CN110067644A - 一种连续型发动机 - Google Patents

Abstract

一种连续型发动机，包括做功机、螺杆式空气压缩机和电动机；其中，做功机包括壳体、主轴、椭圆形转子、气室分割块和进气控制轴；壳体两侧各设有进气管和排气管，进气管和排气管与壳体连接处各设有贯穿壳体的进气孔和排气孔；椭圆形转子套于主轴上，置于壳体内部；主轴与壳体同轴心设置并贯穿整个壳体；气室分隔块设于所述进气管和排气管之间；气室分隔块包括前端部分的隔块和后端部分的弹性跷跷板结构；进气管与壳体接触部分的壳体壁上设有一个能放置进气控制轴的通孔，进气控制轴置于通孔内；螺杆式空气压缩机分别设于做功机的两侧，电动机设于做功机主轴的一端。

Description

一种连续型发动机

技术领域

本发明涉及发动机领域，具体而言，涉及一种连续型发动机。

背景技术

目前，国内发动机始终处于一个持续模仿阶段，实际上，不仅仅是汽油发动机、柴油发动机、甚至是飞机发动机，我国早期都是处于模仿、临摹的过程，虽然目前各大车企大部分都有自己的发动机，但是，基本都是处于逆向研发的过程。

现有技术中的发动机活塞做功效率低，主轴转动一圈，单个活塞仅做功一次，升排量的利用率低，导致升功率也低下；另外，无论是汽油发动机还是柴油发动机都使用曲柄连杆机构和凸轮配气机构，这两个机构都存在的缺点就是庞大的体积，导致发动机的占用空间过大。

发明内容

本发明的目地在于提供一种连续型发动机，能够巨幅提升发动机的升功率并且大大降低发动机的体积和占用空间。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面，提供一种连续型发动机，包括做功机、螺杆式空气压缩机和电动机；其中，所述做功机包括壳体、主轴、椭圆形转子、气室分割块和进气控制轴；所述壳体两侧各设有进气管和排气管，所述进气管和排气管与所述壳体连接处各设有贯穿壳体的进气孔和排气孔；所述进气孔下方设有喷油嘴；所述椭圆形转子套于所述主轴上，置于所述壳体内部；所述主轴与所述壳体同轴心设置并贯穿整个壳体，所述主轴的两端各设有第一齿轮；所述气室分隔块设于所述进气管和排气管之间；所述气室分隔块包括前端部分的隔块和后端部分的弹性跷跷板结构；所述壳体表面上设有一个可供隔块穿过的通孔，所述隔块穿过所述通孔与壳体内部的椭圆形转子紧密接触，通过气室分隔块后端部分的弹性跷跷板结构紧紧的压在所述椭圆形转子的表面，所述气室分隔块后端部分的弹性跷跷板结构可配合前端部分的隔块在椭圆形转子旋转过程中进行前后伸缩运动；所述椭圆形转子由于其特定的形状在壳体内形成一个月牙形的空腔，所述隔块将所述空腔一分为二，形成燃烧室和排气室；所述进气管与壳体接触部分的壳体壁上设有一个能放置进气控制轴的通孔，所述进气控制轴置于所述通孔内，所述进气控制轴上沿径向设有与进气孔相互配合的通孔；所述进气控制轴一端设有第二齿轮。

所述螺杆式空气压缩机有2个，分别设于做功机的两侧，所述螺杆式空气压缩机两端的第三齿轮副分别通过第四齿轮与所述做功机主轴两端的第一齿轮相互啮合；所述螺杆式空气压缩机的出气口与做功机的进气管相连。

所述电动机设于做功机主轴的一端；所述电动机与做功机之间的主轴上设有第五齿轮，所述第五齿轮通过第六齿轮与进气控制轴上的第二齿轮啮合。

作为优选，所述椭圆形转子为两个，所述椭圆形转子之间的夹角为90°；在主轴旋转过程中刚好能使两个气室分隔块一个压紧时，另一个放松，保证了做功的连续性。

作为优选，所述第一齿轮与所述第四齿轮齿数比为1:1，所述第四齿轮与所述第三齿轮副的齿数比为2:1。

作为优选，所述第五齿轮与所述第六齿轮齿数比为1:1，所述第六齿轮与所述第二齿轮的齿数比为1:1。

作为优选，所述螺杆式空气压缩机、椭圆型转子、气室分隔块、进气控制轴、进气管、排气管、进气孔、排气孔、火花塞、喷油嘴均关于主轴对称设置；这样可使连续型发动机在做功时受力平衡，运行更稳定。

作为优选，所述壳体内部进气孔下方还设有火花塞；在高压空气下，若喷出的雾化燃油被压燃，则不需要火花塞点燃，燃油直接燃烧，若雾化燃油没被压燃，则启用火花塞点燃，燃油燃烧膨胀，推动椭圆形转子旋转做功。

本发明实施例的另一方面，还提供一种连续型汽油发动机，包括上述的连续型发动机。

本发明实施例的再一方面，还提供一种连续型柴油发动机，包括上述的连续型发动机。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明提供了一种连续型发动机，摒弃了传统发动机的曲柄连杆机构和凸轮配气机构，采用螺杆式空气压缩机吸气，压缩，做功机做功，排气，从而大大降低发动机的体积和巨幅提升升功率；结构简单，零部件少，无易损件，运行平稳可靠，很大程度上延长了使用寿命；适应性强，具有强制输气的特点，容积流量几乎不受排气压力的影响，在宽广的工况范围内能保持较高的效率；能够压送含有粉尘气体和液体的气体，可承受恶略的工作环境；单位排气量体积小，节省占用空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明连续型发动机一实施例整体结构的立体图；

图2为本发明连续型发动机一实施例隐藏掉电动机后各个齿轮之间的传动关系图；

图3为本发明连续型发动机一实施例后视图；

图4为本发明连续型发动机一实施例进气控制轴结构示意图；

图5为本发明连续型发动机一实施例气室分隔块结构示意图；

图6为本发明连续型发动机一实施例气室分隔块爆炸图；

图7为本发明连续型发动机一实施例做功机内部燃烧室、排气室示意图；

图8为本发明连续型发动机一实施例做功机内部结构爆炸图。

图标：100-做功机；200-螺杆式空气压缩机；300-电动机；1- 壳体；2-主轴；3-椭圆型转子；4-气室分隔块；5-进气控制轴；11- 进气管；12排气管；13-进气孔；14-排气孔；15-火花塞；16-喷油嘴；21-第一齿轮；31-燃烧室；32-排气室；41-隔块；42-弹性跷跷板结构；43-通孔；51-通孔；52-第二齿轮；53-通孔；201-第三齿轮副；202-第四齿轮；301-第五齿轮；302-第六齿轮。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

请参照图1至图8，本实施例提供一种连续型发动机，包括做功机100、螺杆式空气压缩机200和电动机300；做功机100包括壳体 1、主轴2、椭圆形转子3、气室分割块4和进气控制轴5；壳体1两侧各设有进气管11和排气管12，进气管11和排气管12与壳体1连接处各设有贯穿壳体的进气孔13和排气孔14，进气孔13下边设有火花塞15和喷油嘴16；壳体1内部形成一个独立的工作腔，该工作腔从中间用隔板隔成两段，分别作为一个独立的子工作腔，隔板和壳体1为一体成形结构；隔板中间有一个供主轴2穿过的孔；椭圆形转子3为两个，分别套于主轴2上并置于两个独立的子工作腔中，两个椭圆形转子3之间的夹角为90°。主轴2与壳体1同轴心设置并贯穿整个壳体1，主轴2的两端各设有第一齿轮21；气室分隔块4设于进气管11和排气管12之间，气室分隔块4包括前端部分的隔块41 和后端部分的弹性跷跷板结构42；壳体表面上设有一个可供隔块41 穿过的通孔43，隔块41穿过该通孔43与壳体内部的椭圆形转子3 紧密接触，通过气室分隔块后端部分的弹性跷跷板结构42紧紧的压在椭圆形转子3的表面，气室分隔块后端部分的弹性跷跷板结构42 可配合前端部分的隔块41在椭圆形转子3旋转过程中进行前后伸缩运动；椭圆形转子3由于其特定的形状在壳体1内形成一个月牙形的空腔，隔块41将该空腔一分为二，形成燃烧室31和排气室32；进气管11与壳体1接触部分的壳体壁上设有一个能放置进气控制轴5 的通孔53，该通孔53沿壳体1轴向贯穿壳体1，进气控制轴5置于该通孔53内，进气控制轴5上沿径向设有与进气孔13相互配合的通孔51；进气控制轴一端设有第二齿轮52。

螺杆式空气压缩机200有2个，分别设于做功机100的两侧，螺杆式空气压缩机200两端的第三齿轮副201分别通过第四齿轮202与做功机主轴2两端的第一齿轮21相互啮合；第一齿轮21与第四齿轮 202齿数比为1:1，第四齿轮202与第三齿轮副201的齿数比为2:1；螺杆式空气压缩机200的出气口与做功机的进气管11相连。

电动机300设于做功机主轴2的一端；电动机300与做功机100 之间的主轴2上设有第五齿轮301，第五齿轮301通过第六齿轮302 与进气控制轴上的第二齿轮52啮合；第五齿轮301与第六齿轮302 齿数比为1:1，第六齿轮302与第二齿轮52的齿数比为1:1。

连续型发动机各部件“螺杆式空气压缩机200、椭圆型转子3、气室分隔块4、进气控制轴5、进气管11、排气管12、进气孔13、排气孔14、火花塞15、喷油嘴16”均关于主轴对称设置，这样可使连续型发动机在做功时受力平衡，运行更稳定。

本实施例的连续型发动机的工作过程如下：

启动发动机100，由电动机300带动做功机主轴2做逆时针旋转，主轴2上的第一齿轮21通过第四齿轮202带动螺杆式空气压缩机200 压缩空气，同时，主轴2上的第五齿轮301通过第六齿轮302带动进气控制轴上5的第二齿轮52转动，进气控制轴5随之转动，此时，进气孔13封闭，进气管11中的空气压力将上升到做功机做功所需要的压力值；主轴2继续转动，进气控制轴5上的通孔51与壳体1上的进气孔13对齐时，高压空气进入燃烧室31，随着主轴2和进气控制轴5的旋转，燃烧室31会吸入足够的高压空气，当主轴2和进气控制轴5旋转到进气孔13关闭时，喷油嘴16立即喷入雾化燃油，在高压空气下，若雾化燃油被压燃，则不需要火花塞15点燃，燃油直接燃烧，若雾化燃油没被压燃，则启用火花塞15点燃，燃油燃烧膨胀，推动椭圆形转子3旋转做功；排气室32的废气被旋转的椭圆形转子3通过排气孔14挤出排气室32。两个燃烧室31同时吸气燃烧做功的同时，排气室32也在排气，提高了做工效率。

发动机功率大小的控制：连续型发动机通过控制进气量和喷油量的大小来控制功率输出；其中进气量由两个方向来控制，一是通过进气控制轴5的旋转自动控制，进气控制轴5与主轴2通过1：1的传动比来控制燃烧室31进气节奏，当进气控制轴5上的通孔51和进气孔13同轴对齐时，进气量最大，当进气控制轴5上的通孔51与进气孔13之间的轴距变大时，进气孔13的截面积减小，进气量随之减小；二是通过进气控制轴5的轴向移动人为控制，例如通过油门踏板来控制，同理，当进气控制轴5上的通孔51和进气孔13同轴对齐时，进气量最大，当进气控制轴5上的通孔51与进气孔13之间的轴距变大时，进气孔的截面积减小，进气量随之减小。同时，利用电子控制系统来控制喷油量，可双向控制连续型发动机的功率大小。

本技术方案选用螺杆式空气压缩机200的优点是螺杆式空气压缩机200的压力只和螺杆的导程/出气口宽度有关，改变螺杆导程/ 出气口宽度将改变螺杆式空气压缩机200的输出压力，从而确定发动机是汽油机还是柴油机。

螺杆式空气压缩机200的排气量与直径导程转速有关，当连续型发动机的转速从1000转提升到2000转时，做功机100的耗气量将翻倍，而螺杆式空气压缩机200的主轴由于和做功机的主轴2相连，螺杆式空气压缩机200的转速也将从1000转上升至2000转，这时螺杆式空气压缩机200的供气量也将翻倍，刚好满足了做功机100的耗气量。

基本参数

连续型发动机外形尺寸：长：0.72m；宽：0.6m；高：0.6m；体积：0.26m³。

椭圆型转子3的外接圆直径为300mm，内接圆直径为200mm，做功机的月牙形空腔体积为1.1L，一个椭圆型转子有两个月牙形空腔，该连续型发动机有两个椭圆型转子，所以总排量为4.4L；因为做功机的主轴转动一圈，每个月牙形空腔做两次功，所以做功效率是传统活塞机的4倍。

真实排量：4.4L；等效排量：4.4L×4＝17.6L；预计功率：900千瓦(1200马力)。

本发明实施例的另一方面，还提供一种连续型汽油发动机，包括上述的连续型发动机；该连续型汽油发动机工作要求：螺杆式空气压缩机200将空气压缩到9个大气压，高压空气从进气管11进入到燃烧室31后，喷油嘴16喷入雾化汽油，火花塞15点火，雾化汽油燃烧做功；同时，排气室32通过排气管12排出废气。

本发明实施例的再一方面，还提供一种连续型柴油发动机，包括上述的连续型发动机；该连续型柴油发动机工作要求：螺杆式空气压缩机200将空气压缩到20个大气压，高压空气从进气管11进入到燃烧室31后，喷油嘴16喷入雾化柴油，火花塞15点火，雾化柴油燃烧做功；同时，排气室32通过排气管12排出废气。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种连续型发动机，其特征在于，包括做功机、螺杆式空气压缩机和电动机；其中，

所述做功机包括壳体、主轴、椭圆形转子、气室分割块和进气控制轴；所述壳体两侧各设有进气管和排气管，所述进气管和排气管与所述壳体连接处各设有贯穿壳体的进气孔和排气孔；所述进气孔下方设有喷油嘴；所述椭圆形转子套于所述主轴上，置于所述壳体内部；所述主轴与所述壳体同轴心设置并贯穿整个壳体，所述主轴的两端各设有第一齿轮；所述气室分隔块设于所述进气管和排气管之间；所述气室分隔块包括前端部分的隔块和后端部分的弹性跷跷板结构；所述壳体表面上设有一个可供隔块穿过的通孔，所述隔块穿过所述通孔与壳体内部的椭圆形转子紧密接触，通过气室分隔块后端部分的弹性跷跷板结构紧紧的压在所述椭圆形转子的表面，所述气室分隔块后端部分的弹性跷跷板结构可配合前端部分的隔块在椭圆形转子旋转过程中进行前后伸缩运动；所述椭圆形转子由于其特定的形状在壳体内形成一个月牙形的空腔，所述隔块将所述空腔一分为二，形成燃烧室和排气室；所述进气管与壳体接触部分的壳体壁上设有一个能放置进气控制轴的通孔，所述进气控制轴置于所述通孔内，所述进气控制轴上沿径向设有与进气孔相互配合的通孔；所述进气控制轴一端设有第二齿轮；

所述螺杆式空气压缩机有2个，分别设于做功机的两侧，所述螺杆式空气压缩机两端的第三齿轮副分别通过第四齿轮与所述做功机主轴两端的第一齿轮相互啮合；所述螺杆式空气压缩机的出气口与做功机的进气管相连；

所述电动机设于做功机主轴的一端；所述电动机与做功机之间的主轴上设有第五齿轮，所述第五齿轮通过第六齿轮与进气控制轴上的第二齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的连续型发动机，其特征在于：所述椭圆形转子为两个，所述椭圆形转子之间的夹角为90°。

3.根据权利要求1所述的连续型发动机，其特征在于：所述第一齿轮与所述第四齿轮齿数比为1:1，所述第四齿轮与所述第三齿轮副的齿数比为2:1。

4.根据权利要求1所述的连续型发动机，其特征在于：所述第五齿轮与所述第六齿轮齿数比为1:1，所述第六齿轮与所述第二齿轮的齿数比为1:1。

5.根据权利要求1所述的连续型发动机，其特征在于：所述壳体内部进气孔下方还设有火花塞。

6.根据权利要求1所述的连续型发动机，其特征在于：所述螺杆式空气压缩机、椭圆型转子、气室分隔块、进气控制轴、进气管、排气管、进气孔、排气孔、火花塞、喷油嘴均关于主轴对称设置。

7.一种连续型汽油发动机，其特征在于，包括权利要求1-6中任意一项所述的连续型发动机。

8.一种连续型柴油发动机，其特征在于，包括权利要求1-6中任意一项所述的连续型发动机。