CN106321240B - 离心压缩反动辐流内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明属动力设备技术领域，涉及一种离心压缩反动辐流内燃机，包括操控系统、润滑系统、发电存储设备、燃料供给系统、压气燃烧涡轮总成、储气罐；其中压气燃烧涡轮总成包括中心轴，中心轴中设置进气管、燃料进管、润滑油管路，其中，进气管与储气罐连接，在中心轴上设置离心式压气机构、圆柱形燃烧腔，在燃烧腔外围设置数级涡轮，其中一级、二级涡轮与离心式压气机构连接，其它涡轮通过传动盘与动力输出轴连接，涡轮外围设置内燃机壳体和尾气收集罩。本发明将离心式压气机构与反动辐流涡轮相结合，使内燃机的整体架构更加合理、高效，具有热效率高、功重比大、应用范围广等特点。

Description

离心压缩反动辐流内燃机

技术领域

本发明属动力设备技术领域，涉及一种内燃机，具体是一种离心压缩反动辐流内燃机。

背景技术

内燃机是目前世界上广泛使用的一种动力设备，是一种通过燃料在机器内部燃烧，将其放出的热能转化为机械能的热力发动机。

目前，内燃机主要有活塞式内燃机、燃气轮机、火箭发动机等几种类型，其中活塞式内燃机是应用最广泛的内燃机，主要为汽车、中小型舰船提供动力以及中小型发电领域；燃气轮机主要用于航空和大型舰船以及大型发电等领域；火箭发动机则主要应用于航天和导弹武器等领域。随着科技进步，内燃机的热效率不断提高，但即使如此，现有各种类型的内燃机的热效率普遍低于50％，与理想的热机效率相比仍然存在较大差距，这意味着燃料中的大部分能量未能通过内燃机有效利用而被浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种离心压缩反动辐流内燃机，离心式压气机构将空气压缩成压力较高的压缩空气，压缩空气与燃料混合并在燃烧室中燃烧，燃烧形成的高温高压燃气推动燃烧室外围的多级燃气涡轮，涡轮为反动辐流式，每级涡轮由多个涡轮叶片和叶片两侧的涡轮环构成，多个涡轮叶片在周向均匀布置，涡轮叶片两侧有对涡轮叶片起固定和冷却作用的涡轮环，位于内层的涡轮为离心式压气机构提供动力，位于外层的涡轮通过传动机构对外输出扭矩，另外，排出的尾气可以对外输出一部分推力。

本发明所采用的技术方案：

一种离心压缩反动辐流内燃机，包括操控系统、润滑系统、发电存储设备、燃料供给系统、压气燃烧涡轮总成、储气罐；操控系统包括电控单元(ECU)、各种传感器、油门控制机构、开关、阀门等，通过对油门、温度、压力、转速等传感器的参数进行采集分析运算，进而按照一定的策略对各种开关、阀门等部件进行控制，保证整个内燃机安全协调高效运转；润滑系统包括油泵、限压阀、机油滤清器、机油散热器等，主要对涡轮、轴承等部件起到润滑、冷却、清洁、密封、防锈等作用；发电存储设备包括发电机、蓄电池等，发电机可以向蓄电池充电，用于提供内燃机运转所需的电能；燃料供给系统包括油箱、高压油泵、燃油滤清器、输油管、喷油器、加热汽化装置等，其中喷油器可接受电控单元(ECU)发出的信号进行流量控制，加热汽化装置主要用于将喷油器喷出的燃油加热，使其汽化后更加便于在燃烧室中燃烧；如果内燃机使用的是气体燃料，则燃料供给系统与燃油的会有所差异，主要包括燃料储气罐、控制阀门、气体过滤净化装置、气体增压装置等；压气燃烧涡轮总成包括中心轴，中心轴中设置进气管、燃料进管、润滑油管路，其中，进气管有两个进口，一个进口通过压力管、阀门与储气罐连接，当内燃机启动时，储气罐出口阀门打开，由储气罐为压气燃烧涡轮总成提供燃烧所需的压缩空气，另一个进口通过管道、阀门与离心式压气机构的蜗壳相连，当启动完成后，储气罐出口阀门关闭，切换为由蜗壳提供压气燃烧涡轮总成所需的压缩空气；燃料进管与燃料供给系统连接，由燃料供给系统为压气燃烧涡轮总成提供燃烧所需的燃料；润滑油管路与润滑系统连接，由润滑系统为压气燃烧涡轮总成提供润滑油，起到润滑、冷却、清洁、密封、防锈等作用；

所述压气燃烧涡轮总成包括中心轴，在中心轴的前端设置由叶轮、扩压器、蜗壳构成的离心式压气机构(离心式压气机)，离心式压气机构的蜗壳通过管道与进气管、通过压力管与储气罐连接，内燃机启动后，叶轮高速旋转，空气被叶轮的叶片压缩，然后经由扩压器进一步增压后进入蜗壳，蜗壳中压力较高的压缩空气经过管道进入进气管；当储气罐内的空气压力不足以启动内燃机时，操控系统打开储气罐进口的阀门，促使蜗壳中部分压力较高的压缩空气经压力管补充到储气罐中，以弥补储气罐中空气的不足；在中心轴上于离心式压气机构后部设置燃烧腔，燃烧腔近似于圆柱形,由两个圆形燃烧腔壳体以及中心轴围成的空间构成，燃烧腔壳体内设有润滑油管路，用于润滑油的输送，燃烧腔内设置两个圆盘形的通气隔板，通气隔板上设置通孔，通气隔板将燃烧腔内部空间分成三部分，中间部分为燃烧室，两侧的部分为压缩空气室，中心轴中的进气管、燃料进管分别连通到压缩空气室、燃烧室，燃料进管的出口处于中心轴上设置导气环，导气环中空，其两侧的轴向开有多个小孔，燃料进管中的燃料气体进入导气环，在导气环中改变流动方向，分别沿轴的两个方向喷出，进入燃烧室，进气管中的压缩空气进入压缩空气室后经通气隔板上的通孔进入燃烧室与燃料混合，燃烧室内设有点火装置(可以是内燃机常用的火花塞，也可以是电热丝)，压缩空气与燃料混合后被点火装置点火燃烧，燃烧室的外侧边缘设置环形喷口，燃烧室内燃烧后产生的高温高压气体从环形喷口喷出；在燃烧腔外围设置数级涡轮(具体级数可以根据需要设置，从内向外分别称为一级涡轮、二级涡轮、三级涡轮等)，其中一级涡轮与离心式压气机构的叶轮连接，二级涡轮与离心式压气机构的扩压器连接，其它涡轮通过传动盘与动力输出轴连接，燃烧室燃烧产生的高温高压燃气推动涡轮旋转，将燃料的内能转化为机械能，为离心式压气构提供动力，用于空气压缩，并对外输出动力；涡轮外围设置内燃机壳体和尾气收集罩，内燃机壳体对内燃机起支撑和固定作用，尾气收集罩与内燃机壳体相连，用于收集从涡轮排出的尾气。

上述涡轮是从高速气流中捕获动能的装置，由多个涡轮叶片和叶片两侧的涡轮环构成，涡轮叶片在周向均匀布置，涡轮叶片间隙构成燃气通道，其中流动的是燃烧室燃烧后的高温燃气，涡轮叶片内有气体冷却的通道和小孔；涡轮叶片的侧端是涡轮环，涡轮环对叶片起支撑固定和冷却作用，同时对涡轮起到轴承的作用(其与润滑油接触的表面按动压轴承的构造加工)，涡轮环的轴向截面设计为V形结构，V形结构两侧设置有两个密封圈，两个密封圈之间注有润滑油，密封圈与居于外侧的涡轮环固定在一起旋转，当涡轮环高速旋转时，橡胶材质的密封圈在离心力的作用下向外侧涡轮环发生变形，从而使其与内侧的接触面分离或部分分离，摩擦阻力减小，当涡轮环低速或静止时，密封圈则在弹力的作用下与内侧较紧密的接触，一方面起到油封的作用，防止润滑油外流，另一方面起支撑作用，防止被润滑的两个表面直接接触和摩擦；涡轮环的截面设计成V形，一方面可以起到轴向固定作用，防止涡轮环旋转时发生轴向位移，同时，润滑油在涡轮高速旋转时会在离心力的作用下向V形油道的尖端聚集，V形油道两边的气压差会导致两边的液面产生高度差，这个液面高度差会平衡两边的气压差，从而起到气体密封的作用，防止空气通道的空气侧漏。

作为本发明的进一步改进，所述燃烧腔壳体于环形喷口附近的部位内部加工成与压缩空气室相通的空腔，并在燃烧室喷口及其附近的壳体上开有大量小孔，当压缩空气进入压缩空气室后，部分压缩空气进入空腔内，然后从小孔内流向燃烧室和喷口，在燃烧腔壳体(喷口及其附近)高温部分的表面形成气膜，防止和减轻高温燃气对燃烧腔壳体的烧蚀。

作为本发明的进一步改进，所述涡轮叶片的两侧设有与燃烧腔壳体的空腔相通的径向空气通道，空气通道与燃气通道类似，空气通道内设置有叶片，燃烧腔壳体空腔内的压缩空气沿空气通道径向流动，推动叶片为涡轮提供部分动力，空气通道中高速流动的空气对燃气通道叶片有较好冷却作用。

作为本发明的进一步改进，在各级涡轮中，一级涡轮与外面的涡轮结构有所不同，一级涡轮设置有多个在圆周上均匀分布的切向喷射孔或者设置多个能将径向气流转变为切向气流的叶片，使燃烧室环形喷口径向喷出的燃气经过一级涡轮后沿涡轮切向喷出，利用反作用力推动涡轮旋转；二级涡轮及其外侧的涡轮叶片为半圆月牙形，为减轻重量和便于冷却，半圆月牙形叶片加工成中空(内部设置有提高强度的肋条)，表面加工有大量小孔与内部相通，叶片内部有从压气机过来的冷空气，通过表面小孔流向叶片外，对叶片起到冷却作用，最外面一级的涡轮与传动盘相连，用于对外输出扭矩，传动盘通过轴承与中心轴相连。

作为本发明的进一步改进，涡轮叶片冷却方式由主要靠气体冷却改进为主要靠润滑油冷却，即在涡轮叶片内部和涡轮环内部设置相互连通的空腔，空腔中填充满具有高导热率的导热材料，涡轮叶片的热量可通过导热材料传递到涡轮两侧的润滑油，进而被润滑系统的机油散热器发散到外部，这样可以有效控制涡轮叶片的温度，延长涡轮的使用寿命。

作为本发明的进一步改进，所述离心式压气机构叶轮的叶片和扩压器的叶片为鱼尾型，即叶片在末端一分为二，呈鱼尾形状。这种改进后的叶片形状可以降低压气机内部非定常涡流的形成，有利于提高压气机的压缩效率。

作为本发明的进一步改进，所述离心式压气机构叶轮的鱼尾叶片的压力面开孔，并通过管道与一级涡轮的燃气通道相通，可将叶轮中的部分压缩气体导入一级涡轮中央的燃气通道；或叶轮的叶片设计为两层，一层的空气进入扩压器继续增压，另一层通过管路与一级涡轮的燃气通道相通，两层叶片可以有自己独立的进气道，并可分别控制进气流量。经过此改进，发动机工作时，向涡轮中补充空气，一方面可以对一级涡轮的燃气涡轮叶片进行冷却，延长涡轮的使用寿命，同时还可以使燃烧室中未充分燃烧的燃料在涡轮中进一步燃烧，另外还可吸收高温燃气的热量，膨胀做功，因此，补充进的空气不仅可以降低排气温度，同时还可以降低排气速度，有助于提高内燃机的热效率。

作为本发明的进一步改进，所述离心式压气机构空气进口处设置有过滤网，将空气中的大颗粒杂质进行过滤，为内燃机提供符合要求的洁净空气，同时压气机进口处设置有控制进气量的流量控制装置，这种流量控制装置的结构可以是类似照相机光圈调节机构的装置，也可以是旋转挡板等其他起到流量控制的装置。经过此改进，可以根据内燃机不同的工况需要调节空气流量。

作为本发明的进一步改进，所述尾气收集罩上设置消音降噪装置，降低噪音，这种改进主要适用于对内燃机噪音比较敏感的领域。

本发明的有益效果主要体现在：

1、热效率高，由于内燃机所采用离心式压气机构的叶轮和扩压器反向旋转，因而压气机构可以达到更高的压力，有利于提高内燃机的热效率，同时，在涡轮中补充进新鲜空气，有利于降低内燃机排气温度和速度，亦可提高内燃机的热效率。

2、与现有的轴流式燃气轮机相比，本发明压气机和涡轮的级数大大减小，因而重量大大减小，因而有望实现更大的功重比。

3、与活塞式内燃机相比，本发明内燃机中的燃料是持续燃烧的，控制系统大大简化，不需要像活塞式内燃机那样精确控制点火时机和喷油量；涡轮动力输出比活塞曲轴方式更加平稳；由于离心式压气机构空气流量远大于活塞式内燃机，本发明的内燃机功率远远大于同等重量的活塞式内燃机。

附图说明

图1是本发明的压气燃烧涡轮总成剖面结构示意图。

图2是压气机构叶轮和扩压器的鱼尾叶片示意图。

图中：图中：1、动力输出轴；2、中心轴；3、传动盘；4、压缩空气室；5、通气隔板；6、燃烧腔壳体；7、一级涡轮；8、二级涡轮；9、三级涡轮；10、内燃机壳体；11、尾气收集罩；12、燃气涡轮叶片；13、空气涡轮叶片；14、蜗壳；15、压力管；16、扩压器叶片；17、密封圈；18、润滑油道；19、叶轮叶片；20、燃烧室；21、导气环；22、进气管；23、燃料进管；24、叶轮；25、进气道。

具体实施方式

下面结合附图和通过实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

本发明所设计的一种离心压缩反动辐流内燃机，包括操控系统、润滑系统、发电存储设备、燃料供给系统、压气燃烧涡轮总成、储气罐；

所述操控系统与普通内燃机的操控系统结构和功能类似，包括电控单元(ECU)、各种传感器、油门控制机构、开关、阀门等，是整个内燃机的控制中枢和执行机构，通过对油门、温度、压力、转速等传感器的参数进行采集分析运算，进而按照一定的策略对各种开关、阀门等部件进行控制，保证整个内燃机安全协调高效运转；

所述润滑系统与普通内燃机润滑系统类似，包括油泵、限压阀、机油滤清器、机油散热器等组成，主要对内燃机涡轮、轴承等部件起到润滑、冷却、清洁、密封、防锈等作用；

所述发电存储设备包括发电机、蓄电池等，发电机可以向蓄电池充电，用于提供内燃机运转所需的电能；

所述燃料供给系统与现有内燃机燃料供给系统类似，其主要作用是为内燃机工作提供燃烧所需要的燃料，主要包括油箱、高压油泵、燃油滤清器、输油管、喷油器、加热汽化装置等组成，其中喷油器可接受电控单元(ECU)发出的信号进行流量控制，加热汽化装置主要用于将喷油器喷出的燃油加热，使其汽化后更加便于在燃烧室中燃烧，内燃机启动时可使用电加热，正常工作后可使用尾气加热，加热汽化装置可以和尾气收集罩11设计成一体，以便于利用尾气余热；当内燃机处于较高功率的工作状态时，燃烧室内温度较高，燃料可以由设置在燃烧室内的喷油器向燃烧室内直喷，利用燃烧室内的高温直接将燃油汽化燃烧。如果内燃机使用的是压缩气体燃料，则燃料供给系统与燃油的会有所差异，主要包括燃料储气罐、控制阀门、气体过滤净化装置、气体增压装置等；

所述压气燃烧涡轮总成是内燃机的核心部件，如图1所示，包括中心轴2，中心轴内部设置进气管22、燃料进管23、润滑油管路，其中，进气管22通过管道和阀门与储气罐连接，当内燃机启动时，阀门打开，储气罐中的压缩空气通过中心轴中的进气管22进入燃烧室，为内燃机提供燃烧所需的压缩空气，燃料进管23与燃料供给系统连接，由燃料供给系统为压气燃烧涡轮总成提供燃烧所需的燃料，润滑油管路与润滑系统连接，由润滑系统为压气燃烧涡轮总成提供润滑油，起到润滑、冷却、清洁、密封、防锈等作用；在中心轴的前端设置由叶轮24、扩压器、蜗壳14构成的离心式压气机构(离心式压气机)，在其空气进口处设置有过滤网，离心式压气机构的叶轮叶片19和扩压器叶片16设计为鱼尾型结构(如图2所示)，即叶片在末端一分为二，呈鱼尾形状，可以降低压气机构内部非定常涡流的形成，有利于提高压气机的压缩效率，而且叶轮的鱼尾叶片19的压力面开孔，并通过管道与一级涡轮的燃气通道相通，可将叶轮中的部分压缩气体导入一级涡轮中央的燃气通道；蜗壳14通过管道和阀门与进气管22连接，蜗壳14还通过压力管15和阀门与储气罐连接，内燃机启动后，叶轮24高速旋转，空气被叶轮叶片19压缩，然后经由扩压器进一步增压后进入蜗壳14，蜗壳中压力较高的压缩空气经过管道进入进气管22,为内燃机的工作提供连续性的压缩空气；当储气罐内的空气压力不足以启动内燃机时，操控系统制动储气罐的进气阀门打开，促使蜗壳中部分压力较高的压缩空气经管道补充到储气罐中，以弥补储气罐中空气的不足，在储气罐中空气压力达到设定值(能启动内燃机的压力)后操控系统制动储气罐进气阀门关闭；在中心轴2上于离心式压气机构后部设置圆柱形燃烧腔，燃烧腔壳体6内设有润滑油道18，用于润滑油的输送，燃烧腔内设置两个圆盘形的通气隔板5，通气隔板上设置通孔，通气隔板将燃烧腔内部空间分成三部分，中间部分为燃烧室20，两侧的部分为压缩空气室4，中心轴中的进气管22、燃料进管23分别连通到压缩空气室4、燃烧室20，在燃料进管的出口处于中心轴上设置导气环21，导气环中空，其两侧的轴向开有多个小孔，燃料进管中的燃料气体进入导气环21，在导气环中改变流动方向，分别沿中心轴2的两个方向喷出，进入燃烧室，进气管22中的压缩空气进入压缩空气室4后经通气隔板5上的通孔进入燃烧室20与燃料混合，燃烧室20内设有内燃机的点火装置，如常用的火花塞，也可以是电热丝，压缩空气与燃料混合后被点火装置点火燃烧，燃烧室的外侧边缘设置环形喷口，燃烧室内燃烧后产生的高温高压气体从环形喷口喷出，燃烧腔壳体6于环形喷口附近的部位内部加工成与压缩空气室相通的空腔，并在燃烧室喷口及其附近的位置开有大量小孔，当压缩空气进入压缩空气室后，部分压缩空气进入空腔内，然后从小孔内流向燃烧室和喷口，在燃烧室壳体(喷口及其附近)高温部分的表面形成气膜，防止和减轻高温燃气对燃烧室壳体的烧蚀；在燃烧腔外围设置三级涡轮，从内向外分别为一级涡轮7、二级涡轮8、三级涡轮9，其中一级涡轮7设置有多个在圆周上均匀分布的近似切向喷射孔或者设置多个能将径向气流转变为近似切向气流的叶片，使燃烧室环形喷口径向喷出的燃气经过一级涡轮后沿涡轮近似切向喷出，利用反作用力推动涡轮旋转，一级涡轮7与离心式压气机构的叶轮24连接，二级涡轮8与离心式压气机构的扩压器连接，三级涡轮9通过传动盘3与动力输出轴1连接，燃烧室燃烧产生的高温高压燃气推动一级、二级、三级涡轮旋转，将燃料的内能转化为机械能，为离心式压气机构提供动力，用于空气压缩，并对外输出动力；涡轮外围设置内燃机壳体10和尾气收集罩11，内燃机壳体对内燃机起支撑和固定作用，尾气收集罩与内燃机壳体相连，用于收集从涡轮排出的尾气。

本发明所设计的涡轮是从高速气流中捕获动能的装置，有三个径向气流通道，中间为燃气通道，两侧为与燃烧腔壳体的空腔相通的空气通道，燃气通道是主气流通道，是涡轮动力的主要来源，其中流动的是燃烧室燃烧后的高温燃气，燃气通道中设置有燃气涡轮叶片12，叶片内有气体冷却的通道和小孔，空气通道中设置有空气涡轮叶片13，可使压缩空气室的压缩空气流向涡轮，主要起冷却作用，其次可提供少量动力；燃气通道的侧端是涡轮环，涡轮环对叶片起支撑固定作用，涡轮环的轴向截面设计为V形结构，V形两侧设置有两个密封圈17，两个密封圈之间注有润滑油，密封圈与居于外侧的涡轮环固定在一起旋转，当涡轮环高速旋转时，橡胶材质的密封圈在离心力的作用下向外侧涡轮环发生变形，从而使其与内侧的接触面分离或部分分离，摩擦阻力减小，当涡轮环低速或静止时，密封圈则在弹力的作用下与内侧较紧密的接触，一方面起到油封的作用，防止润滑油外流，另一方面起支撑作用，防止被润滑的两个表面直接接触和摩擦；涡轮环的截面设计成V形，一方面可以起到轴向固定作用，防止涡轮环旋转时发生轴向位移，同时，润滑油在涡轮高速旋转时会在离心力的作用下向V形油道的尖端聚集，V形油道两边的气压差会导致两边的液面产生高度差，这个液面高度差会平衡两边的气压差，从而起到气体密封的作用，防止空气通道的空气侧漏。

在实施本发明时，可以在燃烧腔壳体上设置有相应的机械装置，在一定范围内改变燃烧室环形喷口的截面积，喷油量大的时候喷口截面积增大，喷油量小时，喷口截面积减小，使内燃机在不同的工况下燃烧室内都保持较高的压力，从而保证内燃机在不同的工况下都有较高的热效率。

本发明可广泛应用于汽车、船舶、飞行器、发电等领域，具有广泛的应用前景，为了适应不同应用领域的转速需求，内燃机一般需要与减速机构或变速机构配合适应。

应用在汽车上，可以增加相应的减速或变速机构，并设置一套空气压缩机，该压缩机可以是活塞式压缩机、蜗旋式压缩机或是其他类型的压缩机，在汽车制动时启动空气压缩机，从而将汽车的动能转化为压缩气体存储到储气罐中供内燃机在需要的时候使用，实现刹车能量回收。

当内燃机用于汽车、船舶、发电时，需要的是扭矩，不需要推力，因此可以在三级涡轮的外围增加第四级涡轮，用以将尾气中的动能进一步转换为扭矩进行输出，一种输出方式是四级涡轮通过自己的传动盘和输出轴，独立作为辅助动力输出，实现主动力输出和辅助动力输出分别输出动力，实现双动力输出；另一种输出方式是，通过齿轮联动机构将三级涡轮和四级涡轮联动，将三级涡轮和四级涡轮的动力在一根动力输出轴上输出，同时，可以将齿轮联动机构与齿轮减速机构融合，将动力输出轴的转速降低，便于应用。

应用在飞行器上，可以增加设置减速机构和风扇，动力输出轴通过减速机构再驱动外围的风扇，其功效等同于现在的涡轮风扇发动机，并有望实现比现有涡轮风扇发动机更高的推重比和热效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种离心压缩反动辐流内燃机，包括操控系统、润滑系统、发电存储设备、燃料供给系统,操控系统包括电控单元、各种传感器、油门控制机构、开关、阀门；润滑系统包括油泵、限压阀、机油滤清器、机油散热器；发电存储设备包括发电机、蓄电池；燃料供给系统包括油箱、高压油泵、燃油滤清器、输油管、喷油器、加热汽化装置；其特征在于：还包括压气燃烧涡轮总成、储气罐；压气燃烧涡轮总成包括中心轴，中心轴中设置进气管、燃料进管、润滑油管路，其中，进气管有两个进口，一个进口通过压力管、阀门与储气罐连接，另一个进口通过管道、阀门与离心式压气机构的蜗壳相连；燃料进管与燃料供给系统连接；润滑油管路与润滑系统连接；

所述压气燃烧涡轮总成包括中心轴，在中心轴的前端设置由叶轮、扩压器、蜗壳构成的离心式压气机构，离心式压气机构的蜗壳通过管道与进气管、通过压力管与储气罐连接；在中心轴上于离心式压气机构后部设置燃烧腔，燃烧腔近似于圆柱形,由两个圆形燃烧腔壳体以及中心轴围成的空间构成，燃烧腔壳体内设有润滑油管路，燃烧腔内设置两个圆盘形的通气隔板，通气隔板上设置通孔，通气隔板将燃烧腔内部空间分成三部分，中间部分为燃烧室，两侧的部分为压缩空气室，中心轴中的进气管、燃料进管分别连通到压缩空气室、燃烧室，燃料进管的出口处于中心轴上设置导气环，导气环中空，其两侧的轴向开有多个小孔，燃烧室的外侧边缘设置环形喷口；在燃烧腔外围设置数级涡轮，其中一级涡轮与离心式压气机构的叶轮连接，二级涡轮与离心式压气机构的扩压器连接，其它涡轮通过传动盘与动力输出轴连接；涡轮外围设置内燃机壳体和尾气收集罩，尾气收集罩与内燃机壳体相连；

上述涡轮由多个涡轮叶片和叶片两侧的涡轮环构成，涡轮叶片在周向均匀布置，涡轮叶片间隙构成燃气通道，涡轮叶片内有气体冷却的通道和小孔；涡轮叶片的侧端是涡轮环，涡轮环的轴向截面设计为V形结构，V形结构两侧设置有两个密封圈，两个密封圈之间注有润滑油。

2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于：所述燃烧腔壳体于环形喷口附近的部位内部加工成与压缩空气室相通的空腔，并在燃烧室喷口及其附近的壳体上开有大量小孔。

3.根据权利要求2所述的内燃机，其特征在于：所述涡轮叶片的两侧设有与燃烧腔壳体的空腔相通的径向空气通道，所述空气通道内设置有叶片。

4.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于：一级涡轮设置有多个在圆周上均匀分布的切向喷射孔或者设置多个能将径向气流转变为切向气流的叶片。

5.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于：二级涡轮及其外侧的涡轮叶片为半圆月牙形，半圆月牙形叶片加工成中空，表面加工有大量小孔与内部相通。

6.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于：在涡轮叶片内部和涡轮环内部设置相互连通的空腔，空腔中填充满具有高导热率的导热材料。

7.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于：所述离心式压气机构叶轮的叶片和扩压器的叶片为鱼尾型，即叶片在末端一分为二，呈鱼尾形状。

8.根据权利要求7所述的内燃机，其特征在于：所述离心式压气机构叶轮的鱼尾叶片的压力面开孔，并通过管道与一级涡轮的燃气通道相通。

9.根据权利要求1或7所述的内燃机，其特征在于：所述叶轮的叶片设计为两层，其中一层通过管路与一级涡轮的燃气通道相通。

10.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于：所述离心式压气机构空气进口处设置有过滤网。