CN109057961A - 双转子变循环爆燃活塞发动机 - Google Patents
双转子变循环爆燃活塞发动机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109057961A CN109057961A CN201810866165.5A CN201810866165A CN109057961A CN 109057961 A CN109057961 A CN 109057961A CN 201810866165 A CN201810866165 A CN 201810866165A CN 109057961 A CN109057961 A CN 109057961A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piston
- rotor
- cylinder
- actuating mechanism
- valve actuating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/26—Engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main-shaft axis; Engines with cylinder axes arranged substantially tangentially to a circle centred on main-shaft axis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种双转子变循环爆燃活塞发动机,包括机体、转子组件、活塞组件、配气机构、高压储气腔和爆燃室及供油点火机构;所述机体设置沿轴向呈V形的容纳腔,转子组件为双转子结构,包括第一转子和第二转子,转动设置于V形容纳腔两端,第一转子和第二转子内分别对应偏心设置有第一气缸和第二气缸;所述活塞组件包括设置于第一气缸内的第一活塞、设置于第二气缸内的第二活塞和两端分别沿轴向连接第一活塞和第二活塞的活塞连杆,活塞连杆为与容纳腔相位相同的V形结构;配气机构包括压缩配气机构和做功配气机构,做功配气机构对应设置爆燃室及供油点火机构,转子和机体分别设置磁体和电枢,构建融合一体的机电混动装置。
Description
技术领域
本发明涉及发动机领域,具体涉及一种双转子变循环爆燃活塞发动机。
背景技术
发动机是现代工业体系的核心动力来源,是生产生活的核心机械装备之一,占据非常重要的地位,虽然现有技术成熟应用广泛。但传统发动机受制于单一的工作循环模式,效率低、工况适应能力差。目前机电混动成为动力系统的发展潮流,但传统发动机的结构与电机融合度低,系统结构不紧凑、动力耦合困难除此之外还有以下缺陷:
一、曲轴连杆式活塞发动机结构复杂,体积庞大,空间布局松散,使用过程中震动较大,噪声大,连杆与活塞轴线存在夹角,并在受力较大条件下形成较大偏角,对活塞形成径向推力,增大机械损失、增加活塞/缸套磨损。
二、热力循环模式单一,工况适应能力不足,在非理想工况条件下的能效水平低下。
三、传统活塞发动机功重比小,难以实现大动率方案,重型活塞发动机不仅体积大,自重大,而且制造难度非常高。
四、构建油电混合动力系统时,机电匹配性差、耦合困难,结构融合度低,整个系统结构复杂、体积庞大、功重比偏低。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是克服现有技术中的缺陷,提供双转子变循环爆燃活塞发动机,能够简化活塞驱动机构的结构,优化活塞驱动机构的空间布局形式,优化活塞驱动机构的载荷分布,减小活塞所受的负面作用力,实现发动机与电机结构的融合,共用主要结构部件,构建一体的机电混动结构,使机电混动方式更加紧凑、高效,优化机电匹配关系,增强机电动力的耦合性能,简化系统提高功重比。
本发明的双转子变循环爆燃活塞发动机,包括机体、转子组件、活塞组件、配气机构、高压储气腔和、爆燃室和供油点火机构;所述机体设置沿轴向呈V形的容纳腔,转子组件包括对应可转动的设置容纳腔的V形两端并作为双转子的第一转子和第二转子,第一转子和第二转子内分别对应偏心设置有第一气缸和第二气缸;所述活塞组件包括设置于第一气缸内的第一活塞、设置于第二气缸内的第二活塞和两端分别沿轴向固定连接第一活塞和第二活塞的活塞连杆,所述活塞连杆为与容纳腔相位相同的V形结构;
所述配气机构包括压缩配气机构和做功配气机构,所述第一转子的气缸通过压缩配气机构与高压储气腔连通完成吸气压缩过程,所述第二转子的气缸通过做功配气机构与高压储气腔连通完成做功排放过程,所述做功配气机构对应设置爆燃室,所述供油点火机构设置于爆燃室并通过爆燃室燃烧产生的高压气体对第二活塞做功。
进一步,还包括涡轮增压机构,所述涡轮增压机构设置于压缩配气机构进气口和做功配气机构排气口之间,包括与做功配气机构的排气口连通用于回收尾气余压能量的涡轮和与压缩配气机构的进气口连通用于对进气增压的压缩器,所述涡轮与压缩器传动配合。
进一步,还包括外套于稳燃室及做功配气机构核心高温区的蒸汽发生器,所述蒸汽发生器输入发动机冷却水套中参与冷却后的热水,沸腾产生的蒸汽通过单向活门冲入燃烧室外壁和做功配气机构的进气道,并通过做功配气机构冲入第二气缸做功,实现部分耗散热能回收。
进一步,还包括中心承载轴,所述第一转子和第二转子中心轴向均设置有圆柱孔,所述中心承载轴通过轴承套于第一转子和第二转子对应圆柱孔分段内并对转子轴向定位并承载;所述活塞连杆的端部固定设置有活塞安装接头,活塞通过轴向定位装置安装于活塞安装接头顶端,相对于对应活塞安装接头沿径向设置有活动余量;
所述第一转子的气缸内壁和第二转子的气缸内壁均设置有用于承载活塞连杆径向载荷的活塞连杆轴承,活塞连杆通过活塞连杆轴承实现活塞连杆与对应气缸的内壁圆柱副配合。
进一步,所述活塞连杆的端部固定设置有活塞安装接头,活塞通过轴向定位装置安装于活塞安装接头顶端,相对于对应活塞安装接头沿径向设置有活动余量。
进一步,所述第一转子的气缸内壁和第二转子的气缸内壁均设置有用于承载活塞连杆径向载荷的活塞连杆轴承,活塞连杆通过活塞连杆轴承实现活塞连杆与对应气缸的内壁圆柱副配合。
进一步,所述第一转子的外端面中心和第二转子的外端面中心分别沿自身轴向延伸形成伸出机体的延伸段,并分别作为转子驱动的输入或输出轴,所述第一转子和第二转子分别通过止推轴承安装于机体内。
进一步,所述第一气缸和第二气缸沿对应转子的周向分别设置为多个,每一组第一气缸和第二气缸之间均设置有活塞组件。
进一步,所述活塞连杆轴承包括外圈、滚珠和环套状的保持架;所述外圈内圆凹陷形成用于轴向定位安装保持架的环形定位槽,所述环形定位槽槽底的轴向两端分别凹陷形成两环形导向槽,所述外圈内轴向设置有连通两环形导向槽的回流导向孔,保持架中间沿轴向开设用于对滚珠限位的条形限位口,所述回流导向孔和条形限位口沿周向设置为多个,所述滚珠为多个并填充于环形导向槽、回流导向孔和条形限位口。
进一步,所述压缩配气机构和做功配气机构均包括进气道、排气道和配气块,所述配气块可被驱动的形成往复滑动用以打开或者封闭进气道,使得进气道或排气道与对应的气缸交替连通;通过控制配气块往复滑动进而控制进气道与对应气缸的连通相位差;所述配气块往复滑动的轨迹为弧形。
进一步,所述进气道和排气道呈环状分布且进气道和排气道两端部之间分别对应设置有第一隔离区和第二隔离区,所述第一隔离区和第二隔离区分别与活塞上止点和活塞下止点对应;所述配气块为弧形块,该弧形块以沿周向滑动的方式内嵌于第二隔离区且配气块两端分别滑动设置于进气道和排气道;所述进气道和排气道均为弧形且进气道的宽度小于排气道的宽度,所述配气块的一端适形滑动内嵌于进气道;还包括用于控制配气块的控制组件,所述控制组件包括单自由度转动设置的驱动杆和用于控制驱动杆转动的驱动器,所述驱动杆的外圆设置有外螺纹,所述配气块为沿周向单自由度往复滑动设置的弧形配气块,所述驱动杆的外侧壁设置有与所述外螺栓啮合的传动齿。
进一步,所述转子组件设置有磁体或电枢,所述机体设置有电枢或磁体,使转子组件与机体之间形成电驱动机构或发电机构,从而构建起机电混动发动机;
进一步,所述活塞连杆和/或中心承载轴为V形杆,其V形杆夹角与所述第一转子和第二转子安装夹角相等,活塞行程由气缸偏心距和所述夹角决定,令所述转子安装轴线的夹角为α,令所述气缸偏心距为R,则对应活塞的行程l=2×R×cot(α/2),令活塞工作直径为r,每个活塞编号为i,活塞总数为n则气缸排量
进一步,所述中心承载轴中间外圆设置椭圆形外滑槽,所述容纳腔中间腔壁设置椭圆形内滑槽,所述活塞连杆中间设置承载轴承,所述椭圆形内滑槽和椭圆形外滑槽适形匹配所述承载轴承运动轨迹,并与所述承载轴承相切。
本发明的有益效果是:
1、通过圆周阵列型空间布局简化了系统结构、优化了结构空间布局,让系统更紧凑高效。
2、活塞驱动轴与转动转子的直接配合,优化了系统载荷传递,减小了活塞的负面载荷,降低了机械能量损耗和系统磨损。
3、突破了传统热力循环模式,可以根据工况需求调节工作循环模式,实现压缩机、发动机、气动马达等不同工作循环的自由切换,有效提升工况适应能力和综合使用能效。
4、优化简洁的结构设计,轴对称式的空间布局降低制造和维护难度,突破了曲轴连杆式连杆曲柄的相互不利影响,以活塞驱动轴驱动转子、转子设置主轴的形式解放主轴设计,尤其适用于设计紧凑的高功重比重型活塞发动机。
5、实现真正意义上的油电一体融合性动力系统设计,大量共用结构组成部分,极大简化机电混动结构,提升机电动力耦合性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明中内部转子连接结构示意图;
图3为本发明不同角度的剖视图;
图4为本发明中转子的结构示意图;
图5为本发明中活塞连杆的结构示意图;
图6为本发明中活塞连杆轴承的结构示意图;
图7为本发明中作为转子的转子示意图;
图8为本发明中作为定子的机体示意图;
图9为本发明中配气机构的结构示意图;
图10为本发明增加涡轮增压后的结构示意图;
图11为本发明中承载轴承的安装示意图。
具体实施方式
如图所示,本实施例中的双转子变循环爆燃活塞发动机,包括机体、转子组件、活塞组件、配气机构、高压储气腔和供油点火机构;所述机体设置沿轴向呈V形的容纳腔4,转子组件2为双转子结构,包括第一转子21和第二转子22,转动设置于V形容纳腔4两端,第一转子和第二转子内分别对应偏心设置有第一气缸31a和第二气缸32a;所述活塞组件包括设置于第一气缸内的第一活塞31、设置于第二气缸内的第二活塞32和两端分别沿轴向固定连接第一活塞和第二活塞并与对应气缸通过圆柱副配合的活塞连杆33,所述活塞连杆33为与容纳腔相位相同的V形结构;活塞连杆的转角处可设置为异形,优选为三角形,活塞连杆与容纳腔相位相同表示活塞连杆的V型结构的夹角和容纳腔的V型结构的夹角相同,且活塞连杆在容纳腔内做平动而不做转动;所述第一气缸31a和第二气缸32a可均为一个或多个,第一气缸31a和第二气缸32a通过一个活塞连杆33或多个活塞连杆实现活塞运动与转子转动联动;气缸偏心设置表示对应气缸的中心轴线与对应转子的转轴不共线;所述第一转子21和第二转子22均与圆柱形转子;
机体1包括V状的壳体11、第一转子组件安装座21a和第二转子组件安装座22a,壳体11内部设置转子组件2的容纳腔4,并设置润滑冷却介质,以确保转子组件2内部的润滑和冷却;第一转子组件安装座21a和第二转子组件安装座22a分别固定安装于壳体11的两端,转子组件2通过对应转子轴承23(转子轴承23为止推轴承)转动安装于对应转子组件安装座内,所述转子组件安装座设置有用于对气缸配气的配气机构;
所述配气机构包括压缩配气机构和做功配气机构,所述第一转子的气缸通过压缩配气机构与高压储气腔8连通,所述第二转子的气缸通过做功配气机构与高压储气腔8连通,所述做功配气机构内还设置有爆燃室10,所述供油点火机构设置于爆燃室10并通过爆燃室10燃烧产生的高压气体对第二活塞做功。所述爆燃室10与高压储气腔8之间可设置单向阀,避免爆燃室10气体回流至高压储气腔8;第一转子在压缩配气机构配合下完成吸气压缩过程,第二转子在做功配气机构和供油点火机构配合下完成加热膨胀做功和排气过程,高压储气腔作为吸气压缩和膨胀做功的纽带,可实现两组工作循环的相对分离,从而实现压缩机、气动马达和发动机等不同循环模式的无缝融合实现变循环过程。
所述爆燃室10采用供油活塞发动机燃烧室结构,内设供油点火机构,设置于所述做功配气机构的气门后端,在气缸越过气门(气门形成于配气块与第一隔离区之间)进入封闭状态后工作,完成供油点火及燃烧赋能过程,形成高温高压气体推动活塞做功。
所述涡轮增压机构设置于压缩配气机构进气口和做功配气机构排气口之间,包括与做功配气机构的排气口连通用于回收尾气余压能量的涡轮91和与压缩配气机构的进气口连通用于对进气增压的压缩器92,所述涡轮与压缩器传动配合,无限制的对进气预增压,实现尾气余压动能的充分回收,大大提高发动机效率。
本实施例中,还包括外套于稳燃室及做功配气机构核心高温区的蒸汽发生器,所述蒸汽发生器输入发动机冷却水套中参与冷却后的热水,并通过沸腾给核心高温区降温,沸腾产生的蒸汽通过单向活门充入燃烧室外壁和做功配气机构的进气道,并通过做功配气机构充入第二气缸做功,实现部分耗散热能回收,进一步提高能量回收,提升能量的利用效率。
本实施例中,还包括中心承载轴5,所述第一转子21和第二转子22中心轴向均设置有圆柱孔,所述中心承载轴5通过对应圆柱孔分段内套于第一转子21和第二转子22并对转子转动定位;所述中心承载轴5为V状杆,中心承载轴5与第一转子21和第二转子22之间设置有轴承,通过中心承载轴5的设置,利于提高第一转子21和第二转子22旋转的稳定性,避免活塞连杆33受到不利力矩,利于驱动顺畅,传动效率提高。
本实施例中,所述活塞连杆33的端部固定设置有活塞安装接头34,活塞通过轴向定位装置38安装于活塞安装接头34顶端,相对于对应活塞安装接头34沿径向设置有活动余量37;如图所示,所述轴向定位装置38用于轴向固定活塞,而所述活塞与活塞安装接头34沿径向设置有活动余量,在活塞连杆33发生径向位移时,活塞连杆33沿径向不向活塞传递径向载荷,只传递轴向载荷,减小或消除活塞侧壁受力,从而减小活塞与缸壁的摩擦和活塞变形,提高传动效率和改善活塞与缸套匹配关系。
本实施例中,所述第一气缸31a内壁和第二气缸32a内壁均设置有用于承载活塞连杆33径向载荷的活塞连杆轴承36,活塞连杆33通过活塞连杆33轴承实现与对应气缸的内壁圆柱副配合;如图所示,所述活塞连杆轴承36包括外圈36a、滚珠36b和环套状的保持架36c;所述外圈内圆凹陷形成用于轴向定位安装保持架的环形定位槽,所述环形定位槽槽底的轴向两端分别凹陷形成两环形导向槽,所述外圈内轴向设置有连通两环形导向槽的回流导向孔36d,保持架中间沿轴向开设用于对滚珠限位的条形限位口,所述回流导向孔和条形限位口沿周向设置为多个,所述滚珠为多个并填充于环形导向槽、回流导向孔和条形限位口;位于条形限位口内的滚珠沿径向向内抵压于活塞连杆的外圆,利于活塞连杆相对于对应气缸的转动和轴向滑动,利于提高活塞连杆运动稳定性和抗磨损能力。
本实施例中,所述第一转子21的外端面中心和第二转子22的外端面中心分别沿自身轴向延伸形成伸出机体1的延伸段(包括第一延伸段21b和第二延伸段22b),并分别作为转子驱动的输入/输出轴,所述第一转子21和第二转子22分别通过止推轴承安装于机体1内;延伸段缩短了轴身长度,减轻了结构重量,相对曲轴,极大的简化了结构。
本实施例中,所述第一气缸31a和第二气缸32a沿对应转子的周向分别设置为多个,每一组第一气缸31a和第二气缸32a之间均设置有活塞组件3;优化了气缸布局形式,使结构更加紧凑。本实施例中,所述活塞连杆33和/或中心承载轴5为V形杆,其V形杆夹角与所述第一转子21和第二转子22安装夹角相等;
活塞行程由气缸偏心距和所述夹角决定,令所述转子安装轴线的夹角为α,令所述气缸偏心距为R,则对应活塞的行程l=2×R×cot(α/2),令活塞直径为r,每个活塞编号为i,活塞总数为n则气缸排量
所述活塞连杆33和中心承载轴5均为V形杆。本实施例中,所述圆柱孔内壁与中心承载轴5,对应设置有轴承安装台阶51,并安装止推轴承52和径向轴承53,实现所述转子轴向位置定位和径向承载;所述容纳腔4为封闭腔并用于封装冷却润滑液;通过止推轴承52和径向轴承53利于保证转子轴向和径向的稳定性高,维持空间位置关系;
本实施例中,所述压缩配气机构和做功配气机构均包括封堵于转子端面的配气基体71、设置于配气基体71封堵面的配气道和滑动设置于配气道内并对气缸形成封堵的配气块72和用于控制配气块72滑动的控制组件,所述配气道包括沿周向隔离布置并与气缸运动轨迹部分对应的进气道73和排气道74,所述控制组件用于控制配气块72在进气道73或/和排气道74内的滑动进而控制对气缸31a沿运动方向的封堵行程,实现气体压缩存储和膨胀排放过程;周向表示沿旋转气缸的旋转方向,当然,根据气缸31a的旋转方向改变,对应的进气道73和排气道74的气流方向互换。
本实施例中,所述进气道73和排气道74在活塞上、下止点位置设置有隔离区,所述隔离区对处于上、下止点位置的气缸形成封堵;所述隔离区为两个(包括隔离区75和隔离区76),分别对应于活塞在上、下止点位置时对气缸端口进行封堵。
本实施例中,所述配气块72为弧形配气块72,所述弧形配气块72插入进气道73或/和排气道74并形成对进气道73或排气道74所对应的气缸进行封堵,所述控制组件通过控制弧形配气块72沿周向滑动进而控制对气缸沿运动方向的封堵行程;通过控制弧形配气块72沿其圆周方向滑动进而改变有效封堵行程,结构简单,易于制造。
本实施例中,所述控制组件包括单自由度转动设置于基体内的驱动杆77,所述驱动杆77的外圆设置有外螺纹,所述弧形配气块72的外侧壁设置有与所述外螺栓啮合的传动齿,通过控制驱动杆77转动带动弧形配气块72滑动进而实现调节气缸沿运动方向的封堵行程,改变压缩比或膨胀比;结构简单,控制方便;该配气机构的配气方法为:(1)作为压缩配气机构,所述进气道73与进气气路相通,所述排气道74与高压气路相通,所述进气道73的宽度大于排气道74的宽度,所述弧形配气块72适形内套于排气道74内,于活塞上止点方向形成气门,作为压缩空气通道;
根据排气道74压力和进气道73压力或弧形配气块72气门端封闭气缸内压力,控制所述气门开度,使气缸与排气道74联通时两边压力相等,实现气流平衡等压流动,从而实现气体的稳定压缩和收集存储。
(2)作为做功配气机构,所述进气道73与高压气路相通,所述排气道74与排气气路相通,所述进气道73的宽度小于排气道74的宽度,所述弧形配气块72适形内套于进气道73内,于活塞上止点方向形成气门,作为高压气体通道;
根据工况需求,控制所述气门开度,改变冲入气缸参与膨胀的高压气体量,精确控制单缸工况。
所述压缩配气机构和做功配气机构均包括进气道73、排气道74和配气块72,所述配气块72可被驱动形成往复滑动用以打开或者封闭进气道或排气道,使得进气道或排气道与对应的气缸交替连通;所述进气道73、排气道74开设于一配气基体71上,转子的端面设置有用于连通于气缸与进气道(或排气道)之间的配气口,配气口优选为气缸的端部开口,配气块72可被驱动的形成往复滑动并封堵配气口,通过控制配气块72打开或者封闭进气道,通过控制对应气缸与进气道或排气道之间的连通时间,进而控制进入对应气缸的气体量和时机,实现控制气体压缩存储和膨胀排放过程;周向表示沿旋转气缸的旋转方向,当然,根据气缸31a的旋转方向改变,对应的进气道73和排气道74的气流方向应互换。
本实施例中,通过控制配气块72往复滑动进而控制进气道73与对应气缸的连通相位差;进气道与对应气缸的连通相位差表示对应气缸在一个周期旋转过程中与进气道连通状态下对应的旋转圆心角,通过控制该旋转圆心角,易于控制对应气缸的进气量,保证控制精度高。
本实施例中,所述配气块72往复滑动的轨迹为弧形;弧形轨迹与气缸的运动轨迹对应,简化控制结构,实现无极调节,提高控制稳定性。
本实施例中,所述进气道73和排气道74呈环状分布且进气道和排气道两端部之间分别对应设置有第一隔离区75和第二隔离区76,所述第一隔离区75和第二隔离区76分别与活塞上止点和活塞下止点对应;本实施例中,所述配气块为弧形块,该弧形块以沿周向滑动的方式内嵌于第二隔离区且配气块两端分别滑动设置于进气道和排气道;配气块安装结构简单紧凑,往复滑动的稳定好,调节控制连贯。
本实施例中,所述进气道和排气道均为弧形且进气道的宽度小于排气道的宽度,所述配气块的一端适形滑动内嵌于进气道;配气块适形内嵌于进气道,并对内嵌段配合实现对对应气缸进行封堵,进一步提高配气块运动稳定性,而排气道的宽度大于配气块的宽度,因此不对排气道造成封堵。
本实施例中,还包括用于控制配气块的控制组件,所述控制组件包括单自由度转动设置的驱动杆77和用于控制驱动杆转动的驱动器(未画出),所述驱动杆的外圆设置有外螺纹,所述配气块为沿周向单自由度往复滑动设置的弧形配气块,所述驱动杆的外侧壁设置有与所述外螺栓啮合的传动齿;所述驱动器可为于驱动杆传动配合的控制电机,通过将控制信号输入值控制电机,控制电机控制驱动杆77的转角,进而实现配气块周向位置调节,驱动结构简单且传动稳定。
本实施例中,所述转子组件设置有磁体61或电枢,所述机体设置有电枢62或磁体,使转子组件与机体之间形成电驱动机构或发电机构;该结构高度融合构建起一体的机电混动结构,使机电混动方式更加紧凑、高效,优化机电匹配关系,增强机电动力的耦合性能,简化系统,提高功重比。
本实施例中,所述中心承载轴5中间外圆V形角平分线方向设置椭圆形外滑槽5a,所述容纳腔中间腔壁V形角平分线方向设置椭圆形内滑槽4a,所述活塞连杆3中间V形角平分线方向设置承载轴承3a,所述椭圆形内滑槽4a和椭圆形外滑槽5a适形匹配所述承载轴承3a运动轨迹,并与所述承载轴承3a相切。如图所示,该结构可以进一步优化活塞连杆的载荷传递和结构稳定性。
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 (11)
1.一种双转子变循环爆燃活塞发动机,其特征在于:包括机体、转子组件、活塞组件、配气机构、高压储气腔和爆燃室及供油点火机构;所述机体设置沿轴向呈V形的容纳腔,转子组件为双转子结构,包括第一转子和第二转子,转动设置于V形容纳腔两端,第一转子和第二转子内分别对应偏心设置有第一气缸和第二气缸;所述活塞组件包括设置于第一气缸内的第一活塞、设置于第二气缸内的第二活塞和两端分别沿轴向连接第一活塞和第二活塞的活塞连杆,所述活塞连杆为与容纳腔相位相同的V形结构;
所述配气机构包括压缩配气机构和做功配气机构,所述第一转子的气缸通过压缩配气机构与高压储气腔连通完成吸气压缩过程,所述第二转子的气缸通过做功配气机构与高压储气腔连通完成做功排放过程,所述做功配气机构对应设置爆燃室,所述供油点火机构设置于爆燃室并通过爆燃室燃烧产生的高压气体对第二活塞做功。
2.根据权利要求1所述的双转子变循环爆燃活塞发动机,其特征在于:还包括涡轮增压机构,所述涡轮增压机构设置于压缩配气机构进气口和做功配气机构排气口之间,包括与做功配气机构的排气口连通用于回收尾气余压能量的涡轮和与压缩配气机构的进气口连通用于对进气增压的压缩器,所述涡轮与压缩器传动配合,实现废气余压能量回收。
3.根据权利要求1所述的双转子变循环爆燃活塞发动机,其特征在于:还包括外套于稳燃室及做功配气机构核心高温区的蒸汽发生器,所述蒸汽发生器输入发动机冷却水套中参与冷却后的热水,沸腾产生的蒸汽通过单向活门冲入燃烧室外壁和做功配气机构的进气道,并通过做功配气机构冲入第二气缸做功,实现部分耗散热能回收。
4.根据权利要求1所述的双转子变循环爆燃活塞发动机,其特征在于:还包括中心承载轴,所述第一转子和第二转子中心轴向均设置有圆柱孔,所述中心承载轴通过轴承套于第一转子和第二转子对应圆柱孔分段内并对转子轴向定位并承载;所述活塞连杆的端部固定设置有活塞安装接头,活塞通过轴向定位装置安装于活塞安装接头顶端,相对于对应活塞安装接头沿径向设置有活动余量;
所述第一转子的气缸内壁和第二转子的气缸内壁均设置有用于承载活塞连杆径向载荷的活塞连杆轴承,活塞连杆通过活塞连杆轴承实现活塞连杆与对应气缸的内壁圆柱副配合。
5.根据权利要求1所述的双转子变循环爆燃活塞发动机,其特征在于:所述第一转子的外端面中心和第二转子的外端面中心分别沿自身轴向延伸形成伸出机体的延伸段,并分别作为转子驱动的输入或输出轴,所述第一转子和第二转子分别通过止推轴承安装于机体内。
6.根据权利要求1所述的双转子变循环爆燃活塞发动机,其特征在于:所述第一气缸和第二气缸沿对应转子的周向分别设置为多个,每一组第一气缸和第二气缸之间均设置有活塞组件。
7.根据权利要求4所述的双转子变循环爆燃活塞发动机,其特征在于:所述活塞连杆轴承包括外圈、滚珠和环套状的保持架;所述外圈内圆凹陷形成用于轴向定位安装保持架的环形定位槽,所述环形定位槽槽底的轴向两端分别凹陷形成两环形导向槽,所述外圈内轴向设置有连通两环形导向槽的回流导向孔,保持架中间沿轴向开设用于对滚珠限位的条形限位口,所述回流导向孔和条形限位口沿周向设置为多个,所述滚珠为多个并填充于环形导向槽、回流导向孔和条形限位口。
8.根据权利要求1所述的双转子变循环爆燃活塞发动机,其特征在于:所述压缩配气机构和做功配气机构均包括进气道、排气道和配气块,所述配气块可被驱动的形成往复滑动用以调节进气道或排气道的开度,使得进气道或排气道与对应的气缸交替连通;通过控制配气块往复滑动进而控制进气道或排气道与对应气缸的连通相位差,进而控制配气时机;所述配气块往复滑动的轨迹为弧形。
9.根据权利要求8所述的双转子变循环爆燃活塞发动机,其特征在于:所述进气道和排气道呈环状分布且进气道和排气道两端部之间分别对应设置有第一隔离区和第二隔离区,所述第一隔离区和第二隔离区分别与活塞上止点和活塞下止点对应;所述配气块为弧形块,该弧形块以沿周向滑动的方式内嵌于第二隔离区且配气块滑动设置于进气道或排气道;所述进气道和排气道均为弧形且宽度不同,所述配气块的一端适形滑动内嵌于进气道或排气道中,并于第一隔离区方向形成可调气门,进而控制配气时机,实现吸气压缩或做功排气过程;还包括用于控制配气块的控制组件,所述控制组件包括单自由度转动设置的驱动杆和用于控制驱动杆转动的驱动器,所述驱动杆的外圆设置有外螺纹,所述配气块为沿周向单自由度往复滑动设置的弧形配气块,所述配气块的外侧壁设置有与所述外螺栓啮合的传动齿。
10.根据权利要求1-9任一权利要求所述的双转子变循环爆燃活塞发动机,其特征在于:所述转子组件设置有磁体或电枢,所述机体设置有电枢或磁体,使转子组件与机体之间形成电驱动机构或发电机构,从而构建起机电混动发动机。
11.根据权利要求4所述的双转子变循环爆燃活塞发动机,其特征在于:所述中心承载轴中间外圆设置椭圆形外滑槽,所述容纳腔中间腔壁设置椭圆形内滑槽,所述活塞连杆中间设置承载轴承,所述椭圆形内滑槽和椭圆形外滑槽适形匹配所述承载轴承运动轨迹,并与所述承载轴承相切。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810866165.5A CN109057961B (zh) | 2018-08-01 | 2018-08-01 | 双转子变循环爆燃活塞发动机 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810866165.5A CN109057961B (zh) | 2018-08-01 | 2018-08-01 | 双转子变循环爆燃活塞发动机 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109057961A true CN109057961A (zh) | 2018-12-21 |
CN109057961B CN109057961B (zh) | 2019-12-20 |
Family
ID=64832566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810866165.5A Active CN109057961B (zh) | 2018-08-01 | 2018-08-01 | 双转子变循环爆燃活塞发动机 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109057961B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2306319Y (zh) * | 1997-03-08 | 1999-02-03 | 张桐安 | 旋转汽缸式内燃机 |
CN1435573A (zh) * | 2002-12-31 | 2003-08-13 | 上海日立电器有限公司 | 双气缸旋转式压缩机的偏心组装方法 |
CN101641497A (zh) * | 2006-12-12 | 2010-02-03 | 韦斯珀技术有限公司 | 直线-旋转运动转换机构 |
CN102162434A (zh) * | 2011-05-06 | 2011-08-24 | 庄森 | 双缸柱塞泵 |
CN106232961A (zh) * | 2014-04-16 | 2016-12-14 | 谢泼德发明家有限公司 | 往复式发动机 |
-
2018
- 2018-08-01 CN CN201810866165.5A patent/CN109057961B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2306319Y (zh) * | 1997-03-08 | 1999-02-03 | 张桐安 | 旋转汽缸式内燃机 |
CN1435573A (zh) * | 2002-12-31 | 2003-08-13 | 上海日立电器有限公司 | 双气缸旋转式压缩机的偏心组装方法 |
CN101641497A (zh) * | 2006-12-12 | 2010-02-03 | 韦斯珀技术有限公司 | 直线-旋转运动转换机构 |
CN102162434A (zh) * | 2011-05-06 | 2011-08-24 | 庄森 | 双缸柱塞泵 |
CN106232961A (zh) * | 2014-04-16 | 2016-12-14 | 谢泼德发明家有限公司 | 往复式发动机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109057961B (zh) | 2019-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100516466C (zh) | 摆动活塞机 | |
US20100147269A1 (en) | Internal Combustion Engine With Optimal Bore-To-Stroke Ratio | |
US9399948B2 (en) | Aggregate, in particular a hybrid engine, electrical power generator or compressor | |
US20200072133A1 (en) | Cam rotary engine power system of internal combustion type | |
CN106884710A (zh) | 一种滑块配合凸轮转子内燃发动机动力系统 | |
CN109026379B (zh) | 双转子变循环稳燃活塞发动机 | |
CN109057961A (zh) | 双转子变循环爆燃活塞发动机 | |
CN207111195U (zh) | 发动机可变压缩比机构和与该机构配合的配气系统 | |
US20110186006A1 (en) | Method for providing a thermo-dynamic cycle of a combustion engine, in particular of a rotary type with a double center of rotation | |
CN105971739B (zh) | 可调斜盘式无曲轴变排量发动机 | |
CN106870123B (zh) | 一种内腔凸轮转子内燃发动机动力系统 | |
CN108979995B (zh) | 气动型双转子活塞驱动装置 | |
CN209195549U (zh) | 一种四冲程发动机及由其带动的永磁发电机组 | |
CN104153880B (zh) | 发动机用相位齿轮调大扭力节能装置 | |
CN103233789B (zh) | 应用二冲程阿特金森循环的多模全顶置气门二冲程内燃机 | |
CN102022178A (zh) | 旋转配气发动机 | |
US5507142A (en) | Hybrid steam engine | |
CN206647138U (zh) | 摆动活塞式工作机 | |
CN101963093A (zh) | 一种旋转活塞式发动机 | |
CN101555827A (zh) | 弧形缸负荷响应发动机 | |
CN201318212Y (zh) | 弧形缸负荷响应发动机 | |
CN206016959U (zh) | 偶式叶轮转子发动机 | |
CN108049967B (zh) | 一种活塞式转子发动机 | |
CN106894890B (zh) | 一种摆块配合内腔凸轮转子内燃发动机动力系统 | |
CN201843677U (zh) | 旋转配气发动机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |