CN108286462B - 发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机，包括机架，所述机架上设置有左工作缸和右工作缸；还包括双作用叶片泵，所述左工作缸和右工作缸的活塞杆与双作用叶片泵的壳体固定连接，且左工作缸的活塞及活塞杆上设置有连通工作缸内腔和双作用叶片泵内腔的介质通孔，右工作缸的活塞及活塞杆上也设置有连通工作缸内腔和双作用叶片泵内腔的介质通孔；还包括与双作用叶片泵的转子轴连接的曲柄、与曲柄连接的动力输出轴、以及固定在机架上并套在动力输出轴上的换向套，所述动力输出轴与换向套转动配合。本发明发动机能采用燃气、压缩空气、液态介质等工作做功，适应性好，可在更广的范围进行应用。

Description

发动机

技术领域

本发明涉及一种动力设备，特别涉及一种发动机。

背景技术

现有的发动机，一般只能采用燃气作为工作介质，不能采用高压空气、液态工作介质等，从而限制了其应用范围。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种发动机，其能采用燃气、压缩空气、液态工作介质等驱动做功，以解决现有发动机对工作介质形式适应性差的技术问题。

本发明发动机，包括机架，所述机架上设置有左工作缸和右工作缸，所述左工作缸和右工作缸对称布置；

所述发动机还包括双作用叶片泵，所述左工作缸和右工作缸的活塞杆与双作用叶片泵的壳体固定连接，且左工作缸的活塞及活塞杆上设置有连通左工作缸内腔和双作用叶片泵左端介质进口的介质通孔，右工作缸的活塞及活塞杆上也设置有连通右工作缸内腔和双作用叶片泵右端介质进口的介质通孔，所述双作用叶片泵的壳体上具有介质排出孔；

所述发动机还包括曲柄、动力输出轴、以及固定在机架上并套在动力输出轴上的换向套，所述动力输出轴与换向套转动配合；所述曲柄的第一端偏心连接于双作用叶片泵的转子上，且偏心距为左工作缸、及右工作缸行程的四分之一，所述曲柄的第二端与动力输出轴固定连接；

所述换向套上设置有介质进入孔和介质排出孔，所述动力输出轴上设置有与介质进入孔连通的第一环形凹槽和与介质排出孔连通的第二环形凹槽，所述动力输出轴上还设置有与第一环形凹槽相连的第一导流切口，所述动力输出轴上还设置有与第二环形凹槽相连的第二导流切口，所述第一导流切口和第二导流切口位于动力输出轴的径向两侧；所述换向套上设置有第一换向孔和第二换向孔，在动力输出轴处于旋转状态下，所述第一换向孔与第一导流切口和第二导流切口交替连通，所述第二换向孔与第一导流切口和第二导流切口也交替连通；

所述左工作缸和右工作缸的缸体后端均设置有介质通过孔，所述左工作缸的缸体上的介质通过孔通过第一导流管与第一换向孔连接，所述右工作缸的缸体上的介质通过孔通过第二导流管与第二换向孔连接。

进一步，所述左工作缸和右工作缸为气缸或油缸。

本发明的有益效果：

本发明发动机，其能利用燃气、压缩空气、液态工作介质等驱动工作缸的活塞做功，活塞杆推动双作用叶片泵的壳体做往复平移运动，同时从活塞杆中介质通孔进入双作用叶片泵内腔的工作介质还推动双作用叶片泵的转子转动，双作用叶片泵的壳体和转子的复合运动通过曲柄转换为动力输出轴的旋转运动，从而巧妙的将工质介质的能量转换为动力输出轴的旋转动能输出。本发明发动机能采用燃气、压缩空气、液态介质等工作做功，适应性好，可在更广的范围进行应用。

附图说明

图1为发动机的第一种实施结构示意图；

图2为图1中沿A-A的剖视示意图；

图3为图1中沿B-B的剖视示意图；

图4为图1中沿C-C的剖视示意图；

图5为动力输出轴的立体结构示意图；

图6为换向套的立体结构示意图；

图7为发动机的第二种实施结构示意图；

图8为左工作缸、双作用叶片泵、右工作缸、曲柄和动力输出轴的相对位置示意图一；

图9为左工作缸、双作用叶片泵、右工作缸、曲柄和动力输出轴的相对位置示意图二；

图10为左工作缸、双作用叶片泵、右工作缸、曲柄和动力输出轴的相对位置示意图三；

图11为左工作缸、双作用叶片泵、右工作缸、曲柄和动力输出轴的相对位置示意图四，图四曲柄的位置和图2中曲柄的位置相对于转子中心对称；

图8-图11中的箭头表示转子旋转方向，图中的A点位于转子中心上，图中的B点位于转子和曲柄的连点上，A点和B点之间的距离为偏心距。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如图所示，本实施例发动机，包括机架1，所述机架上设置有左工作缸2和右工作缸3，所述左工作缸和右工作缸对称布置；

所述发动机还包括双作用叶片泵4，双作用叶片泵属于现有技术，在具体实施中可根据需要选择购买合适型号的双作用叶片泵，或者根据现有技术制造合适型号的双作用叶片泵。

所述左工作缸和右工作缸的活塞杆与双作用叶片泵的壳体固定连接，且左工作缸的活塞及活塞杆上设置有连通左工作缸内腔和双作用叶片泵左端介质进口的介质通孔5，右工作缸的活塞及活塞杆上也设置有连通右工作缸内腔和双作用叶片泵右端介质进口的介质通孔，所述双作用叶片泵的壳体上具有介质排出孔21，介质排出孔21的作用是将进入双作用叶片泵中推动转子旋转的工作介质排出，以使发动机的动力输出轴在任何角度都能正常启动，避免死点问题。

所述发动机还包括曲柄6、动力输出轴7、以及固定在机架上并套在动力输出轴上的换向套8，所述动力输出轴与换向套转动配合，所述曲柄的第一端偏心连接于双作用叶片泵的转子上，且偏心距为左工作缸、及右工作缸行程的四分之一，而且曲柄的第一端与双作用叶片泵的转子转动配合，所述曲柄的第二端与动力输出轴固定连接。本实施例中的曲柄6如图4所示由横轴61和连接块62组成；在具体实施中连接块62和横轴61可以是固定连接，也可以是转动连接。

所述换向套上设置有介质进入孔9和介质排出孔10，所述动力输出轴上设置有与介质进入孔连通的第一环形凹槽11和与介质排出孔连通的第二环形凹槽12，所述动力输出轴上还设置有与第一环形凹槽相连的第一导流切口13，所述动力输出轴上还设置有与第二环形凹槽相连的第二导流切口14，所述第一导流切口和第二导流切口位于动力输出轴的径向两侧；所述换向套上设置有第一换向孔15和第二换向孔16，在动力输出轴处于旋转状态下，所述第一换向孔与第一导流切口和第二导流切口交替连通，所述第二换向孔与第一导流切口和第二导流切口也交替连通；

所述左工作缸和右工作缸的缸体后端均设置有介质通过孔17，所述左工作缸的缸体上的介质通过孔通过第一导流管18与第一换向孔连接，所述右工作缸的缸体上的介质通过孔通过第二导流管19与第二换向孔连接。

本实施例中，所述左工作缸和右工作缸为气缸，气缸可以利用燃气、压缩空气等气态介质做功。当然在不同实施例中，所述左工作缸和右工作缸还可为油缸，油缸可以利用液态工作介质进行做功。

本实施例中发动机的工作原理为：

气态工作介质从换向套8上的介质进入孔9进入，气态工作介质依次通过第一环形凹槽11、第一导流切口13、第一导流管18进入到左工作缸2的内腔中，气态工作介质推动左工作缸的活塞杆伸出。

以左工作缸的活塞杆从左止点开始运动为例，此时左工作缸、双作用叶片泵、右工作缸、曲柄和动力输出轴的位置如图8所示。当左工作缸的活塞杆从左向右伸出从而推动双作用叶片泵的外壳向右平移时，由于叶片泵的转子能在作为定子的外壳中旋转，因此双作用叶片泵的外壳向右平移时会同时推动其内的转子做平移和旋转运动(转子旋转的方向可以是左转，也可以是右转，具体由安装好的双作用叶片泵的叶片倾斜方向而定，本实施例以转子向右旋转为例)；在双作用叶片泵的外壳推动其内的转子向右转动的同时，左工作缸2内腔中的气态工作介质还通过活塞杆上的介质通孔5进入到双作用叶片泵中推动转子向右旋转；这样双作用叶片泵的转子便在外壳和进入双作用叶片泵内腔的工作介质的共同推动下做向右的平移运动和向右的旋转运动，而双作用叶片泵转子的平移和旋转又转化成带动曲柄向左旋转，曲柄向左旋转又带动动力输出轴向左旋转，从而将动力输出。

而在左工作缸的活塞杆伸出时，右工作缸的活塞杆又同步缩回，右工作缸内腔中的空气依次通过第二导流管19、第二导流切口14、第二环形凹槽12后从介质排出孔10排出。

当左工作缸的活塞杆向右伸出至形成一半时，此时左工作缸、双作用叶片泵、右工作缸、曲柄和动力输出轴的位置如图9所示，动力输出轴在这个过程中也相应的旋转了90°。

当左工作缸的活塞杆向右伸出至右止点时，此时左工作缸、双作用叶片泵、右工作缸、曲柄和动力输出轴的位置如图10所示，动力输出轴在这个过程中也相应的又旋转了90°，即左工作缸的活塞杆从左止点开始运动到右止点为止，动力输出轴刚好旋转180°。

在动力输出轴旋转180°后，第一导流切口13与换向套上的第一换向孔15完全分离，且第一导流切口13开始与换向套上的第二换向孔16接通；同时第二导流切口14与换向套上的第二换向孔16完全分离，且第二导流切口14开始与换向套上的第一换向孔15接通。这时，气态工作介质从换向套8上的介质进入孔9进入，气态工作介质依次通过第一环形凹槽11、第一导流切口13、第二导流管19进入到右工作缸3的内腔中，气态工作介质又推动右工作缸的活塞杆从右止点向左止点伸出，右工作缸的活塞杆推动双作用叶片泵的外壳向左平移，同时右工作缸3内腔中的气态工作介质还通过活塞杆上的介质通孔5进入到双作用叶片泵中，气态工作介质推动双作用叶片泵的转子向仍然向右旋转(虽然右工作缸的活塞杆从右止点向左止点伸出时转子的平移方向是从右向左，但是由于转子旋转方向是由转子上叶片的倾斜方向决定，因此转子仍然是向右旋转)；而双作用叶片泵转子的平移和旋转又转化成带动曲柄向左旋转，曲柄向左旋转又带动动力输出轴向左旋转，从而将动力输出，曲柄和动力输出轴的旋转方向式中保持不变。

并且在右工作缸的活塞杆伸出时，左工作缸的活塞杆同步缩回，左工作缸内腔中的空气依次通过第一导流管18、第二导流切口14、第二环形凹槽12后从介质排出孔10排出。

当右工作缸的活塞杆向左伸出至形成一半时，此时左工作缸、双作用叶片泵、右工作缸、曲柄和动力输出轴的位置如图11所示，动力输出轴在这个过程中又相应的旋转了90°。当右工作缸的活塞杆向左伸出至左止点时，此时左工作缸、双作用叶片泵、右工作缸、曲柄和动力输出轴的位置便回到如图8所示的起始位置。

如此，动力输出轴每旋转180°，左工作缸和右工作缸便交换进排气一次，进而反复循环推动动力输出轴旋转将动力输出。并且由于双作用叶片泵的转子始终有工质介质的推动，因此当双作用叶片泵的转子在旋转到使转子与曲轴的偏心连接部处于水平最左端、及水平最右端时(此时活塞杆对应的伸出到最大行程，达到左止点或右止点)，转子能顺利的越过左止点和右止点，而不会出现在左止点和右止点卡死的问题。

本实施例只是为了便于表示发动机的工作原理才假设左工作缸的活塞杆从左止点开始运动，在具体实施中，发动机的叶片泵可以从任意停留位置开始工作。

并且在具体实施中，还可将换向套8上的介质进入孔9和介质排出孔10的功能互换，即将现在的介质排出孔10与工作介质源连接，使介质排出孔10变为进气，同时现在的介质进入孔9的功能变为排气。

本实施例中列举的发动机的左工作缸和右工作缸分别为一个，当然在具体实施中，左工作缸和右工作缸的数量可以根据需要进行增加，如图2所示，其左工作缸和右工作缸的数量为分别为两个，这时通过曲轴20连接两个双作用叶片泵的转子轴即可。

并且为了提高动力输出轴的旋转惯性动能，还可在动力输出轴上设置飞轮22。

本实施例中，所述左工作缸的活塞、左工作缸的活塞杆、右工作缸的活塞、右工作缸的活塞杆、以及双作用叶片泵的壳体为一体结构，可使发动机的结构更简单；当然在不同实施例中，左工作缸的活塞、左工作缸的活塞杆、右工作缸的活塞、右工作缸的活塞杆、以及双作用叶片泵的壳体也可为相互独立的零件。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种发动机，其特征在于：包括机架，所述机架上设置有左工作缸和右工作缸，所述左工作缸和右工作缸对称布置；

所述发动机还包括双作用叶片泵，所述左工作缸和右工作缸的活塞杆与双作用叶片泵的壳体固定连接，且左工作缸的活塞及活塞杆上设置有连通左工作缸内腔和双作用叶片泵左端介质进口的介质通孔，右工作缸的活塞及活塞杆上也设置有连通右工作缸内腔和双作用叶片泵右端介质进口的介质通孔，所述双作用叶片泵的壳体上具有介质排出孔；

所述发动机还包括曲柄、动力输出轴、以及固定在机架上并套在动力输出轴上的换向套，所述动力输出轴与换向套转动配合；所述曲柄的第一端偏心连接于双作用叶片泵的转子上，所述曲柄的第二端与动力输出轴固定连接；

所述换向套上设置有介质进入孔和介质排出孔，所述动力输出轴上设置有与介质进入孔连通的第一环形凹槽和与介质排出孔连通的第二环形凹槽，所述动力输出轴上还设置有与第一环形凹槽相连的第一导流切口，所述动力输出轴上还设置有与第二环形凹槽相连的第二导流切口，所述第一导流切口和第二导流切口位于动力输出轴的径向两侧；所述换向套上设置有第一换向孔和第二换向孔，在动力输出轴处于旋转状态下，所述第一换向孔与第一导流切口和第二导流切口交替连通，所述第二换向孔与第一导流切口和第二导流切口也交替连通；

所述左工作缸和右工作缸的缸体后端均设置有介质通过孔，所述左工作缸的缸体上的介质通过孔通过第一导流管与第一换向孔连接，所述右工作缸的缸体上的介质通过孔通过第二导流管与第二换向孔连接。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于：所述左工作缸和右工作缸为气缸或油缸。