CN211524958U - 一种新型无曲轴发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型无曲轴发动机，包括独立燃烧室和带有圆筒状空腔的机体，空腔的中心设置驱动轮，驱动轮的外端面连接驱动轴，独立燃烧室设置喷气管连通至空腔的内圆面，驱动轮的外圆面设置若干带有倾角的放射状风叶片；驱动轮的内端面设置向内凹的圆筒状的工作腔，环型凸台由内至外贯穿嵌有若干等分分布的气缸筒；气缸筒内置活塞，工作腔中设置偏心轮，偏心轮上套有滑动轴承，活塞伸出动作位于驱动腔中，活塞缩回动作位于排气腔中。本实用新型采用气缸筒外部燃烧，提供动力输出，该解决现有内燃机热机效率不高的问题，同时利用传统的单缸提供动力辅助输出，动力更强劲，消耗的能源更少，废气排放量较大的问题。

Description

一种新型无曲轴发动机

技术领域

本实用新型涉及一种发动机，具体地说是涉及一种新型无曲轴发动机。

背景技术

传统燃油发动机均是内燃机，采用曲轴作为传动机构的往复式发动机，即冲程等于曲拐轴与主轴中心距的两倍，由曲柄连杆机构周期往复运动。现有技术存在的问题是：1.内燃机为气缸筒内部燃烧，使气缸筒内部温度过高，气缸筒长时间高温机械疲劳快；2.由于机械温度过高，曲轴等机械联动过程中耗费机油，过度浪费；3.传统曲轴行程只能达到曲拐轴与主轴中心距的两倍，能量转换效率低；4.部分无曲轴发动机结构虽然无曲轴但仅仅是靠活塞进行驱动，且燃烧仍然在活塞内，仍然无法避免缸筒内高温问题且其输出动力弱。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种新型无曲轴发动机，本方案采用气缸筒外部燃烧，即通过外部燃烧点火并提供动力输出，创造性地采用一组对角风叶片切线驱动的方式带动驱动轮反复切换进行传动，同时利用任意一对传统的单缸往返式活塞作为“增压气缸”提供动力辅助输出，动力更强劲，消耗的能源更少。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种新型无曲轴发动机，包括独立燃烧室和带有圆筒状空腔的机体，空腔的中心设置驱动轮，驱动轮的外端面连接驱动轴，驱动轴通过轴承座I固定在机体侧壁上，所述独立燃烧室设置喷气管连通至所述空腔的内圆面，所述驱动轮的外圆面设置若干带有倾角的放射状风叶片，所述风叶片与空腔的内圆面相切，所述喷气管倾斜吹向风叶片，喷气管的倾角小于风叶片的倾角，所述风叶片中仅有一组位于对角方向上的风叶片上未设置贯穿的通孔，其余风叶片的中心均设置贯穿的通孔，无贯穿的通孔的两个风叶片将空腔分割为驱动腔和排气腔，防止驱动腔和排气腔相互窜气，所述喷气管位于驱动腔中，所述排气腔的空腔侧壁上设置排气孔；所述驱动轮的内端面设置向内凹的圆筒状的工作腔，所述工作腔与驱动轮的外圆面形成环型凸台，所述工作腔位于机体的侧壁上设置有第二排气孔连通至机体外的大气，所述环型凸台由内至外贯穿嵌有若干等分分布的气缸筒，所述气缸筒将工作腔与空腔连通，所述气缸筒内位于空腔的一端设置气门组I，所述气门组I为排气门；所述气缸筒内置活塞，所述活塞内部为中空的气道，所述活塞位于空腔的一端的气道设置气门组II，所述气门组II为进气门；所述工作腔中设置偏心轮，所述偏心轮的偏心轴与驱动轴同心，偏心轴通过轴承座II架设于机体的侧壁上，所述偏心轮上套有滑动轴承，所述活塞的末端通过销轴铰接在滑动轴承上，所述活塞伸出动作位于驱动腔中，所述活塞缩回动作位于排气腔中，所述驱动轴上还套有齿轮I，驱动轴的下方设置马达通过齿轮 II与齿轮I传动。

上述方案中，所述气缸筒共有四组，呈十字型等分分布，任意相对的两组活塞行程相反。

上述方案中，所述风叶片与驱动轮的倾角的角度为40°～80°，喷气管与驱动轮的倾角的角度为30°～70°。

上述方案中，所述机体为矩型，空腔位于机体中心。

上述方案中，所述独立燃烧室位于空腔上方的机体中，所述独立燃烧室内还设置有电子点火头和喷油管，机体的后部还设置有供喷油管的供给室，供给室内设置给电子点火头和喷油管供给的点火系统和供油泵。

本实用新型一种新型无曲轴发动机与现有技术相比，其有益效果是：

1.相较于传统内燃机和无曲轴发动机，本实用新型采用气缸筒外部燃烧，避免长时间受到机械高温机械疲劳的问题；

2.动力可以根据外部独立燃烧室设计适合的动力，不再受气缸筒设计行程的限制；

3.动力驱动为由往复式曲拐轴变为360度驱动轮驱动传动，间接使压缩行程增大，充分利用惯性大大减少机械振动，稳定性好；

4.设计偏心轮推动增压气缸与驱动轮结合的方式，动力较仅有活塞驱动方式更大。

附图说明

图1是本实用新型一种新型无曲轴发动机的正面结构示意图。

图2是图1中件1和件3的结构示意图。

图3是图1中F-F的剖视图。

图4是图3中件3的结构示意图。

图5是图3中件19的结构示意图。

图6是图1中件15的结构图。

图7是图6的仰视图。

图8是本实用新型一种新型无曲轴发动机的立体结构示意图。

图中：1.机体，2.空腔，3.驱动轮，4.驱动轴，5.喷气管，6.独立燃烧室，7.风叶片，8.电子点火头，9.喷油管，10.风叶片I，11.排气管， 12.气门组I，13.气缸筒，14.气门组II，15.活塞，16.气道，17.销轴，18.滑动轴承，19.偏心轮，20.工作腔，21.风叶片II，22.驱动腔，23. 排气腔，24.轴承座I，25.通孔，26.环型凸台，27.轴承座II，28.盖板， 29.偏心轴，30.第二排气孔，31.齿轮I，32.齿轮，33.马达，34.供给室， 121.气门组I，131.气缸筒，141.气门组II，151.活塞，161.气道。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本实用新型一种新型无曲轴发动机作进一步的描述：

图1是本实用新型一种新型无曲轴发动机的正面结构示意图。图4是图3中件3的结构示意图。图5是图3中件19的结构示意图。图6是图1 中件15的结构图。图7是图6的仰视图。图8是本实用新型一种新型无曲轴发动机的立体结构示意图。图中，该无曲轴发动机，包括独立燃烧室 6和带有圆筒状空腔2的机体1，机体1为矩型，空腔2位于机体1中心。空腔2的中心设置驱动轮3，驱动轮3的外端面连接驱动轴4，驱动轴4 通过轴承座I 24固定在机体1的侧壁上，独立燃烧室6设置喷气管5连通至空腔2的内圆面，驱动轮3的外圆面设置若干带有倾角的放射状风叶片 7，风叶片7与驱动轮3的倾角的角度为75°，风叶片7与空腔2的内圆面相切，喷气管5倾斜吹向风叶片7，喷气管5与驱动轮3的倾角的角度为65°，风叶片7中仅有一组位于对角方向上的风叶片I10和风叶片II21 上未设置贯穿的通孔，其余风叶片7的中心均设置贯穿的通孔25。图2 是图1中件1和件3的结构示意图。无贯穿的通孔的风叶片I10和风叶片 II21将空腔2分割为驱动腔22和排气腔23，防止驱动腔22和排气腔23 相互窜气，喷气管5位于驱动腔22中，排气腔23的空腔2侧壁上设置排气孔11。

图3是图1中F-F的剖视图。图中，驱动轮3的内端面设置向内凹的圆筒状的工作腔20，工作腔20与驱动轮3的外圆面形成环型凸台26，工作腔20位于机体1的侧壁上设置有第二排气孔30连通至机体1外的大气，环型凸台26由内至外贯穿嵌有四组等分分布的气缸筒13，且呈十字型等分分布，任意相对的两组气缸筒13的行程相反。气缸筒13将工作腔20 与空腔2连通，气缸筒13内位于空腔2的一端设置气门组I12，气门组I12 为排气门；气缸筒13内置活塞15，任意相对的两组活塞15的行程也相反，活塞15的内部为中空的气道16，活塞15位于空腔2的一端的气道16内设置气门组II14，气门组II14为进气门；驱动轴4上还套有齿轮I31，驱动轴4的下方设置马达33通过齿轮II32与齿轮I31传动。

如图1、图2和图3，工作腔2中设置偏心轮19，偏心轮19的偏心轴 29与驱动轴4同心，偏心轴29通过轴承座II27架设于机体1的侧壁上，偏心轮19上套有滑动轴承18，活塞15的末端通过销轴17铰接在滑动轴承18上，活塞15伸出动作位于驱动腔22中，活塞15缩回动作位于排气腔23中。独立燃烧室6位于空腔2上方的机体1中，独立燃烧室6内还设置有电子点火头8和喷油管9。机体1的后部还设置有供喷油管9的供给室34，供给室34内设置给电子点火头8和喷油管9供给的点火系统和供油泵。

工作时，启动马达33带动齿轮II32将使齿轮I31转动，齿轮I31将动力传递给驱动轴4，此时独立燃烧室6中喷油管9工作，电子点火头8 点燃发生迅速的燃烧，高压气体从喷气管5送入空腔2，风叶片I10和风叶片II21由于不带有通孔，将空腔2分割为密闭的驱动腔22和开放的排气腔23，风叶片7受到此高压气体的驱动力使驱动轮3继续逆时针做360 度周期性转动，压缩空气由驱动腔22交换至排气腔23由排气孔11排出，马达33随即停止工作。此过程中，压缩过程是由风叶片I10至排气孔11 接近于360度的半圆，压缩行程为接近于完整圆形，相较于传统活塞气缸的直线行程，其力臂增大至数倍，且运行平稳静音。

气缸筒13压缩过程：驱动轮3在做圆周运动，因为偏心轮19上套有滑动轴承18，活塞15随同气缸筒13和驱动轮13转动，此过程中偏心轮 19由于受驱动轮3挤压，迫使活塞15做伸出动作，因而气门组II14受挤压处于关闭状态，而气门组I12受推压处于打开状态，并由离心力保持常态打开状态，进而将气缸筒13内的气体压缩至驱动腔22，进一步压缩驱动腔22。

气缸筒131吸气过程：由于偏心轮19的偏心作用，在活塞15做伸出动作的同时，位于对角方向上的活塞151做缩回动作，气门组II141受负压处于打开，而气缸筒131中的气门组I121受离心力处于打开状态，空气即由第二排气孔30进入工作腔20，依次通过气门组I121进入气缸筒131，进而由气门组II141进入活塞151的气道161中，这样偏心轮19即带动对角方向的活塞轮流对气缸筒压缩做高速往复运动。此过程中通过气缸筒交替助力，在排气腔23吸气，不断向驱动腔22压缩提供辅助增，推动力明显增强，由于气缸筒中的压缩无燃烧，为低温、无废气排放，最终驱动轮3以360度驱动和气缸筒13共同为驱动轴提供扭力，该发动机长时间运行机械振动小，稳定性好。

本实用新型采用气缸筒外部燃烧，即通过外部燃烧点火并提供动力输出，该解决现有内燃机热机效率不高的问题，创造性地采用一组对角风叶片切线驱动的方式带动驱动轮反复切换进行传动，同时利用任意一对传统的单缸往返式活塞作为“增压气缸”提供动力辅助输出，动力更强劲，消耗的能源更少，废气排放量较大的问题。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种新型无曲轴发动机，包括独立燃烧室(6)和带有圆筒状空腔(2)的机体(1)，空腔(2)的中心设置驱动轮(3)，驱动轮(3)的外端面连接驱动轴(4)，驱动轴(4)通过轴承座I(24)固定在机体(1)侧壁上，其特征在于：所述独立燃烧室(6)设置喷气管(5)连通至所述空腔(2)的内圆面，所述驱动轮(3)的外圆面设置若干带有倾角的放射状风叶片(7)，所述风叶片(7)与空腔(2)的内圆面相切，所述喷气管(5)倾斜吹向风叶片(7)，喷气管(5)的倾角小于风叶片(7)的倾角，所述风叶片(7)中仅有一组位于对角方向上的风叶片(7)上未设置贯穿的通孔(25)，其余风叶片(7)的中心均设置贯穿的通孔(25)，无贯穿的通孔(25)的两个风叶片(7)将空腔(2)分割为驱动腔(22)和排气腔(23)，防止驱动腔(22)和排气腔(23)相互窜气，所述喷气管(5)位于驱动腔(22)中，所述排气腔(23)的空腔(2)侧壁上设置排气孔(11)；所述驱动轮(3)的内端面设置向内凹的圆筒状的工作腔(20)，所述工作腔(20)与驱动轮(3)的外圆面形成环型凸台(26)，所述工作腔(20)位于机体(1)的侧壁上设置有第二排气孔(30)连通至机体(1)外的大气，所述环型凸台(26)由内至外贯穿嵌有若干等分分布的气缸筒(13)，所述气缸筒(13)将工作腔(20)与空腔(2)连通，所述气缸筒(13)内位于空腔(2)的一端设置气门组I(12)，所述气门组I(12)为排气门；所述气缸筒(13)内置活塞(15)，所述活塞(15)内部为中空的气道(16)，所述活塞(15)位于空腔(2)的一端的气道(16)内设置气门组II(14)，所述气门组II(14)为进气门；所述工作腔(20)中设置偏心轮(19)，所述偏心轮(19)的偏心轴(29)与驱动轴(4)同心，偏心轴(29)通过轴承座II(27)架设于机体(1)的侧壁上，所述偏心轮(19)上套有滑动轴承(18)，所述活塞(15)的末端通过销轴(17)铰接在滑动轴承(18)上，所述活塞(15)伸出动作位于驱动腔(22)中，所述活塞(15)缩回动作位于排气腔(23)中，所述驱动轴(4)上还套有齿轮I(31)，驱动轴(4)的下方设置马达(33)通过齿轮II(32)与齿轮I(31)传动。

2.根据权利要求1所述的一种新型无曲轴发动机，其特征在于：所述气缸筒(13)共有四组，呈十字型等分分布，任意相对的两组气缸筒(13)的行程相反。

3.根据权利要求1所述的一种新型无曲轴发动机，其特征在于：所述风叶片(7)与驱动轮(3)的倾角的角度为40°～80°，喷气管(5)与驱动轮(3)的倾角的角度为30°～70°。

4.根据权利要求1所述的一种新型无曲轴发动机，其特征在于：所述机体(1)为矩型，空腔(2)位于机体(1)的中心。

5.根据权利要求1所述的一种新型无曲轴发动机，其特征在于：所述独立燃烧室(6)位于空腔(2)上方的机体(1)中，所述独立燃烧室(6)内还设置有电子点火头(8)和喷油管(9)，机体(1)的后部还设置有供喷油管(9)的供给室(34)，供给室(34)内设置给电子点火头(8)和喷油管(9)供给的点火系统和供油泵。

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