,通过保险丝362负责仪表、照明及其它电器供电,蓄电池图62-365种类很多,负责启动发动机图64电源,当发动机启动后进入正常旋转通过调节器图63-374供给发电机图64磁场电源,使旋转中的发动机得到交流发电机图64的正常供电,发动机停止旋转时通过点火开关363,由蓄电池365供给仪表、照明及电器电源,点火开关363即能启动发动机又能转换蓄电池图62给仪表、照明及其它电器供电,还能关断启动仪表、照明供电,常用起动方式,小型辐流式涡轮发动机一般用人力起动,人力起动虽然具有结构简单、工作可靠优点,但由操作不便、力量有限,在中等以上功率的发动机上已基本不用,电动机图61起动现代高速内燃机广泛应用串激低压直流电动机作为起动机,结构紧凑、外形尺寸小、操纵方便,在设计电动机起动时,要求电动机以足够高的起动转速与容量、电机功率和齿轮传动比,使它的工作点保证发动机足够高的起动旋转速度,发动机起动阻力为50kg/m,此电动机配上150安时蓄电池,在电流为560安的时候,扭矩3.1kg/m,转速1850转/分,选择起减速比50/3.1≈16的话,发动机起动转速1850/16=115转/分,应该认为是足够了,电起动时,不仅电动机本身,蓄电池容量也对电动机的工作能力有很大影响,电起动的主要缺点在于目前常用的酸性铅蓄电池使用寿命短、重量大、耐震性弱、要经常充电、当温度降低时放电能力急剧下降,电起动机无力使发动机进行长期拖动一般以三次为限,每次不超过连续15秒钟,否则有损蓄电池寿命,因此在气温很低时,要对蓄电池采用各种保温措施,蓄电池容量50~150安时,电压12伏柴油机电起动功率为:Nq=(0.05~0.1)Ne马力;蓄电池容量100~200安时,电压12~24伏;辐流式涡轮发动机图2的起动还有一个方便条件,如果第一次起动后,在行路过程和间歇停车过程,可以用压缩空气直接冲动涡轮起动,启动设备还有空气压缩机图74高压储气筒图73,空气压缩机图74结构排气阀螺塞417,气缸盖空气室418,气管419,气缸盖420气缸固定螺栓421,气缸盖垫422,空气滤清器盖423,空气滤清网424,空气滤清器壳425,空气滤清器紧定螺栓426,空气滤清器管道427,曲轴后轴承盖428,曲轴后轴承429进机油管430,曲轴箱底盖431,曲轴箱底盖固定螺栓432,曲轴箱油底壳油管434,曲轴箱油底壳前固定螺钉433,曲轴箱油底壳435,排气阀弹簧436,气缸盖固定螺栓437,活塞环438,活塞油环437,活塞440空气压缩机缸体441,连杆442,连杆轴承443,空气压缩机前曲轴盖444,曲轴445前曲轴轴承446,皮代盘447,皮代盘固定螺帽448,空气压缩机工作过程当辐流式涡轮发动机旋转时带动空气压气机皮带盘旋转皮带盘代动曲轴,曲轴代动连杆,连杆带动活塞在气缸内下行至下死点时气缸体上的进气口被打开,新鲜空气进入空气过滤器通过气缸进气口进入活塞与气缸盖之间充满气缸,这时气缸上的排气阀被弹簧压紧,当皮带盘继续旋转,代动曲轴,连杆使活塞由下止点向上止点移动,当进气口阻死,气缸内的空气压力升高克服排气阀弹簧压力,排气阀打开,直至活塞到达上止点为止,新鲜空气被管道压缩到储气筒内图73/406,储气筒是一个圆形两面半圆封死的金属体,结构气压表404,储气筒406,放气阀408进气管道407,输气管道405,增设空气压缩机图74与储气筒配合可以供给辐流式涡轮发动机进气系统增加进气量增大辐流式涡轮发动机输出功率。空气压缩机与储气筒配合用气压启动辐流式涡轮发动机,还可以用蓄电池低压直流电动机与空气压缩机储气筒气压在综合方式启动辐流式涡轮发动机,大型与特大型辐流式涡轮发动机可以用空气压缩机与储气筒配合2~3个点冲动涡轮启动还可以用蓄电池,低压直流电动机,空气压缩机与储气筒配合,综合2-3个点冲动涡轮启动辐流式涡轮发动机。
3.3有益效果
辐流式的涡轮发动机型体系列分类:按压气机图2/1的转速和涡轮图66转速可分为异步和同步,两个转速不相等为异步,两个转速相等为同步。按压气机图2/1的气缸分,可分一缸同步异步涡轮发动机136,二缸同步异步V型涡轮发动机137,同步异步双缸对置涡轮发动机134,三缸星型同步异步涡轮发动机135。四缸两双排对置同步涡轮发动机138按输出功率分:数千马力以下动力输出辐流式涡轮发动机压气机图2/1为前置卧式或立式单涡轮前作功叶片盘图67或V型U型相背后作功叶片盘图68、集气器400设置在涡轮U型或V型与排气设备图71顶部铸成一体进口401与后单元作功叶片盘图68排气口395喷嘴403喷射前单元作功叶片盘图67/391。压气机图2/1嵌卧式或立式气缸直径由90~165mm辐流式涡轮发动机135,134,136,137,138。1万马力以下图25/139为单涡轮V型二层或三层结构,侧卧式压气机为单排列二缸或三缸以涡轮圆分配角120°单排星型,压气机侧卧式二层气缸总数为6缸,侧卧式三层气缸总数为9个缸侧卧式压气机单排列三个缸,以涡轮圆分配角120°侧卧式三层气缸总数为12个缸,单涡轮V型三层叠加,气缸直径可以90mm~165mm变化。1万马力以上图26/140为双涡轮V型二层或三层结构侧卧式压气机为单排列2缸或三缸同一个曲轴两缸对置以涡轮圆分配角90°,压气机侧卧式单排列二层二缸同曲轴双缸对置涡轮V型两层叠加,压气机气缸总数为16个缸,压气机侧卧式单排列三层,三缸同曲轴双缸对置,涡轮V型叁层叠加压气机气缸总数为24个,压气机气缸直径90mm~165mm变化。特大动力可根据实用空间需要可以用一万马力以上输出动力辐流式涡轮发动机串联和并联达到动力需求。大动力和特大动力辐流式涡轮发动机,转速高,体积小,耗油少,噪音小,零排放。温室气体排放达到要求。现代大马力输出功率的往复式活塞内燃机体积大,活塞、连杆、曲轴、飞轮,都增大体积和重量,因而机器转速就变得很低了。而辐流式涡轮发动机图2的压气机1和旋转涡轮图66为分体结构并和涡轮图66转速为异步或同步的,在涡轮图66两侧成三角形结构涡轮图66上圆边两侧加入可调距离的双V对口圆滚柱为主结构,附助旋转器图75固定装置既减少旋转涡轮轴向的力使主轴轴承使用可靠和增长使用寿命,转速一般可达2000~6000转/分,辐流式涡轮发动机串、并联和离合器配合可以根据实际动力需要输出实现大马力跨越。辐流式涡轮发动机图2,体积要比现代使用的活塞式往复内燃机小于1/2左右。在相等气缸总容积条件下,用活塞往复内燃机1个缸的燃料消耗可得到活塞往复内燃机三至四个缸的动力输出,如果双缸对置压气机图22的辐流式涡轮发动机图2,用活塞往复式内燃机两个缸的燃料消耗可以达到六至八个缸活塞往复式内燃机的动力输出,如果用星型三个缸压气机的辐流式涡轮发动机图20,用活塞往复式内燃机三个缸燃料消耗可达到十至十二个缸的活塞往复式内燃机输出动力。辐流式涡轮发动机图2性能指标与现代广泛应用活塞往复式内燃机比较。同等输出马力,辐流式涡轮发动机图2体积比现代使用活塞往复内燃机小1/2,同样气缸总容积对比同等燃料消耗,辐流式涡轮发动机图2输出动力是活塞往复内燃机3-4倍,同等气缸总容积,辐流式涡轮发动机图2设置一个缸压气机136用活塞往复式内燃机一个缸燃料消耗得到四个缸活塞往复式内燃机动力输出,辐流式涡轮发动机图2用二个缸压气机134用活塞往复式内燃机二个缸的燃料消耗得到活塞往复式内燃机8个缸的动力输出,一机多燃料,汽油、柴油、煤油、酒精、可燃气体,1/3用燃油,2/3用处理过的中水蒸馏后保证发动机正常工作,易损、易磨、易碎零件少于活塞往复式内燃机,减少维护量,增加保证性,增长使用寿命,输出功率由几拾、几百、几千马力,数万马力自成系列,机器转速保持2000-6000转/分,制造成本低,节约原料,节约人力、物力、启动设备简单可靠,电启动压缩空气启动,充分利用新材料、新工艺智能化组织大规模生产,达到有害气体零排放,噪音小,排出气体温度≥环境温度,给这一领域根治温室气体排放作出贡献,达到低碳环保。
辐流式涡轮发动机图2的工作容积或排量VL,气缸数i,气缸直径D,活塞行程S,D以厘米为单位,R为曲轴半径,S活塞行程为曲轴半径R的两倍,活塞从上止点到下止点扫过的气缸容积称工作容积Vh表示多缸压气机各气缸工作容积,或排量用VL表示,以升为单位的工作容积,由下式计算
Figure BSA00000269365700171
(升),辐流式涡轮发动机图2压气机1工作活塞两个行程完成一个循环,计算总排量用2×103,压缩前气缸中气体最大容积与压缩后最小容积之比,称压缩比有ε表示,气缸总容积Va,燃烧室容积Vc,辐流式涡轮发动机图2ε=22~26,
Figure BSA00000269365700172
有效扭矩辐流式涡轮发动机图2对外输出扭矩,是克服各部分磨擦阻力和驱动辅助装置外,在输出端供给使用扭矩,输出端供给使用扭矩由试验测得Me(单位:公斤,米),有效功率辐流式涡轮发动机图2在单位时间内,对外做功的量Ne通常将每秒作75公斤,米的功为单位(1马力)当由试验测辐流式涡轮发动机图2有效扭矩Me和n转/分后,有效功率可用下式计算:
Figure BSA00000269365700173
(马力),辐流式涡轮发动机图2有水参与做功,耗油量和耗水量辐流式涡轮发动机图2每马力有效功率每小时耗油克数和耗水克数称为耗油率ge和耗水率,
Figure BSA00000269365700174
(克/马力小时),G-发动机每小时耗油量,耗油量和耗水量可以实际测量,辐流式涡轮发动机图2速度特性,包括部分特性及工况可借助活塞往复式发动机试验台上测量得到。
4.附图说明
图1单缸异步辐流式涡轮发动机动力传动,图2V型双缸辐流式涡轮发动机前视剖面,图3发火器上盖结构,图4齿传箱外壳结构,图5水滤清器输水管结构,图6油封结构,图7燃烧室剖面结构,图8燃气柱塞泵桶结构,图9进通气柱塞燃气柱塞结构,图10燃气柱塞泵副喷嘴结构,图11进通气柱塞泵结构,图12水滤清器结构,图13发火器顶视结构原件,图14滑动托架结构,图15滚动轴承短圆轴结构,图16圆短柱结构,图17凸轮及传动结构,图18水封结构,图19注油器结构,图20压气机星型辐流式发动机示意,图21压气机两双排对置辐流式涡轮发动机示意,图22压气机双缸对置辐流式涡轮发动机示意,图23压气机单缸辐流式涡轮发动机示意,图24压气机V型辐流式涡轮发动机示意,图25大马力辐流涡轮发动机示意,图26特大马力辐流式涡轮发动机示意,图27注水器结构剖面,图28注水器喷水嘴结构,图29注水器浮子针及卡子结构,图30注水器结构顶视,图31注水器浮子结构,图32注水器浮子室盖结构,图33注水器浮子室底端螺栓结构,图34压气机前视剖面结构,图35压气机侧面剖面结构,图36压气机气缸与缸盖长螺栓连接,图37压气机气缸与缸盖短螺栓连接,图38压气机气缸与散热片结构,图39压气机活塞剖面结构,图40压气机活塞底面结构,图41涡轮外壳与压气机外壳结构,图42压气机隧道式结构,图43压缩环结构,图44组合式油环结构,图45活塞销安装结构,图46组合式曲轴结构,图47连杆结构,图48润滑油泵结构,图49润滑油润滑方式结构,图50润滑油空滤水箱结构,图51润滑油滤清器结构,图52高压燃油泵结构,图53燃油供给系统,图54燃油泵结构,图55泵-喷油器结构,图56调速器结构,图57燃油喷油器结构,图58燃油滤清器结构,图59电器燃油箱仪表结构示意,图60电器润滑油仪表结构示意,图61启动机结构,图62蓄电池,图63发电机调节器,图64发电机结构。图65涡轮前视图涡轮形体,图66涡轮剖面形体结构,图67前单元作功叶片剖视单元作功叶片盘结构,图68后单元作功叶片盘剖视单元作功叶片盘结构,图69涡轮前视涡轮前面结构,图70涡轮后视涡轮后面结构,图71涡轮排气系统排气结构,图72集气器集气器结构,图73储气筒系统储气结构,图74空气压缩机剖面空气压缩机结构,图75辅助旋转器旋转器总体结构。
5.具体实施方式
辐流式涡轮发动机图2360°与720°工作方式转换,用现代活塞往复式内燃机,电磁操纵式起动机开关图61-368接触盘,牵引继电器壳,牵引继电器线圈,铁芯座,铁芯,弹簧这样结构,在高压燃油泵图52的凸轮轴252上推动与拉动,并用凸轮轴控制双重电开关控制方法,防止高压燃油泵图51柱塞235上升,下降时机不对卡住,达到增加双凸轮为360°工作方式,单凸轮为720°工作方式。发火器2外壳与上盖图3安装在压气机气1缸盖上,有冷却腔57相连的进通气柱塞泵传动室56,燃气柱塞泵传动室13,压气机1气缸上顶端有通气口35圆形或椭圆与发火器外壳57/56-13≥20mm厚度相通。压气机气缸145顶端面用螺栓与发火器外壳57/56-13下水平面相连接,螺栓连接点加厚一些尺寸。发火器外壳57/56-13下水平面有连接水箱的管道。发火器外壳57/56-13上平面有≥5mm厚周边相连接形成冷却腔壁,腔内有固定燃烧室53环形螺孔,多少个螺孔设置由燃烧室53体积大小而定,有固定水滤清器28中心螺栓和三角形三个小凹点垫起水滤清器28底面≥10mm于外壳上水面。冷却腔壁上有进通气柱塞泵36口与水封38螺栓孔和燃气柱塞泵34口与水封27螺栓孔。还有燃气柱塞泵34椭圆口边≥5mm厚的椭圆直径口穿过冷却腔壁,并与椭圆直径口相连的法兰固定螺栓孔穿过冷却腔壁,低于冷却腔57水平面有进通气柱塞泵传动室56燃气柱塞泵传动室13,冷却腔57上有进润滑油接头螺孔和油道两个分别接通进通气柱塞泵传动室内注油器39与燃气柱塞泵传动室内注油器17两传动室板厚≥10mm,底板有通润滑油箱149的泄油开关与管道,周边壁厚≥5mm,传动室底板有接压气机1油底的管道用与润滑油流回压气机1油底壳149。传动室13-56内两壁有滚动轴承U形轨道槽各一个,传动室13-56侧面有滚动轴承室30-23滚动轴承的轴29-23与齿轮箱齿轮52-24相连接,传动室侧面在滚动轴承室30-22外侧有0.8板料制作或灰铁铸成一体轴承套相连接。冷却腔上盖图3有空气滤清器与进通气柱塞泵进气口8相连的管道,有喷油器与燃烧室连接在环形筋上的法兰7与螺孔。有水箱进出水口及管道。外壳用HT15-33硬度163~229灰铁铸造,加工面
Figure BSA00000269365700181
不加工面光洁度用液态模锻法,上盖图3用≥0.8板料制做,外壳与上盖交错相连,连接处用胶圈密封,外边用螺栓紧固,水滤清器28为全塑料装置,四方对角上方筋79连接垂直筋连接水平环形筋80所有连接筋≥2~3mm高与厚,在光滑外罩≥3~5mm厚度环形筋在内部,光滑外罩有2~3mm多个小孔,外罩的内连接筋与玻璃丝81内罩光滑面填充,内罩内面仍然有方形筋连接垂直筋连接水平环形筋,内罩有≥2~3mm多个小孔,外罩由罩上四方形筋中央用螺栓通过底盘固定在发火器2冷却腔底板上,底盘内部有≥2~3mm的条筋连接环形筋。外罩、内罩扣合在密封底盘上密封底盘有连接通注水器的管道83,底盘底部有三角形的三个圆凸钉82与冷却腔底板水平面三个小圆凹点吻合,使之留有≥5~10mm空间,光滑外罩与留有空间的底盘是防止水杂质滞留而设置。进通气柱塞泵36内径参考活塞往复式内燃机进气门头部圆形直径圆桶壁厚≥5mm,空气滤清器接口法兰8与泵桶连接参考活塞式往复内燃机进气门座口直径,法兰8安装在冷却腔外壳上盖图3,法兰8用≥5mm厚的泵桶上圆形管连接。进通气柱塞泵柱塞36/34往复距离是柱塞头部69/70-71长度3倍距离,用≥5mm厚度,高≥5mm以压气机通气口35为例,直径的圆形压气机通气口35相连接,也可以用≥5mm厚度高≥5mm以压气机1椭圆形通气口35为外径压气机1椭圆形通气口35相连接。进通气泵桶36A/B通气口78处有条筋2~3个上下条筋与通气口78边有倒角。头部35与燃烧室53用螺纹连接,六角面76点焊,焊后作平面加工处理尾部用螺纹连接,选择三个对称点点焊,焊后加工成圆形不得有疤痕,燃气柱塞泵34内径参考活塞式往复内燃机排气门头部直径,泵桶壁厚≥5mm,燃气柱塞泵34喷口63面积以排气座圈面积为以据,燃气柱塞泵桶34A/B上一体铸造的喷口63及法兰厚度≥5mm,法兰加工面一定要与冷却腔57壁贴合,喷口63≥5mm厚度长度要穿过冷却腔57壁与副喷嘴19相连接,喷口63面积与排气门座圈面积相等,喷口长度要延伸到柱塞36/34退回尽头时,柱塞36/34头71部为止点。为了柱塞36/34与泵桶34A/B不设置平衡孔。喷口63前开口是柱塞36/34前进密封燃烧室53喷口59时柱塞头部71柱塞环后≥3mm处为喷口63起点,喷口63处有1~3条筋≥2mm×5mm,喷口63边与条筋上下边有倒角,燃气柱塞泵桶34A/B与燃烧室53喷口59用螺纹连接,在连接处六方64用点焊焊牢,泵尾部用螺纹连接,选择对称三个点点焊,焊点作加工处理与泵桶,六角面64与圆形同在一个正面上。进通气柱塞泵桶36A/B与燃气柱塞泵桶34A/B材料及工艺参考活塞往复内燃机气缸套结构与材料。国产90系列柴油机湿缸套的结构。材料:高磷铸铁,试棒机械性能不低于HT20-40;硬度HRB96~106(相当于HB220~280)。气缸套内表面椭圆度、锥度≤0.02;外径Φ107和Φ105对内Φ90的不同轴度≤0.03,椭圆度和锥度不得超过公差范围。顶平面和A平面对Φ90表面的跳动≤0.03,C面光洁度在距顶面为16~164毫米范围内应不低于
Figure BSA00000269365700191
如磨成规则的网纹痕迹时允许
Figure BSA00000269365700192
其余部位允许
Figure BSA00000269365700193
气缸套在5公斤/厘米2的压力下经5分钟水压试验,不得渗漏。气缸套一般都用耐磨性好、铸造方便、成本低的铸铁制造。实践经验表明,铸铁的金相组织对耐磨性影响很大。铸铁基体应为珠光体,石墨应呈细片状均匀分布。目前,高磷铸铁的气缸套在我国应用非常广泛。高磷铸铁是含磷量高于0.3%的铸铁。这时磷在铸铁金相组织中形成Fe3P、Fe3C和aFe(铁素体)的三元磷共晶,即所谓斯氏体。斯氏体硬度高达HV600~800相当于HRC54~61,使铸铁的耐磨性大为提高。磷还可以改善耐腐蚀性。但当含磷量超过0.8~1.0%时,铸铁变脆,铸造时易产生缩孔。据国外报导,含有硼0.02~0.06%的含硼铸铁,具有片状石墨,在珠光体基体中析出高硬度的碳化物(称为特殊斯氏体),HV1000~1050,硬度比斯氏体还高。这种铸铁的耐磨性比高磷铸铁还好,铸造性能亦好,材料不脆。提高气缸的耐磨性,进一步改进材料还有很大的潜力。对于气缸和缸套工作表面进行高周波表面淬火,可使它的耐磨料磨损能力比不淬硬的铸铁提高1~2倍。但淬硬时缸套易变形、裂纹,镗缸困难,加工成本高,使这种工艺的推广受到限制。气缸表面镀铬可以使耐磨料磨损性能大为提高,但其工艺复杂,成本很高,故只用于小型风冷发动机的铝气缸上。经常进行冷起动和小负荷工作的汽车发动机,气缸上部易遭受腐蚀磨损。用镍铬或高锰奥氏体铸体作为干缸套镶入气缸表面可以显著降低气缸上部的最大磨损。但奥氏体铸铁很贵,同时抗磨料磨损性能并不好,为了节约贵重材料,可以只在气缸上部1/3~1/4长度上镶半节缸套,效果也很好。为了保证气缸表面工作耐久,必须加工精确,其椭圆度和锥度一般不应超过0.025~0.035毫米。气缸工作表面的光洁度对气缸耐磨性,特别是初期(磨合期)磨损影响很大。气缸表面光洁度要足够高,但光洁度过高时易于造成磨合困难(特别当气缸及活塞组加工精度不够时),对耐磨性反而不利。一般要求气缸内孔光洁度
Figure BSA00000269365700194
生产实践中用精密镗削保证气缸孔的加工精度,而表面质量由超精珩磨保证。珩磨在气缸表面造成基本光滑但间以某些沟槽的所谓断续光滑表面,具有很好的磨合性。试验表明,最好是缸内表面有网状交叉的沟纹,它们与气缸母线交角在60°左右,沟纹平均宽度10~15微米,深度4~6微米,间距20~30微米。因为穴蚀是振动引起的,所以,防止穴蚀主要应从减少振动、吸收振动着手。(1)提高缸套刚度。如适当增加壁厚,把缸套下支承上移,减少缸套变形跨度等办法可减弱缸套的振动。(2)适当减少缸套与机体及缸套与活塞的配合间隙,减轻活塞对缸套的冲击。(3)在水腔内装吸振物质。如在机体的水套壁面易形成穴蚀的部位固定一层橡胶,外复钢保护层,以吸收因缸套振动所引起的液体压力波。实践表明,这对防止穴蚀有一定效果。(4)选用耐穴蚀性能好的材料或在水腔侧壁涂上防穴蚀材料。铸铁中最易穴蚀的是石墨,在同样的基体组织中,以球状和分枝少的团絮状石墨耐穴蚀性最好,片状石墨则脉络越细、贯穿越深越不利。基体组织方面,珠光体比铁素体更耐穴蚀。有的认为穴蚀还往往是由于瞬时高温所致,所以国外也在研究用导热率比一般金属低得多的塑料、陶瓷等材料涂复于水套壁面,阻止瞬时高温传递,改善穴蚀。也有用镀铬来减轻穴蚀的进通气柱塞泵桶36A/B燃气柱塞泵桶34A/B燃烧室53加工工艺及材料选择都可以用以上材料介绍方式为标准选择。进通气柱塞泵柱塞36/34,燃气柱塞泵柱塞36/34,两柱塞,结构,形体与材料技术要求都一样,只是长短尺寸区别,一同写出省去过多重复。柱塞36/34分头部69/70-71、杆身67-68、尾端66,头部安装密封环70-175一道,也称压缩环,油环也称刮油环69图43,结构形式为组合环一道,组合环图43分上下两个刮片176-177两刮片中间用薄钢皮冲压卷制而作主环178,头部71比燃烧室53≤5mm厚×5mm长一个小圆,小圆正好和燃烧室53进气口,喷气口59圆直径相同,小圆厚≥5mm为柱塞头71部大圆直径边≥3mm宽为密封环70第一环岸,环岸槽与环装配间隙参考活塞式往复内燃机,环岸槽边≥2.8mm刮油环槽69,≥3mm为头部边,杆部圆直径<头部直径,刮油环槽69底部中心处沿头部直径水平线为孔底边<1mm小圆孔两个垂直中心线<1mm小圆孔一个,三个小圆孔利用刮油环槽69与装入组合环图43,主环178配合实现对柱塞34/36往复运动与泵桶34A/B-36A/B的润滑作用。这种润滑是间歇的,柱塞头部71用高铬耐热钢4Cr9Si2,4Cr10S2iMo制造,最好用铁铝锰系列耐热钢用65Mn,18Ai4Si2,21-4N,co.43.Sio.29,Mn7.72,Cr21.65,基本金相组织奥化体,密封环175与组合环图43上下刮片176-177用50CrVAΦ4.3钢丝制作,表面光洁度硬度HRC44~48,密封环175镀铬环口交错开口重叠在一个厚度,接口处去毛刺削尖角,杆部壁厚≥4.5~5.5mm的圆棒料,因中间插入≥0.8mm隔板,分成上下两个空间,头部71在中间板前留有空间,使润滑油上下可以自由流动,尾部67在油封进油口处将上半空间阻死,进入的润滑油向柱塞头部71一个方向流动,由头部71流向下层空间,由柱塞杆部尾端66流出。可以一体制造,也可以用螺纹分头部,杆部,尾部相连接或焊接,尾部66用螺纹,螺母与传动室滑动托架41-26相连接。如果分体连接根部用40Cr,35CrMoA,38CrSi,42Mn2V合金结构制造尾部66硬度≥HRC50淬火深度≥2杆部下不直度100毫米长度内≤0.01,小圆柱度≤0.01螺纹用滚压法制造,表面镀铜厚度0.005~0.01,最小拉断负荷5200公斤,螺母材料45Cr硬度AHRC29~33,螺栓表面涂MoSi,涂层厚0.0025,小圆柱度≤0.007,跳动≤0.02。燃烧室53为球形进气口≤5mm厚,低于外六方代螺纹59≤10mm处与进通气柱塞泵桶75螺纹用外六方76旋紧,连接后的燃烧室53进气口外径≥5mm×5mm长度与厚度泵桶圆36A/B直径,柱塞头部71小圆直径与燃烧室进气口直径相等,燃烧室53喷气口59≤5mm厚,低于外六方代螺纹≤10mm处与燃气柱塞泵桶34A/B螺纹用外六方64旋紧,连接后的燃烧室53喷气口59外径≥5mm×5mm长度与厚度泵桶34A/B圆直径,柱塞头部71小圆直径与燃烧室53喷气口59直径相等,所有连接原件边都修倒角,燃烧室53用RQTSi-5.5高硅耐热球墨铸铁,耐热温度900℃以下,硬度HB228~321,燃烧室53内喷钼内面光洁度
Figure BSA00000269365700202
不加面光洁度
Figure BSA00000269365700203
燃烧室53壁厚≥5mm,与壁外圆连接≥5mm厚高≥10~20mm筋顶面厚≥2mm环形筋32数条,筋间距离≥10~15mm,环型筋32连接≥20mm高X≥10mm长方形条61用螺栓60加减方形条61厚度尺寸与加减防水垫厚度与压气机1冷却腔57底板上固定。螺栓31密封做防水处理,环形筋32与冷却腔上盖有一个连接法兰7-33,法兰厚度≥6~8mm,两螺孔加厚≥4~7mm用来安装喷油器图57/图55,燃烧室53上有安装喷油器图57/图55的喷嘴穿过燃烧室壁58,用陶瓷或塑料材料涂复燃烧室53与冷却腔57水接触表面减轻穴蚀破坏。螺纹螺栓用滚压法制作用40Cr,35CrMoA,38CrSi,42Mn2V合金结构钢制造,最小拉断负荷5200公斤。副喷嘴19用燃气柱塞泵喷口63插入方式与法兰≥6~8mm厚4孔70或2孔代有耐压耐热垫用螺栓固定在冷却腔57外内壁加厚尺寸外壳上,插入压紧方式是为了调正副喷嘴19以最佳角度喷射涡轮图66前单元作功叶片盘进气口393,大半圆形内腔73与燃气柱塞泵桶34A/B塔接,大半圆形内腔73孤线随喷射涡轮图66前单元作功叶片盘进气口393角度延伸到喷嘴74,大半圆形内腔73体积在运用环境允许条件下,尽量缩小尺寸,内弧线到喷嘴74要尽量短,这样热能效率利用率高。喷嘴74渐放形,渐缩形,缩放形要全部高压高温气体无散射集中喷射涡轮图66前单元作功叶片盘进气口393,副喷嘴19是定位,定角度定口径,在防止噪音出现的同时,喷射旋转涡轮图66前单元作功叶片盘进气口393,数量多,跨越前单元作功叶片盘外圆角度,作功时间长,热能利用率高,要求喷口74形体与尺寸要适当,这些通过实验才能确定,加工面光洁度
Figure BSA00000269365700204
内腔73与外表光洁度
Figure BSA00000269365700205
必要时内腔73与喷嘴74镀铬,镀铬层硬度HV900~1000铬熔点1770℃用灰铁铸件HT25~47,硬度HB187~225,液态模锻法制造。固定用螺栓螺纹用滚压法制造用40Cr,35CrMoA,38CrSi,42Mn2V合金结构钢制造,最小拉断负荷5200公斤。注水器2A/B是用螺栓119将浮子室盖120与浮子室124连接在一起,浮子室盖120中心用螺母118将冷却腔57中的水滤清器28水管83接入,并用螺母118旋紧,浮子室盖120中心水接入处有阀座122与浮子针123,浮子针123上套着浮子125,用卡簧131限定浮子125在浮子针123上的位置,用来控制浮子室124水平面,浮子室盖120上有代滤清空气的平衡孔130装置,浮子室底座有一双面中空螺栓127紧固在浮子室底部中心位置,上面有圆形长颈≤水平面1/5位置,圆颈左右各有一个≥3mm圆颈上边方孔126,方孔126下边3mm螺纹,圆形长颈中心孔126安装浮子针123,中心方孔126是保证固定浮子针123与上行下行不受水的阻力影响,中空螺栓127下面安装水开关一个壳体上接浮子室124中间有芯阀控制水流通与不流通,壳下面有水管连接水箱图50,芯阀控制可以用电磁方式或手工方式,浮子室124伸出部位中心有水道连通,水道上有量孔,控制不同工作环境用水的量。水直通伸出部位与代螺母的喷嘴121连通,螺母代防水垫片调正,喷水嘴121高,低,喷水嘴121内面与外面双面镀铬,顶端代有角度的斜面,斜面与喷向涡轮图66前单元作功叶片盘进气口393的高压高温气流角度相一致,镀铬层硬度HV900~1000,铬熔点1770℃,浮子室盖120用锌合金压铸制造盖中心阀座122用不锈钢制造,浮子室盖120,浮子125,浮子针123,卡簧131用工程塑料制做。浮子室124用锌合金压铸也可以用用灰铁铸件HT25~47,硬度HB187-225液态模锻法制造,螺栓,螺母用滚压法制造,材料用碳素结构钢35镀锌,注水器2A/B安装位置是在副喷嘴19上还是安装在喷出高压高温气流喷射前单元作功叶片盘进气口393与喷嘴74中间的涡轮外壳上图41实验中决定,滑动托架14/43有两个,一个是进通气柱塞泵柱塞34/36固定在传动室内56的滑动托架43上,一个是燃气柱塞泵柱塞34/36固定在传动室内13的滑动托架14上,两托架结构相同,只是尺寸有差异,滑动托架14/43是一个不规则的长方体,受力部分连接起来,不受力部位挖空,在结构上尽可能减轻重量,节约原材料,但结构刚度与强度要保证,沿中心轴线前端≥10mm厚用螺母41/26固定柱塞24/36,这个空间向中心轴线延伸≥10~15mm是柱塞36/34尾部伸出螺母固定螺纹66部分,尾部螺纹66与螺母41固定在滑动托架43上是调正进通气柱塞34/36密封燃烧室53进气口的距离,也是调正燃气柱塞34/36密封燃烧室53喷气口59的距离,这个距离向轴中心线延伸较大,前端后端半圆长形封闭空间54-44在这个长形封闭空间1/2处与轴中心线左和右用短圆轴图15与卡簧96固定在滑动托架图14两侧滚动轴承91-93各一盘,滚动轴承在传动室56-13壁的U形轨道槽子中随滑动托架图14前进与后退往复运动,当压气机1驱动齿轮157-158和齿轮箱50内齿轮与轴23-29代动进通气柱塞泵传动室56内齿轮驱动花键轴上,连接凸轮45旋转在滑动托架43半圆密封口长形空间45,花键轴上下端用滚动轴承46固定在传动室56内在滑动托架43上安装推动偏离轴中心线前左后右,分别安装一个短圆柱42-48,使滑动托架43受凸轮45驱动向前运动推动进通柱塞泵36柱塞头部71越过压气机1通气口35密封燃烧室53进气口,这时行进到终点的滑动托架43-14上端与凸轮21-45上端面≥3~5mm,滑动托架43-14沿轴中心的长形封闭空间前端半圆面≥3~5mm凸轮轴。同时进通气柱塞泵桶36A/B上与空气滤清器连接口进气口77与压气机1连接的气缸通气口35都被打开,新鲜空气进入压气机1气缸145内活塞161上方。压气机1进入吸气行程,同时燃气柱塞泵34在传动室44内,用螺母与柱塞34/36尾部的螺纹66,紧固在滑动托架14沿中心轴线上前端≥10mm厚空间时,这个空间向中心轴线延伸≥10~15mm,是柱塞尾部66伸出螺母固定螺纹部分,用螺纹与螺母26来调正,燃气柱塞泵34/36柱塞与燃烧室35喷气口59的距离。这个距离向轴中心线延伸较大,长形封闭空间54在这个长形封闭空间1/2处相交轴中心线左和右用卡簧将短圆轴图15固定在滑动托架93-91两侧滚动轴承55各一盘,滚动轴承55沿传动室13两壁的轨道U形槽中随滑动托架14前进与后退往复运动。压气机1用同步角度驱动齿轮箱50齿轮代动进通气柱塞泵传动室56内伞形齿轮啮合102的伞形齿轮103在滑动托架14-43中较大封闭空间54-44用花键安装的凸轮105轴上花键套相连的凸轮旋转,同时由压气机1用同步角度驱动齿轮箱50与轴23-29代动燃气柱塞泵传动室56内伞形齿轮102啮合的伞形齿轮103在滑动托架14-43较顶端半圆狭长密封空间44-54用花键相连接的凸轮轴上用花键连接的凸轮21-45,在滑动托架图14中心轴线左右,前端与后端安装的两个短圆柱91-93间旋转,当进通气柱塞泵柱塞34/36密封燃烧室53进气口时,燃气柱塞泵34的柱塞34/36由密封燃烧室58喷气口59受凸轮21旋转驱动,使滑动托架14后端短圆柱90推动,滑动托架14向后端移动,拉动滑动托架14上固定柱塞34/36在泵桶34/B内退到后端,打开燃烧室53喷气口59与燃气柱塞泵34连接副喷嘴59的代条筋喷口63。燃气柱塞头部71在泵桶34A/B内后退到泵桶喷口63全打开边缘≥5mm的距离与燃气柱塞头部71在泵桶34A/B内密封燃烧室53时燃气柱塞的头71与杆部连接处≥3-5mm是装入凸轮轴时凸轮21行进距离,也是滑动托架14轴心线狭长空间54的总长度尺寸,沿滑动托架14轴心线安装的凸轮轴左右两面的一个面≥23-35mm到狭长空间边缘总宽度尺寸。滑动托架14轴心线左右分前端后端各一个短圆柱90-94嵌入架内≥15mm~25mm,在小圆处用卡簧97与滑动托架14卡牢,短圆柱90-94上端面≥3-5mm凸轮轴上凸轮21下端面。凸轮轴上的凸轮21与短圆柱90-94接触的距离前进时进通气柱塞泵柱塞34/36由压气机1通气口35到密封燃烧室53进气口距离为凸轮45一个弧线始端与终端这时正是压气机1活塞161在气缸145内行进180°,后退时由密封燃烧室53进气口越过压气机1通气口35柱塞头部71与通气口35边缘的距离。为进通气柱塞泵36传动室56凸轮45在滑动托架43上两短圆42-48柱间旋转360°也是压气机1活塞161在气缸145内行进360°,正好是压气机1活塞161在气缸145内由上止点到下止点或由下止点到上止点两个行程。燃气柱塞泵34传动室13凸轮轴上的凸轮21与短圆柱20-15接触的距离前进时燃气柱塞泵柱塞34/36在泵桶34A/B内越过泵桶喷口63密封燃烧室53喷气口59的距离,为凸轮21一个弧线始端与终端边时正好是压气机1活塞161在气缸145内行进180°,后退时由密封燃烧室53喷气口59越过泵桶喷口63,柱塞头部71在泵桶喷口63边缘的距离。凸轮21外弧线走过两短圆柱20-15的一个由始点到终点,压气机1活塞161在气缸145内行进360°正好是压气机1活塞161在气缸145内由上止点到下止点或由下止点到上止点两个行程,这时进通气柱塞泵36与燃气柱塞泵34传动室13-56内的滑动托架14-43,在凸轮轴凸轮21-45外弧线与两短圆柱20-15/48-42360°旋转过程使滑动托架14-43前进一次,后退一次,在进通气柱塞泵36的柱塞34/36在泵桶36A/B内前进时完成压气机1进气过程,并把压气机1压缩的新鲜空气密封在燃烧室53里,这个过程正是燃气柱塞泵柱塞34/36在泵桶34A/B内后退,打开燃烧室53喷气口59并在后退过程打开泵桶喷口63的过程,当进通气柱塞泵柱塞34/36在泵桶36A/B内后退到压气机1通气口35边缘停止时,柱塞34/36密封泵桶36A/B进气口77由空气滤清器进入的新鲜空气停止,压气机1进入压缩行程,压缩的新鲜空气通过通气口35到进通气泵桶36A/B通过燃烧室53进气口进入燃烧室53,这时燃气柱塞泵34柱塞34/36在滑动托架14前进驱动下,越过泵桶34A/B喷口163,密封燃烧室53喷气口59,这个全过程基本是辐流式涡轮发动机图2旋转作功循环过程。滑动托架14-43用灰铁铸件HT25~47硬度HB187~225,液态模锻法制造,加工面光洁度不加面光洁度
Figure BSA00000269365700222
滚动轴承短圆轴55-47-49,用碳素结构钢35,加工面光洁度
Figure BSA00000269365700223
短圆柱采用活塞往复式内燃机活塞销材料和工艺一般用20,20Mn,15Cr,20Cr,20MnV,20MnVB,制造外表面渗碳淬火至硬度HR56~66,深度0.8~1.2mm,可用45中碳钢制造用高周波淬火,使硬度达到HR55~56,光洁度
Figure BSA00000269365700224
凸轮21-45与凸轮轴用花键连接作正时调正,凸轮21-45上端与下端有滚动轴承各一套,由传动室56-13固定的滚动轴承104上端有伞型齿轮103与凸轮轴用花键相连,由齿轮箱50用轴129-23通过传动室56-13滚动轴承25-46使轴上的伞型齿轮102与凸轮轴上的伞型齿轮103相啮合把压气机1活塞161由上止点到下止点或由下止点到上止点运动角度,通过压气机1曲轴165与齿轮箱50传递给进通气柱塞泵传动室凸轮45,同时由齿轮箱50齿轮与轴23传递给燃气柱塞泵传动室凸轮21。伞型齿轮用18CrMnTi,20Mn2TiB,齿面光洁度
Figure BSA00000269365700225
凸轮轴与凸轮21-45用45,45Mn2中碳钢或20Mn2,20Cr,20MnVB制造凸轮21-45表面和支承轴颈表面高周波淬火,淬火层深度为2~5mm,硬度HRC56~63,轴承选择工作能力系数,每分钟极限转速,容许静负荷,齿轮箱外壳50与进通气柱塞泵传动室外壳56,燃气柱塞泵传动室外壳13,压气机1外壳图38用灰铁铸件15~33硬度HB170~241铸造成一体或用灰铁铸件HT20~40硬度HB187~225管相连接铸造成一体,上盖图3用≥0.8的板料用螺栓,加塑料橡胶条圈加以固定。将压气机活塞161在气缸164内运行角度,通过压气机1曲轴165,准确的分配给进通气柱塞泵36,燃气柱塞泵34,利用压气机1曲轴165前端与后端通过不同形体的齿轮158-157传递给齿轮箱50齿轮,由齿轮箱50不同形体齿轮,滚动轴承24-52与轴23-29固定在齿轮箱50外壳上分别传递给进通气柱塞泵传动室56驱动进通气柱塞泵36,完成压气机1进气,将新鲜空气压缩到燃烧室53,同时传递给燃气柱塞泵传动室13,驱动燃气柱塞泵34,完成燃烧室53内高温空气与燃料膨胀,将形成的高温,高压气体与水一同喷射,涡轮图66前单元作功叶片盘图393进气口作功叶片391进入导气口392由388弯管进入后单元作功叶片盘图68导流罩394喷口396喷射单元叶片416流出排气口390,进入集气器图72/401由集气器结构与形体筛选>涡轮气压部分进入集气器喷口403喷射前单元作功叶片盘图67进气口393继续作功,<涡轮气压部分由涡轮风压图71排气罩405排气口排出机体完成辐流式涡轮发动机图2循环作功,齿轮用18CrMnTi,20Mn2TiB,齿面光洁度
Figure BSA00000269365700226
轴用45,45Mn2中碳钢或20Mn2,20Cr,20MnVB制造,表面高因波淬火,淬火层深度2~5mm硬度HRC56~63,轴承选择工作能力系数,每分钟极限转速,容许静负荷,进通气柱塞泵传动室56受滑动托架43与注油器39弹簧控制的注油器39一个,燃气柱塞泵传动室13,受滑动托架14与注油器弹簧控制的注油器17一个,两个注油器39-17形体结构与零件尺寸都一样,有代螺纹与外六角5mm厚圆外壳108,外壳108底边有上下一个中心线的通油孔112,壳内有限位短圆钉111,外壳螺纹17-39/A旋紧在冷却腔17-39/B上的螺纹,用来调正进入冷却腔壁油孔位置及深度,上下油孔与注油器39-17位置用外六角代螺纹外壳17-39/A调正也是圆柱塞套在杆部弹簧110座,杆部螺纹与圆头螺母旋紧受滑动托架43-14前进的控制,圆柱塞头部116上面有月牙槽,由冷却腔17-39/B油道送来的润滑油由月牙槽连通进气柱塞泵柱塞油道107与燃气柱塞泵柱塞油道107,润滑油进入柱塞头部71由杆部流回传动室13-56,既冷却柱塞34/36又在柱塞头部组合环主环油孔69负责泵桶34A/B-36A/B润滑。当滑动托架43-14后退时,注油器39-17被压缩的弹簧110由中心柱塞116沿着外壳短圆钉111后退头部打开上下孔107-113,使冷却腔润滑油道17/39B经过头部上孔到下孔通过冷却腔壁上安装喷油嘴193,喷射润滑油使传动室56-13机件达到润滑目的,圆柱螺旋弹簧110用碳素弹簧钢直径0.14~6毫米,弹性模数2.1×104剪切弹性模数8000,工作温度极限+120℃-40℃,外壳17/39A与短圆柱塞116及螺母109用碳素结构钢35,制造硬度HB≤187,或用灰铁铸件HT40~68硬度HB207~209,加工面光洁度
Figure BSA00000269365700231
不加面光洁度
Figure BSA00000269365700232
液态模锻法制造还可用工程塑料制造。为防止润滑系统关键原件和油路出现阻住,影响润滑出现不良,加入调正阀194,它有代六方螺帽的外壳,壳内有弹簧195,出油口196,进油口。当油口油压升高超高过弹簧压力时,润滑油从出油口进入润滑另一孔道仍然保证润滑原件,正常润滑。外壳用碳素钢35,加工面光洁度
Figure BSA00000269365700233
弹簧用碳素弹簧钢直径0.14~6毫米,弹性模数2.1×104,剪切弹性模数8000,工作温度+120℃~40℃。水封图18有两个,一个是进通气柱塞泵与冷却腔38,一个是燃气柱塞泵与冷动腔27,两个水封38-27形体结构都一样,只是外径,内径,塑料及橡胶圈100直径尺寸不同,水封27/38用三个凸出≥螺栓螺纹直径≥2~3mm圆孔≥6~8mm厚大圆代有安装塑料及橡胶圈小圆环槽99,套在泵桶外壳上与冷却腔壁用三个螺栓穿过大圆中凸出小圆孔98内与冷却腔内壁旋紧用来防止冷却腔57冷却水进入泵桶及传动室13-56,内外边修成倒角,用灰铁铸件HT15~33厚度HB170~241加工面光洁度
Figure BSA00000269365700234
不加工面光洁度液态模锻法制造,螺栓螺纹用滚压法用碳素结构钢35制造硬度HB≤187。进通气柱塞泵油封40与燃气柱塞泵油封16形体结构相同,只是原件尺寸有差异,盘外螺纹的大直径外圆盘85在传动室以柱塞中心点为轴心位置与冷却腔壁16/40焊接代内螺纹圆环圈86旋紧,大直径圆盖代有与进通气柱塞泵36,燃气柱塞泵34柱塞杆部穿过圆孔小园外代六方40-16。小圆外六方面有代螺纹的垂直竖孔87,竖孔螺纹87与注油器油管17/39B用螺纹旋紧。大圆有与柱塞直径≥塑料制作的环型油封86,或橡胶制做环形油封89,塑料或橡胶制做的环形油封89中央代上开口长方形空间的圆环88,长方形空间装有圆柱螺旋弹簧头尾相接成环形圈88,用碳素结构钢25,内螺纹大圆直径≥10mm×5mm厚焊接在传动室冷却腔壁16/40A上,用碳素结构钢25,制成>柱塞直径圆代外六角,六角面上有代螺纹的竖圆孔直通六角面86与柱塞表面,连接外六角圆衔接代外螺纹大直径圆盘85,圆盘内有塑料或橡胶制做的油封16/40B一同与外圆环用螺纹旋紧,用碳素弹簧钢,金属丝直径0.14-6mm,弹性模的E2.1×104剪切弹性模的8000工作温度极限+120℃-40℃绕制成圆柱螺旋弹簧88头尾相接成环形。辐流式涡轮发动机外壳图41分两体沿着涡轮轴承套≥10mm×25mm厚度,轴承以套143边缘起铸造等距离多条环形筋到涡轮外壳内壁顶端,以轴承套143边缘为起点等角度放射形竖角筋数条与数条环形筋相交直通到顶部,外壳外表面平正、光滑,对称三角双面设置的附助旋转器不要破坏环形筋和条形筋最好设置在环形筋与条形筋空档处142-141。以涡轮图66花键轴与花键套385-387为直径的流动轴承用螺栓固定压气机正体外壳图41,后端外壳顶端以≥5mm厚长15mm~20mm加工圆嵌入前外顶端圆内,用螺栓旋紧。沿轴承套143为起点内铸等距离多条环形筋与多条等角度放射筋相交到顶端,顶端圆用螺栓固定处≥5mm设置,排气环型圈图71,前附助固定环4A,排气环型圆顶端半圆环内405,一体铸造集气器,图72/400,集气器的数量是以涡轮图66,前后单元作功叶片盘图67/图68,设置单元决定的,排气环型圆405平板与涡轮图66前后单元用功叶片盘进气口393与排气口395≥5mm集气器,图72底平面401,排气环圆405平板两端设置≥10mm×15mm轴向两端半圆中间直线孔多个,孔与孔间距相等排气环圆405平板前端两端半圆中间直线孔上边35mm~40mm≤排气环圆405顶端圆10mm~15mm,前后圆环4A/403/404是排气环型圆圈图71与涡轮外壳图41前后端盖固定负责前单元作功叶片盘进气口393与集气器403喷口,距离调正后单元作功叶盘排气口395与集气器进气端401距离调正,前后附助圆环4A/403/404两孔在中型、大型、特大型辐流涡轮发动机涡轮外壳图41前后两侧以三角形方式安装辅助旋转器图75,排气环型圈图71,前后附助固定环图71/4AB与外壳图41外表面平正、光滑。以涡轮轴385/387以滚动轴承直径厚度为依据灰铁铸件HT15-33硬度HB170-229加工面光洁度
Figure BSA00000269365700236
不加工面光洁度
Figure BSA00000269365700237
液态模锻法制造螺栓用碳素结构钢35,滚压法制造,用这种外壳结构可以使辐流式涡轮发动机图2根据不同输出功率适应各种压气机安装角度与各种设备不同角度要求,适应性很强,灵活可靠。辐流式涡轮发动机中型、大型、特大型用辅助旋转器图75,辅助旋转器主体原件、双V型对口滚柱413AB,关键部位414轴与轴成V型斜面的外圆415这一部分不但是结构主件又是旋转作功主要元件,其它原件都是附属原件,要求双V型对口滚柱413AB,轴414是实心轴、415斜面到圆都是实心,轴414选用材料和工艺,由不用功率的涡轮图66体积和转速来选定轴外径。轴外径选定过程还要经过实验来决定轴给与选用材料和工艺,为满足外表面硬度耐磨有一定韧性和抗冲击双重要求见意用活塞往复内燃机活塞销材料与工艺一般用20、20Mn、15Cr、20Cr、20MnV20MnVB等制造外表面渗碳淬火至硬度不低于HRC56~66,深度0.8~1.2mm,或者用45等中炭钢制造用高周波淬火至同样硬度,心部硬度应不低于HRC38。为使热处理质量稳定,钢材含碳量要精选,含碳0.42~0.47%,可以加入少量Cr,Mn含金元素,外圆表面加工精度与表面光洁度不低于外表面圆柱度不低于0.0025~0.005毫米,采用热轧与冷挤压法制造,轴414两面装入滚动轴承412,滚动轴承412底部与外壳装入环型橡胶圈作油封,滚动轴承412≥5mm~10mm,两面各有圆孔一个411,圆孔连到外壳边≥10mm,两轴承厚度≥5mm~8mm是外壳厚度,滚动轴承端面≥10mm~15mm有轴承盖409轴两端各一个用螺栓410与外壳旋紧。轴承盖409≥20mm前后在外壳上形成两个面,这个面的厚度是外壳的厚度,双V对口滚柱415环面≥3mm~6mm是外壳边,外壳与双V对口滚柱两斜面直径与环面直径形成外壳弧面长度。外壳用灰铁铸件HT25~47碳度HB187~225液态模锻法制造加工面光洁度
Figure BSA00000269365700242
不加工面光洁度
Figure BSA00000269365700243
辐流式涡轮发动机的涡轮图66输入端两种结构形成花键轴与花键套385,在花键轴上与花键套上安装滚动轴承与涡轮外壳图41做固定,并用齿轮或直接代动压气机图34/图35曲轴165。在涡轮旋转的同时压气机与压气机附属部件一同运动作功图1,前单元作功叶片盘图67/384以单元392导气口连接管穿过前涡轮平盘图69/396圆孔用六方螺母与导气口连接,接管上的螺纹与前涡轮平盘69/396圆孔旋紧,前单元作功叶片盘图67上端,用方头长销390与前涡轮平盘图69/383嵌入相连接,前单元作功叶片盘下端以凸凹形式扩前涡轮平盘图69/382轮辐397连接在一体,前单元作功叶片盘图67/391为一个独立单元,图67是一个典型的六个独立单元组成的前单元作功叶片盘。上圆边与下圆边等角度等分独立单元形成前单元作功叶片盘图67,上圆进气口393形式≥5mm~8mm距离与喷嘴图10/74相对,并于≥5mm~8mm距离与集气器图72喷嘴403相对上圆393宽度与长度≥10mm~12mm>喷嘴403喷口直径。旋转方向口边成半圆并有倒角等角度等长度距离同结构在上圆边与每一个独立单元相衔接。≥10mm~12mm喷嘴74与喷嘴403直径的宽度对导气口392成渐缩型渐放型或缩放型,方头长销390与上圆边以390形式半圆相接。上圆393宽度≥10mm~12mm喷嘴74与喷嘴403喷口直径也正好走单元作功叶片与叶片部的间距,叶片厚度5mm,长度以395与393距离而定,弧度以独立单元所占角度而定。后单元作功叶片盘图68/386以单元394导气口连接管上的螺纹与后涡轮平盘图70/398圆孔旋紧,后单元作功叶片盘圈68上端用于头长销390与后涡轮平盘图70顶圆方孔嵌入式相连接,后单元作功叶片盘图68下端以凸凹形成后涡轮平盘图70轮辐399连接成一体,后单元作功叶片盘图68/416作为一个独立单元,图68是一个典型的六个独立单元组成的后单元作功叶片盘。上圆边与下圆边等角度等分独立单元形成后单元作功叶片盘图68,上圆排气口395形成≥5mm~8mm距离与集气器图72/401环形进气口相对,上圆395宽度与长度与前单元作功叶片盘上圆393宽度长度尺寸一样,单元形成所占角度,叶片数量,弧度,长度,厚度,尺寸都一样,导流罩394有喷口396,壁厚≥5mm,导流罩394与分体安装用螺纹形式与后单元作功叶片盘图68/394旋紧,主要是方便喷嘴396的喷射方向调正,后涡轮平盘图70有花键套387或花键轴,用滚动轴承与外壳图41固定,与滚柱型电磁离合器相配合,将辐流式涡轮发动机动力传递。花键套387/385或花键轴材料45Cr钢材,花键齿硬度RC43-50,齿型为方齿。前后单元作功叶片盘图67/图68,前后涡轮平盘图69/图70用灰铸件,HT20~40硬度HB163~229,加工面光洁度
Figure BSA00000269365700244
不加工面光洁度
Figure BSA00000269365700245
液态镆锻法制造,作功叶片391/416,连接弯管388内圆389导流罩396芯部必要时镀多孔性铬,镀铬层硬度HV900~1000铬熔点高1770℃。集气器图72,进口≥10mm~12mm,平板中心线到弧形顶部内径≥15mm~20mm,平板到顶弧壁两侧有≥3mm~5mm圆孔数量很多,喷嘴与进口处不得设置小圆孔,进口401以环形与后单元作功叶片盘排气口395相对成一圈从进口401到喷嘴403成渐缩形,可以设置多个单个密封体,进口401图71,后排气环圈固定,后端插入前进气环圈喷嘴内用≥0.4mm板料制作,前进气环圈图71/4A后排气环圈图71/4B中间圆环405,厚度≥5mm~8mm灰铁铸件HT20~40硬度HB163~40硬度HB163~229,加工面光洁度
Figure BSA00000269365700246
不加工面光洁度
Figure BSA00000269365700247

Claims (10)

1.本发明涉及一种辐流式涡轮发动机是热机家庭中新诞生成员,总体构造包括:压气机、发火器、涡轮、集气器、启动及电系统,压气机将空气滤清器过滤的新鲜空气,以一定压力产生高温及时送给发火器燃烧室,结构包括:曲柄连杆机构、冷却系、润滑系、燃料供给系、启动及电系统,曲柄连杆机构包括:活塞、活塞环、活塞销、连杆、曲轴、气缸及缸体,冷却系包括:自然冷却用的气缸散热片,必要时加入风泵或水冷却,润滑系包括:机油泵、限压阀、润滑油道、集滤器,机油滤清器,供给系包括:油箱,输油泵,燃油滤清器,高压油泵,喷油器,调速器,泵-喷油器,启动与电系:电动马达,压缩空气启动机构包括,空气压缩机,高压储气筒,蓄电池,发电机,调节器,仪表,保险丝及照明设备,发火器:将压气机送来的高压高温新鲜空气和喷入的燃油在燃烧室内产生膨胀,流经燃气柱塞泵桶副喷嘴时和注水器的水,一同喷射与涡轮安装成一体的前后单元作功叶片盘膨胀旋转作功,结构包括供水系:水冷却腔,水滤清器,注水器,水箱,空气滤清机油水冷器,配气系包括:进通气柱塞泵、燃气柱塞泵、燃烧室,传动系统包括:曲轴传动齿轮与传动轴与齿轮箱传动轴代动进通气柱塞泵传动室滑动托架,燃气柱塞泵传动室滑动托架,涡轮将副喷嘴与注水器水雾喷射与涡轮一体安装的前后单元作功叶片盘中叶片膨胀的热能变为涡轮旋转,将热能转变为机械能,并产生惯性稳定机器转速,它的结构是活塞往复式内燃机的飞轮变化而产生的,前端花键套与花键轴连接压气机,后端花键套与花键轴带动其它机械作功,集气器:将冲出与涡轮安装一体的后单元作功叶片盘排气口的气体,经过集气器筛选气压高的气流经集气器喷嘴喷射与涡轮一体的前单元作功叶片盘进气口冲动涡轮旋轮作功,低于涡轮旋转风压一同排出机体,集气器构造是渐缩的半圆三角型,进气口径大、喷出口径小,增加热能作功,充分发挥热能效率,(说明书附图1图2图),本发明在申请日以前没有同样的发明在国内外出版物上公开发表过,在国内公开使用过,或者以其它方式为公众所知,也没有同样的由他人向国务院专利行政部门提出申请并且记载在申请日以后公布的专利申请文件中具备新颖性。
2.如权利要求1所述本发明辐流式涡轮发动机具体工作方式其特征在于压气机曲轴旋转360°循环作功方式,辐流式涡轮发动机旋转的涡轮前端花键轴与花键套代动压气机曲轴旋转一圈,在气缸内的连杆代动活塞上行一次,下行一次,往复循环,用人力或电力代动辐流式涡轮发动机旋转,涡轮前端花键轴与花键套代动压气机曲轴旋转,曲轴连接的连杆代动活塞在气缸内由下止点向上止点移动,曲轴前端齿轮与传动轴同时代动齿轮箱传动轴代动,进通气柱塞泵传动室内凸轮旋转使滑动托架上固定的进通气柱塞在泵桶内后退,密封进通气泵桶上连接的空气滤清器进气口,齿轮箱传动轴代动燃气柱塞泵传动室内凸轴旋转,使滑动托架上固定的燃气柱塞泵柱塞在泵桶内前进密封燃烧室喷气口,气缸内活塞上行空气通过通气口经过进通气泵桶,柱塞在进通气泵桶内前进将空气压缩在燃烧室内,活塞在气缸内到达上止点为止,由于涡轮前端花键套与花键轴代动压气机曲轴继续旋转,曲轴连接的连杆代动活塞在气缸内由上止点向下止点移动,曲轴前端齿轮代动传动杆代动齿轮箱用传动轴代动进通气柱塞泵传动室内凸轮旋转使滑动托架上固定的进通气泵柱塞在泵桶内前进,将压缩空气推进到燃烧室内并密封燃烧室进气口,这时进通气柱塞泵桶上连接的空气滤清器新鲜空气从空气滤清器到达进通气柱塞泵桶,通过通气口进入气缸怖满活塞上方,旋转曲轴连杆代动活塞在气缸内继续向下移动,这时旋转的曲轴前端齿轮代动传动杆代动齿轮箱用传动轴代动进通气柱塞泵传动室内凸轴旋转,使滑动托架上固定的进通气柱塞泵柱塞前进密封燃烧室进气口与旋转的曲轴前端齿轮代动的传动杆代动齿轮箱用传动轴代动的燃气柱塞泵传动室内凸轴旋转,使滑动托架上固定的燃气柱塞泵柱塞前进密封燃烧室喷气口,用压缩比22~26压缩在燃烧室内的空气可达到35~45公斤/厘米2,温度500~700℃,由旋转涡轮前端花键套与花键轴代动的压气机的曲轴同时由齿轮代动的高压燃油泵将燃油送到安装在燃烧室上的喷油器,以喷油压力175~200公斤/厘米2以雾状喷入燃烧室内,在很短的时间在燃烧室内与空气形成可燃混合气燃烧膨胀,气压迅速上升到60~90公斤/厘米2,温度也升到1800~2200℃,旋转的曲轴前端齿轮代动传动杆代动齿轮箱代动传动轴代动燃气柱塞泵传动室内凸轮旋转,使滑动托架上固定的燃气柱塞泵柱塞后退打开燃烧室喷气口,高压高温气体经过燃气柱塞泵桶喷口进入副喷嘴,安装在副喷嘴上的注水器,喷水与喷出的高压高温气流一同在涡轮上一体安装的前后单元作功叶片盘膨胀作功,喷出后单元作功叶片盘排气口的高温高压气流经过安装在涡轮外壳的集气器对气流的筛选高压气流经集气器喷嘴喷射前单元作功叶片盘促使与前单元作功叶片盘一体安装的涡轮旋转,气流气压低于涡轮风压一同排出机体,涡轮前端的花键轴与花键套代动压气机曲轴旋转代动气缸内活塞上行一次下行一次360°往复运动,压气机曲轴转一圈,曲轴前端齿轮与传动杆代动齿轮箱传动轴,驱动进通气柱塞泵传动室凸轮旋转使滑动托架上固定的进通气柱塞泵柱塞在泵桶内后退一次前进一次,齿动箱传动轴驱动燃气柱塞泵传动室凸轮旋转使滑动托架上固定的燃气柱塞泵柱塞在泵桶内前进一次后退一次与一体安装的燃烧室配合,使辐流式涡轮发动机连续旋转作功,辐流式涡轮发动机代动压气机曲轴旋转720°循环作功方式,曲轴旋转两圈在气缸内曲轴代动连杆,连杆代动活塞在气缸内上行两次,下行两次往复循环作功方式,活塞两个360°往复运动,这样一次喷油,喷水与一次单独喷水循环720°作功方式,用人力或电力代动辐流式涡轮发动机旋转,涡轮前端花键轴与花键套代动压气机曲轴旋转,曲轴连接的连杆代动活塞在气缸内由下止点向上止点移动,曲轴前端齿轮与传动轴同时代动齿轮箱传动轴代动,进通气柱塞泵传动室内凸轮旋转使滑动托架上固定的进通气柱塞在泵桶内后退,密封进通气泵桶上连接的空气滤清器进气口,齿轮箱传动轴代动燃气柱塞泵传动室内凸轴旋转,使滑动托架上固定的燃气柱塞泵柱塞在泵桶内前进密封燃烧室喷气口,气缸内活塞上行空气通过通气口经过进通气泵桶,柱塞在进通气泵桶内前进将空气压缩在燃烧室内,活塞在气缸内到达上止点为止,由于涡轮前端花键套与花键轴代动压气机曲轴继续旋转,曲轴连接的连杆代动活塞在气缸内由上止点向下止点移动,曲轴前端齿轮代动传动杆代动齿轮箱用传动轴代动进通气柱塞泵传动室内凸轮旋转使滑动托架上固定的进通气泵柱塞在泵桶内前进,将压缩空气推进到燃烧室内并密封燃烧室进气口,这时进通气柱塞泵桶上连接的空气滤清器新鲜空气从空气滤清器到达进通气柱塞泵桶,通过通气口进入气缸怖满活塞上方,在旋转曲轴连杆代动活塞在气缸内继续向下移动,这时旋转的曲轴前端齿轮代动传动杆代动齿轮箱用传动轴代动进通气柱塞泵传动室内凸轴旋转,使滑动托架上固定的进通气柱塞泵柱塞前进密封燃烧室进气口与旋转的曲轴前端齿轮代动的传动杆代动齿轮箱用传动轴代动的燃气柱塞泵传动室内凸轴旋转,使滑动托架上固定的燃气柱塞泵柱塞前进密封燃烧室喷气口,用压缩比22~26压缩在燃烧室内的空气可达到35~45公斤/厘米2,温度500~700℃,由旋转涡轮前端花键套与花键轴代动的压气机的曲轴同时由齿轮代动的高压燃油泵将燃油送到安装在燃烧室上的喷油器,以喷油压力175~200公斤/厘米2以雾状喷入燃烧室内,在很短的时间在燃烧室内与空气形成可燃混合气燃烧膨胀,气压迅速上升到60~90公斤/厘米2,温度也升到1800~2200℃,旋转的曲轴前端齿轮代动传动杆代动齿轮箱代动传动轴代动燃气柱塞泵传动室内凸轮旋转,使滑动托架上固定的燃气柱塞泵柱塞后退打开燃烧室喷气口,高压高温气体经过燃气柱塞泵桶喷口进入副喷嘴,安装在副喷嘴上的注水器,喷水与喷出的高压高温气流一同在涡轮上一体安装的前后单元作功叶片盘膨胀作功,喷出后单元作功叶片盘排气口的高温高压气流经过安装在涡轮外壳的集气器对气流的筛选高压气流经集气器喷嘴喷射前单元作功叶片盘促使与前单元作功叶片盘一体安装的涡轮旋转,气流气压低于涡轮风压一同排出机体,辐流式涡轮发动机继续旋转,涡轮前端花键轴与花键套代动压气机曲轴旋转,曲轴连接的连杆代动活塞在气缸内由下止点向上止点移动,曲轴前端齿轮与传动轴同时代动齿轮箱传动轴代动,进通气柱塞泵传动室内凸轮旋转使滑动托架上固定的进通气柱塞在泵桶内后退,密封进通气泵桶上连接的空气滤清器进气口,齿轮箱传动轴代动燃气柱塞泵传动室内凸轴旋转,使滑动托架上固定的燃气柱塞泵柱塞在泵桶内前进密封燃烧室喷气口,气缸内活塞上行空气通过通气口经过进通气泵桶,柱塞在进通气泵桶内前进将空气压缩在燃烧室内,活塞在气缸内到达上止点为止,由于涡轮前端花键套与花键轴代动压气机曲轴继续旋转,曲轴连接的连杆代动活塞在气缸内由上止点向下止点移动,曲轴前端齿轮代动传动杆代动齿轮箱用传动轴代动进通气柱塞泵传动室内凸轮旋转使滑动托架上固定的进通气泵柱塞在泵桶内前进,将压缩空气推进到燃烧室内并密封燃烧室进气口,这时进通气柱塞泵桶上连接的空气滤清器新鲜空气从空气滤清器到达进通气柱塞泵桶,通过通气口进入气缸怖满活塞上方,在旋转曲轴连杆代动活塞在气缸内继续向下移动,这时旋转的曲轴前端齿轮代动传动杆代动齿轮箱用传动轴代动进通气柱塞泵传动室内凸轴旋转,使滑动托架上固定的进通气柱塞泵柱塞前进密封燃烧室进气口与旋转的曲轴前端齿轮代动的传动杆代动齿轮箱用传动轴代动的燃气柱塞泵传动室内凸轴旋转,使滑动托架上固定的燃气柱塞泵柱塞前进密封燃烧室喷气口,用压缩比22~26压缩在燃烧室内的空气可达到35~45公斤/厘米2,温度500~700℃,旋转的曲轴前端齿轮代动传动杆代动齿轮箱代动传动轴代动燃气柱塞泵传动室内凸轮旋转,使滑动托架上固定的燃气柱塞泵柱塞后退打开燃烧室喷气口,高压高温气体经过燃气柱塞泵桶喷口进入副喷嘴,安装在副喷嘴上的注水器,喷水与喷出的高压高温气流一同在涡轮上一体安装的前后单元作功叶片盘膨胀作功,喷出后单元作功叶片盘排气口的高温高压气流经过安装在涡轮外壳的集气器对气流的筛选高压气流经集气器喷嘴喷射前单元作功叶片盘促使与前单元作功叶片盘一体安装的涡轮旋转,气流气压低于涡轮风压一同排出机体,涡轮前端的花键轴与花键套代动压气机曲轴旋转代动气缸内活塞上行二次下行二次两个360°往复运动,压气机曲轴转二圈,曲轴前端齿轮与传动杆代动齿轮箱传动轴,驱动进通气柱塞泵传动室凸轮旋转使滑动托架上固定的进通气柱塞泵柱塞在泵桶内后退二次前进二次,齿动箱传动轴驱动燃气柱塞泵传动室凸轮旋转使滑动托架上固定的燃气柱塞泵柱塞在泵桶内前进二次后退二次与一体安装的燃烧室配合,使辐流式涡轮发动机连续旋转作功(说明书附图34图35图27图30图13图),为解决辐流式涡轮发动机作功全过程适应各种环境,低碳,节能、环保、温室气体排放标准,最好用组合循环作功方式,为清楚完正,我们引用过量空气系数,用15公斤空气燃烧完1公斤燃油作标准,表示可燃混合气在实际作功比例浓与稀,辐流式涡轮发动机在各种环境实际作功过程也同样有启动用较浓的可燃混合气,怠速用稀的可燃混合气,中等负荷用较稀的可燃混合气,满负荷用浓的可燃混合气,突然加速用较浓的可燃混合气,用720°循环作功方式和360°循环作功方式组合形成组合循环作功方式,用720°循环作功方式用可燃混合气浓和稀保证启动,怠速、中等负荷、满负荷,各过程作功要素,用360°循环作功方式稀与用浓的可燃混合气实现加速方式,保证衔接各过程作功要素,完成各种环境对辐流式涡轮发动机动力需求与低碳环保及温室气体排放要求,辐流式涡轮发动机在360°与720°工作方式转换,用现代活塞往复式内燃机,电磁操纵式起动机开关接触盘,牵引继电器壳,牵引继电器线圈,铁芯座,铁芯,弹簧这样结构(说明书附图61图),在高压燃油泵的凸轮轴上推动与拉动,并用凸轮轴控制双重电开关控制方法,防止高压燃油泵柱塞上升,下降时机不对卡住,达到增加凸轮为360°工作方式,减去凸轮为720°工作方式(说明书附图52图),同申请日以前已有的技术相比,该发明有突出的实质性特点和显著的进步,具备创造性。
3.如权利要求1-2所述本发明形成型体系列其特征在于辐流式的涡轮发动机型体系列分类:按压气机的转速和涡轮转速可分为异步和同步,两个转速不相等为异步,两个转速相等为同步,按压气机的气缸分,可分一缸同步异步涡轮发动机,二缸同步异步V型涡轮发动机,同步异步双缸对置涡轮发动机,三缸星型同步异步涡轮发动机,四缸两双排对置同步异步涡轮发动机(说明书附图20图21图22图23图24图)按输出功率分:数千马力以下动力输出辐流式涡轮发动机压气机为前置卧式或立式单涡轮前作功叶片盘或V型U型相背后作功叶片盘、集气器设置在涡轮U型或V型与排气设备顶部铸成一体进气口与后单元作功叶片盘排气口喷嘴喷射前单元作功叶片盘,压气机嵌卧式或立式气缸直径由90~165mm辐流式涡轮发动机,1万马力以下为单涡轮V型二层或三层结构,侧卧式压气机为单排列二缸或三缸以涡轮圆分配角120°单排星型,压气机侧卧式二层气缸总数为6缸,侧卧式三层气缸总数为9个缸侧卧式压气机单排列三个缸,以涡轮圆分配角90°侧卧式三层气缸总数为12个缸,单涡轮V型三层叠加,气缸直径可以90mm~165mm变化,1万马力以上为双涡轮V型二层或三层结构侧卧式压气机为单排列2缸或三缸同一个曲轴两缸对置以涡轮圆分配角90°,压气机侧卧式单排列二层二缸同曲轴双缸对置涡轮V型两层叠加,压气机气缸总数为16个缸,压气机侧卧式单排列三层,三缸同曲轴双缸对置,涡轮V型叁层叠加压气机气缸总数为24个,压气机气缸直径90mm~165mm变化,特大动力可根据实用空间需要可以用一万马力以上输出动力辐流式涡轮发动机串联和并联达到动力需求,大动力和特大动力辐流式涡轮发动机,转速高,体积小,耗油少,噪音小,零排放,温室气体排放达到要求(说明书附图25图26图),辐流式涡轮发动机的压气机和旋转涡轮为分体结构并和涡轮转速为异步或同步的,在涡轮两侧成三角形结构涡轮上圆边两侧加入可调距离的双V对口圆滚柱为主结构,附助旋转器固定装置既减少旋转涡轮轴向的力使主轴轴承使用可靠和增长使用寿命,转速一般可达2000~6000转/分,辐流式涡轮发动机串、并联和离合器配合可以根据实际动力需要输出实现大马力跨越。
4.如权利要求1,2,3所述本发明可达到性能指标其特征在于辐流式涡轮发动机,体积要比现代使用的活塞式往复内燃机≤1/2左右,在相等气缸总容积条件下,用活塞往复内燃机1个缸的燃料消耗可得到活塞往复内燃机三至四个缸的动力输出,如果双缸对置压气机的辐流式涡轮发动机,用活塞往复式内燃机两个缸的燃料消耗可以达到六至八个缸活塞往复式内燃机的动力输出,如果用星型三个缸压气机的辐流式涡轮发动机,用活塞往复式内燃机三个缸燃料消耗可达到十至十二个缸的活塞往复式内燃机输出动力,辐流式涡轮发动机性能指标与现代广泛应用活塞往复式内燃机比较,同等输出马力,辐流式涡轮发动机体积<现代使用活塞往复内燃机小1/2,同样气缸总容积对比同等燃料消耗,辐流式涡轮发动机输出动力是活塞往复内燃机3-4倍,同等气缸总容积,辐流式涡轮发动机设置一个缸压气机用活塞往复式内燃机一个缸燃料消耗得到四个缸活塞往复式内燃机动力输出,辐流式涡轮发动机用二个缸压气机用活塞往复式内燃机二个缸的燃料消耗得到活塞往复式内燃机8个缸的动力输出,一机多燃料,汽油、柴油、煤油、酒精、可燃气体,1/3用燃油,2/3用处理过的中水蒸馏后保证发动机正常工作,易损、易磨、易碎零件<活塞往复式内燃机,减少维护量,增加保证性,增长使用寿命,输出功率由几拾、几百、几千马力,数万马力自成系列,机器转速保持2000-6000转/分,制造成本低,节约原料,节约人力、物力、启动设备简单可靠,电启动压缩空气启动,充分利用新材料、新工艺智能化组织大规模生产,达到有害气体零排放,噪音小,排出气体温度≤环境温度,给这一领域根治温室气体排放作出贡献,达到低碳环保。
5.如权利要求1,2,3,4所述本发明可用活塞往复式内燃机标示数据其特征在于辐流式涡轮发动机的工作容积或排量VL,气缸数i,气缸直径D,活塞行程S,D以厘米为单位,R为曲轴半径,S活塞行程为曲轴半径R的两倍,活塞从上止点到下止点扫过的气缸容积称工作容积Vh表示多缸压气机各气缸工作容积,或排量用VL表示,以升为单位的工作容积,由下式计算
Figure FSA00000269365600041
(升),辐流式涡轮发动机压气机工作活塞两个行程完成一个循环,计算总排量用2×103,压缩前气缸中气体最大容积与压缩后最小容积之比,称压缩比有ε表示,气缸总容积Va,燃烧室容积Vc,辐流式涡轮发动机ε=22~26,
Figure FSA00000269365600042
有效扭矩辐流式涡轮发动机对外输出扭矩,是克服各部分磨擦阻力和驱动辅助装置外,在输出端供给使用扭矩,输出端供给使用扭矩由试验测得Me(单位:公斤,米),有效功率辐流式涡轮发动机在单位时间内,对外做功的量Ne通常将每秒作75公斤,米的功为单位(1马力)当由试验测辐流式涡轮发动机有效扭矩Me和n转/分后,有效功率可用下式计算:
Figure FSA00000269365600043
(马力),辐流式涡轮发动机有水参与做功,耗油量和耗水量辐流式涡轮发动机每马力有效功率每小时耗油克数和耗水克数称为耗油率ge和耗水率,
Figure FSA00000269365600044
(克/马力小时),G-发动机每小时耗油量,耗油量和耗水量可以实际测量,辐流式涡轮发动机速度特性,包括部分特性及工况可借助活塞往复式发动机试验台上测量得到,本发明如权利要求1,2,3,4,5其特征在于辐流式涡轮发动机整机制造材料,机械加工,工艺公差与配合,构件结构形体构件组合,辐流式涡轮发动机除发火器部分构件涡轮及叶片、集气器,现代广泛使用的活塞往复式内燃机,可提供全面完整的结构原件,制造材料,机械加工,工艺、公差与配合,构件形体,构件组合,技术计算公式技术数据,该发明能够制造或者使用,并且能够产生积极效果,具备实用性。
6.如权利要求1所述本发明发火器技术内容其特征在于发火器在辐流式涡轮发动机结构中很重要的组合,由于全部机件都安装在压气机缸盖上,对机件要求,结构简单、工作可靠,能按着辐流式涡轮发动机不同工作环境需要,及时完成可燃混合气形成,压缩空气与水形成作功热流,不受各种作功环境影响,具备高压高温,使作功流体有足够高压力和流量,能及时生成和小阻力消耗得到充足热能作功,发火器是一个由小功率输出辐流式涡轮发动机到大功率输出结构只是安装在气缸盖上位置和机件的大小尺寸变化,发火器的结构:水供给系统,气体分配系统,机械传动系统,水供给系统:有冷却腔、水滤清器、注水器组成,冷却腔是用冷却水冷却进通气柱塞泵,燃气柱塞泵,燃烧室,用水滤清器将冷却腔的水滤清后供给注水器,冷却腔是用灰铁铸件或薄钢板做成容器,用螺栓连同防水胶圈固定在压气机缸盖上有连接水箱进水管出水管,冷却腔的水由水箱供给,供给的方式可以利用设备的位置高低形成的位差水产生流动或温差供给,另一种是用水泵、冷却腔、进水管、出水管、水箱形成强制流动供给(说明书附图3图),水滤清器安装在冷却腔内,粗细滤清一体滤清水中杂质,保证注水器正常工作,构造有上盖、下盖、滤芯、底盘、通水管,水滤清器有一个厚顶四方代圆孔用条筋连接环形筋,条形筋到底边光滑外壳代有多个圆孔,条形筋环形筋由顶四方到底圈是一个密封杯形或其它形体,有小圆孔或其它形体小孔做粗滤层,中心圆和外圆中间有玻璃丝做细滤芯,光滑外圆、内圆中间有网状的空间与滤芯底盘用一空心螺杆固定底板上,空心螺栓有小圆孔,底板用小圆凸点连接防止窜动,底板有连接出水管管接头,管接头与空心螺杆把代条筋,环筋代多个小孔的外杯与滤芯,代多个小孔内圆,底板固定在一起并同压气机缸盖一同用螺纹紧固成一体,冷却腔的水从外圆多个小孔粗滤,通过玻璃丝细滤到有多个小孔中心小圆,水从多个小孔空心螺杆到水管接头通过水管供给注水器喷嘴(说明书附图12图5图),注水器是汽油机汽化器派生的多个构件组合,是一个不消耗动力用液体雾化原理选择汽化器部分构件进行了新的组合,它安装在燃气柱塞泵桶副喷咀上,当燃气柱塞泵将高压高温气流在副咀喷向涡轮前后单元作功叶片盘内叶片时,安装在副喷咀上的注水器喷水咀周围形成压力差,在压力差的作用下喷出液体水雾,随压力差高与低,喷出液体水雾随之多少,时间长短变化,随着燃气柱塞泵副喷咀喷向涡轮前后作功叶片盘内叶片的时间长与短,注水器喷咀喷出的液体水雾也随着时间长或短,因为液体水的质量会产生时间上的滞后与托滞现象,如果选择浮子室液面与喷咀液面,喷咀口直径,量孔直径,喷咀安装位置都适当,对辐流式涡轮发动机作功不会产生影响如果滞后与托滞现象在上面选择中仍无法解决,影响作功,可以用真空加速泵与机械加速泵给予解决,因为喷出的液体雾和冷却液是中水,冬季车辆运行时,可以加入耐寒液体配制中水综合液体,或者集中加温用现代电热暖水器加温形式,注水器的结构有浮子室、浮子室盖、浮子、针阀、量孔,喷咀、浮子室座,所有构件都安装在浮子室里,浮子室有针阀杆在浮子中间串过,针阀圆杆上有调节浮子室液面高与低几个圆环槽,用圆扁卡簧卡住,针阀圆杆上的圆环槽,使浮子室液面得到调正,针阀在浮子座螺杆中心孔中,螺杆中心壁有条型孔,条型孔是为了针阀在螺杆中运动顺畅,螺杆加垫与浮子室用螺纹旋紧,螺杆下面可设制开关和通水箱的管道可以电动和手动,是为冬季停机时间长或停机,将浮子室的水放回水箱,这给冬季启动辐流式涡轮发动机时没有水参与,给启动机启动机器迅速提温得到解决,浮子室盖用螺栓紧固在浮子室上,浮子室盖中心部位上面是通水管,盖下面是针阀座,同针阀一同控制液体进入浮子室多少,保持液面平衡,浮子室伸出部分上面用螺纹连接喷水咀,喷水咀用垫与本身代螺帽的螺纹部位,加垫升高,减垫降低来实施喷咀高低调正,浮子室连接喷咀的水道中有量孔用量孔直径大小来调节喷咀的喷水量(说明书附图27图28图29图30图31图32图33图),气体分配系统构造有进通气柱塞泵、燃气柱塞泵、燃烧室组成,进通气柱塞泵是圆桶型分三个部位,头部六方用螺纹与燃烧室六方用螺纹旋紧,中部有通气口,通气口上有条筋,防止柱塞在泵桶内前进后退运行时卡住,通气口可以是椭圆型或圆型,它有两个作用,当柱塞在泵桶内后退时密封进气口,将压气机的压缩气体从压气机通气口经过泵桶到燃烧室内,当柱塞在泵桶内前进时密封燃烧室,这时尾部的椭圆或圆形进气口连接的空气滤清器,将新鲜空气通过空气滤清器,进通气泵桶与泵桶上的通气口进入压气机缸内活塞的上方,尾端有柱塞杆油封,杆与油封有一个小直径的圆形孔,柱塞杆与柱塞一体在油封孔内前进与后退运行,作用是孔与油封一起防止进通气柱塞泵传动室内润滑油,过多的进入进通气柱塞泵桶,同时密封进通气柱塞泵由空气滤清器通过泵桶进气口到泵桶与压气机气缸连通的通气口进入压气机气缸内活塞上方的空气,从柱塞杆部窜入柱塞传动室,柱塞杆油封与柱塞杆单面橡胶圈密封,必要时柱塞杆与进通气泵桶尾端桶内小圆与桶外小圆用橡胶圈双面密封(说明书附图6图),燃烧室是瞬变高温高压负荷最集中的原件,为求得经济性能好,燃烧速度快,采用理想的圆球型,压气机气缸总容积与燃烧室容积之比为压缩比,燃烧室容积用压缩比计算选用参数,燃烧室与进通气泵桶,燃气柱塞泵桶都加工成外六方,接口用螺纹旋紧,燃烧室顶部安装喷油器图,进通气柱塞泵桶,燃气柱塞泵桶以圆型螺纹相连接,占了很大内表面,破坏了内表面完整,但基本形体要保证内圆与外圆,选进通气柱塞泵连接口与燃气柱塞泵连接口的夹角要适度留大,不要因环境要求夹角过小,因承受不了高温度高压负荷被破坏,外方是紧固螺纹用怎样选用外方形体按环境需求而定,燃烧室全部在冷却腔图冷却水中安装,燃烧室外圆面条环形筋封闭连接在一个条形块上,条形块用螺栓与压气机盖板面上固定,螺栓用防水材料全防水罩密封,环形筋与压气机缸盖表面上,进通气柱塞泵桶以不同角度穿过冷却腔壁用燃烧室封闭环形筋使进通气柱塞泵桶中心线,与燃气柱塞泵桶中心线相交在燃烧室中心平面线上,保证形位公差要精准,条形筋上有一个两个螺孔的法兰,用来安装与紧固向燃烧室高压燃油泵图连接的喷油器图,进通气柱塞泵柱塞头部直径与燃气柱塞泵柱塞头部直径都小于燃烧室进气口直径与喷气口直径防止高压高温气体过多冲扫柱塞头部,减轻柱塞头部高压高温负荷使机械传动系统负荷适当减轻,使构件传动节约材料可靠持久(说明书附图7图),燃气柱塞泵,柱塞能使高压高温气流可靠的密封在燃烧室内,柱塞打开燃烧室喷口时,高温高压气流顺畅流经副喷咀,并在流经副喷咀时由注水器注入液体水雾,以辐流式涡轮发动机旋转方向,以最佳角度喷射涡轮前后单元作功叶片盘叶片,高压高温气体与液体水雾在涡轮前后单元作功叶片盘叶片上膨胀作功,燃气柱塞头部泵桶处有六角及外螺纹与燃烧室喷口处外六角内螺纹旋紧,泵桶中段有代条筋的长方口与副喷咀连接,条筋是防止柱塞在泵桶内前进后退柱塞不被卡住,泵桶尾部穿过冷却腔,用水封防止冷却腔的水进入泵桶(说明书附图18图),用油封密封柱塞杆部与泵桶尾端安装,防止传动室内润滑油过多进入泵桶(说明书附图6图),燃气柱塞泵桶喷气口从柱塞密封燃烧室时柱塞尾部开始开口,一直延长到柱塞退回到燃气柱塞泵桶尾端时柱塞头开口截止,这样大的开口是为了在燃气柱塞泵桶尾端不设置空气平衡孔,因燃气柱塞泵全部浸在冷却腔冷却水中,设置空气平衡孔会代来结构设置很多麻烦,口径延长可以使高压高温流体很快流入副喷咀,降低流体流动引发的噪音,缺点对高压高温流体有降温降压作用,对热能利用率有所降低,用≥5mm厚的外椭圆将燃气柱塞泵桶喷口穿过冷却腔与副喷咀相连接,外椭圆与燃气柱塞泵桶铸造成法兰,法兰边缘用防水高温材料做垫,形成水封,法兰上的数个孔用螺栓穿法兰孔防水材料垫孔,冷却腔壁与铸造成代法兰的副喷咀法兰孔用螺母锁紧,在冷却腔冷却水中的螺栓部分做防水密封处理,保持紧固耐久,≥5mm厚的外椭圆与副喷咀内圆相接,内圆在涡轮旋转方向有喷咀,喷咀以渐缩形,渐放形,缩放形选择一种形式以最佳角度与安装在副喷咀上的注水器,喷出液体水雾一起在涡轮前后单元作功叶片盘叶片上膨胀,促使辐流式涡轮发动机连续旋转作功(说明书附图8图10图),辐流式涡轮发动机进通气柱塞泵柱塞,燃气柱塞泵柱塞的主要负荷,高气压和高温负荷,气压力的大小可以从活塞往复式发动机的实测示功图中得出,一般高速柴油机,气缸内工质的最高燃烧压力60-90公斤/厘米2增压柴油机80-120公斤/厘米2,柱塞顶面随时瞬变高温负荷,燃气的最高温度可达2000~2500℃,因而在设计柱塞顶面时,有一小圆顶伸入燃烧室内,顶面喷钼,即承受瞬变高温负荷又可以减小直接对顶面的高温高压气流冲刷,为使结构能在瞬变高温负荷正常工作对进通气柱塞泵体和燃气塞泵体采用水冷却,以保证结构原件的机械强度与刚度,根据资料证实活塞发动机第一环槽温度超过200-220℃时就会使润滑油变质甚至碳化,为使柱塞环在高温负荷不粘结保证正常工作和润滑,结构上采用特殊方式,使润滑油有一定压力在高温时段间歇瞬间流动,不但保证了润滑还可以冷却柱塞头部同时增加柱塞与泵桶使用寿命,增加耐磨性采用较优越的表面处理,保证在不同工况下保持最佳的配合间隙可采用活塞往复式内燃机活塞与环的结构技术和材料及工艺,公差与配合,二柱塞结构基本相同不同处进通气柱塞泵柱塞长度>燃气柱塞泵柱塞长度,它通体圆形,头部大圆连接>圆杆部,尾部有螺纹,头部大圆有深入燃烧室≥5mm厚小直径圆与燃烧室内圆面在一个水平面上,以燃烧室进气口与喷气口≥5mm厚度,≥25mm长度是柱塞头部大圆直径,头部有压缩环一道也称气环,用组合环一组也称油环,气环为密封进入燃烧室气体,油环是保证柱塞与泵桶之间润滑减少柱塞与泵桶的磨擦阻力,增加原件运行寿命,保证运行可靠持久,增加密封性,两尾部有连接传动室滑动托架螺纹用螺母与滑动托架旋紧,圆杆中间部分有隔板分上,下两层,上层下层在柱塞头部向杆部长度≥10mm处上层与下层连通,上层在杆部油封螺母上有进入润滑油孔,柱塞代螺纹部分与上层孔道不通,与下层孔道通直到代螺纹杆的尾部,润滑油由注油器,当两泵桶两柱塞密封燃烧室进气口与喷气口时,润滑油通过油封螺母口流入柱塞圆杆上层,由距离柱塞头部≥10mm处流入下层,由代螺纹尾部流到传动室滑动托架,使滑动托架与其它原件得到润滑,这样做的目的不但用润滑油流动冷却柱塞与泵桶通过组合油环小孔达到润滑目的(说明书附图9图),注油器结构有外壳,外壳上有限位钉,中心柱塞,中心柱塞前面有定位槽和月牙形分油槽、弹簧及六方圆形螺帽构成,工作的整个过程受滑动托架控制,滑动托架前进时负责柱塞润滑油的流动冷却柱塞头部及泵桶与柱塞的润滑,滑动托架后退时负责滑动托架传动室全部的润滑,注油器安装在冷却腔上,与冷却腔油道连通,中心柱塞头部圆型上有月牙槽,垂直部位有与柱塞杆部直通槽,在槽中有止位钉直通槽在中心柱塞头部有一段距离不通,止位钉固定在代六角螺帽的泵桶上,泵桶前面用螺纹旋紧在冷却腔外壁中,螺纹还可以调正注油器与滑动托架接触距离用来调正进油管的油管准确位置,柱塞圆头螺帽用来调弹簧压力,微调与滑动托架距离,当压气机润滑油泵从冷却腔壁上油道送来润滑油如果传动室滑动托架在退回位置时,在弹簧压力作用下,中心柱塞后退,润滑油由中心柱塞前端通过进入油道注油管及喷咀喷射润滑油到传动室各运动机械表面进行充分润滑,当传动室滑动托架前进时,接触代六方圆型螺帽柱塞中心杆前进,并压缩弹簧,当中心柱塞前进到泵桶底部时,中心柱塞与泵桶前面空间没有了,切断了下面油管中润滑油,喷咀没有润滑油喷出,润滑油从上面油道经中心柱塞月牙槽进入上油道与上油道连通的传动室滑动托架油封螺帽连接的油管得到润滑油流经进通气泵柱塞与燃气柱塞泵柱塞,这时两柱塞却在密封燃烧室进气口与喷气口位置,进通气柱塞泵与燃气柱塞泵注油器各一套,工作方式与工作过程都一样,注意润滑油由中心柱塞前端转入中心柱塞月牙槽的连续时间与中心柱塞的衔接不要使润滑油短时间阻死现象出现(说明书附图19图),进通气柱塞泵,燃气柱塞泵柱塞润滑油气防漏套它是由带有小六角大外圆,用螺纹压紧在冷却腔外壁,负责压紧园橡胶油气封圈,圈内小U型槽中加入圆细弹簧圈压紧在柱塞轴上,防止润滑油窜进泵桶内,同时防止空气泄漏到柱塞传动室内,六角外圆一个面加螺孔,旋入注油器油管接头,负责柱塞润滑及冷却提供一定压力的润滑油(说明书附图6图),防水漏密封圈组合,进通气柱塞泵燃气柱塞泵防水漏密封圈法兰上有固定孔,胶圈组成,法兰盖用灰铁铸造,内径以泵桶外径为基准,留有一定间隙以便安装,为防止冷却腔漏水上盖的边伸入下盖有一个重叠部分,并用橡胶圈和胶垫保证机器在各种条件下工作时对水的密封,防止冷却腔冷水漏入传动室及泵桶(说明书附图18图),传动系的作用是准确的完成进通气柱塞泵的进气,通气,燃气柱塞泵和进通气柱塞泵配合完成可燃混合气形成和膨胀,高压高温气流和水再一次在涡轮前后单元作功叶片盘叶片上膨胀,促使涡轮旋转,主驱动杆,它是一个由压气机曲轴两个伞形齿轮改变方向180°传动给齿轮箱,齿轮箱主齿轮用驱动轴改变180°角的从动伞型齿轮是和压气机曲轴前端伞型主齿轮同步同角度(说明书附图35图4图),从动伞型齿轮和主动伞型齿轮轴用花键连接,用螺母锁定,以调整传动系统正时为目的,齿轮箱主传动轴通过滚动轴承固定的,齿轮箱用传动轴分别带动通气柱塞泵凸轮和燃气柱塞泵凸轮,传动主从伞型齿轮上安装的凸轮的转速和转角必须一致,压气机曲轴转速与齿轮箱内的主从齿轮转速和转角也必须一致,曲轴旋转360°它们是同步的,这样才有保证发火器和辐流式涡轮发动机正常工作,进通气柱塞泵,燃气柱塞泵分传动杆上的主从伞形齿轮上安装的凸轮有调整花键轴与套连接和固定螺母,保证主从动齿轮和压气机曲轴主从动齿轮同角度同速度,螺纹与螺母加垫起微调作用,这些调整部位在设计时要重视,由齿轮箱分别用驱动轴分别带动的进通气柱塞泵传动室内和燃气柱塞泵传动室内的进退装置,它的结构有半圆型体凸轮,凸凹两个弧面在轴上与滑动托架中心两头半圆端空间偏离中心线左右安装短圆柱与角度间旋转,用凸轮的不同凸凹不同的弧长控制滑动托架前进时间角度和后退时间及角度,并负责两个时间与角度变化,凸轮的弧长必须是压气机活塞在气缸的一个行程距离,因为圆是直线的3.14倍,曲轴旋转360°齿轮箱齿轮分动轴及凸轮旋转360°,同时也是压气机曲轴旋转360°,这两个180°也刚好完成进通气柱塞泵滑动托架燃气柱塞泵滑动托架前进一次,后退一次,同时也带动进通气柱塞泵柱塞燃气柱塞泵柱塞在泵桶内前进一次和后退一次往复运动,两个滑动托架上两个短圆柱的选择必须满足如下要求,第一在滑动托架前后两端偏离轴心距离相等,第二两滑动托架中心空间与凸轮圆柱距离与短轴顶端距离相等空间距离小,必须满足凸轮的弧长与直径距离尺寸的要求,第三保证凸轮与短圆柱运行的贴合,防止过紧而产生热量影响短圆柱与凸轮使用寿命,防止过大间隙产生不必要的机械杂音和两滑动托架运动不正常,破坏发火器的正常工作,主要是凸轮在滑动托架中间空间与短圆柱间的定位,间隙,凸轮内弧外弧的流畅和弧的衔接要很注意,滑动托架中心空间与短圆柱中间距离长度,长度要满足两短圆柱在滑动托架偏离中心线的对称距离,两凸轮旋转内弧与外弧轨迹是活塞在气缸内上止点与下止点,下止点与上止点衔接角度精准一致,以中心线为0°而言,为了有这个角度存在我们把两个滑动托架短圆柱分别设置偏离中心线的等距离左右而形成相等角度,同时凸轮的弧线分别左前中心线和右后中心线来实现这个活塞在气缸内上止点与下止点,下止点与上止点时间与角度是以涡轮旋转方向而形成的,这个凸轮凸凹衔接弧线与角度正是压气机活塞两个行程的交替过程也就是进气行程和压缩行程的上止点向下止点或由下止点向上止点的两个交替过程,这个交替在发火器的工作中也必须准确的配合好,而且又要很短的时间内完成,因为凸轮向一个方向不停的旋转,转速和角度都与压气机曲轴的转速和角度绝对一致,这也是一个必须满足机器工作正常的条件之一(说明书附图17图),进通气柱塞泵传动室,燃气柱塞泵传动室,两个传动室内,传动原件结构,组合构件,传动方式,结构原理,除尺寸有差别完全相同,因而叙述一个传动室,滑动托架是一个不规则的近似长方体,前面空间和柱塞尾端螺纹旋紧并用螺母固定在滑动托架上,沿着中心线有充足空间保证凸轮旋转,并保证随凸轮一个方向有规律旋转,滑动托架上偏离中心线的左前端与右后端有一个固定短圆柱与凸轮在两短圆柱空间有规律一个方向旋转滑动,滑动托架按着凸轮运动轨迹灵活的前进和后退,滑动托架分列中心线左前右后短圆柱用卡簧分别固定在滑动托架上,滑动托架左右各有一盘滚动轴承,沿着传动室两则的U形窄长轨道前后滑动,燃气柱塞泵的滑动托架左右各一盘滚动轴承,放置的方式用一竖一横轴承放置可随应用方式设计,仍然是沿着传动室底侧U形窄长轨道前进和后退滚动,轴承与滑动托架的固定方式短圆轴用卡簧固定,滑动托架中心长度空间>柱塞行程,中心两侧空间边>凸轮轴的轴颈,两短圆柱与滑动托架及连接要保证结构强度和刚度,因型体复杂加工面多,做工艺处理,为滑动托架安装方便和调正,传动室后端开口,用螺栓固定,或增大上盖厚度减低传动室外壳,要注意密封防止漏油(说明书附图14图15图16图)),为安装需要在柱塞尾部有一个小方与螺母,以供柱塞头部和燃烧室间隙调正滑动托架和柱塞旋紧固定用,凸轮驱动是从动伞型齿轮受齿轮箱的主动伞型齿轮驱动,齿轮下面用滚动轴承和外壳固定,凸轮轴与滚动轴承在底座上固定,如果滚动轴承安装时有矛盾,可移动到从动伞型齿轮上面固定,齿轮与凸轮都用花键套与花键轴方式连接,以完成配气正时调正,Φ1凸轮内弧>一个压气机活塞行程,Φ1Φ3凸轮内外弧的直径是柱塞的一个行程,这个行程进通气柱塞泵包括通气口,这个行程大体是柱塞头部长度和通气口宽度的总尺寸,凸轮内弧又是压气机的活塞一个行程距离尺寸Φ1,Φ2Φ1两弧交界距离是压气机活塞上下死点的交替时间,这个交替距离要精确误差要精准,齿轮箱是将压气机曲轴旋转的角度,同步的反映给齿轮箱,齿轮箱以同步、同角度传递给进通气柱塞泵传动机构,同时以同步、同角度传递给燃气柱塞泵传动机构,齿轮箱是以不同角度传递动力的齿轮组合,齿轮箱用滚动轴承分上下两点固定在箱体壳内,并和发火器底板、压气机气缸、油底壳相连以保证正常的固定和充足的润滑,齿轮箱同步齿轮,固定齿轮的两盘滚动轴承分别安装在外壳机体盖内,进通气柱塞泵传动齿轮和齿轮连接的传动轴滚动轴承固定在箱体侧面和盖子内,燃气柱塞泵传动齿轮和连接齿轮的传动轴由滚动轴承固定在箱体另一个侧与箱体内,驱动方式与原则按着齿轮与传动轴实际需求和实施目的而定,齿轮与齿轮形体与啮合方式、齿轮与轴的传递方式与尺寸根据实用需求决定,各种齿轮传动及传动轴所有数据及工艺要求,装配要素这方面技术成熟完整,按实用需求选用,根据齿轮与传动轴实用需求选用轴承种类,根据轴承种类选择工作系数,工作负荷,适应转速及工作能力系数,根据数据计算原则,按各方面需求要素选用,齿轮与转动轴及轴承润滑用喷溅式,自溅式,自循环或大循环或其它形式实际要求为准,上盖型体结构安装轴承以固定齿轮要有刚度与强度保证,侧面有传动轴用轴承槽,材料可用轻质合金,设置内筋增加刚度与强度,还可用性能≥HT20-40灰铁铸造或其它轻质合金,齿轮箱所有齿轮都安装壳体内,并贮存一定量机油供润滑,有角型的两臂连接发火器外壳,臂加活动罩,罩同是传动轴旋转空间,臂和罩用胶料条代或橡胶条代密封,臂内连接外壳代有一定位差,使润滑油流动在壳内,上盖和外壳采用外差内外双接口结构,在接口处设置橡胶条代或胶料条代密封,螺栓布置,不但有一定预紧力,保证均匀可靠压紧力,传动室上盖与冷却腔外壳上盖由进通气柱塞泵传动室、燃气柱塞泵传动室、冷却腔三大部分组成(说明书附图3图4图),冷却腔进水循环可以是重力位差和强制两种循环方式,最好单独一套设备完成,冷却腔上设置进通气柱塞泵进气口,喷油器连接口,进通气柱塞泵和燃气柱塞泵连接齿轮箱的传动轴承的轴承槽和轴承定位卡孔,进通气柱塞泵传动室内与燃气柱塞泵传动室内两侧设置水平U形条轨,上盖的尺寸是根据发火器体形结构体积大小决定的,根据条件,上盖与外壳应该用抗热疲劳性能好的材料制造,材料导热性越好,膨胀系数越小,高温疲劳强度越高,越能随热负荷反复作用,可用活塞往复式内燃机气缸盖材料与工艺,机械性能不低于HT20-40灰铁铸造或轻质合金,如果可能用轻质合金,设置加强筋和适当增加厚度,保证结构强度与刚度,冷却腔上盖与发火器外壳的密封与紧固,对上盖与发火器,要求不允许有冷水进入进通气柱塞泵和燃气柱塞泵传动室,也不允许传动室内润滑油进入冷却腔冷却水中,上盖与发火器外壳采用交差内、外双接口结构,在接口处设置橡胶条与代密封,注意螺栓的布置,不但有一定的预紧力,保证均匀可靠的压紧力,支撑滑动托架轴承,注意牢固可靠,位差要精准,设置U形条轨泄油孔和传动室总泄油孔外壳和底部,连接压气机和进通气柱塞泵通气孔,固定燃烧室,进通气柱塞泵总成,燃气柱塞泵总成,副喷嘴,注水器总成,冷却水供注水器的滤清设备及水道,连接齿轮箱的进通气柱塞泵,燃气柱塞泵传动轴承,固定轴的轴承油封总成,水封总成,底部要加厚一些尺寸,压气机气缸上顶端有通气口圆形或椭圆与发火器外壳≥20mm厚度相通,压气机气缸顶端面用螺栓与发火器外壳下水平面相连接,螺栓连接点加厚一些尺寸,发火器外壳下水平面有连接水箱的管道,发火器外壳上平面有≥5mm厚周边相连接形成冷却腔壁,腔内有固定燃烧室环形螺栓孔,多少个螺孔设置由燃烧室体积大小而定,有固定水滤清器中心螺栓和三角形三个小凹点垫起水滤清器底面≥10mm于外壳上水面,冷却腔壁上有进通气柱塞泵口与水封螺栓孔和燃气柱塞泵口与水封螺栓孔,还有燃气柱塞泵椭圆口边≥5mm厚的椭圆直径口穿过冷却腔壁,并与椭圆直径口相连的法兰固定螺栓孔穿过冷却腔壁,低于冷却腔水平面有进通气柱塞泵传动室燃气柱塞泵传动室,冷却腔上有进润滑油接头螺孔和油道两个分别接通进通气柱塞泵传动室内注油器与燃气柱塞泵传动室内注油器两传动室板厚≥10mm,底板有通润滑油箱的泄油开关与管道,周边壁厚≥5mm,传动室底板有接压气机油底的管道用与润滑油流回压气机油底壳,传动室内两壁有滚动轴承U形轨道槽各一个,传动室侧面有滚动轴承室滚动轴承的轴与齿轮箱齿轮相连接,传动室侧面在滚动轴承室外侧有0.8板料制作或灰铁铸成一体轴承套相连接,冷却腔上盖有空气滤清器与进通气柱塞泵进气口相连的管道,有喷油器与燃烧室连接在环形筋上的法兰与螺孔,有水箱进出水口及管道,外壳用HT15-33硬度163~229灰铁铸造,加工面
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不加工面光洁度用液态模锻法,上盖用≥0.8板料制做,外壳与上盖交错相连,连接处用胶圈密封,外边用螺栓紧固,水滤清器为全塑料装置,四方对角上方筋连接垂直筋连接水平环形筋所有连接筋≥2~3mm高与厚,在光滑外罩≥3~5mm厚度环形筋在内部,光滑外罩有2~3mm多个小孔,外罩的内连接筋与玻璃丝内罩光滑面填充,内罩内面仍然有方形筋连接垂直筋连接水平环形筋,内罩有≥2~3mm多个小孔,外罩由罩上四方形筋中央用螺栓通过底盘固定在发火器冷却腔底板上,底盘内部有≥2~3mm的条筋连接环形筋,外罩、内罩扣合在密封底盘上密封底盘有连接通注水器的管道,底盘底部有三角形的三个圆凸钉与冷却腔底板水平面三个小圆凹点吻合,使之留有≥5~10mm空间,光滑外罩与留有空间的底盘是防止水杂质滞留而设置,进通气柱塞泵内径参考活塞往复式内燃机进气门头部圆形直径圆桶壁厚≥5mm,空气滤清器接口法兰与泵桶连接参考活塞式往复内燃机进气门座口直径,法兰安装在冷却腔外壳上盖,法兰用≥5mm厚的泵桶上圆形管连接,进通气柱塞泵柱塞往复距离是柱塞头部长度3倍距离,用≥5mm厚度,高≥5mm以压气机通气口为例,直径的圆形压气机通气口相连接,也可以用≥5mm厚度高≥5mm以压气机椭圆形通气口为外径压气机椭圆形通气口相连接,进通气泵桶通气口处有条筋2~3个上下条筋与通气口边有倒角,头部与燃烧室用螺纹连接,六角面点焊,焊后作平面加工处理尾部用螺纹连接,选择三个对称点点焊,焊后加工成圆形不得有疤痕,燃气柱塞泵内径参考活塞式往复内燃机排气门头部直径,泵桶壁厚≥5mm,燃气柱塞泵喷口面积以排气座圈面积为以据,燃气柱塞泵桶上一体铸造的喷口及法兰厚度≥5mm,法兰加工面一定要与冷却腔壁贴合,喷口≥5mm厚度长度要穿过冷却腔壁与副喷嘴相连接,喷口面积与排气门座圈面积相等,喷口长度要延伸到柱塞退回尽头时,柱塞头部为止点,为了柱塞与泵桶不设置平衡孔,喷口前开口是柱塞前进密封燃烧室喷口时柱塞头部柱塞环后≥3mm处为喷口起点,喷口处有1~3条筋≥2mm×5mm,喷口边与条筋上下边有倒角,燃气柱塞泵桶与燃烧室喷口用螺纹连接,在连接处六方用点焊焊牢,泵尾部用螺纹连接,选择对称三个点点焊,焊点作加工处理与泵桶,六角面与圆形同在一个正面上,进通气柱塞泵桶与燃气柱塞泵桶材料及工艺参考活塞往复内燃机气缸套结构与材料,国产系列柴油机湿缸套的结构,材料:高磷铸铁,试棒机械性能不低于HT20-40;硬度HRB96~106(相当于HB220~280),气缸套内表面椭圆度、锥度≤0.02;外径Φ107和Φ105对内Φ90的不同轴度≤0.03,椭圆度和锥度不得超过公差范围,顶平面和A平面对Φ90表面的跳动≤0.03,C面光洁度在距顶面为16~164毫米范围内应不低于
Figure FSA00000269365600093
如磨成规则的网纹痕迹时允许
Figure FSA00000269365600094
其余部位允许气缸套在5公斤/厘米2的压力下经5分钟水压试验,不得渗漏,气缸套一般都用耐磨性好、铸造方便、成本低的铸铁制造,实践经验表明,铸铁的金相组织对耐磨性影响很大,铸铁基体应为珠光体,石墨应呈细片状均匀分布,目前,高磷铸铁的气缸套在我国应用非常广泛,高磷铸铁是含磷量高于0.3%的铸铁,这时磷在铸铁金相组织中形成Fe3P、Fe3C和aFe(铁素体)的三元磷共晶,即所谓斯氏体,斯氏体硬度高达HV600~800相当于HRC54~61,使铸铁的耐磨性大为提高,磷还可以改善耐腐蚀性,但当含磷量超过0.8~1.0%时,铸铁变脆,铸造时易产生缩孔,据国外报导,含有硼0.02~0.06%的含硼铸铁,具有片状石墨,在珠光体基体中析出高硬度的碳化物(称为特殊斯氏体),HV1000~1050,硬度比斯氏体还高,这种铸铁的耐磨性比高磷铸铁还好,铸造性能亦好,材料不脆,提高气缸的耐磨性,进一步改进材料还有很大的潜力,对于气缸和缸套工作表面进行高周波表面淬火,可使它的耐磨料磨损能力比不淬硬的铸铁提高1~2倍,但淬硬时缸套易变形、裂纹,镗缸困难,加工成本高,使这种工艺的推广受到限制,气缸表面镀铬可以使耐磨料磨损性能大为提高,但其工艺复杂,成本很高,故只用于小型风冷发动机的铝气缸上,经常进行冷起动和小负荷工作的汽车发动机,气缸上部易遭受腐蚀磨损,用镍铬或高锰奥氏体铸体作为干缸套镶入气缸表面可以显著降低气缸上部的最大磨损,但奥氏体铸铁很贵,同时抗磨料磨损性能并不好,为了节约贵重材料,可以只在气缸上部1/3~1/4长度上镶半节缸套,效果也很好,为了保证气缸表面工作耐久,必须加工精确,其椭圆度和锥度一般不应超过0.025~0.035毫米,气缸工作表面的光洁度对气缸耐磨性,特别是初期(磨合期)磨损影响很大,气缸表面光洁度要足够高,但光洁度过高时易于造成磨合困难(特别当气缸及活塞组加工精度不够时),对耐磨性反而不利,一般要求气缸内孔光洁度
Figure FSA00000269365600101
生产实践中用精密镗削保证气缸孔的加工精度,而表面质量由超精珩磨保证,珩磨在气缸表面造成基本光滑但间以某些沟槽的所谓断续光滑表面,具有很好的磨合性,试验表明,最好是缸内表面有网状交叉的沟纹,它们与气缸母线交角在60°左右,沟纹平均宽度10~15微米,深度4~6微米,间距20~30微米,因为穴蚀是振动引起的,所以,防止穴蚀主要应从减少振动、吸收振动着手,(1)提高缸套刚度,如适当增加壁厚,把缸套下支承上移,减少缸套变形跨度等办法可减弱缸套的振动,(2)适当减少缸套与机体及缸套与活塞的配合间隙,减轻活塞对缸套的冲击,(3)在水腔内装吸振物质,如在机体的水套壁面易形成穴蚀的部位固定一层橡胶,外复钢保护层,以吸收因缸套振动所引起的液体压力波,实践表明,这对防止穴蚀有一定效果,(4)选用耐穴蚀性能好的材料或在水腔侧壁涂上防穴蚀材料,铸铁中最易穴蚀的是石墨,在同样的基体组织中,以球状和分枝少的团絮状石墨耐穴蚀性最好,片状石墨则脉络越细、贯穿越深越不利,基体组织方面,珠光体比铁素体更耐穴蚀,有的认为穴蚀还往往是由于瞬时高温所致,所以国外也在研究用导热率比一般金属低得多的塑料、陶瓷等材料涂复于水套壁面,阻止瞬时高温传递,改善穴蚀,也有用镀铬来减轻穴蚀的进通气柱塞泵桶燃气柱塞泵桶燃烧室加工工艺及材料选择都可以用以上材料介绍方式为标准选择,进通气柱塞泵柱塞,燃气柱塞泵柱塞,两柱塞,结构,形体与材料技术要求都一样,只是长短尺寸区别,一同写出省去过多重复,柱塞分头部、杆身、尾端,头部安装密封环一道,也称压缩环,油环也称刮油环,结构形式为组合环一道,组合环分上下两个刮片两刮片中间用薄钢皮冲压卷制而作主环(说明书附图43图44图),头部比燃烧室≤5mm厚×5mm长一个小圆,小圆正好和燃烧室进气口,喷气口圆直径相同,小圆厚≥5mm为柱塞头部大圆直径边≥3mm宽为密封环第一环岸,环岸槽与环装配间隙参考活塞式往复内燃机,环岸槽边≥2.8mm刮油环槽,≥3mm为头部边,杆部圆直径<头部直径,刮油环槽底部中心处沿头部直径水平线为孔底边<1mm小圆孔两个垂直中心线<1mm小圆孔一个,三个小圆孔利用刮油环槽与装入组合环,主环配合实现对柱塞往复运动与泵桶的润滑作用,这种润滑是间歇的,柱塞头部用高铬耐热钢4Cr9Si2,4Cr10S2iMo制造,最好用铁铝锰系列耐热钢用65Mn,18Ai4Si2,21-4N,co.43.Sio.29,Mn7.72,Cr21.65,基本金相组织奥化体,密封环与组合环上下刮片用50CrVAΦ4.3钢丝制作,表面光洁度
Figure FSA00000269365600102
硬度HRC44~48,密封环镀铬环口交错开口重叠在一个厚度,接口处去毛刺削尖角,杆部壁厚≥4.5~5.5mm的圆棒料,因中间插入≥0.8mm隔板,分成上下两个空间,头部在中间板前留有空间,使润滑油上下可以自由流动,尾部在油封进油口处将上半空间阻死,进入的润滑油向柱塞头部一个方向流动,由头部流向下层空间,由柱塞杆部尾端流出,可以一体制造,也可以用螺纹分头部,杆部,尾部相连接或焊接,尾部用螺纹,螺母与传动室滑动托架相连接,如果分体连接根部用40Cr,35CrMoA,38CrSi,42Mn2V合金结构制造尾部硬度≥HRC50淬火深度≥2杆部下不直度100毫米长度内≤0.01,小圆柱度≤0.01螺纹用滚压法制造,表面镀铜厚度0.005~0.01,最小拉断负荷5200公斤,螺母材料45Cr硬度AHRC29~33,螺栓表面涂MoSi,涂层厚0.0025,小圆柱度≤0.007,跳动≤0.02,燃烧室为球形进气口≤5mm厚,低于外六方代螺纹≤10mm处与进通气柱塞泵桶螺纹用外六方旋紧,连接后的燃烧室进气口外径≥5mm×5mm长度与厚度泵桶圆直径,柱塞头部小圆直径与燃烧室进气口直径相等,燃烧室喷气口≤5mm厚,低于外六方代螺纹≤10mm处与燃气柱塞泵桶螺纹用外六方旋紧,连接后的燃烧室喷气口外径≥5mm×5mm长度与厚度泵桶圆直径,柱塞头部小圆直径与燃烧室喷气口直径相等,所有连接原件边都修倒角,燃烧室用RQTS i-5.5高硅耐热球墨铸铁,耐热温度900℃以下,硬度HB228~321,燃烧室内喷钼内面光洁度
Figure FSA00000269365600111
不加工面光洁度
Figure FSA00000269365600112
燃烧室壁厚≥5mm,与壁外圆连接≥5mm厚高≥10~20mm筋顶面厚≥2mm环形筋数条,筋间距离≥10~15mm,环型筋连接≥20mm高X≥10mm长方形条用螺栓加减方形条厚度尺寸与加减防水垫厚度与压气机冷却腔底板上固定,螺栓密封做防水处理,环形筋与冷却腔上盖有一个连接法兰,法兰厚度≥6~8mm,两螺孔加厚≥4~7mm用来安装喷油器,燃烧室上有安装喷油器的喷嘴穿过燃烧室壁,用陶瓷或塑料材料涂复燃烧室与冷却腔水接触表面减轻穴蚀破坏,螺纹螺栓用滚压法制作用40Cr,35CrMoA,38CrSi,42Mn2V合金结构钢制造,最小拉断负荷5200公斤,副喷嘴用燃气柱塞泵喷口插入方式与法兰≥6~8mm厚4孔或2孔代有耐压耐热垫用螺栓固定在冷却腔外内壁加厚尺寸外壳上,插入压紧方式是为了调正副喷嘴以最佳角度喷射涡轮前单元作功叶片盘进气口,大半圆形内腔与燃气柱塞泵桶塔接,大半圆形内腔弧线随喷射涡轮前单元作功叶片盘进气口角度延伸到喷嘴,大半圆形内腔体积在运用环境允许条件下,尽量缩小尺寸,内弧线到喷嘴要尽量短,这样热能效率利用率高,喷嘴渐放形,渐缩形,缩放形要全部高压高温气体无散射集中喷射涡轮前单元作功叶片盘进气口,副喷嘴是定位,定角度定口径,在防止噪音出现的同时,喷射旋转涡轮前单元作功叶片盘进气口,数量多,跨越前单元作功叶片盘外圆角度,作功时间长,热能利用率高,要求喷口形体与尺寸要适当,这些通过实验才能确定,加工面光洁度
Figure FSA00000269365600113
内腔与外表光洁度
Figure FSA00000269365600114
必要时内腔与喷嘴镀铬,镀铬层硬度HV900~1000铬熔点1770℃用灰铁铸件HT25~47,硬度HB187~225,液态模锻法制造,固定用螺栓螺纹用滚压法制造用40Cr,35CrMoA,38CrSi,42Mn2V合金结构钢制造,最小拉断负荷5200公斤,注水器是用螺栓将浮子室盖与浮子室连接在一起,浮子室盖中心用螺母将冷却腔中的水滤清器水管接入,并用螺母旋紧,浮子室盖中心水接入处有阀座与浮子针,浮子针上套着浮子,用卡簧限定浮子在浮子针上的位置,用来控制浮子室水平面,浮子室盖上有代滤清空气的平衡孔装置,浮子室底座有一双面中空螺栓紧固在浮子室底部中心位置,上面有圆形长颈≤水平面1/5位置,圆颈左右各有一个≥3mm圆颈上边方孔,方孔下边≥3mm螺纹,圆形长颈中心孔安装浮子针,中心长方孔是保证固定浮子针与上行下行不受水的阻力影响,中空螺栓下面安装水开关一个壳体上接浮子室中间有芯阀控制水流通与不流通,壳下面有水管连接水箱,芯阀控制可以用电磁方式或手工方式,浮子室伸出部位中心有水道连通,水道上有量孔,控制不同工作环境用水的量,水直通伸出部位与代螺母的喷嘴连通,螺母代防水垫片调正,喷水嘴高,低,喷水嘴内面与外面双面镀铬,顶端代有角度的斜面,斜面与喷向涡轮前单元作功叶片盘进气口的高压高温气流角度相一致,镀铬层硬度HV900~1000,铬熔点1770℃,浮子室盖用锌合金压铸制造盖中心阀座用不锈钢制造,浮子室盖,浮子,浮子针,卡簧用工程塑料制做,浮子室用锌合金压铸也可以用用灰铁铸件HT25~47,硬度HB187-225液态模锻法制造,螺栓,螺母用滚压法制造,材料用碳素结构钢镀锌,注水器安装位置是在副喷嘴上还是安装在喷出高压高温气流喷射前单元作功叶片盘进气口与喷嘴中间的涡轮外壳上实验中决定,滑动托架有两个,一个是进通气柱塞泵柱塞固定在传动室内的滑动托架上,一个是燃气柱塞泵柱塞固定在传动室内的滑动托架上,两托架结构相同,只是尺寸有差异,滑动托架是一个不规则的长方体,受力部分连接起来,不受力部位挖空,在结构上尽可能减轻重量,节约原材料,但结构刚度与强度要保证,沿中心轴线前端≥10mm厚用螺母固定柱塞,这个空间向中心轴线延伸≥10~15mm是柱塞尾部伸出螺母固定螺纹部分,尾部螺纹与螺母固定在滑动托架上是调正进通气柱塞密封燃烧室进气口的距离,也是调正燃气柱塞密封燃烧室喷气口的距离,这个距离向轴中心线延伸较大,前端后端半圆长形封闭空间在这个长形封闭空间1/2处与轴中心线左和右用短圆轴与卡簧固定在滑动托架两侧滚动轴承各一盘,滚动轴承在传动室壁的U形轨道槽子中随滑动托架前进与后退往复运动,当压气机驱动齿轮和齿轮箱内齿轮与轴代动进通气柱塞泵传动室内齿轮驱动花键轴上,连接凸轮旋转在滑动托架半圆密封口长形空间,花键轴上下端用滚动轴承固定在传动室内在滑动托架上安装推动偏离轴中心线前左后右,分别安装一个短圆柱,使滑动托架受凸轮驱动向前运动推动进通柱塞泵柱塞头部越过压气机通气口密封燃烧室进气口,这时行进到终点的滑动托架上端与凸轮上端面≥3~5mm,滑动托架沿轴中心的长形封闭空间前端半圆面≥3~5mm凸轮轴,同时进通气柱塞泵桶上与空气滤清器连接口进气口与压气机连接的气缸通气口都被打开,新鲜空气进入压气机气缸内活塞上方,压气机进入吸气行程,同时燃气柱塞泵在传动室内,用螺母与柱塞尾部的螺纹,紧固在滑动托架沿中心轴线上前端≥10mm厚空间时,这个空间向中心轴线延伸≥10~15mm,是柱塞尾部伸出螺母固定螺纹部分,用螺纹与螺母来调正,燃气柱塞泵柱塞与燃烧室喷气口的距离,这个距离向轴中心线延伸较大,长形封闭空间在这个长形封闭空间1/2处相交轴中心线左和右用卡簧将短圆轴固定在滑动托架两侧滚动轴承各一盘,滚动轴承沿传动室两壁的轨道U形槽中随滑动托架前进与后退往复运动,压气机用同步角度驱动齿轮箱齿轮代动进通气柱塞泵传动室内伞形齿轮啮合的伞形齿轮在滑动托架中较大封闭空间用花键安装的凸轮轴上花键套相连的凸轮旋转,同时由压气机用同步角度驱动齿轮箱与轴代动燃气柱塞泵传动室内伞形齿轮啮合的伞形齿轮在滑动托架较顶端半圆狭长密封空间用花键相连接的凸轮轴上用花键连接的凸轮,在滑动托架中心轴线左右,前端与后端安装的两个短圆柱间旋转,当进通气柱塞泵柱塞密封燃烧室进气口时,燃气柱塞泵的柱塞由密封燃烧室喷气口受凸轮旋转驱动,使滑动托架后端短圆柱推动,滑动托架向后端移动,拉动滑动托架上固定柱塞在泵桶内退到后端,打开燃烧室喷气口与燃气柱塞泵连接副喷嘴的代条筋喷口,燃气柱塞头部在泵桶内后退到泵桶喷口全打开边缘≥5mm的距离与燃气柱塞头部在泵桶内密封燃烧室时燃气柱塞的头与杆部连接处≥3-5mm是装入凸轮轴时凸轮行进距离,也是滑动托架轴心线狭长空间的总长度尺寸,沿滑动托架轴心线安装的凸轮轴左右两面的一个面≥23-35mm到狭长空间边缘总宽度尺寸,滑动托架轴心线左右分前端后端各一个短圆柱嵌入架内≥15mm~25mm,在小圆处用卡簧与滑动托架卡牢,短圆柱上端面≥3-5mm凸轮轴上凸轮下端面,凸轮轴上的凸轮与短圆柱接触的距离前进时进通气柱塞泵柱塞由压气机通气口到密封燃烧室进气口距离为凸轮一个弧线始端与终端这时正是压气机活塞在气缸内行进180°,后退时由密封燃烧室进气口越过压气机通气口柱塞头部与通气口边缘的距离,为进通气柱塞泵传动室凸轮在滑动托架上两短圆柱间旋转360°也是压气机活塞在气缸内行进360°,正好是压气机活塞在气缸内由上止点到下止点或由下止点到上止点两个行程,燃气柱塞泵传动室凸轮轴上的凸轮与短圆柱接触的距离前进时燃气柱塞泵柱塞在泵桶内越过泵桶喷口密封燃烧室喷气口的距离,为凸轮一个弧线始端与终端边时正好是压气机活塞在气缸内行进180°,后退时由密封燃烧室喷气口越过泵桶喷口,柱塞头部在泵桶喷口边缘的距离,凸轮外弧线走过两短圆柱的一个由始点到终点,压气机活塞在气缸内行进360°正好是压气机活塞在气缸内由上止点到下止点或由下止点到上止点两个行程,这时进通气柱塞泵与燃气柱塞泵传动室内的滑动托架,在凸轮轴凸轮外弧线与两短圆柱360°旋转过程使滑动托架前进一次,后退一次,在进通气柱塞泵的柱塞在泵桶内前进时完成压气机进气过程,并把压气机压缩的新鲜空气密封在燃烧室里,这个过程正是燃气柱塞泵柱塞在泵桶内后退,打开燃烧室喷气口并在后退过程打开泵桶喷口的过程,当进通气柱塞泵柱塞在泵桶内后退到压气机通气口边缘停止时,柱塞密封泵桶进气口由空气滤清器进入的新鲜空气停止,压气机进入压缩行程,压缩的新鲜空气通过通气口到进通气泵桶通过燃烧室进气口进入燃烧室,这时燃气柱塞泵柱塞在滑动托架前进驱动下,越过泵桶喷口,密封燃烧室喷气口,这个全过程基本是辐流式涡轮发动机旋转作功循环过程,滑动托架用灰铁铸件HT25~47硬度HB187~225,液态模锻法制造,加工面光洁度不加工面光洁度
Figure FSA00000269365600122
短圆柱与短圆轴,用碳素结构钢,加工面光洁度
Figure FSA00000269365600123
短圆柱采用活塞往复式内燃机活塞销材料和工艺一般用20,20Mn,15Cr,20Cr,20MnV,20MnVB,制造外表面渗碳淬火至硬度HR56~66,深度0.8~1.2mm,可用45中碳钢制造用高周波淬火,使硬度达到HR55~56,光洁度
Figure FSA00000269365600124
凸轮与凸轮轴用花键连接作正时调正,凸轮上端与下端有滚动轴承各一套,由传动室固定的滚动轴承上端有伞型齿轮与凸轮轴用花键相连,由齿轮箱传动轴通过传动室滚动轴承使轴上的伞型齿轮与凸轮轴上的伞型齿轮相啮合把压气机活塞由上止点到下止点或由下止点到上止点运动角度,通过压气机曲轴与齿轮箱传递给进通气柱塞泵传动室凸轮,同时由齿轮箱齿轮与传动轴传递给燃气柱塞泵传动室凸轮,伞型齿轮用18CrMnTi,20Mn2TiB,齿面光洁度
Figure FSA00000269365600125
7,凸轮轴与凸轮用45,45Mn2中碳钢或20Mn2,20Cr,20MnVB制造凸轮表面和支承轴颈表面高周波淬火,淬火层深度为0.8~1.2mm,硬度HRC56~63,滚动轴承选择工作能力系数,每分钟极限转速,容许静负荷,齿轮箱外壳与进通气柱塞泵传动室外壳,燃气柱塞泵传动室外壳,压气机外壳用灰铁铸件15~33硬度HB170~241铸造成一体或用灰铁铸件HT20~40硬度HB187~225管相连接铸造成一体,上盖用≥0.8的板料用螺栓,加塑料橡胶条圈加以固定,将压气机活塞在气缸内运行角度,通过压气机曲轴,准确的分配给进通气柱塞泵,燃气柱塞泵,利用压气机曲轴前端与后端通过不同形体的齿轮传递给齿轮箱齿轮,由齿轮箱不同形体齿轮,滚动轴承与轴固定在齿轮箱外壳上分别传递给进通气柱塞泵传动室驱动进通气柱塞泵,完成压气机进气,将新鲜空气压缩到燃烧室,同时传递给燃气柱塞泵传动室,驱动燃气柱塞泵,完成燃烧室内高温空气与燃料膨胀,将形成的高温,高压气体与水一同喷射,涡轮前单元作功叶片盘进气口作功叶片进入导气口由弯管进入后单元作功叶片盘导流罩喷口喷射单元叶片流出排气口,进入集气器由集气器结构与形体筛选>涡轮气压部分进入集气器喷口喷射前单元作功叶片盘进气口继续作功,<涡轮气压部分由涡轮风压排气罩排气口排出机体完成辐流式涡轮发动机循环作功,齿轮用18CrMnTi,20Mn2TiB,齿面光洁度
Figure FSA00000269365600131
轴用,45Mn2中碳钢或20Mn2,20Cr,20MnVB制造,表面高因波淬火,淬火层深度0.8~1.2mm硬度HRC56~63,轴承选择工作能力系数,每分钟极限转速,容许静负荷,进通气柱塞泵传动室受滑动托架与注油器弹簧控制的注油器一个,燃气柱塞泵传动室,受滑动托架与注油器弹簧控制的注油器一个,两个注油器形体结构与零件尺寸都一样,有代螺纹与外六角≥5mm厚圆外壳,外壳底边有上下一个中心线的通油孔,壳内有限位短圆钉,外壳螺纹旋紧在冷却腔上的螺纹,用来调正进入冷却腔壁油孔位置及深度,上下油孔与注油器位置用外六角代螺纹外壳调正也是圆柱塞套在杆部弹簧座,杆部螺纹与圆头螺母旋紧受滑动托架前进的控制,圆柱塞头部上面有月牙槽,由冷却腔油道送来的润滑油由月牙槽连通进气柱塞泵柱塞油道与燃气柱塞泵柱塞油道,润滑油进入柱塞头部由杆部流回传动室,既冷却柱塞又在柱塞头部组合环主环油孔负责泵桶润滑,当滑动托架后退时,注油器被压缩的弹簧由中心柱塞沿着外壳短圆钉后退头部打开上下孔,使冷却腔润滑油道经过头部上孔到下孔通过冷却腔壁上安装喷油嘴,喷射润滑油使传动室机件达到润滑目的,圆柱螺旋弹簧用碳素弹簧钢直径0.14~6毫米,弹性模数2.1×104剪切弹性模数8000,工作温度极限+120℃-40℃,外壳与短圆柱塞及螺母用碳素结构钢,制造硬度HB≤187,或用灰铁铸件HT40~68硬度HB207~209,加工面光洁度
Figure FSA00000269365600132
不加面光洁度液态模锻法制造还可用工程塑料制造,为防止润滑系统关键原件和油路出现阻住,影响润滑出现不良,加入调正阀,它有代六方螺帽的外壳,壳内有弹簧,出油口,进油口,当油口油压升高超高过弹簧压力时,润滑油从出油口进入润滑另一孔道仍然保证润滑原件,正常润滑(说明书附图49图),外壳用碳素钢,加工面光洁度
Figure FSA00000269365600134
弹簧用碳素弹簧钢直径0.14~6毫米,弹性模数2.1×104,剪切弹性模数8000,工作温度+120℃~40℃,水封有两个,一个是进通气柱塞泵与冷却腔,一个是燃气柱塞泵与冷动腔,两个水封形体结构都一样,只是外径,内径,塑料及橡胶圈直径尺寸不同,水封用三个凸出≥螺栓螺纹直径≥2~3mm圆孔≥6~8mm厚大圆代有安装塑料及橡胶圈小圆环槽,套在泵桶外壳上与冷却腔壁用三个螺栓穿过大圆中凸出小圆孔内与冷却腔内壁旋紧用来防止冷却腔冷却水进入泵桶及传动室,内外边修成倒角,用灰铁铸件HT15~33厚度HB170~241加工面光洁度
Figure FSA00000269365600135
不加工面光洁度
Figure FSA00000269365600136
液态模锻法制造,螺栓螺纹用滚压法用碳素结构钢制造硬度HB≤187,进通气柱塞泵油封与燃气柱塞泵油封形体结构相同,只是原件尺寸有差异,盘外螺纹的大直径外圆盘在传动室以柱塞中心点为轴心位置与冷却腔壁焊接代内螺纹圆环圈旋紧,大直径圆盖代有与进通气柱塞泵,燃气柱塞泵柱塞杆部穿过圆孔小园外代六方,小圆外六方面有代螺纹的垂直竖孔,竖孔螺纹与注油器油管用螺纹旋紧,大圆有与柱塞直径≥塑料制作的环型油封,或橡胶制做环形油封,塑料或橡胶制做的环形油封中央代上开口长方形空间的圆环,长方形空间装有圆柱螺旋弹簧头尾相接成环形圈,用碳素结构钢,内螺纹大圆直径≥10mm×5mm厚焊接在传动室冷却腔壁上,用碳素结构钢,制成>柱塞直径圆代外六角,六角面上有代螺纹的竖圆孔直通六角面与柱塞表面,连接外六角圆衔接代外螺纹大直径圆盘,圆盘内有塑料或橡胶制做的油封一同与外圆环用螺纹旋紧,用碳素弹簧钢,金属丝直径0.14-6mm,弹性模的E2.1×104剪切弹性模的8000工作温度极限+120℃-40℃绕制成圆柱螺旋弹簧头尾相接成环形,辐流式涡轮发动机外壳分两体沿着涡轮轴承套≥10mm×25mm厚度,轴承以套边缘起铸造等距离多条环形筋到涡轮外壳内壁顶端,以轴承套边缘为起点等角度放射形竖角筋数条与数条环形筋相交直通到顶部,外壳外表面平正、光滑,对称三角双面设置的附助旋转器不要破坏环形筋和条形筋最好设置在环形筋与条形筋空档处(说明书附图13图)。
7.如权利要求1所述本发明压气机其特征在于压气机是辐流式涡轮发动机的主要一部分,它不但要及时供给辐流式涡轮发动机的新鲜空气,而且负责辐流式涡轮发动机驱动传递,润滑,燃料供给,所有机件的组合基体,机体构成辐流式涡轮发动机的骨架,机体内安装所有的主要零部件和附件,为了保证活塞连杆,曲轴、气缸主要零件工作可靠耐久,它们互相之间必须保持精确的相对位置,机体的表面尺寸,几何形状,相互位置都很严格,在设计时必须有严格的公差要求,由于结构复杂,尺寸较大,壁又较薄,毛坯铸造,机面加工面多,精度和光洁度要求就会很高,因而机械加工很费时(说明书附图34图35图),辐流式涡轮发动机的机体采用气缸,曲轴箱分体结构,因为曲轴是组合式,采用滚动轴承支撑曲轴,为了便于安装用滚动主轴承支撑的曲轴,采用隧道式气缸体,气缸体内部铸有隔板和若干个加强筋,用来增大刚度,支撑曲轴主轴承和涡轮,驱动传递机件,为了风冷却目的,气缸和曲轴箱两体结构,带有发火器的气缸盖和气缸也是两体结构,辐流式涡轮发动机的固定,以涡轮外壳和涡轮花键轴与花键套轴承做固定点,压气机固定在涡轮外壳上,这样压气机可以减少体积和充分利用轻质合金,也有利于冷却,可以把压气机曲轴箱和涡轮外壳两体分开成型,这样成型体积小容易利用先进工艺,减少人力、物力消耗,降低生产成本,产品率高(说明书附图41图42图),吉林工业大学内燃机教研室编内燃机理论与设计下册第六页,最近出一种新的成型方法,称为液态模锻法,这种方法就是向流入铸型中的金属液,在其液态或半液态情况下施加压力,一直保持到铸件凝固终了,它是一种介于铸造和锻造之间的方法,不需要复杂的锻造设备,也不需要复杂的压铸设备,可以去除铸造缺陷,改善机械性能,扩大合金的使用范围,对壁厚的活塞类零件特别适用,气缸筒上带有很多散热片,为了简化制造工艺和减少变形,采用单体气缸结构(说明书附图38图),发火器的气缸盖气缸及曲轴箱的连接方式有两种,一种用长螺栓直接把气缸盖、气缸体及曲轴箱连接,为简化工艺,降低成本采用的另种直接连接方式,气缸外表面布置了很多散热片,以增加散热表面(说明书附图36图37图),气缸的铸造有两种:一种为铸铁气缸散热片的;另一种为了冷却需要双金属用灰铸铁做气缸原料,外表面用铝制散热片或以水冷却形式,活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆机件组成,活塞的基本构造可分为三部分:顶部、头部、裙部,对它的要求强度高,重量小,导热性好,活塞顶部为平顶,它主要承受压缩空气压力;头部有若干个活塞环槽,安装密封环和刮油环,组合环,环槽低部有若干个小孔,使多余的润滑油泄入曲轴箱;裙部是用来引导活塞在缸内运动,裙部还有活塞销座用于连接连杆,为了减轻活塞的重量在铸造上,在不影响强度和硬度的允许范围,尽可能性薄一些,为导热性好,要选择热膨胀系数小的材料,为了使活塞有一定刚度和强度在销座部位要加大一些厚度,而在裙部要有一定的椭圆度(说明书附图39图40图),活塞环可分密封环,又称气环或压缩环和刮油环又称油环,进通气柱塞泵,燃气柱塞泵都用密封环和油环,第一保证气体不泄漏,第二保证将柱塞上的热量传给泵桶,由于密封环要完成密封气体和导热任务,因此它应有足够的弹力,使环的外圆面紧压在气缸壁上,端面应很平整光滑,能与环槽的端面良好贴合,由于柱塞在高温下工作,环的润滑条件很差,其弹性容易下降,磨损也很严重,因而环的材料选择和结构改进主要是为了提高其工作寿命,密封环一般都用优质灰铸铁制成,为提高其性能,可在灰铸铁中加入少量的铬、镍、钼、钨合金元素和镀铬、喷钼工艺,压气机的环用一道密封环和二道组合式刮油环,做密封和刮油,组合式刮油环的结构有上下两个刮片和主环组成,刮片与气缸壁接触,刮下的润滑油由主环油孔回油底壳,刮油性能好,主环是用薄钢皮冲卷制而成,工艺简单,便于自动化生产(说明书附图43图44图),活塞销是用来连接活塞和连杆小头,装配时,它的中间穿过连杆小头孔,两面支承活塞销孔中,因承受往复冲击力和惯性力,要求重量轻,采用较好的钢材,制成中空表面进行工艺性处理,活塞销采用浮式安装法,在活塞销座两端用卡环嵌在销座凹槽中进行轴向定位(说明书附图45图),连杆是将活塞承受的力传给曲轴,并和曲轴配合把轴向运动变为活塞直线往复运动,为保证足够刚度和强度的原则下,尽可能保持小的重量,保证结构刚度和强度要减轻重量,连杆大端小端都用轴承做封闭结构,杆身两面用支撑筋中间空的结构,材料用优质灰铸铁液模锻法制造(说明书附图47图),曲轴是压气机主要机件之一,由涡轮产生的动力是由曲轴传递给压气机的,同时压气机的工作情况也是由曲轴反映给涡轮的,消耗主机动力的大小、多少都由曲轴反映出来,辐流式涡轮发动机使用的曲轴是全支承组合式曲轴,它分主轴颈和连杆轴颈,它的结构是按着黄河JN150型汽车、6135Q型发动机,曲轴上装用滚动主轴承,气缸采用隧道式结构曲轴是组合式的,它的优点是曲轴旋转阻力小,易于启动,功率消耗小,气缸体采用隧道气缸体刚度大;缺点是结构复杂,制造成本高,连杆轴颈采用中空和活塞销一样的结构,因为连杆大端是滚动轴承的,所以连杆轴颈是和主轴颈为分体连接的,这样组合式曲轴就成为开体式,曲轴前端,有带动燃料系统和润滑系统的齿轮,还有带动发火器的驱动伞型齿轮,后端有涡轮啮合的齿轮,异步和同步就是齿轮比决定的,制造曲轴的材料用铸铁、轴颈作工艺处理(说明书附图46图),辐流式涡轮发动机的润滑系的基本任务是将机油不断供给各零件的磨擦表面,减少零件的磨擦和磨损,流动的机油可以清除磨擦表面上的磨屑和杂质,并冷却磨擦表面,气缸壁与活塞环上的油膜能提高气缸的密封性,润滑系包括:油底壳,机油泵,集滤器,喷嘴,调正阀,连接油管组成(说明书附图49图),机油泵:有齿轮式和转子式两种,机油泵是将润滑油产生压力,使之润滑油在油路中不断流动,润滑各零件表面,齿轮机油泵结构简单,制造容易,工作可靠,应用最广,转子式机油泵工作原理,主动的内转子和从动外转子都装在油泵壳体内,内转子固定在主动轴上,外转子在油泵壳体可自由转动,二者之间有一定的偏心距,当内转子旋转时,带动外转子旋转,转子齿形齿廓设计时使转子转到任何角度时,内、外转子每个齿的齿形齿廓线上总能互相成点接触,这样,内、外转子间便形成四个工作腔,某一个工作腔从进油口转过时,容积增大,产生真空,机油便经进油孔吸入,转子继续旋转,当该工作腔与出油口相通时,腔内容积减少,油压升高,机油经出孔压出,转子式机油泵结构紧凑,吸油真空度较高,泵油量较大,且供油均匀,可以安装在油底外而且位置可以高一些(说明书附图48图),机油滤清器:机油通到磨擦面之前,经过滤清器滤清的次数愈多,则机油愈清洁,但滤清次数愈多,机油的流动阻力也愈大,为解决滤清与油路通畅的矛盾,在润滑系中一般装用几个不同滤清器增加滤清能力,与主油道串联的滤清器称为全流式滤清器,与主油道并联的则称为分流式滤清器,既能使机油有较好的滤清,而又不至于造成很大的流动阻力,机油滤清器的种类包括浮式集滤清器;固定式集滤器;粗滤器;细滤器;离心式细滤器;复合式滤清器,上海SH760、SH130型汽车采用细滤器与粗滤器串联,而设置在同一外壳内的复合式机油滤清器,结构有滤清器芯底座弹簧,滤清器芯底座,滤清器芯下,密封圈,纸质细滤芯,粗滤芯,滤清器壳,滤清器盖密封圈,滤清器盖,安全阀,垫圈,弹簧,阀盖,滤清器压紧螺母,中心杆,纸垫,旁通阀,细滤芯上密封圈,滤清器上盖,滤清器上盖紧固螺母,螺钉,垫圈,折状滤纸200G,粗滤芯铜丝,绕丝筒,构造粗滤芯为线绕式,带有凸起的铜线与绕在波纹状的绕丝筒,形成0.04-0.09毫米的滤清缝隙,细滤芯为纸质的,折状滤纸用粘合剂固定在滤芯端盖上,由机油泵进来的机油,从孔D进入,经过粗滤芯铜丝缝隙,再经过滤纸进入中心腔,然后沿中心腔上流,经孔E进入主油道(说明书附图51图),滤油器盖压紧螺母的螺纹孔H与出油孔E相通,油压力表油管接头旋于螺纹孔H上,当细滤芯堵塞,该滤芯前后压力差超过1.2kg/cm2时,旁通阀打开,经粗滤的机油便经孔G和孔E供入油道,当粗滤芯堵塞,进油孔D和出油孔E油压差超过2kg/cm2时,安全阀打开机油则不经滤芯,直接供入主油道(说明书附图51图),机油散热器,为了使机油保持在最好的温度范围内工作,除靠油底壳内自然冷却,我们将6120型柴油机,机油散热器装在冷却环路中,当油温较好时,靠冷却水降温;而起动暖车期间较低时,则从冷却水吸热迅速提高机油温度,我们把机油、冷却水、空气滤清器三位一体设计在一起,结构有前端盖,冷却管,后端外壳,出水管,进水管(说明书附图50图),燃料供给系辐流式涡轮发动机所用的燃料为多种,汽油、柴油、煤油、酒精可燃气体,因此可燃混合气的形成和燃烧运用压燃式柴油机的形成是可行的,在操作方式上从原理与结构和参考现有结构全部实用可行,燃料供给系的组成:燃油箱、输油泵、低压高压回油供油管、燃油滤清器、高压油泵、喷油器、泵一喷油器、调速器组成(说明书附53图),柱塞式喷油泵的整体结构:高压油管接头、减容器、出油阀弹簧、放气螺钉、出油阀、出油阀座、油道、柱塞套定位螺钉、柱塞套、柱塞、柱塞套油封环、调正齿圈、锁紧螺钉、油量控制衬套、柱塞弹簧上座、柱塞弹簧、通气螺钉、检视盖板、柱塞弹簧下座、锁紧螺母、油尺、挺杆调正螺钉、挺杆体、滚轮、输油泵紧固螺栓、放油阀、定位螺钉、螺塞、泵体、凸轮轴、调节齿条、齿条定位螺钉、润滑油稳压器、润滑油道、缝隙滤芯、出油阀座垫圈、高压油管接头座、接头保护套、夹板、进油接头、管接头、调节器、调节螺套、轴盖板、滚动轴承、联轴器、回油管接头螺钉、同油管接头、止推螺栓,随着高功率强化柴油机的不断发展,近十多年来国外出现了一种P型喷油泵,它与原有传统的柱塞式喷油泵结构有所不同,其主要特点是:泵体采用箱式封闭结构,且在泵体上不开窗口,以增大泵体的刚度,使喷油泵能随更高的喷油压力而不致变形,以适应高速高功率柴油机机动性要求:由柱塞套出油阀偶件以及出油阀底座用一个法兰套装在一起,成为一个整体部件用螺钉直接固定在泵件上;供油量和供油始点时间的调整,分别从外面转动法兰套和从法兰套下面加减垫片的办法进行的;喷油泵采用了强制式润滑系统,并与发动机润滑系统相连接,国产高速柴油机喷油泵系列:喷油泵分为上下两部分,拆装和维修比较方便:采用拨叉式油量调节机构,与常见的齿条式机构对比,结构简单,材料利用率高,滚轮体部件采用了垫块调整的方法,代替调节螺钉的结构,这样可以克服调节螺钉,顶平面硬度不易提高而造成容易磨损的缺陷:考虑了加强密封和润滑的余地,增加个别部件,可适应多种燃料的需要(说明书附图52图),喷油器结构紧凑,体积小,重量轻,轴针式喷油器结构包括:回油管螺帽、衬垫、调正螺钉护帽、垫圈、调压螺钉、调压弹簧垫圈、调压弹簧、顶杆、喷油器体、紧固螺套、针阀、针阀体、铜锥体、定位销、塑料护盖、进油管接头、滤芯、衬垫、胶木护套,轴针式喷油器通常用于涡流室和预燃室柴油机中,近年来也开始应用于少数带有强烈地气涡流的直接喷射式柴油机,它的喷注形状呈空心的锥形或柱形,喷孔断面大小与喷注的角度开头取决于轴针的形状和升程,轴针头部的形状有柱形和锥形两种,当要求喷雾锥角不大时,宜将轴针头部做成柱形,而要求喷雾锥角很大时,轴针的头部应做成具有两个相对的截锥体的形状,改变轴针头间的形状,就可以得到各种不同的喷雾锥角,一般可在4°~45°度范围内变化,轴针式喷油器的喷孔直径都在1毫米以上,因为喷孔直径较大,孔内双面轴针上下活动起自洁作用,喷孔不易积炭,工作可靠(说明书附图57图),泵-喷油器结构包括:喷孔、喷咀头、弹簧、单向阀、阀座、片阀、柱塞套上孔、外套螺帽、齿轮、泵体、滤芯、油管接头、导向套、推杆、油管接头、滤芯、齿条、柱塞、柱塞套、环状空腔、柱塞套下孔、下螺旋切边、上螺旋切边、径向孔、轴向孔,泵-喷油器GMC二冲程柴油机上得到了应用,其优点主要是因为柱塞与喷油器喷孔之间的高压燃料容积大大地减小了,基本上消除了喷油过程中由于燃料可压缩性而引起的压力波动的影响,使高速运转时实际喷油的始点和终点比较近于喷油泵所确定的理论供油始点和终点,泵体上用上套螺帽紧固着柱塞套和喷嘴头柱塞套上有上下两个孔,这两上孔定期地使柱塞套压油腔和环状空腔相通,柱塞套内安装有柱塞,柱塞下部有环形切槽,切槽上下端是两个螺旋形切边,上切螺旋角比下边大,环形切槽通过柱塞上的径向孔和轴向孔与柱塞套压油腔相通,柱塞上端有凸肩伸入导向套上,导向套被弹簧压向上方,柱塞上部装有齿轮,并与齿条相啮合,喷嘴上有6个直径为0.165毫米的喷孔,并在内部装的单向阀和片阀单向阀可以保证喷油开始和终了时比较迅速,片阀可防止燃烧进入泵一喷油器内腔单向阀开启压力约为115kg/cm2,在泵-喷油器工作时燃料在输油压力作用下经油管接头进入,通过金属滤芯与油道送入环形空腔,一部分燃料又从这里经油道与第二个滤芯不断流回燃料箱,燃料在环形空腔内循环,可以使泵一喷油器的冷却,促使空气和蒸气泡的排出,当柱塞位于最上面的位置时,燃料从环形空腔通柱塞套上孔、环形切槽与柱塞孔,并直接通过柱塞套下孔进入并充满柱塞压油腔,当柱塞向下运动时,柱塞套下孔被遮盖,一部分燃料从柱塞套内压出经柱塞孔与柱塞套的上孔返回环形空腔,当柱塞的上螺旋切边遮盖住柱塞套的上孔时,燃料开始通过单向阀而从喷嘴喷出,这个时刻对应理论供油始点,而当柱塞继续向下运动,下螺旋切边开始将柱塞套的下孔流回环形腔,虽然此时柱塞仍继续向下运动,但供油已经终止,通过齿条转动柱塞时,可以改变柱塞上螺旋切边与柱塞上孔的相对位置,使供油量和供油始点终点都发生改变,供油量增加时,供油始点提前,供油终点延迟,这样可使变工况工作的车用柴油机工作比较柔和(说明书附图55图),所有的柴油机上都装有调速器,这是柴油机工作过程的特点所要求的,汽车拖拉机高速柴油机大多数在变工况下运转,经常会遇到突变负荷的情况,汽车从上坡到下坡行驶,拖拉机悬挂的农具突然卸去了负荷,就会引起转速很快上升,柴油机以超过标示的最高转速工作是不允许的,因为这时燃烧过程剧烈恶化,排气冒烟,而且也对于运动零件的惯性力大为增加,严重时可能引起零件的损坏,因此柴油机有必要防止超速,辐流式涡轮发动机在汽车、拖拉机或其它领域的应用上也同样有这些实际情况,有使用柴油机调速器的必要性,全速调速器的结构:包括调速器支座、调速器盖、垫片、锁紧螺母、调速簧定位螺钉、下盖板、减摩垫圈、上盖板、摇架、开口垫圈、辅助弹簧、油量限位总成、加油螺塞、停车挡销、驱动盘、推力盘、飞球、停车手柄、油量限位轴、起动加浓弹簧、起动手柄、停车操纵杆、调速手柄、开口挡圈、调速操纵轴套筒、油封圈、调速扭簧、调速操纵轴,全速调速器不仅能限制柴油机的最高和最低转速,而且在柴油机的所有工作转速下都能起作用,在任何的速度工况下,供油量都由调速器自动控制,全速调速器还可以采用其他不同的结构型式,具有单排飞球和一根强力的扭簧,调速器扭簧套在调速操纵轴上,两端压在摇架上,操纵调速手柄,就可转动操纵轴从而改变扭簧的扭转程度,就是改变了扭簧压紧在摇架上的力,因此调速手柄一定位置,对应一定的速度形成扭簧压力,也即对应于一定的调速器起作用于转速,只有当转速升高到某一转速以后,飞球产生的离心力才能通过推力盘克服扭簧的压力,使摇架带动喷油泵调节杆移动,减小供油量,使转速降下来,直到飞球的离心力又是与扭簧的压力平衡时为止,调速器壳上还装有起动加浓手柄,起动时,拉动手柄,使喷油泵调节杆的供油量加大(说明书附图56图),燃料滤清器为了保证发动机不间断工作,从燃料箱流出的燃料,必须仔细地消除机械杂质和水,如果燃料滤清不良,喷油系统的精密偶件便会发阻滞和加速磨损,从而引起柴油机各缸供油不均匀,功率下降,燃料消耗增加,因此燃料滤清器结构外壳纸质滤芯,出油口,进油口,对保证喷油泵和喷油器的可靠工作对提高它们的使用寿命有重要的作用,近年来国产柴油机上使用纸质柴油滤清器日益增多,纸质滤芯的使用,可以节省大量的毛毡及棉纱,而且纸滤芯的使用实践证明,它的性能是相当好的,纸滤芯的阻力比毛毡式和棉纱缠绕式滤芯小得多,纸滤芯对引起喷油系统精密偶件磨损较严重的机械杂质颗粒直径为6~20微米,占85%的石英砂的过滤效率可达95%以上,完全可以满足实际使用的要求,而且纸滤芯的堵塞寿命在各种流量下试验,都证实要比毛毡式和棉纱缠绕式高得多,此外纸质柴油机滤清器还具有重量轻、体积小、成本低的优点,设计新发动机选用柴油滤清器时,根据功率的不同,可按纸柴油滤芯系列选择(说明书附图58图),输油泵的结构:包括手泵、手泵活塞、滤油网、进油管接头、出油管接头、止回阀、挺杆偶件、输油泵体、活塞、活塞弹簧,输油泵的作用是保证燃料在低压油路内循环,克服管路及滤清器的阻力,并保证供油油量有足够数量及一定压力的燃料给喷油泵,一般输油泵的供油量要比喷油泵的需要量大10倍,活塞式输油泵因为结构简单,使用可靠,安装方便,应用比较广泛,输油泵装于喷油泵的一侧,当输油泵凸轮转动时,通过挺杆机构或滚轮机构,使活塞作往复运动,由于单向阀的作用,不断地向滤清器输送燃料,输油泵的供油量大于喷油泵的需要时,油路中压力上升,这压力作用在活塞的后面,如压力大于活塞弹簧压力,油泵便停止供油,为了在发动机起动前使喷油泵内充满燃料,输油泵上还带有手泵,Q=(ηvyπd2hnt/4)×10-6升/分式中d——输油泵活塞的直径(毫米);h——输油泵活塞的行程(毫米);nt——输油泵的转速一般等于凸轮轴转速(转/分);ηvy——输油泵的容积效率,一般可取0.7~0.75(说明书附图54图)。
8.如权利要求1所述本发明涡轮其特征在于涡轮是辐流式涡轮发动机将热能变为机械能的主要元件,它是以活塞往复内燃机飞轮为构思变化的,辐流式涡轮发动机涡轮为一轴圆型前后两单元作功叶片盘中间空间形成V型与U型两种,V型U型前后圆形作功单元叶片盘相背设置或前后单元作功叶片盘相对设置,压气机与涡轮连接方式,立式与侧卧式两种,立式压气机设置优点,两前后单元作功叶片弧度长作功利用率高,机体高度较高,但长度较短,侧卧式压气机设置优点机体高度,尺寸较小,缺点两前后单元作功叶片弧度短用V型中间加大变化角度来实现作功利用率,机体长度尺寸增加了,一轴圆形前后两单元作功叶片盘中间空间U型轴向尺寸变化较小,轴间圆型前后两单元作功叶片盘中间空间V型轴间尺寸变化较大,压气机侧卧式两缸星型排列缸与缸间在涡轮一轴圆型分配角120°单列式星型两层结构为六缸辐流式涡轮发动机,这样压气机侧卧式单列压气机两层结构,排列前后两单元作功叶片盘中间空间为双V型,第一V型前后两单元作功叶片盘为相背设置,第二层V型前后两单元作功叶片盘为相对设置,第一层V型前后两单元作功叶片盘第二层V型前后两单元作功叶片盘用圆环型条一道或两道多点凸凹相接形成一体,压气机单列叁缸侧卧式在一轴圆型分配角120°形成星形结构,压气机总气缸数为9缸,轴向前后三单元作功叶片盘为三层V型,压气机单列叁缸在一轴圆型分配角120°,同轴前后三单元作功叶片盘为三层V型,第一层V型前后单元作功叶片盘为相背设置,第二层第三层前后单元作功叶片盘为相对设置,层与层间单元作功叶片盘用环形条一道或二道,凸凹多点相互环接形成一体,辐流式涡轮发动机双涡轮压气机双缸,同曲轴对置结构两层单列压气机圆盘分配角90°,压气机气缸总数为16缸,同轴双涡轮前后单元作功叶片盘之间空间为双V型,第一层前后作功叶片盘为相背设置双涡轮双缸压气机同曲轴对置结构参层单列式压气机圆盘分配角120°为星型排列压气机总气缸数18缸,第一层V型前后单元作功叶片盘为相背设置,第二层第三层前后单元作功叶片盘相对设置,盘与盘之间用一道或二道环型条多点凸凹相互环接成一体,辐流式涡轮发动机双涡轮,压气机双缸同曲轴对置结构,前后单元作功叶片盘之间为V型三层结构第一层V型前后单元作功叶片盘为相背设置,第二层、第三层前后单元作功叶片盘为相对设置压气机用曲轴单列三缸排列圆盘分配角为90°压气机总气缸数为24缸,辐流式涡轮发动机压气机为单缸排列方式为立式,同轴前后单元作功叶片盘之间为V型或U型前后单元作功叶片盘为相背设置,辐流式涡轮发动机压气机为三缸星形单元作功叶片圆盘分配角气缸与气缸间120°同轴前后单元作功叶片盘之间空间为V型或U型前后单元作功叶片盘为相背设置,同轴前后单元作功叶片盘之间空间为V型或U型,前后单元作功叶片盘为相背设置,辐流式涡轮发动机两双排对置压气机为四缸,这种压气机排列在单元作功叶片盘分配角气缸与气缸间90°为两双排对置排列,同轴前后单元作功叶片盘之间空间为V型或U型前后单元作功叶片盘为相背设置,压气机缸径90mm~165mm,可以使辐流式涡轮发动机输出功率由几十、几百、几千、数万马力对压气机排列与缸径作多样实用需求选择,辐流式涡轮发动机的涡轮设置方式决定压气机排列方式,同轴前后单元作功叶片盘叶片位置的选择把V型与U型空间的选择单元作功叶片盘的单元选择从实体结构作功需求很重要,前后单元作功叶片盘的单元数量选择,辐流式涡轮发动机作功功率压气机位置的选择,单元作功叶片盘直径是8~10倍的轴直径,盘直径与轴直径倍数尺寸也是盘圆直径尺寸,以中心线为基点沿外圆尺寸,以放射角度为以据合理分配以所占有的角度分配作功叶片组单元数,以2,3,4,5,6,7,8数量级合理分配作功叶片占有盘圆外分配角以六个单元为例圆外分配角60°,每个单元都独立封闭的,每个独立封闭单元有以导气孔与导气罩为中心布置,有以旋转方向为弧度作功叶片数条,每个独立封闭单元只有代弧度进气口,代弧度作功叶片与导气口相通前单元作功叶片盘有以外圆连接的代弧度通气口与排气口相等距离相等角度,连通外圆以6个导气孔与导气罩为中心与外圆等距离,等角度,同跨度形成两面6个独立封闭单元,后单元作功叶片盘结构以尺寸与前单元作功叶片盘决对一致,但前单元作功叶片盘与后单元作功叶片盘安装在同一轴上是U型空间或V型空间相背安装,还有一个不同点如果两盘以垂直中心线与水平中心线的独立封闭单元为1,两盘两封闭独立单元要相差一个单元,按涡轮旋转方向而定,按相差一个单元用弯管相连通,连接顺序是前1对后2,前2对后3,前3对后4,前4对后5,前5对后6,前6对后1,为作功气体顺畅角,顺畅角取决于旋转方向,单元个数所占的角度大小,单元数量,后单元作功叶片盘与前单元作功叶片盘,在结构上是相同的,每一个独立封闭单元增加了一个导气罩,主要使作功流体按涡轮旋转方向,导气罩上开一个喷口,集中流体有方向性的喷射后单元作功叶片盘封闭单元叶片连续作功,涡轮前圆固定平盘,它与花键套或花键轴在轮辐边缘结构成前圆平盘,前圆固定平盘圆与后圆固定平盘有U型或V型一个空间后固定平盘边缘有轮辐与花键套或花键轴,以涡轮轴水平线连接成一体,前圆固定平盘上边圆用方条形键与前圆固定平盘上圆边相连接,轮辐处有凹型轮辐平分中心线左右相等处与前叶片盘下圆边凸形相连接,后圆固定平盘上边圆用方条形键与后单元作功叶片盘上圆边相连接,轮辐处,有凹型在轮辐平分中心或左右相等处与后单元作功叶片盘下圆边凸形相连接,前单元作功叶片盘与前圆固定平盘,不但上边圆与上边圆平分圆平分盘角度各点用方条键相连接与下边圆用凸凹方式与轮轴相连接,还用前单元作功叶片盘导气管的圆外短管螺纹穿过前圆固定平盘用六方螺帽锁紧,后单元作功叶片盘与后圆固定平盘,不但上边圆与下边圆平分圆平盘角度各点用方形键与下边圆用凸凹方式与轮辐相连接,还用后单元作功叶片盘,导气管的圆外短管螺纹穿过后圆固定平盘用六方螺帽锁紧,前后单元作功叶片盘单元结构:前后单元作功叶片盘单元结构形成是以涡轮轴心水平线为基点,对单元作功叶片盘外圆成放射线平分外圆角以轮辐外圆平分下圆角,下圆角的导气口的圆的水平线边的两点为放射线左右点与单元作功叶片盘圆外边形成的平面,以进气口的边直线到导气口的边为厚度形成的角平面封闭体,它是上圆面大下圆小成三角形,圆外边进气口厚度尺寸大于导气口的厚度尺寸成渐缩形,封闭体为独立单元,这样数个单元以轴心为点形成前后单元作功叶片盘,前后单元作功叶片盘每一个独立封闭体内沿封闭面分布数个以涡轮规定旋转方向有弧度作功叶片,有弧度作功叶片以导气口与导气罩为中心点,轴两面的花键轴与花键套上安装的滚动轴承是压气机润滑系统负责润滑,涡轮轴前后固定圆盘中间的V型或U空间与前后单元作功叶片盘与外壳形成的空间随涡轮旋转风压与排气口达到冷却目的,涡轮花键轴与花键套为直径的滚动轴承分前后两片涡轮外壳上用螺栓固定压气机正体外壳,后端外壳顶端以≥5mm厚长15mm~20mm加工圆嵌入前外顶端圆内,用螺栓旋紧,沿轴承套为起点内铸等距离多条环形筋与多条等角度放射筋相交到顶端,顶端圆用螺栓固定处≥5mm设置,排气环型圈,前附助固定环,排气环型圆顶端半圆环内,一体铸造集气器,集气器的数量是以涡轮,前后单元作功叶片盘,设置单元决定的,排气环型圆平板与涡轮前后单元用功叶片盘进气口与排气口5mm集气器,底平面,排气环圆平板两端设置≥10mm×15mm轴向两端半圆中间直线孔多个,孔与孔间距相等排气环圆平板前端两端半圆中间直线孔上边35mm~40mm≤排气环圆顶端圆10mm~15mm,前后圆环是排气环型圆圈与涡轮外壳前后端盖固定负责前单元作功叶片盘进气口与集气器喷口,距离调正后单元作功叶盘排气口与集气器进气端距离调正,前后附助圆环两孔在中型、大型、特大型辐流涡轮发动机涡轮外壳前后两侧以三角形方式安装辅助旋转器,排气环型圈,前后附助固定环与外壳外表面平正、光滑,以涡轮轴以滚动轴承直径厚度为依据灰铁铸件HT15-33硬度HB170-229加工面光洁度
Figure FSA00000269365600191
不加工面光洁度
Figure FSA00000269365600192
液态模锻法制造螺栓用碳素结构钢35,滚压法制造,用这种外壳结构可以使辐流式涡轮发动机根据不同输出功率适应各种压气机安装角度与各种设备不同角度要求,适应性很强,灵活可靠,辐流式涡轮发动机中型、大型、特大型用辅助旋转器,滚动轴承与涡轮外壳做固定,并用齿轮或直接代动压气机5曲轴,在涡轮旋转的同时压气机与压气机附属部件一同运动作功,前单元作功叶片盘以单元导气口连接管穿过前涡轮平盘圆孔用六方螺母与导气口连接,接管上的螺纹与前涡轮平盘圆孔旋紧,前单元作功叶片盘上端,用方头长销与前涡轮平盘嵌入相连接,前单元作功叶片盘下端以凸凹形式与前涡轮平盘轮辐连接在一体,前单元作功叶片盘为一个独立单元,是一个典型的六个独立单元组成的前单元作功叶片盘,上圆边与下圆边等角度等分独立单元形成前单元作功叶片盘,上圆进气口形式≥5mm~8mm距离与喷嘴相对,并于5mm~8mm距离与集气器喷嘴相对上圆宽度与长度≥10mm~12mm>喷嘴喷口直径,旋转方向口边成半圆并有倒角等角度等长度距离同结构在上圆边与每一个独立单元相衔接,≥10mm~12mm燃气柱塞泵体喷嘴与集气器喷嘴直径的宽度对导气口成渐缩型渐放型或缩放型,方头长销与上圆边以半圆形式相接,上圆宽度≥10mm~12mm燃气柱塞泵体喷嘴与集气器喷嘴喷口直径也正好是单元作功叶片与叶片上部的间距,叶片厚度≥5mm,长度以前后单元作功叶片盘内直线距离而定,弧度以独立单元所占角度而定,后单元作功叶片盘以单元导气口连接管上的螺纹与后涡轮平盘圆孔用六角螺母旋紧,前后单元作功叶片盘上端用于方头长销与后涡轮平盘顶圆方孔嵌入式相连接,方头长销还可做涡轮惯性调正,连接处可以点焊,点焊面作工艺处理或高强度粘合剂粘结,方头长销与进气口,排气口衔接叶片处有弧度,上下边有倒角,前后单元作功叶片盘下端以凸凹形成前后涡轮平盘轮辐连接成一体,前后单元作功叶片盘作为一个独立单元,是一个典型的六个独立单元组成的前后单元作功叶片盘,上圆边与下圆边等角度等分独立单元形成后单元作功叶片盘,上圆排气口形成≥5mm~8mm距离与集气器环形进气口相对,上圆宽度与长度与前单元作功叶片盘上圆宽度长度尺寸一样,单元形成所占角度,叶片数量,弧度,长度,厚度,尺寸都一样,导流罩有喷口,壁厚≥5mm,导流罩可以与分体安装用螺纹形式与后单元作功叶片盘旋紧,主要是方便喷嘴的喷射方向调正,后涡轮平盘有花键套或花键轴,用滚动轴承与外壳固定,与滚柱型电磁离合器相配合,将辐流式涡轮发动机动力传递,花键套或花键轴材料45Cr钢材,花键齿硬度RC43-50,齿型为方齿,前后单元作功叶片盘,前后涡轮平盘用灰铸件,HT20~40硬度HB163~229,加工面光洁度
Figure FSA00000269365600193
不加工面光洁度
Figure FSA00000269365600194
液态镆锻法制造,作功叶片,连接弯管内圆导流罩芯部必要时镀多孔性铬,镀铬层硬度HV900~1000铬熔点高1770℃(说明书附图65图66图67图68图69图70图71图)。
9.如权利要求1所述本发明集气器结构其特征在于辐流式涡轮发动机集气器,以后单元作功叶片盘单元形成单元,数个独立单元与排气口有距离形成扁圆形为进口,辐流式涡轮发动机旋转方向有喷口与前单元作功叶片盘进气口保持一定距离,以前单元作功叶片盘边多个扁圆形集气器等距离多个喷口分布在前单元作功叶片盘进气口上方,每一个集气器与集气器相连接并和排气罩一体铸造,每一个集气器形成一个独立封闭体,进口到底部平板倒U型上端半圆两边渐有高度成弧形底部平板铸成一体,并与喷口形成如渐缩形个体,倒U型两侧分布多个小圆孔集气器底平板与涡轮保持一定距离,距离大小由代孔的圆环与排气罩决定,辐流式涡轮发动机涡轮作功方式,由发火器,燃气柱塞泵副喷口喷出的高温高压气流与注水器喷入的水雾由进入前单元叶片作功盘进气口膨胀冲动叶片,冲动涡轮旋转,气流由叶片进入前单元导气口联通的金属弯管的管口进入后单元作功叶片盘由导气罩喷口喷射作功叶片经排气口进入集气器有压力的气流经喷嘴喷入前单元作功叶片盘继续冲动叶片促使一体安装的涡轮旋转作功,集气器平底板是防止涡轮在旋转中风压干扰集气器作功气体,倒U型两侧≥2-3mm多个小孔是选择作功气体与压力低的气体由排气口随涡轮风压排出机体,小孔在喷口的弯处与进口处不设置,集气器形体倒U扁圆渐缩形与涡轮保持一定距离不会影响气体从排气口排出机体的,排气设置有排气外环罩,排气外环罩上一体铸有集气器还可以用≥4mm板料压制,前喷口插入前单元作功叶片盘进气口处其它部分与排气外罩连接,并有排气口若干个分布在排气罩圆形两侧,两侧的圆环盘有等距离在一个圆环线上圆孔两排,上排圆孔,下排圆孔负责调正集气器与前后作功叶片盘进气口排气口与集气器进口、喷气口距离,并负责在涡轮两面三角形三个点安装附助旋转器,附助旋转器的结构有双V型对口滚柱,上端有滚动轴承,轴承盖,轴承与外壳固定螺栓孔轴有油封,固定孔四个,下端轴有滚动轴承油封,轴承盖与外壳固定螺栓双V型对口滚柱,轴,顶端圆环,外壳以双V型对口滚柱,顶端圆环直径有一定转动空间使外壳前后两面做条型结构不能作封闭结构,上端、下端4个孔是用螺栓固定在涡轮外壳上,滚动轴承润滑由压气机供给润滑油回到压气机油底壳内,辅助旋转器主体原件、双V型对口滚柱,关键部位轴与轴成V型斜面的外圆这一部分不但是结构主件又是旋转作功主要元件,其它元件都是附属原件,要求双V型对口滚柱,轴是实心轴、斜面到圆都是实心,轴选用材料和工艺,有不同功率的涡轮体积和转速来选定轴外径,轴外径选定过程还要经过实验来决定轴与选用材料和工艺,为满足外表面硬度耐磨有一定韧性和抗冲击双重要求建议用活塞往复内燃机活塞销材料与工艺一般用20、20Mn、15Cr、20Cr、20MnV20MnVB等制造外表面渗碳淬火至硬度不低于HRC56~66,深度0.8~1.2mm,或者用45等中炭钢制造用高周波淬火至同样硬度,心部硬度应不低于HRC38,为使热处理质量稳定,钢材含碳量要精选,含碳0.42~0.47%,可以加入少量Cr,Mn含金元素,外圆表面加工精度与表面光洁度不低于
Figure FSA00000269365600201
外表面圆柱度不低于0.0025~0.005毫米,采用热轧与冷挤压法制造,轴两面装入滚动轴承,滚动轴承底部与外壳装入环形橡胶圈作油封,滚动轴承≥5mm~10mm,两面各有圆孔一个,圆孔连到外壳边≥10mm,两轴承厚度≥5mm~8mm是外壳厚度,滚动轴承端面≥10mm~15mm有轴承盖轴两端各一个螺栓与外壳旋紧,轴承盖≥20mm前后在外壳上形成两个面,这个面的厚度是外壳的厚度,双V对口滚柱环面≥3mm~6mm是外壳边,外壳与双V对口滚柱两斜面直径与环面直径形成外壳弧面长度,外壳用灰铁铸件HT25~47碳度HB187~225液态模锻法制造加工面光洁度
Figure FSA00000269365600202
不加工面光洁度
Figure FSA00000269365600203
(说明书附图72图75图)。
10.如权利要求1所述本发明起动系及电系统其特征在于辐流式涡轮发动机由静止状态进入工作状态,起动系就是创造这一条件,对起动系的要求,是迅速可靠地起动辐流式涡轮发动机,起动系图的工作性能对辐流式涡轮发动机的工作可靠性,使用方便和使用燃料经济性有很大影响,起动不可靠也是辐流式涡轮发动机工作不可靠的重要表现之一,要求发动机在气温-40℃下仍然可靠起动,要求辐流式涡轮发动机起动快,起动后很快过渡到正常运转,好的起动系不仅保证可靠起动,保证起动磨损小,辐流式涡轮发动机起动性不良,有时即使暂不工作,往往也不敢停机,增加燃料使用消耗,当气温在0℃以上时,直接喷射柴油机的起动转速为80-100转/分,预燃室柴油机,起动转速为100-200转/分,当气温更低时,必须利用某种起动辅助手段,启动系及电系统结构有交流发电机、发电机调节器、蓄电池、水温表、水温计、调节器、保险丝、点火开关、燃油表、双金属片、燃油表头调正器、燃油箱、燃油装置、可变电阻,启动机结构有电磁开关、驱动杠杆、小齿轮、超越离合器、电柜、正流子、电柜制动,发电机结构有转子磁极、转子线圈、定子线圈、风扇、碳刷、汇流环、正流器,交流发电机通过正流器变为直流电和调节器配合,负责蓄电池充电增长蓄电池使用寿命,通过保险丝负责仪表、照明及其它电器供电,蓄电池种类很多,负责启动发动机电源,当发动机启动后进入正常旋转通过调节器供给发电机磁场电源,使旋转中的发动机得到交流发电机的正常供电,发动机停止旋转时通过点火开关,由蓄电池供给仪表、照明及电器电源,点火开关即能启动发动机又能转换蓄电池给仪表、照明及其它电器供电,还能关断启动仪表、照明供电(说明书附图59图60图61图62图63图64图),常用起动方式,小型辐流式涡轮发动机一般用人力起动,人力起动虽然具有结构简单、工作可靠优点,但由操作不便、力量有限,在中等以上功率的发动机上已基本不用,电动机起动现代高速内燃机广泛应用串激低压直流电动机作为起动机,结构紧凑、外形尺寸小、操纵方便,在设计电动机起动时,要求电动机以足够高的起动转速与容量、电机功率和齿轮传动比,使它的工作点保证发动机足够高的起动旋转速度,发动机起动阻力为50kg/m,此电动机配上150安时蓄电池,在电流为560安的时候,扭矩3.1kg/m,转速1850转/分,选择起减速比50/3.1≈16的话,发动机起动转速1850/16=115转/分,应该认为是足够了,电起动时,不仅电动机本身,蓄电池容量也对电动机的工作能力有很大影响,电起动的主要缺点在于目前常用的酸性铅蓄电池使用寿命短、重量大、耐震性弱、要经常充电、当温度降低时放电能力急剧下降,电起动机无力使发动机进行长期拖动一般以三次为限,每次不超过连续15秒钟,否则有损蓄电池寿命,因此在气温很低时,要对蓄电池采用各种保温措施,蓄电池容量50~150安时,电压12伏柴油机电起动功率为:Nq=(0.05~0.1)Ne马力;蓄电池容量100~200安时,电压12~24伏;辐流式涡轮发动机的起动还有一个方便条件,如果第一次起动后,在行路过程和间歇停车过程,可以用压缩空气直接冲动涡轮起动,启动设备还有空气压缩机高压储气筒,空气压缩机结构排气阀螺塞,气缸盖空气室,气管,气缸盖气缸固定螺栓,气缸盖垫,空气滤清器盖,空气滤清网,空气滤清器壳,空气滤清器紧定螺栓,空气滤清器管道,曲轴后轴承盖,曲轴后轴承进机油管,曲轴箱底盖,曲轴箱底盖固定螺栓,曲轴箱油底壳油管,曲轴箱油底壳前固定螺钉,曲轴箱油底壳,排气阀弹簧,气缸盖固定螺栓,活塞环,活塞油环,活塞空气压缩机缸体,连杆,连杆轴承,空气压缩机前曲轴盖,曲轴前曲轴轴承,皮代盘,皮代盘固定螺帽,空气压缩机工作过程当辐流式涡轮发动机旋转时带动空气压气机皮带盘旋转皮带盘代动曲轴,曲轴代动连杆,连杆带动活塞在气缸内下行至下死点时气缸体上的进气口被打开,新鲜空气进入空气过滤器通过气缸进气口进入活塞与气缸盖之间充满气缸,这时气缸上的排气阀被弹簧压紧,当皮带盘继续旋转,代动曲轴,连杆使活塞由下止点向上止点移动,当进气口阻死,气缸内的空气压力升高克服排气阀弹簧压力,排气阀打开,直至活塞到达上止点为止,新鲜空气被管道压缩到储气筒内,储气筒是一个圆形两面半圆封死的圆桶型金属体,结构气压表,储气筒,放气阀进气管道,输气管道(说明书附图73图74图),增设空气压缩机与储气筒配合可以供给辐流式涡轮发动机进气系统增加进气量增大辐流式涡轮发动机输出功率,空气压缩机与储气筒配合用气压启动辐流式涡轮发动机,还可以用蓄电池低压直流电动机与空气压缩机储气筒气压综合方式启动辐流式涡轮发动机,大型与特大型辐流式涡轮发动机可以用空气压缩机与储气筒配合2~3个点冲动涡轮启动还可以用蓄电池,低压直流电动机,空气压缩机与储气筒配合,综合2-3个点冲动涡轮启动辐流式涡轮发动机。
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