CN201241736Y - 涡轮配气发动机 - Google Patents

Abstract

一种涡轮配气发动机，包括：进气道(1)、排气道(2)、反装配气座口(6)、气缸盖(66)，在所述进气道(1)和排气道(2)连通的腔体内于所述反装配气座口(6)的轴线上设有反装外开进排共用气阀阀体(3)，所述反装外开进排共用气阀阀体(3)与所述进气道(1)和所述排气道(2)滑动接触，所述反装外开进排共用气阀阀体(3)受阀体开启弹簧(5)和进排共用阀体外开凸轮(4)按正时关系控制将所述反装配气座口(6)按正时关系开通或密封，所述进气道(1)内设有进气增压涡轮(11)，所述排气道(2)内设有排气涡轮(22)，所述进气增压涡轮(11)由所述排气涡轮(22)驱动。本实用新型阀体的控制系统结构简单、可靠性高，配气的效率及精准度高。

Description

涡轮配气发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机领域。

技术背景

本申请人在界面配气发动机申请专利(专利申请号：200710165230.3和专利号：ZL200720195428.1)中公开了一种反装外开进排共用气阀阀体。然而要想防止排气深度充入进气道以及排气回流等问题，就必须在进排气道上设置相应的复杂的空心转子及其驱动机构。因此，需要发明一种取代空心转子及其驱动机构的，在反装外开进排共用气阀阀体的基础上建立的新型配气机构。

发明内容

本实用新型公开了一种涡轮配气发动机，与普通涡轮增压发动机不同，其实质是利用喷气式发动机的压气原理对具有反装外开进排共用气阀阀体的往复式发动机进行配气，包括：

进气道、排气道、反装配气座口、气缸盖，其特征在于：在所述进气道和排气道连通的腔体内于所述反装配气座口的轴线上设有反装外开进排共用气阀阀体。所述反装外开进排共用气阀阀体与所述进气道和所述排气道滑动接触。所述反装外开进排共用气阀阀体受阀体开启弹簧和进排共用阀体外开凸轮按正时关系控制，将所述反装配气座口按正时关系开通或密封。所述进气道内设有进气增压涡轮，所述排气道内设有排气涡轮，所述进气增压涡轮由所述排气涡轮驱动。

在每个气缸的缸盖上设置一个所述反装外开进排共用气阀阀体和一个所述座口，而在汇总的进气道和排气道上分别设有一个进气增压涡轮和一个所述排气涡轮。

复数个所述排气涡轮驱动一个所述进气增压涡轮。

一个所述排气涡轮驱动复数个所述进气增压涡轮。

在连接所述进气增压涡轮和所述排气涡轮的驱动轴上设动力输出轴，所述动力输出轴可与其它动力使用装置连接。

本实用新型通过调整两个联动涡轮的参数，实现空气向同一个方向流动而且在两个涡轮间建立相当高的空气压强。利用此空气压强和反装外开进排共用气阀阀体对发动机进行高效精准配气。

这里的进排气涡轮组合与普通涡轮增压是不同的，普通涡轮增压是进排气门分别打开的，进气和排气之间的界面是不发生位移的。然而本实用新型的发动机是进排气共用一个反装配气座口通道，进气和排气间的界面在进气冲程和排气冲程中会发生位移，即在排气冲程中此界面将处于进气增压涡轮附近，而在进气冲程中此界面将位移至排气涡轮附近。所以，涡轮的设计和工况是完全不同的。为了尽量减少或防止排气深度进入进气道，要求进气增压涡轮产生的压强能够防止排气深度进入进气道。换言之，通过调整进气增压涡轮和排气涡轮的级数、尺寸、形状及角度使进气增压涡轮和排气涡轮在工作时，能将由进气增压涡轮、排气涡轮和开启状态下的反装外开进排共用气阀阀体所形成的空间内的废气及时更换成新鲜空气，以保证进入气缸内的空气是新鲜的。

本实用新型实质上是利用喷气式发动机的压气原理对具有反装外开进排共用气阀阀体的往复式发动机进行配气，换言之，是将喷气式发动机和往复内燃发动机有效结合的产物。可以通过调整本实用新型中的涡轮配气发动机的工作状况，使排气涡轮所产生的动力大于进气增压涡轮所需要的功率，因此，可以在连接两涡轮的传动轴上设有动力输出轴用于对外输出动力，提高发动机的整体效率。

所述主阀体可以设为下端为圆台的等径圆柱体式，内部可为实心或空心式，在设为空心式时可将喷油器或火花塞置入其中。也可分为两段设计，与所述反装配气座口接触的一段设为下端为圆台的等径圆柱体式，而后一段可设为杆式或扁柄式等，只要在所述进排共用阀体外开主凸轮和阀体开启弹簧控制下能实现所述反装配气座口的正时开通或密封即可。由于阀体要承受气缸内爆炸所形成的强大推力，所以在其结构设计中应考虑其强度以便能够承受气缸爆炸时所形成的巨大推力。为在冷缩热胀和磨损时仍能按正时关系将所述反装配气座口开通或密封满足发动机的配气要求，阀体与所述反装配气座口间必须能够实现位移补偿。为实现此位移补偿可以采用三种方案：一是让阀体受弹性驱动系统驱动；二是将阀体设为具有预压缩弹簧的自补偿气阀阀体；三是将所述反装配气座口设为具有弹性区的弹性反装配气座口。在本实用新型中，可采用三种形式中的任何一种形式。所述进排共用阀体外开凸轮，应能使所述反装外开进排共用气阀阀体实现在排气冲程开始时开启一直维持开启状态直至进气冲程完了时将所述反装配气座口密封。由于气缸内爆炸形成的巨大推力会通过所述反装外开进排共用气阀阀体传给所述进排共用阀体外开凸轮，所以本实用新型中的所述进排共用阀体外开凸轮的设计应考虑到此推力。为使所述进排共用阀体外开凸轮能够承受气缸内爆炸所形成的推力，可以通过强化凸轮的材料和尺寸来实现，也可以将所述进排共用阀体外开凸轮设为承载力大的特殊凸轮。

原理

将发动机的反装配气座口和反装外开进排共用气阀阀体设置在两个联动的涡轮所形成的空间内，调整涡轮的相关参数，使之转动时空气向同一方向流动并在两个涡轮之间建立起相当的空气压强，利用这一空气压强阻止排气向进气道进入，将废气排向排气道并对发动机气缸进行充气，实现发动机的配气。由于发动机排气时废气具有相当的压力和能量，所以可以利用这些压力和能量驱动两个涡轮中的下游涡轮即排气涡轮转动，进而推动进气增压涡轮转动。

本实用新型具有以下优点：

1.阀体的控制系统结构简单、可靠性高。

2.配气的效率及精准度高。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图

图2为本实用新型实施例二的结构示意图

图3为本实用新型实施例三的结构示意图

图4为本实用新型实施例四的结构示意图

图5为本实用新型实施例五的结构示意图

具体实施方式

附图编号

1.进气道                    2.排气道            3.反装外开进排共用气阀阀体

4.进排共用阀体外开凸轮      5.阀体开启弹簧        6.反装配气座口

11.进气增压涡轮.            22.排气涡轮           66.气缸盖

1122.动力输出轴

下面结合附图对本实用新型作进一步说明，请参考图1所示的涡轮配气发动机：在所述进气道1和排气道2连通的腔体内于所述反装配气座口6的轴线上设有反装外开进排共用气阀阀体3，所述反装外开进排共用气阀阀体3与所述进气道1和所述排气道2滑动接触，所述反装外开进排共用气阀阀体3受阀体开启弹簧5和进排共用阀体外开凸轮4按正时关系控制将所述反装配气座口6按正时关系开通或密封，所述进气道1内设有进气增压涡轮11，所述排气道2内设有排气涡轮22，所述进气增压涡轮11由所述排气涡轮22驱动。

如图2所示的涡轮配气发动机：在多缸发动机的每个气缸的气缸盖66上设置一个所述反装外开进排共用气阀阀体3和一个所述反装配气座口6，而在汇总的进气道1和排气道2上分别设有一个进气增压涡轮11和一个所述排气涡轮22。

如图3所示的涡轮配气发动机：复数个所述排气涡轮22驱动一个所述进气增压涡轮11。

如图4所示的涡轮配气发动机：一个所述排气涡轮22驱动复数个所述进气增压涡轮11。

如图5所示的涡轮配气发动机：在连接所述进气增压涡轮11和所述排气涡轮22的驱动轴上设动力输出轴1122，所述动力输出轴1122可与其它动力使用装置连接。

Claims (5)

1.一种涡轮配气发动机，包括：进气道(1)、排气道(2)、反装配气座口(6)、气缸盖(66)，其特征在于：在所述进气道(1)和排气道(2)连通的腔体内于所述反装配气座口(6)的轴线上设有反装外开进排共用气阀阀体(3)，所述反装外开进排共用气阀阀体(3)与所述进气道(1)和所述排气道(2)滑动接触，所述反装外开进排共用气阀阀体(3)受阀体开启弹簧(5)和进排共用阀体外开凸轮(4)按正时关系控制将所述反装配气座口(6)按正时关系开通或密封，所述进气道(1)内设有进气增压涡轮(11)，所述排气道(2)内设有排气涡轮(22)，所述进气增压涡轮(11)由所述排气涡轮(22)驱动。

2.如权利要求1所述涡轮配气发动机，其特征在于：在多缸发动机的每个气缸的气缸盖(66)上设置一个所述反装外开进排共用气阀阀体(3)和一个所述反装配气座口(6)，而在汇总的进气道(1)和排气道(2)上分别设有一个进气增压涡轮(11)和一个所述排气涡轮(22)。

3.如权利要求1所述涡轮配气发动机，其特征在于：复数个所述排气涡轮(22)驱动一个所述进气增压涡轮(11)。

4.如权利要求1所述涡轮配气发动机，其特征在于：一个所述排气涡轮(22)驱动复数个所述进气增压涡轮(11)。

5.如权利要求1所述涡轮配气发动机，其特征在于：在连接所述进气增压涡轮(11)和所述排气涡轮(22)的驱动轴上设动力输出轴(1122)，所述动力输出轴(1122)可与其它动力使用装置连接。

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