CN117052518A - 一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统 - Google Patents

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宋纪龙
付忠惠
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Abstract

本发明涉及内燃机技术领域，公开了一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统，包括气缸盖和水套盖，气缸盖沿轴向中央位置开设有气缸盖轴孔，水套盖沿轴向中央位置开设有水套盖轴孔，气缸盖的外侧面开设气缸盖冷却水槽，水套盖的内侧面开设与气缸盖冷却水槽配合的水套盖冷却水槽，气缸盖与水套盖面配合后通过连接件相连接，气缸盖冷却水槽与水套盖冷却水槽形成冷却水道，水套盖上开设有进水孔和出水孔。本发明能够通过水套盖所开设的进水孔、出水孔、气缸盖与水套盖形成的冷却水道完成旋转对置活塞发动机缸体的冷却，并且结构加工工艺上无需铸造，极大降低了旋转对置活塞发动机制造成本。

Description

一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统
技术领域
本发明涉及内燃机技术领域，更具体地说，涉及一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统。
背景技术
随着可持续发展的提出，小型化、高效化、高功率密度成为了内燃机的发展趋势。旋转对置活塞发动机(ZL202110407190.9)因其简单的结构和高功率密度而备受关注。旋转对置活塞发动机相比于传统的往复活塞式发动机，在相同转速下，其做功频率为传统往复活塞式发动机的两倍，因此相同转速条件下，旋转对置活塞发动机的理论功率密度约为传统往复活塞式发动机的2倍，可以有效实现内燃机的小型化、轻量化。此外，旋转对置活塞发动机无曲柄连杆机构、结构简单、运转平稳、噪音小，区别于往复活塞式发动机，旋转对置活塞发动机进、排气门为分开式布置，可以极大提高进排气门面积，改善换气质量。与传统发动机相比，在相同排量条件下，能够有效突破功率输出大幅度提升的瓶颈。
旋转对置活塞发动机两对对置的活塞在缸体内的环形轨道做差速运动，通过差速运动使得燃烧室呈吸气-压缩-膨胀-排气规律变化，符合四冲程发动机的运行模式。燃烧室内燃料燃烧将产生大量的热，为了确保发动机可靠运行，需要设计合理的冷却系统以降低缸体的热负荷。
但是，由于旋转对置活塞发动机为一种新型的发动机，尚未见相关报道及文件阐述关于旋转对置活塞发动机缸体的冷却结构设计。
因此，提供一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统，实现了冷却液于系统内部流动，进而实现了对发动机缸体的冷却，同时可拆结构的设计避免了传统的缸体一体化的铸造成本，减少了制造成本。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统，包括：
气缸盖，所述气缸盖沿轴向中央位置开设有气缸盖轴孔；所述气缸盖的外侧面沿气缸盖外圈向所述气缸盖轴孔方向依次开设有气缸盖第一冷却水槽、气缸盖第二冷却水槽、气缸盖第三冷却水槽；所述气缸盖第一冷却水槽的外圈设置气缸盖第一贴合面，所述气缸盖第一冷却水槽与所述气缸盖第二冷却水槽之间设置气缸盖第二贴合面，所述气缸盖第二冷却水槽与所述气缸盖第三冷却水槽之间设置气缸盖第三贴合面，所述气缸盖第三冷却水槽的内圈设置气缸盖第四贴合面；所述气缸盖的外侧面上还设置有与三个气缸盖冷却水槽相交的气缸盖隔断凸台和火花塞凸台；所述气缸盖隔断凸台其中一侧的所述气缸盖第二贴合面、所述气缸盖第三贴合面上设有气缸盖进水槽，另外一侧的所述气缸盖第二贴合面、所述气缸盖第三贴合面上设有气缸盖出水槽；所述火花塞凸台上设置有火花塞安装孔；
水套盖，所述水套盖沿轴向中央位置开设有水套盖轴孔；所述水套盖的内侧面沿水套盖外圈向所述水套盖轴孔方向依次开设有水套盖第一冷却水槽、水套盖第二冷却水槽、水套盖第三冷却水槽；所述水套盖第一冷却水槽的外圈设置水套盖第一贴合面，所述水套盖第一冷却水槽与所述水套盖第二冷却水槽之间设置水套盖第二贴合面，所述水套盖第二冷却水槽与所述水套盖第三冷却水槽之间设置水套盖第三贴合面，所述水套盖第三冷却水槽的内圈设置水套盖第四贴合面；所述水套盖的内侧面上设置有与三个水套盖冷却水槽相交且与所述气缸盖隔断凸台位置相对应的水套盖隔断凹槽，所述水套盖隔断凹槽的两侧分别开设有对应所述气缸盖进水槽的水套盖进水槽、对应所述气缸盖出水槽的水套盖出水槽，所述水套盖第一贴合面的下方开设有连通所述水套盖进水槽与外界的进水孔、连通所述水套盖出水槽与外界的出水孔；所述水套盖的内侧面上还设置有对应所述火花塞凸台的缺口；所述气缸盖与所述水套盖通过所述气缸盖轴孔与所述水套盖轴孔同心配合以及通过对应贴合面进行面配合后，再通过连接件相连接。
优选地，所述气缸盖第一冷却水槽与所述水套盖第一冷却水槽配合形成第一冷却水道，所述气缸盖第二冷却水槽与所述水套盖第二冷却水槽配合形成第二冷却水道，所述气缸盖第三冷却水槽与所述水套盖第三冷却水槽配合形成第三冷却水道；所述气缸盖上的四个贴合面以及所述水套盖上的四个贴合面隔断所述第一冷却水道、所述第二冷却水道、所述第三冷却水道。
优选地，所述火花塞凸台的内部开设有数条水道通孔，用于分别对应贯通所述火花塞凸台两侧的所述第一冷却水道、所述第二冷却水道、所述第三冷却水道。
优选地，所述气缸盖进水槽及所述水套盖进水槽配合并连通所述第一冷却水道、所述第二冷却水道、所述第三冷却水道的入口；所述气缸盖出水槽及所述水套盖出水槽配合并连通所述第一冷却水道、所述第二冷却水道、所述第三冷却水道的出口。
优选地，所述气缸盖第一贴合面及所述气缸盖第三贴合面上开设有若干等距布置的贯穿螺纹孔一，且所有所述贯穿螺纹孔一的中心连线形成一个圆圈；所述水套盖第一贴合面及所述水套盖第四贴合面上开设有若干等距布置的贯穿螺纹孔二，且所有所述贯穿螺纹孔二的中心连线形成一个圆圈；连接螺钉依次穿过位置相对应的所述贯穿螺纹孔一与所述贯穿螺纹孔二以连接所述气缸盖与所述水套盖。
优选地，所述气缸盖第一贴合面、所述气缸盖第四贴合面上开设有密封圈槽一，所述水套盖第一贴合面、所述水套盖第四贴合面上开设有与所述密封圈槽一相对应的密封圈槽二。
优选地，所述气缸盖隔断凸台的表面开设有密封圈槽三，所述水套盖隔断凹槽的表面开设有与所述密封圈槽三相配合的密封圈槽四。
优选地，所述火花塞凸台的表面两侧设有密封圈槽五。
优选地，所述气缸盖隔断凸台的两端分别连接所述气缸盖第一贴合面和所述气缸盖第四贴合面，所述火花塞凸台的两端分别与气缸盖外周面、气缸盖轴孔内周面平齐。
鉴于旋转对置活塞发动机两侧缸体的对称结构，故在实际应用过程中本发明一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统共设置两组，分别安装在旋转对置活塞发动机的两侧缸体上。
通过采用以上技术方案，本发明的有益效果为：
本发明能够通过水套盖上所开设的进水孔、出水孔，气缸盖与水套盖配合安装形成的冷却水道完成旋转对置活塞发动机缸体的冷却，并且本发明设计的冷却系统结构在加工工艺上无需铸造，可以采用机加工的方式实现，极大降低了旋转对置活塞发动机制造成本，该冷却系统结构尤其适用于旋转对置活塞发动机研发过程中原理样机的多次重复迭代设计。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统的装配结构示意图；
图2附图为本发明提供的一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统的装配结构剖视图；
图3附图为本发明提供的一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统的结构爆炸图；
图4附图为本发明提供的气缸盖正视图；
图5附图为本发明提供的气缸盖轴测图；
图6附图为本发明提供的水套盖正视图；
图7附图为本发明提供的水套盖(带连接螺钉)轴测图；
图中：
100-气缸盖，
101-气缸盖轴孔，102-气缸盖第一冷却水槽，103-气缸盖第二冷却水槽，104-气缸盖第三冷却水槽，105-气缸盖第一贴合面，106-气缸盖第二贴合面，107-气缸盖第三贴合面，108-气缸盖第四贴合面，109-气缸盖隔断凸台，110-火花塞凸台，111-气缸盖进水槽，112-气缸盖出水槽，113-火花塞安装孔，114-贯穿螺纹孔一，115-密封圈槽一，116-水道通孔，117-密封圈槽三，118-密封圈槽五；
200-水套盖，
201-水套盖轴孔，202-水套盖第一冷却水槽，203-水套盖第二冷却水槽，204-水套盖第三冷却水槽，205-水套盖第一贴合面，206-水套盖第二贴合面，207-水套盖第三贴合面，208-水套盖第四贴合面，209-水套盖隔断凹槽，210-水套盖进水槽，211-水套盖出水槽，212-进水孔，213-出水孔，214-贯穿螺纹孔二，215-密封圈槽二，216-密封圈槽四；
300-连接螺钉。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例：
如图1-图7所示，本发明实施例公开了一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统，包括：
气缸盖100，气缸盖100沿轴向中央位置开设有气缸盖轴孔101；气缸盖100的外侧面沿气缸盖外圈向气缸盖轴孔101方向依次开设有气缸盖第一冷却水槽102、气缸盖第二冷却水槽103、气缸盖第三冷却水槽104；气缸盖第一冷却水槽102的外圈设置气缸盖第一贴合面105，气缸盖第一冷却水槽102与气缸盖第二冷却水槽103之间设置气缸盖第二贴合面106，气缸盖第二冷却水槽103与气缸盖第三冷却水槽104之间设置气缸盖第三贴合面107，气缸盖第三冷却水槽104的内圈设置气缸盖第四贴合面108；气缸盖100的外侧面上还设置有与三个气缸盖冷却水槽相交的气缸盖隔断凸台109和火花塞凸台110；气缸盖隔断凸台109其中一侧的气缸盖第二贴合面106、气缸盖第三贴合面107上设有气缸盖进水槽111，另外一侧的气缸盖第二贴合面106、气缸盖第三贴合面107上设有气缸盖出水槽112；火花塞凸台110上设置有火花塞安装孔113，用于安装火花塞；气缸盖隔断凸台109的两端分别连接气缸盖第一贴合面105和气缸盖第四贴合面108，火花塞凸台110的两端分别与气缸盖外周面、气缸盖轴孔内周面平齐；
水套盖200，水套盖200沿轴向中央位置开设有水套盖轴孔201；水套盖200的内侧面沿水套盖外圈向水套盖轴孔201方向依次开设有水套盖第一冷却水槽202、水套盖第二冷却水槽203、水套盖第三冷却水槽204；水套盖第一冷却水槽202的外圈设置水套盖第一贴合面205，水套盖第一冷却水槽202与水套盖第二冷却水槽203之间设置水套盖第二贴合面206，水套盖第二冷却水槽203与水套盖第三冷却水槽204之间设置水套盖第三贴合面207，水套盖第三冷却水槽204的内圈设置水套盖第四贴合面208；水套盖200的内侧面上设置有与三个水套盖冷却水槽相交且与气缸盖隔断凸台109位置相对应的水套盖隔断凹槽209；水套盖隔断凹槽209的两侧分别开设有对应气缸盖进水槽111的水套盖进水槽210、对应气缸盖出水槽112的水套盖出水槽211，水套盖第一贴合面205的下方开设有连通水套盖进水槽210与外界的进水孔212、连通水套盖出水槽211与外界的出水孔213。
本发明中，气缸盖隔断凸台109与水套盖隔断凹槽209进行配合，用于隔断进水孔212和出水孔213。
同时，本发明中，水套盖200的内侧面上还设置有对应火花塞凸台110的缺口。
进一步具体的，气缸盖第一冷却水槽102与水套盖第一冷却水槽202通过面配合形成第一冷却水道，气缸盖第二冷却水槽103与水套盖第二冷却水槽203通过面配合形成第二冷却水道，气缸盖第三冷却水槽104与水套盖第三冷却水槽204通过面配合形成第三冷却水道；气缸盖100上的四个贴合面以及水套盖200上的四个贴合面隔断第一冷却水道、第二冷却水道、第三冷却水道。
火花塞凸台110的内部开设有数条水道通孔116，用于分别对应贯通火花塞凸台110两侧的第一冷却水道、第二冷却水道、第三冷却水道。
本发明中，气缸盖100与水套盖200相连接后，气缸盖进水槽111、水套盖进水槽210配合并与进水孔212连通，气缸盖出水槽112、水套盖出水槽211配合并与出水孔213连通。同时，气缸盖进水槽111及水套盖进水槽210配合并连通第一冷却水道、第二冷却水道、第三冷却水道的入口；气缸盖出水槽112及水套盖出水槽211配合并连通第一冷却水道、第二冷却水道、第三冷却水道的出口。
本发明中，气缸盖100与水套盖200通过气缸盖轴孔101与水套盖轴孔201同心配合，通过气缸盖第一贴合面105、气缸盖第二贴合面106、气缸盖第三贴合面107、气缸盖第四贴合面108与对应的水套盖第一贴合面205、水套盖第二贴合面206、水套盖第三贴合面207、水套盖第四贴合面208进行面配合后，再通过连接螺钉300进行固定。
具体的，气缸盖第一贴合面105及气缸盖第三贴合面107上开设有若干等距布置的贯穿螺纹孔一114，且所有贯穿螺纹孔一114的中心连线形成一个圆圈；水套盖第一贴合面205及水套盖第四贴合面208上开设有若干等距布置的贯穿螺纹孔二214，且所有贯穿螺纹孔二214的中心连线形成一个圆圈；连接螺钉300依次穿过位置相对应的贯穿螺纹孔一114与贯穿螺纹孔二214以连接气缸盖100与水套盖200。
在进一步的具体实施例中，气缸盖第一贴合面105、气缸盖第四贴合面108上开设有密封圈槽一115，水套盖第一贴合面205、水套盖第四贴合面208上开设有与密封圈槽一115相对应的密封圈槽二215，气缸盖100与水套盖200面配合后密封圈槽一115、密封圈槽二215内安装对应的密封圈，保证缸体内圈和外圈的密封，防止冷却液通过面配合泄露。
在进一步的具体实施例中，气缸盖隔断凸台109的表面开设有密封圈槽三117，水套盖隔断凹槽209的表面开设有与密封圈槽三117相配合的密封圈槽四216，气缸盖100与水套盖200面配合后密封圈槽三117、密封圈槽四216内安装对应的密封圈，防止冷却液通过面配合在进水侧和出水侧的泄露。
在进一步的具体实施例中，火花塞凸台110的表面两侧设有密封圈槽五118，用于安装密封圈，防止因火花塞凸台110与水套盖200面配合引起的冷却液泄漏。
本发明的工作原理为：
本发明让旋转对置活塞发动机的气缸盖100与水套盖200通过螺钉连接，气缸盖外侧面与水套盖内侧面上各自开设的第一、第二、第三冷却水槽通过气缸盖100与水套盖200配合形成冷却水道，水套盖200上开设有进水孔212和出水孔213，冷却液进入进水孔212后通过进水槽分流到三个不同的冷却水道，通过出水槽汇合到出水孔213，完成冷却液在缸体内部的流动，进而实现对发动机缸体的冷却；并且，本发明中，气缸盖100与水套盖200设计为通过螺钉连接的可拆卸结构，可以免去传统的缸体一体铸造加工程序，降低生产成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统，其特征在于，包括：
气缸盖，所述气缸盖沿轴向中央位置开设有气缸盖轴孔；所述气缸盖的外侧面沿气缸盖外圈向所述气缸盖轴孔方向依次开设有气缸盖第一冷却水槽、气缸盖第二冷却水槽、气缸盖第三冷却水槽；所述气缸盖第一冷却水槽的外圈设置气缸盖第一贴合面，所述气缸盖第一冷却水槽与所述气缸盖第二冷却水槽之间设置气缸盖第二贴合面，所述气缸盖第二冷却水槽与所述气缸盖第三冷却水槽之间设置气缸盖第三贴合面，所述气缸盖第三冷却水槽的内圈设置气缸盖第四贴合面；所述气缸盖的外侧面上还设置有与三个气缸盖冷却水槽相交的气缸盖隔断凸台和火花塞凸台；所述气缸盖隔断凸台其中一侧的所述气缸盖第二贴合面、所述气缸盖第三贴合面上设有气缸盖进水槽，另外一侧的所述气缸盖第二贴合面、所述气缸盖第三贴合面上设有气缸盖出水槽；所述火花塞凸台上设置有火花塞安装孔；
水套盖，所述水套盖沿轴向中央位置开设有水套盖轴孔；所述水套盖的内侧面沿水套盖外圈向所述水套盖轴孔方向依次开设有水套盖第一冷却水槽、水套盖第二冷却水槽、水套盖第三冷却水槽；所述水套盖第一冷却水槽的外圈设置水套盖第一贴合面，所述水套盖第一冷却水槽与所述水套盖第二冷却水槽之间设置水套盖第二贴合面，所述水套盖第二冷却水槽与所述水套盖第三冷却水槽之间设置水套盖第三贴合面，所述水套盖第三冷却水槽的内圈设置水套盖第四贴合面；所述水套盖的内侧面上设置有与三个水套盖冷却水槽相交且与所述气缸盖隔断凸台位置相对应的水套盖隔断凹槽，所述水套盖隔断凹槽的两侧分别开设有对应所述气缸盖进水槽的水套盖进水槽、对应所述气缸盖出水槽的水套盖出水槽，所述水套盖第一贴合面的下方开设有连通所述水套盖进水槽与外界的进水孔、连通所述水套盖出水槽与外界的出水孔；所述水套盖的内侧面上还设置有对应所述火花塞凸台的缺口；所述气缸盖与所述水套盖通过所述气缸盖轴孔与所述水套盖轴孔同心配合以及通过对应贴合面进行面配合后，再通过连接件相连接。
2.根据权利要求1所述的一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统，其特征在于，所述气缸盖第一冷却水槽与所述水套盖第一冷却水槽配合形成第一冷却水道，所述气缸盖第二冷却水槽与所述水套盖第二冷却水槽配合形成第二冷却水道，所述气缸盖第三冷却水槽与所述水套盖第三冷却水槽配合形成第三冷却水道；所述气缸盖上的四个贴合面以及所述水套盖上的四个贴合面隔断所述第一冷却水道、所述第二冷却水道、所述第三冷却水道。
3.根据权利要求2所述的一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统，其特征在于，所述火花塞凸台的内部开设有数条水道通孔，用于分别对应贯通所述火花塞凸台两侧的所述第一冷却水道、所述第二冷却水道、所述第三冷却水道。
4.根据权利要求3所述的一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统，其特征在于，所述气缸盖进水槽及所述水套盖进水槽配合并连通所述第一冷却水道、所述第二冷却水道、所述第三冷却水道的入口；所述气缸盖出水槽及所述水套盖出水槽配合并连通所述第一冷却水道、所述第二冷却水道、所述第三冷却水道的出口。
5.根据权利要求4所述的一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统，其特征在于，所述气缸盖第一贴合面及所述气缸盖第三贴合面上开设有若干等距布置的贯穿螺纹孔一，且所有所述贯穿螺纹孔一的中心连线形成一个圆圈；所述水套盖第一贴合面及所述水套盖第四贴合面上开设有若干等距布置的贯穿螺纹孔二，且所有所述贯穿螺纹孔二的中心连线形成一个圆圈；连接螺钉依次穿过位置相对应的所述贯穿螺纹孔一与所述贯穿螺纹孔二以连接所述气缸盖与所述水套盖。
6.根据权利要求4或5所述的一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统，其特征在于，所述气缸盖第一贴合面、所述气缸盖第四贴合面上开设有密封圈槽一，所述水套盖第一贴合面、所述水套盖第四贴合面上开设有与所述密封圈槽一相对应的密封圈槽二。
7.根据权利要求4或5所述的一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统，其特征在于，所述气缸盖隔断凸台的表面开设有密封圈槽三，所述水套盖隔断凹槽的表面开设有与所述密封圈槽三相配合的密封圈槽四。
8.根据权利要求4或5所述的一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统，其特征在于，所述火花塞凸台的表面两侧设有密封圈槽五。
9.根据权利要求4或5所述的一种旋转对置活塞发动机可拆卸冷却系统，其特征在于，所述气缸盖隔断凸台的两端分别连接所述气缸盖第一贴合面和所述气缸盖第四贴合面，所述火花塞凸台的两端分别与气缸盖外周面、气缸盖轴孔内周面平齐。
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