CN105041468A - 一种双拱门气道发动机 - Google Patents

Abstract

一种双拱门气道发动机，机械控制飞轮与飞轮体通过销子固定在输出轴上，主机体设置在机械控制飞轮与飞轮体之间，高压气装置与主机体连接，主机体和飞轮体上分别设有活塞内旋控制器，主机体通过连杆与设置在飞轮体另一端的机械控制定子固定连接；主机体与飞轮体上各设有一个环形半开放拱门气道，主机体与飞轮体连接后，两个环形半开放拱门气道对接构成双拱门环形气道，在构成的双拱门环形气道内设有活塞块，活塞块与活塞内旋控制器一一对应连接。上述双拱门发动机取消曲轴结构，减小发动机的体积；可以多个并联或串联使用；降低发动机运行时的抖动；气门减少降低工作噪音；提升了输出功率，压缩比可调从而减少机件磨损，节约燃油。

Description

一种双拱门气道发动机

技术领域

本发明涉及海、陆、空动力领域，特别是涉及一种双拱门气道发动机。

背景技术

传统的发动机传动结构复杂，主要通过曲轴传动，所以发动机运转时抖动幅度较大，并且传统的发动机气门较多，发动机的工作噪音也比较大。

由于传统的发动机传动结构复杂，所以在传动的过程中动力难以避免会损失，从而影响到动力的利用率，并且发动机的燃烧室是依次做工，输出功率小。

传统的发动机因为是有曲轴传动并且依次做工，所以制造出来的体积过大，占用的空间较多。

传统的发动机压缩比不可调，机件易磨损，且浪费燃油。

发明内容

基于此，有必要针对传统发动机工作抖动幅度大、噪音大、输出功率小、体积大、压缩比不可调、机件易磨损且浪费燃油的问题，提供一种抖动幅度小、工作噪音小、输出功率大体积小且节约燃油机件磨损低的双拱门气道发动机。

一种双拱门气道发动机，包括输出轴，机械控制飞轮、主机体、高压气装置、活塞内旋控制器、飞轮体、机械控制定子、连杆和活塞块；

输出轴上设有销子，机械控制飞轮与飞轮体通过销子固定在输出轴上，主机体设置在机械控制飞轮与飞轮体之间，高压气装置与主机体连接，主机体和飞轮体上分别设有活塞内旋控制器，主机体通过连杆与设置在飞轮体另一端的机械控制定子固定连接；

主机体与飞轮体上各设有一个环形半开放拱门气道，主机体与飞轮体连接后，两个环形半开放拱门气道对接构成双拱门环形气道，在构成的双拱门环形气道内设有活塞块，活塞块与活塞内旋控制器一一对应连接。

在其中一个实施例中，设置在主机体上的环形半开放拱门气道等弧距设有至少两个喷油嘴孔、火花塞孔、进气孔、活塞轴孔和排气孔，高压气装置设置在进气孔上，活塞内旋控制器设置在活塞轴孔上，通过活塞轴孔与所述活塞块连接。

在其中一个实施例中，飞轮体上也设有活塞轴孔，活塞轴孔上设有活塞内旋控制器。

在其中一个实施例中，高压气装置包括动力轴、进气室、压缩室、储气室、防倒流阀门、喷油嘴、气门栓控制部件和月牙形锥口气门栓；

进气室与压缩室相连，压缩室为圆锥状，压缩室内设有呈圆锥状的螺旋压环与动力轴连接，压缩室与储气室连接，压缩室与储气室连接处设有防倒流阀门，在储气室内设有月牙形锥口气门栓，在储气室外设有喷油嘴与气门栓控制部件。

在其中一个实施例中，气门栓控制部件包括气门栓拉杆、拉杆座、复位弹簧、气门栓导轨和卡垫；

拉杆座设置在储气室外部，拉杆座上设有气门栓拉杆，气门栓拉杆与月牙形锥口气门栓连接，气门栓导轨设置在储气室内，月牙形锥口气门栓安装在气门栓导轨上，气门栓拉杆在拉杆座与储气室的外部之间设有复位弹簧，复位弹簧下端设有卡垫。

在其中一个实施例中，活塞内旋控制器，包括拉杆固定座、拉杆、控制轴、滑轨、滑轨固定座、滑块、滑块卡座和弹簧；

拉杆座下方设有滑轨固定座，滑轨固定座下方设有滑块，滑块通过拉杆与拉杆固定座固定连接，滑块前端设有导轨槽，末端设有卡槽，滑块相邻设有滑块卡座，滑块卡座通过滑轨与滑轨固定座连接，控制轴一端与滑轨固定座连接，另一端贯穿滑块、滑块卡座，与活塞块连接。

在其中一个实施例中，控制轴上还设有螺旋轨道，在螺旋轨道相邻设置有固定销，螺旋轨道邻近固定销一端设有直轨，滑轨固定座与滑块之间设有弹簧，套装在控制轴上。

在其中一个实施例中，机械控制飞轮与机械控制定子内侧都设有曲凸轮。

在其中一个实施例中，机械控制飞轮外部设有齿轮结构。

上述双拱门发动机与传统发动机相比取消了曲轴结构，减小了发动机的体积；可以多个并联或串联使用；各部件对称安装，燃烧室同步工作，降低了发动机运行时的抖动幅度；直接由燃烧膨胀推动飞轮体做旋转运动，减少了传动过程中损失的能量；发动机的气门减少降低了发动机的工作噪音；燃烧室同时点火，同时做功，大幅度提升了发动机的输出功率，燃烧室由相邻发两个活塞块密封双拱门环形气道组成，由于相邻活塞块相对位置可调，所以压缩比也可调从而减少机件磨损，节约燃油。

附图说明

图1为发动机整体示意图。

图2为图1分解图。

图3为主机体示意图。

图4为高压气装置示意图。

图5为图4Z-Z剖视图。

图6为动力轴示意图。

图7为活塞内旋控制器示意图。

图8为控制轴示意图。

图9为机械控制飞轮示意图。

图10双拱门环形气道组装图。

图11为图10A-A剖视图。

图12为活塞块在双拱门环形气道内自转示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置”在另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连通”另一个元件，它可以是直接连通到另一个元件，或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

参照图1、图2和图10，一种双拱门气道发动机，包括输出轴1，机械控制飞轮2、主机体3、高压气装置4、活塞内旋控制器6、飞轮体7、机械控制定子9、连杆8和活塞块11。

输出轴1上设有销子5，机械控制飞轮2与飞轮体7通过销子5固定在输出轴1上，主机体3设置在机械控制飞轮2与飞轮体7之间，高压气装置4与主机体3连接，主机体3和飞轮体7上分别设有活塞内旋控制器6，主机体3通过连杆8与设置在飞轮体7另一端的机械控制定子9固定连接。

主机体3与飞轮体7上各设有一个环形半开放拱门气道10，主机体3与飞轮体7连接后，两个环形半开放拱门气道10对接构成双拱门环形气道，在构成的双拱门环形气道内设有活塞块11，活塞块11与活塞内旋控制器6一一对应连接。

双拱门环形气道截面根据需要上下两头可以为半圆形或半椭圆形，中间可以为长方形或正方形，形似两个拱门上下对接。主机体3与飞轮体7对应设置相同数量的可旋转一定角度的活塞块11在双拱门环形气道内，活塞块11与气道壁贴合，且活塞块侧面设有活塞环，方便密封气道。

参照图12，活塞块11只能在内旋角度α内做顺时针、逆时针运动，内旋角度α为闭合气道时平行于活塞平面的轴心线与旋转后平行于气道中心圆切线的轴心线的夹角。

参照图3，优选的，设置在主机体3上的环形半开放拱门气道10等弧距设有至少两个喷油嘴孔13、火花塞孔14、进气孔15、活塞轴孔16和排气孔12，高压气装置4设置在进气孔15上，活塞内旋控制器6设置在活塞轴孔16上。排气孔12用来连接排气装置，火花塞孔14用来连接火花塞点火，喷油嘴孔13与喷油嘴连接。

参照图11，优选的，飞轮体7上也设有活塞轴孔16，活塞轴孔16上设有活塞内旋控制器6。

飞轮体7上的活塞轴孔16需与主机体3上的活塞轴孔16错开设置，主机体3上的活塞轴孔16在上，飞轮体7上的活塞轴孔16在下，反之亦然。

参照图4~6，优选的，高压气装置4包括动力轴17、进气室18、压缩室19、储气室37、防倒流阀门20、喷油嘴21、气门栓控制部件和月牙形锥口气门栓22。

进气室17与压缩室18相连，压缩室18采取圆锥体设计，内置螺距渐短的双螺旋压环38与动力轴17连接，并与压缩室18锥壁吻合，压缩室18与储气室37连接，连接处设有防倒流阀门20，在储气室37外设有喷油嘴与气门栓控制部件。

动力轴17带动双螺旋压环38旋转，将从进气室18进入的空气压缩后从防倒流阀门20进入储气室37，喷油嘴通过电子控制装置向储气室37内喷油，达到油气混合的目的，防倒流阀门20防止高压混合油气回流。

优选的，气门栓控制部件包括气门栓拉杆23、拉杆座24、复位弹簧25、气门栓导轨26、和卡垫27。

拉杆座24设置在储气室37外部，拉杆座24上设有气门栓拉杆23，气门栓拉杆23与月牙形锥口气门栓22连接，在拉杆座24与储气室37之间的气门栓拉杆23上设有复位弹簧25，复位弹簧25下端设有卡垫27，在储气室37内设有气门栓导轨26，气门栓导轨26上安装有月牙形锥口气门栓22。

油气混合后，气门栓拉杆23向上运动，月牙形锥口气门栓22打开，储气室37内的高压混合油气从设置在主机体3上的进气孔15进入双拱门环形气道内，由相邻活塞块11闭合构成的燃烧室后，复位弹簧25将月牙形锥口气门栓22复位。

参照图7，优选的，活塞内旋控制器6，包括拉杆固定座28、拉杆29、控制轴30、滑轨31、滑轨固定座32、滑块39、滑块卡座33和弹簧34。

拉杆座28下方设有滑轨固定座32，滑轨固定座32下方设有滑块39，滑块39通过拉杆29与拉杆固定座28固定连接，滑块39内还设有导轨槽和卡槽，导轨槽和卡槽之间连接部分是中空的，滑块39相邻设有滑块卡座33，滑块卡座33通过滑轨34与滑轨固定座32连接，控制轴30一端与滑轨固定座32连接，另一端贯穿滑块39、滑块卡座33，通过活塞轴孔16与活塞块11连接。

拉杆固定座28通过拉杆29带动滑块39向上运动，滑块卡座33通过滑轨31将滑轨固定座32固定不动，使得滑块39在控制轴30上向上运动。

参照图8，优选的，控制轴30上还设有螺旋轨道40，在螺旋轨道40相邻位置设置有固定销41，在螺旋轨道40靠近固定销41的一端设有直轨42，直轨42与固定销41在同一直线上，滑轨固定座32与滑块39之间设有弹簧34，套装在控制轴30上。

设置在机械控制飞轮2及机械控制定子9上的曲凸轮35通过传动控制部件拉动拉杆固定座28做直线运动，拉杆固定座28通过拉杆29带动滑块39沿滑轨31向上运动，当设置在滑块39下端的卡槽脱离固定销41时，滑块39上端导轨槽沿直轨42接入螺旋轨道40，向上继续运动，滑块39会通过螺旋轨道40带动控制轴30进行旋转，控制轴30带动活塞块11进行旋转，当旋转角度达到所需时，弹簧34达到最短压缩行程，滑块39静止，控制轴30静止。

滑块39在弹簧34的作用下向下运动，滑块39通过螺旋轨道40带动控制轴30反向旋转，当滑块39脱离螺旋轨道40进入直轨42时，设在滑块39导轨下端卡槽与固定销41对齐，继续往下滑块39经过固定销41落入滑块卡座33。

参照图2、图9，优选的，机械控制飞轮2与机械控制定子9内侧都设有曲凸轮35。

曲凸轮35通过外接的传动控制部件控制活塞内旋控制器6和高压气装置4的运转。

参照图9，优选的，机械控制飞轮2外部设有齿轮结构36。

机械控制飞轮2外部的齿轮结构36，通过传动控制部件给高压气装置4和电气系统、冷却系统、润滑系统提供动力。

当完成排气工作后，活塞块11由活塞内旋控制器6控制在内旋角度α内旋转，分别设置在飞轮体3与主机体7上的活塞块11交错重叠；

当活塞块11按内旋角度α运动与双拱门环形气道壁闭合，活塞块11上下各点与双拱门环形气道相切，形成一个个密闭的燃烧室后，高压气装置4开始将压缩燃气排入活塞块11形成的燃烧室，喷油嘴注入燃油，相邻两个活塞块11边充气边相对分离运动，当活塞块11运动到压缩比节点时关闭高压气装置4，通过点火系统点火使燃烧室发生爆炸，带动飞轮体7旋转，开始做功。

开始做功后，飞轮体7通过输出轴1带动机械控制飞轮2旋转，机械控制飞轮2通过设在外部的齿轮结构36提供动力，通过传动控制部件带动高压气装置4压缩空气；通过设置在机械控制飞轮2与机械控制定子9内侧的曲凸轮35带动活塞内旋控制器6，内旋控制器6控制活塞块11在内旋角度α内旋转。

活塞内旋控制器6带动活塞块11在双拱门环形气道内自转，设置在飞轮体7上的活塞块11在飞轮体7的旋转带动下进行公转，设置在主机体3上的活塞块11与设置在飞轮体7上的活塞块11旋转重叠时不会碰撞或与气道刮擦。

活塞块11重复闭合，高压气装置4进气，喷油嘴喷油，火花塞点火，重复循环。

本发明还可以通过调整相邻两活塞块11形成燃烧室的体积来调整压缩比，从而减少机件磨损，节约燃油。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种双拱门气道发动机，其特征在于，包括输出轴，机械控制飞轮、主机体、高压气装置、活塞内旋控制器、飞轮体、机械控制定子、连杆和活塞块；

所述输出轴上设有销子，所述机械控制飞轮与所述飞轮体分别通过所述销子固定在所述输出轴上，所述主机体设置在所述机械控制飞轮与所述飞轮体之间，所述高压气装置与所述主机体连接，所述主机体和所述飞轮体上分别设有所述活塞内旋控制器，所述主机体通过所述连杆与设置在所述飞轮体另一端的所述机械控制定子固定连接；

所述主机体与所述飞轮体上各设有一个环形半开放拱门气道，所述主机体与所述飞轮体连接后，两个环形半开放拱门气道对接构成双拱门环形气道，在构成的双拱门环形气道内设有所述活塞块，所述活塞块与所述内旋控制器一一对应连接。

2.根据权利要求1所述的一种双拱门气道发动机，其特征在于，设置在所述主机体上的环形半开放拱门气道等弧距设有至少两个喷油嘴孔、至少两个火花塞孔、至少两个进气孔、至少两个活塞轴孔和至少两个排气孔，所述高压气装置设置在所述进气孔上，所述活塞内旋控制器设置在活塞轴孔上，通过活塞轴孔与所述活塞块连接。

3.根据权利要求1所述的一种双拱门气道发动机，其特征在于，所述飞轮体上也设有所述活塞轴孔，所述活塞内旋控制器设置在所述活塞轴孔上。

4.根据权利要求1所述的一种双拱门气道发动机，其特征在于，所述高压气装置包括动力轴、进气室、压缩室、储气室、防倒流阀门、喷油嘴、气门栓控制部件和月牙形锥口气门栓；

所述进气室与所述压缩室相连，所述压缩室为圆锥状，所述压缩室内设有呈圆锥状的螺旋压环与所述动力轴连接，所述压缩室与所述储气室连接，所述压缩室与所述储气室连接处设有所述防倒流阀门，在所述储气室内设有所述月牙形锥口气门栓，在所述储气室外设有所述喷油嘴与气门栓控制部件。

5.根据权利要求4所述的一种双拱门气道发动机，其特征在于，所述气门栓控制部件包括气门栓拉杆、拉杆座、复位弹簧、气门栓导轨和卡垫；

所述拉杆座设置在所述储气室外部，所述拉杆座上设有所述气门栓拉杆，所述气门栓拉杆与所述月牙形锥口气门栓连接，所述气门栓导轨设置在所述储气室内，所述月牙形锥口气门栓安装在所述气门栓导轨上，所述气门栓拉杆在所述拉杆座与所述储气室的外部之间设有所述复位弹簧，所述复位弹簧下端设有所述卡垫。

6.根据权利要求1所述的一种双拱门气道发动机，其特征在于，所述活塞内旋控制器，包括拉杆固定座、拉杆、控制轴、滑轨、滑轨固定座、滑块、滑块卡座和弹簧；

所述拉杆固定座下方设有所述滑轨固定座，所述滑轨固定座下方设有所述滑块，所述滑块通过所述拉杆与所述拉杆固定座固定连接，所述滑块内前端设有导轨槽，末端设有卡槽，所述滑块相邻设有所述滑块卡座，所述滑块卡座通过滑轨与所述滑轨固定座连接，所述控制轴一端与滑轨固定座连接，另一端贯穿所述滑块、所述滑块卡座，与所述活塞块连接。

7.根据权利要求6所述的一种双拱门气道发动机，其特征在于，所述控制轴上还设有所述螺旋轨道，在所述螺旋轨道相邻设置有固定销，所述螺旋轨道邻近所述固定销一端设有直轨，所述滑轨固定座与所述滑块之间设有所述弹簧，套装在所述控制轴上。

8.根据权利要求1所述的一种双拱门气道发动机，其特征在于，所述机械控制飞轮与所述机械控制定子内侧都设有曲凸轮。

9.根据权利要求1所述的一种双拱门气道发动机，其特征在于，所述机械控制飞轮外部设有齿轮结构。