CN204402651U - 一种可旋转独立燃烧室环缸单冲程发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可旋转独立燃烧室环缸单冲程发动机，该发动机压缩空气和油受转动圆柱控制进入膨胀室，然后推动固定挡板带动内缸体旋转，进而带动动力输出轴旋转做功，动力输出轴带动转动圆柱凸轮和活动挡板凸轮运动，进而控制转动圆柱和活动挡板进行工作，当固定挡板转过排气口处时，气体排出，当一侧固定挡板由进气口转过180度后，另一侧固定挡板恰好转过排气口，同时相应的筒形盲腔与进气口连通，气体进入推动另一侧固定挡板继续做功，两侧固定挡板相互配合，完成动力输出。多个这样的双缸发动机还可以将动力输出轴进行串联，制成多缸发动机，以增加动力输出扭矩。

Description

一种可旋转独立燃烧室环缸单冲程发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机领域，具体而言，涉及一种可旋转独立燃烧室环缸单冲程发动机。

背景技术

发动机是一种重要的能力转换装置，可以将热能转换成机械能并对外做功，在汽车、发电等领域起着关键作用。现有的发动机一般通过燃烧汽油、柴油目前，对汽油和柴油的标号有严格的要求，而且汽车的发动机需要配合变速箱使用，相同单位能力输出的扭矩也较小，还需要定期更换机油，这些弊端都给发动机的进一步推广使用带来不便。

实用新型201320246973.4公开了一种外燃环缸发动机，该发动机采用高压气体驱动动力输出轴，高压气体经减压后进入低压气室，受单边蝶形阀控制进入膨胀室，然后推动固定挡板带动内缸体旋转，进而带动动力输出轴旋转做功，动力输出轴带动蝶形阀凸轮和活动挡板凸轮运动，进而控制蝶形阀和活动挡板进行工作，当固定挡板转过排气口处时，气体排出并经冷凝循环使用，当一侧固定挡板由进气口转过180度后，另一侧固定挡板恰好转过排气口，同时相应的蝶形阀打开，气体进入推动另一侧固定挡板继续做功，两侧固定挡板相互配合，完成动力输出。但是，该发动机启动时需外界提供高压蒸汽，等待很长时间后，才达到活动挡板两边所需的压力差，蝶形阀才可顺利启闭，且气体排出时需要冷却装置，没有找到可快速产生蒸汽的装置，针对这一问题没有切实可行的解决办法。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可旋转独立燃烧室环缸单冲程发动机，该发动机采用双缸或多缸设计，能够连续顺畅平稳工作，不需外界提供高压蒸汽，实用性强。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种可旋转独立燃烧室环缸单冲程发动机，包括膨胀室，所述膨胀室由圆筒形的外缸体和设置在外缸体内部的圆柱形的内缸体组成，动力输出轴与内缸体相固定并设置在内缸体的中轴线上横穿外缸体两侧端盖，外缸体在中部具有环形的中隔板且中隔板紧套在内缸体上，在内缸体外表面并沿内缸体轴线方向设有固定挡板，所述固定挡板分两侧反向设置，一侧固定挡板从内缸体一端延伸至中隔板，另一侧固定挡板从内缸体另一端延伸至中隔板；外缸体上设有两个进气口并分布在中隔板两侧，在每个进气口处设有活动挡板，每个活动挡板经各自活动挡板连杆与相应的活动挡板传动块相连，每个活动挡板传动块设置在相应的活动挡板凸轮上方，所述活动挡板凸轮分别安装在所述动力输出轴的两端，其特征在于：所述外缸体上的每个进气口与各自的支撑圆筒上的排气口相连通，在每个支撑圆筒内设有转动圆柱与该支撑圆筒相内接，每个转动圆柱经各自转动连杆与相应的转动圆柱传动块相连，每个转动圆柱传动块设置在相应的转动圆柱凸轮上方，所述转动圆柱凸轮分别安装在所述动力输出轴的两端；在转动圆柱中部沿径向开有筒形盲腔，筒形盲腔内安有火花塞，在所述支撑圆筒上还分别开有压缩空气进口和燃油进口用于与筒形盲腔转动相对；所述转动圆柱凸轮、转动圆柱传动块、活动挡板凸轮和活动挡板传动块外设密封油壳；外缸体上还设有两个排气口，所述排气口与所述进气口分别位于所述活动挡板两侧，所述动力输出轴一端还与空气压缩机相连，空气压缩机与压缩空气进口相连。

优选的，所述外缸体由两个半圆形缸体密封连接而成，其中一个半圆形缸体上设有所述进气口和所述排气口。

优选的，所述转动圆柱凸轮和活动挡板凸轮均通过键套与动力输出轴相连接，所述动力输出轴通过轴承安装在所述外缸体两侧端盖上。

进一步优选的，所述进气口为矩形，并且长度与活动挡板的长度相同。

还可以将上述发动机的动力输出轴串联而组成更多缸的可旋转独立燃烧室环缸单冲程发动机。

该装置中，空气经压缩后进入筒形盲腔，燃油经燃油进口进入筒形盲腔，火花塞在筒形盲腔内点火，燃烧后的气体受转动圆柱控制进入膨胀室，然后推动固定挡板带动内缸体旋转，进而带动动力输出轴旋转做功，动力输出轴带动转动圆柱凸轮和活动挡板凸轮运动，进而控制转动圆柱和活动挡板进行工作，当固定挡板转过排气口处时，气体排出，当一侧固定挡板由进气口转过180度后，另一侧固定挡板恰好转过排气口，同时相应的筒形盲腔与进气口连通，气体进入推动另一侧固定挡板继续做功，两侧固定挡板相互配合，完成动力输出。多个这样的双缸发动机还可以将动力输出轴进行串联，制成多缸发动机，以增加动力输出扭矩。

附图说明

图1为发动机内部结构剖面示意图；

图2为发动机工作过程中活动挡板打开、压缩空气进入筒形盲腔的剖面示意图；

图3为内燃环缸发动机工作过程中活动挡板关闭的剖面示意图；

图4为压缩空气进入筒形盲腔放大的剖面示意图；

图5为内燃环缸发动机外部结构示意图（不包含密封油壳）；

图6为内燃环缸发动机外部结构示意图（包含密封油壳）。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做进一步说明：

如图1所示，膨胀室由圆筒形的外缸体0和设置在外缸0体内部的圆柱形的内缸体3组成，外缸体0由两个半圆形缸体1、2经螺钉密封连接而成，外缸体0两侧安装有端盖73、74。在两侧端盖73、74上分别设有轴承72、701，动力输出轴4与内缸体3相固定并设置在内缸体3的中轴线上横穿外缸体0两侧端盖73、74，并安装在轴承72、701上。内缸体3与动力输出轴4通过钢筋5相连，中间的空间填充有隔热材料6（图2），内缸体3、动力输出轴4、钢筋5可以一体成型铸造，再填充隔热材料6，然后在外面安装半圆形缸体1、2。组成外缸体0的两个半圆形缸体1、2上均设有中隔板201，呈U形，中隔板201在半圆形缸体1、2上半圆环绕设置，组成完整的外缸体环形中隔板，并套在内缸体3上，将内缸体3分隔成两个独立的环形缸。在内缸体3的外边面沿轴线方向安装有固定挡板，其中，固定挡板7从内缸体3一端至中隔板201，固定挡板71从内缸体另一端至中隔板201，固定挡板7和固定挡板71反向180度设置，固定挡板7、71和外缸体0的环形内壁密封贴合。在半圆形缸体1上开有进气口8和进气口81，二者为矩形形状，进气口8的长度与固定挡板7的长度相同。在该两进气口处均铰接有活动挡板，与进气口8对应的活动挡板9如图2所示。进气口8与支撑圆筒10上的排气口801相连通，进气口81与支撑圆筒101上的排气口相连通。在支撑圆筒10内设有转动圆柱121与支撑圆筒10相内接，在转动圆柱121中部沿径向开有筒形盲腔16，筒形盲腔16内安有火花塞124，在支撑圆筒10上还分别开有压缩空气进口102和燃油进口103用于与筒形盲腔16转动相对；在支撑圆筒101内设有转动圆柱131与支撑圆筒101相内接（图3），在转动圆柱131中部沿径向开有筒形盲腔161，筒形盲腔161内安有火花塞143，在支撑圆筒101上还分别开有压缩空气进口132和燃油进口133用于与筒形盲腔161转动相对；

转动圆柱121与转动圆柱连杆30相连，转动圆柱连杆30一端安装在轴承66上，另一端与转动圆柱传动块41相连。转动圆柱131与转动圆柱连杆31相连，转动圆柱连杆31一端安装在轴承67上，另一端与转动圆柱传动块42相连。转动圆柱传动块41、42设置在相应的转动圆柱凸轮48、45上方，所述转动圆柱凸轮48、45分别安装在所述动力输出轴4的两端。

活动挡板9与活动挡板连杆91相连，活动挡板连杆91安装在轴承68上，一端与活动挡板传动块43相连，另一个活动挡板也与相应活动挡板连杆相连，并安装在轴承69上，该活动挡板连杆与活动挡板传动块44相连。

动力输出轴4两端分别经键套转动圆柱凸轮48、45和活动挡板凸轮47、46，当转动圆柱凸轮48、45的凸起处转动到转动圆柱传动块41、42时，推动转动圆柱传动块41、42抬起，从而带动转动圆柱121、131运动，使得筒形盲腔16、161对准压缩空气进口102、132，压缩空气从压缩空气进口102、132进入筒形盲腔16、161，随着转动圆柱121、131继续旋转，筒形盲腔16、161对准燃油进口103、133，油从燃油进口103、133进入筒形盲腔16、161与压缩空气混合，同时火花塞124、143点火，使混合气发生燃烧，转动圆柱121、131继续旋转至排气口801、802时，使高温燃气经进气口8、81排入膨胀室内，气体推动固定挡板7、71带动内缸体运动。在半圆形缸体1上还设有两个排气口，当固定挡板7、71分别转过相应的排气口15、151后，气体排出。

转动圆柱凸轮48、转动圆柱传动块41、活动挡板凸轮47、活动挡板传动块43外面安有密封油壳62，密封油壳62可与端盖73连接为一体制作，轴承68也安装在密封油壳62上。转动圆柱凸轮45、转动圆柱传动块42、活动挡板凸轮46、活动挡板凸轮44外面安有密封油壳61，密封油壳61可与端盖74连接为一体制作，轴承69也安装在密封油壳61上。

密封油壳62、61内装有润滑油，以减少上述凸轮与相应传动块作用时的摩擦，减少损耗。动力输出轴4与空气压缩机（图中未画出）相连，空气压缩机与压缩空气进口102、132相连。

工作时，混合气体燃烧并进入膨胀室，然后推动固定挡板7、71运动，进而带动内缸体3旋转，动力经动力输出轴4输出。当固定挡板7、71先后转过排气口后，气体排出，活动挡板9及另一活动挡板先后抬起关闭进气口8、81，转动圆柱121、131在转动圆柱凸轮48、45作用下筒形盲腔先后对准压缩空气进口、燃油进口、支撑圆筒上的排气口，然后固定挡板7、71先后转过活动挡板，活动挡板落下，气体排入膨胀室内，内缸体3继续旋转，转动圆柱121、131先后转过进气口，完成一个工作循环。

膨胀室被中隔板分成两个缸体，两个活动挡板反向设置，使得二者相互配合工作，一个固定挡板由进气口转过180度时，另一个固定挡板正好转动到进气口，使得发动机能够平稳顺畅的工作。

上述实用新型的关键是通过上述结构实现了压缩气体进入膨胀室前后由转动圆柱和活动挡板双重控制进行做功。

上述内燃环缸发动机因为中隔板将内缸体分割成两个环形缸，故为双缸发动机，多个这样的双缸发动机经动力输出轴相串联，可以制作四缸、六缸、八缸、十二缸等内燃环缸发动机，以增大输出扭矩。

本实施例只是对本实用新型构思和实现的一个说明，并非对其进行限制，在本实用新型构思下，未经实质变换的技术方案仍然在保护范围内。

Claims (4)

1.一种可旋转独立燃烧室环缸单冲程发动机，包括膨胀室，所述膨胀室由圆筒形的外缸体和设置在外缸体内部的圆柱形的内缸体组成，动力输出轴与内缸体相固定并设置在内缸体的中轴线上横穿外缸体两侧端盖，外缸体在中部具有环形的中隔板且中隔板紧套在内缸体上，在内缸体外表面并沿内缸体轴线方向设有固定挡板，所述固定挡板分两侧反向设置，一侧固定挡板从内缸体一端延伸至中隔板，另一侧固定挡板从内缸体另一端延伸至中隔板；外缸体上设有两个进气口并分布在中隔板两侧，在每个进气口处设有活动挡板，每个活动挡板经各自活动挡板连杆与相应的活动挡板传动块相连，每个活动挡板传动块设置在相应的活动挡板凸轮上方，所述活动挡板凸轮分别安装在所述动力输出轴的两端，其特征在于：

所述外缸体上的每个进气口与各自的支撑圆筒上的排气口相连通，在每个支撑圆筒内设有转动圆柱与该支撑圆筒相内接，每个转动圆柱经各自转动连杆与相应的转动圆柱传动块相连，每个转动圆柱传动块设置在相应的转动圆柱凸轮上方，所述转动圆柱凸轮分别安装在所述动力输出轴的两端；在转动圆柱中部沿径向开有筒形盲腔，筒形盲腔内安有火花塞，在所述支撑圆筒上还分别开有压缩空气进口和燃油进口用于与筒形盲腔转动相对；

所述转动圆柱凸轮、转动圆柱传动块、活动挡板凸轮和活动挡板传动块外设密封油壳；外缸体上还设有两个排气口，所述排气口与所述进气口分别位于所述活动挡板两侧，所述动力输出轴一端还与空气压缩机相连，空气压缩机与压缩空气进口相连。

2.如权利要求1所述的可旋转独立燃烧室环缸单冲程发动机，其特征在于，所述外缸体由两个半圆形缸体密封连接而成，其中一个半圆形缸体上设有所述进气口和所述排气口。

3.如权利要求2所述的可旋转独立燃烧室环缸单冲程发动机，其特征在于，所述转动圆柱凸轮和活动挡板凸轮均通过键套与动力输出轴相连接，所述动力输出轴通过轴承安装在所述外缸体两侧端盖上。

4.如权利要求3所述的可旋转独立燃烧室环缸单冲程发动机，其特征在于所述进气口为矩形，并且长度与活动挡板的长度相同。