CN201190596Y - 一种侧燃式转子内燃机 - Google Patents

Abstract

本实用新型特指一种侧燃式转子内燃机，包括有机体、送风/正时传动机构总成、后端盖总成、转子轮组及动力输出轴、外冷却风扇、后内冷却风扇、与尾气雾化器同体的排气管，机体的前端连接有送风/正时传动机构总成，机体的后端连接后端盖总成；转子轮组同心固定于动力输出轴的中段，动力输出轴的两端用轴承连接于送风/正时传动机构总成和后端盖总成的轴承座上；外冷却风扇固定连接于动力输出轴的前端，后内冷却风扇置于后端盖总成内并固定连接于动力输出轴后段；排气管连接于机体的排气孔上。采用上述技术方案后，本实用新型实现了结构简单、热效利用率高、燃料适应性广、便于制造、实用性强的目的。

Description

一种侧燃式转子内燃机

技术领域：

本实用新型涉及一种适用于汽车、船舶、发电机组等机动机械的内燃机，具体地说是一种侧燃式转子内燃机。

背景技术：

现有技术中的内燃机技术大致有四冲程内燃机、转子式内燃机、燃气轮机几种机型。其中，四冲程内燃机机械结构复杂；转子式内燃机扭矩较小，输出功率不高；燃气轮机的转子因其结构特征难以冷却，因而对转子材料有着很高的耐高温、高强度要求，小型化实用较为困难。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、热效利用率高、燃料适应性广、便于制造、实用性强的新型侧燃式转子内燃机。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为：一种侧燃式转子内燃机，包括有机体、送风/正时传动机构总成、后端盖总成、转子轮组及动力输出轴、外冷却风扇、后内冷却风扇、与尾气雾化器同体的排气管，机体的前端连接有送风/正时传动机构总成，机体的后端连接后端盖总成；转子轮组同心固定于动力输出轴的中段，动力输出轴的两端用轴承连接于送风/正时传动机构总成和后端盖总成的轴承座上；外冷却风扇固定连接于动力输出轴的前端，后内冷却风扇置于后端盖总成内并固定连接于动力输出轴后段；排气管连接于机体的排气孔上。

机体的圆型机体主体上对称设有四个与之相切的燃烧室以及相应的四个排气孔，机体主体前端连接送风/正时传动机构总成，机体主体后端连接后端盖总成。

转子轮组中的叶轮、扇轮和反冲叶轮同心固定在动力输出轴中段，叶轮上开有叶轮进风道和对称设置的四个叶轮配气孔及四组做功叶片；反冲叶轮上设有反冲叶轮进风道和对称设置的四个冷却通风道及四组反冲叶片；扇轮位于叶轮与反冲叶轮之间，其上对称设有四组扇叶和扇轮冷却通风道；叶轮进风道与扇轮冷却风道和反冲叶轮上的冷却风道相通。

动力输出轴的前段开有用于固定连接送风/正时传动总成中的增速/正时驱动齿轮的键槽；动力输出轴的后段设有固定连接后内冷却风扇的法兰盘。

送风/正时传动机构总成包括有三个行星介轮、增速/正时驱动齿轮、三个附件驱动齿轮、三个附齿输出轴、三个增速介轮、增速风扇齿轮、风扇导动管轴、送风扇、端盖，其中，与动力输出轴同心固定连接的增速/正时驱动齿轮的增速内齿圈带动其轴固定在送风/正时传动机构壳体内壁上的三个增速介轮，继而带动增速风扇齿轮；一端与增速风扇齿轮同心固定连接的风扇导动管轴的另一端与送风扇固定连接，在风扇导动管轴的轴外侧安装有双联轴承，将风扇导动管轴定位安装在送风/正时传动机构壳体内壁设置的轴承座上；同时，增速/正时驱动齿轮的正时外齿轮带动端盖上的三个行星介轮，继而带动三个附件驱动齿轮、三个附齿输出轴，由三个附齿输出轴分别带动内燃机的附件高压油泵、高压分油控制器和相位感应器；端盖上设有轴承及轴承座，用于限位和承载动力输出轴。

后端盖总成的后端盖壳体上设有轴承及轴承座，用于限位和承载动力输出轴，后内冷却风扇固定安装于动力输出轴的法兰盘上并置于其壳体内，在后端盖壳体与机体主体间嵌装有导风罩。

本实用新型的基本工作原理为：当转子轮组叶轮上的四个配气孔转至与内燃机圆型机体相切设置的四个燃烧室对应位置(初始转子角度设为零)时，由送风/正时传动机构将产生的压力空气经叶轮前方的叶轮进风道、四个配气孔送至四个燃烧室内进行通风换气(配气)；在转子轮组转至叶轮叶片组与燃烧室重叠一定角度时，燃料系的喷油器开始向燃烧室喷入雾化可燃(蒸)气，雾化可燃(蒸)气与燃烧室内的空气混合后即由点火系火花塞点燃；爆燃膨胀的气体沿垂直方向高速冲击叶轮的叶片，并经叶片冲击中间扇轮，再经扇轮流向反冲叶轮的叶片，使叶轮、扇轮和反冲叶轮获得扭矩，从而驱动转子轮组轴向旋转，完成热能向机械能的转换；燃烧的尾气由反冲叶轮叶片导向在内燃机机体主体上开设的四个排气孔排出内燃机体外，并做为液体燃料热雾化的供热源。当转子轮组旋转90度时，叶轮上的配气孔又转至到与燃烧室对应位置，即又完成一次通风换气(配气)，继而循环做功，周而复始。

本实用新型采用上述技术方案后具有如下优点：1、本实用新型的侧燃式内燃机以独特的机械结构使内燃机转子具备了通风配气、排气、转子冷却和热动能转换的功能；2、与圆型机体相切设置的燃烧室可使转子获得最大的转动扭矩。3、送风机构与正时传动机构的同体设计，减少了机件数量，简化了润滑系统，提高了机械性能。4、运用液体燃料热雾化燃烧技术，可使本内燃机使用可燃气、酒精、汽油、柴油、煤油等多种燃料；5利用热雾化可燃(蒸)气爆燃做功.

附图说明：

图1为侧燃式转子内燃机外形图；

图2为侧燃式转子内燃机转子轮组及动力输出轴结构图；

图2-1为图2中扇轮主视图；   图2-2为图2中叶轮主视图；

图2-3为图2中扇轮后视图；   图2-4为图2中反冲叶轮主视图；

图2-5为图2中反冲叶轮后视图；

图3为侧燃式转子内燃机机体结构图；

图3-1为图3的右视图；       图3-2为图3的C-C剖视图；

图3-3为图3的D-D剖视图；

图4为侧燃式转子内燃机送风/正时传动机构图；

图4-1为图4的A-A剖视图：    图4-2为图4的F-F剖视图；

图4-3为图4的C-C剖视图；

图5为侧燃式转子内燃机后端盖总成结构图；

图5-1为图5的右视图；       图5-2为图5的A-A剖视图；

图6为侧燃式转子内燃机机体及转子装配图；

图6-1为图6的右视图；       图6-2为图6的A-A剖视图。

具体实施方式：

参见附图1-图6所示，本实用新型较佳实施例的侧燃式转子内燃机主要由内燃机机体，内燃机转子轮组及动力输出轴，送风/正时传动机构，后端盖，以及燃料系统，点火系统，配气、排气、冷却系统，配气、供油(可燃气)、点火正时系统，润滑系统几部分构成：

1、内燃机机体(参见图1、图3、图3-1、图3-2、图3-3所示)：是内燃机各部件的承载主体。主要由机体主体1-1、燃烧室1-2、排气孔1-6组成。机体1-1上设置有与圆型机体相切、对称分布的四个燃烧室1-2和相应的四个排气孔1-6。机体主体1-1的前端连接送风/正时传动机构总成3，后端连接后端盖总成4。

2、内燃机转子轮组及动力输出轴(参见图2所示)：主要由叶轮2-1-1、扇轮2-2-1和反冲叶轮2-3-1及动力输出主轴2-4组成。在叶轮2-1-1圆周上对称设有四个叶轮配气孔及四组做功叶片，叶轮2-1-1前方设置的配气孔与前送风机构相通，兼有配气、转换动力和冷却转子的功能(见图2-2、图2-3所示)；扇轮2-2-1位于叶轮2-1-1与反冲叶轮2-3-1之间，其上设有四组扇叶和冷却风道，作用为增强热能动力转换效率和为扇轮冷却(见图2-1所示)；反冲叶轮2-3-1由进风道、四组反冲叶片和四个冷却风道组成，反冲叶轮2-3-1设置的进风道与后内冷却风扇5风道相通，兼有增强动力、导排废气和冷却反冲叶轮的功能(见图2-4、图2-5所示)。叶轮2-1-1、扇轮2-2-1和反冲叶轮2-3-1同心固定在动力输出轴2-4中段上，并由动力输出轴2-4将叶轮2-1-1、扇轮2-2-1及反冲叶轮2-3-1获得的动力输出(图2所示)。动力输出轴2-4的前、后段用轴承定位安装于送风/正时传动机构3及后端盖4设置的轴承座上。

3、送风/正时传动机构(参见图1、图4、图4-1、图4-2、图4-3所示)：送风/正时传动机构3主要由送风机构和正时传动机构及共用机件组成：

(1)、送风机构主要由增速/正时驱动齿轮3-3、三个增速行星介轮3-6、增速风扇齿轮3-7、风扇导动管轴3-8、送风扇3-9及轴承等组成；

(2)、正时传动机构主要由增速/正时驱动齿轮3-3、三个行星介轮3-2、三个附件驱动齿轮3-4、三个附齿输出轴3-5和端盖3-8及轴承等组成。

(3)、共用机件：送风机构和正时传动机构的共用机件有：送风/正时传动机构壳体3-1、增速/正时驱动齿轮3-3。增速/正时驱动齿轮3-3由增速内齿圈、正时外齿轮和齿轮体同体构成。

送风/正时传动机构3的送风机构部分的基本连接是：与动力输出轴2-4同心固定连接的增速/正时驱动齿轮3-3的增速内齿圈带动其轴固定在送风/正时传动机构壳体3-1内壁上的三个增速介轮3-6，继而带动增速风扇齿轮3-7；一端与增速风扇齿轮同心固定连接的风扇导动管轴3-8的另一端与送风扇3-9固定连接，在风扇导动管轴3-8的轴外侧安装有双联轴承，将风扇导动管轴3-8定位安装在送风/正时传动机构壳体3-1内壁设置的轴承座上。

送风/正时传动机构的正时传动机构的基本连接为：在与动力输出轴2-4固定连接的增速/正时齿轮3-3的正时外齿轮带动其轴固定在送风/正时传动机构总成3端盖3-10上的三个行星介轮3-2，继而带动三个附件驱动齿轮3-4、三个附齿输出轴3-5，由三个附齿输出轴3-5分别带动高压油泵8、高压分油控制器9和相位感应器7内燃机附件(图1/图4所示)。

4、后端盖总成(参见图1、图5、图5-1、图5-2所示)：后端盖总成4主要由后端盖壳体4-1、导风罩4-2和轴承及轴承座组成。后端盖4的后端盖壳体4-1上设有轴承及轴承座，用于限位和承载动力输出轴2-4，后内冷却风扇5固定安装于动力输出轴2-4的法兰盘2-5上，并置于其壳体4-1内。在后端盖壳体4-1与机体主体1-1间嵌装有导风罩4-2。

5、燃料系统(参见图1、图6-1、图6-2、图6-3所示)：

(1)、在使用液体燃料的条件下，燃油系统主要由低压输油管、输油泵、高压油泵8、高压分油控制(油门)器9、高压输油管、热雾化器(尾气雾化及电热雾化)、雾化输气管(与电热雾化器同体)、燃气阀及喷油器等机件组成。

液体燃油在经高压泵、高压分油控制器(由增速/正时驱动齿轮控制分油相位时点)后，进入尾气热雾化器、电热雾化器进行热力雾化，再经燃汽阀进入喷油器1-3入燃烧室1-2燃烧。

(2)、在使用气体燃料的条件下，可燃气直接接入高压分油控制器，经高压输油管、燃汽阀入喷油器。

燃料系统的作用是根据内燃机输出功力的要求，及时、优化地向燃烧室供应雾化的可燃(蒸)气体。

6、点火系统(参见图1、图6-2所示)：

主要由内燃机相位感应器7、电子开关电路、高压线包、高压线和火花塞构成。由相位感应器获得的转子相位信号，控制电子开关电路产生高压电，供向火花塞1-4、点燃燃烧室1-2中的可燃(蒸)气。它的作用是根据发动机可燃(蒸)气燃烧时点，及时地点燃燃烧室内的可燃(蒸)气体。

7、配气、排气、冷却系统(参见图1、图2、图2-1、图2-2、图2-3、图2-4、图2-5所示)：

主要由叶轮2-1-1、扇轮2-2-1、反冲叶轮2-3-1和送风/正时传动机构、后内冷却风扇5、外冷却风扇6组成。

(1)、配气系统是将送风/正时传动机构3产生的压力空气经叶轮2-1-1进风道，再通过在叶轮2-1-1圆周上对称开设的四个配气孔(见图2-1-2所示)，分别送到四个燃烧室1-2，即完成配气过程；

(2)、排气系统是将燃烧做功的尾气经叶轮2-1-1、扇轮2-2-1后，通过反冲叶轮2-3-1上设置的四组反冲叶片(见附图2-3-2所示)将高速流过的尾气导向机体主体1-1上的排气孔1-6，经排气管排出内燃机。

(3)冷却系统由内冷却系统和外冷却系统二部分组成：

内冷却系统是由送风/正时传动机构3将产生的压力空气一方面通过叶轮2-1-1的进风道、配气孔为燃烧室1-2进行通风配气，同时在经叶轮2-1-1为燃烧室的通风配气过程中为叶轮冷却，又是冷却机构的一部分，在叶轮2-1-1上开有与扇轮3-2-1冷却风道相通的通风道；后内冷却风扇由动力输出轴2-4后段同轴带动下产生压力冷却空气，并将冷却空气通过反冲叶轮进风道经排气口1-6排出，为反冲叶轮2-3-1冷却，在反冲叶轮2-3-1上开有与扇轮2-2-1相通的通风道；叶轮2-1-1与扇轮2-2-1、反冲叶轮2-3-1所设的冷却通风道(见图2-2所示)相通，可使送风/正时传动机构总成3产生的压力空气流经叶轮2-1-1、扇轮2-2-1和反冲叶轮2-3-1的内部冷却通道至排气口1-6排出，用以增强转子的风冷效果；

外冷却系统是由动力输出轴2-4前端同轴安装一个外冷却风扇6，其产生的风力用于发动机外壳冷却。

8、配气、供油(可燃气)、点火正时系统(参见图1、图2、图4-1所示)：

送风/正时传动机构3(见图4所示)的正时传动机构即是内燃机配气、供油(可燃气)、点火的正时系统。其基本原理是：以转子角度为基准，确定与动力输出轴2-4同心固定连接的增速/正时齿轮的角度；以1比1的比例设定增速/正时驱动齿轮3-3的正时外齿轮和附件驱动齿轮3-4的直径，使附件驱动齿轮3-4带动的附齿输出轴3-5的转角正时反映转子的角度变化，在附齿输出轴3-5带动下相位感应器7和高压分油控制器9即可根据内燃机燃烧时点的需要，及时地控制向燃烧室供给可燃(蒸)气和对可燃(蒸)气进行点火。

9、润滑系统(参见图2、图4所示)：

侧燃式转子内燃机的润滑系统主要由动力输出轴2-4前、后轴承润滑点、风扇导动管轴双联轴承润滑点和送风/正时传动机构壳体3-1及油封组成。各轴承润滑点设有注油咀，采用黄干油润滑；在送内/正时传动机构壳体上部设有注油孔，下部设有放油螺塞，用油封密封连接于壳体3-1、端盖3-8上的各内外延伸轴和连接处，采用机油以齿轮粘连、激溅方式对送风/正时传动机构壳体内的各转动机件进行润滑。

Claims (6)

1、一种侧燃式转子内燃机，包括有机体(1)、送风/正时传动机构总成(3)、后端盖总成(4)、转子轮组(2-1、2-2)及动力输出轴(2-4)、外冷却风扇(6)、后内冷却风扇(5)、与尾气雾化器同体的排气管(1-5)，其特征在于：机体(1)的前端连接有送风/正时传动机构总成(3)，机体(1)的后端连接后端盖总成(4)；转子轮组(2-1、2-2)同心固定于动力输出轴(2-4)的中段，动力输出轴(2-4)的两端用轴承连接于送风/正时传动机构总成(3)和后端盖总成(4)的轴承座上；外冷却风扇(6)固定连接于动力输出轴(2-4)的前端，后内冷却风扇(5)置于后端盖总成(4)内并固定连接于动力输出轴(2-4)后段；排气管(1-5)连接于机体(1)的排气孔(1-6)上。

2、根据权利要求1所述的一种侧燃式转子内燃机，其特征在于：机体(1)的圆型机体主体(1-1)上对称设有四个与之相切的燃烧室(1-2)以及相应的四个排气孔(1-6)，机体主体(1-1)前端连接送风/正时传动机构总成(3)，机体主体(1-1)后端连接后端盖总成(4)。

3、根据权利要求1所述的一种侧燃式转子内燃机，其特征在于：转子轮组(2-1、2-2)中的叶轮(2-1-1)、扇轮(2-2-1)和反冲叶轮(2-3-1)同心固定在动力输出轴(2-4)中段，叶轮(2-1-1)上开有叶轮进风道和对称设置的四个叶轮配气孔及四组做功叶片(2-1-2)；反冲叶轮(2-3-1)上设有反冲叶轮进风道和对称设置的四个冷却通风道及四组反冲叶片(2-3-2)；扇轮(2-2-1)位于叶轮(2-1-1)与反冲叶轮(2-3-1)之间，其上对称设有四组扇叶和扇轮冷却通风道(2-2-1)；叶轮进风道与扇轮冷却风道和反冲叶轮上的冷却风道相通。

4、根据权利要求1所述的一种侧燃式转子内燃机，其特征在于：动力输出轴(2-4)的前段开有用于固定连接送风/正时传动总成(3)中的增速/正时驱动齿轮(3-3)的键槽；动力输出轴(2-4)的后段设有固定连接后内冷却风扇(5)的法兰盘(2-5)。

5、根据权利要求1所述的一种侧燃式转子内燃机，其特征在于：送风/正时传动机构总成(3)包括有三个行星介轮(3-2)、增速/正时驱动齿轮(3-3)、三个附件驱动齿轮(3-4)、三个附齿输出轴(3-5)、三个增速介轮(3-6)、增速风扇齿轮(3-7)、风扇导动管轴(3-8)、送风扇(3-9)、端盖(3-10)，其中，与动力输出轴(2-4)同心固定连接的增速/正时驱动齿轮(3-3)的增速内齿圈带动其轴固定在送风/正时传动机构壳体(3-1)内壁上的三个增速介轮(3-6)，继而带动增速风扇齿轮(3-7)；一端与增速风扇齿轮(3-7)同心固定连接的风扇导动管轴(3-8)的另一端与送风扇(3-9)固定连接，在风扇导动管轴(3-8)的轴外侧安装有双联轴承，将风扇导动管轴(3-8)定位安装在送风/正时传动机构壳体(3-1)内壁设置的轴承座上；同时，增速/正时驱动齿轮(3-3)的正时外齿轮带动端盖(3-10)上的三个行星介轮(3-2)，继而带动三个附件驱动齿轮(3-4)、三个附齿输出轴(3-5)，由三个附齿输出轴(3-5)分别带动内燃机的附件高压油泵(8)、高压分油控制器(9)和相位感应器(7)；端盖(3-10)上设有轴承及轴承座，用于限位和承载动力输出轴(2-4)。

6、根据权利要求1所述的一种侧燃式转子内燃机，其特征在于：后端盖总成(4)的后端盖壳体(4-1)上设有轴承及轴承座，用于限位和承载动力输出轴(2-4)，后内冷却风扇(5)固定安装于动力输出轴(2-4)的法兰盘(2-5)上并置于其壳体(4-1)内，在后端盖壳体(4-1)与机体主体(1-1)间嵌装有导风罩(4-2)。

Images