CN2413031Y - 节能复合式柴汽油内燃机 - Google Patents

Abstract

一种节能复合式柴汽油内燃机,它有一个外壳体,其内装有内转子,由转子带动活塞连杆随同旋转,在固定曲轴的作用下进行往复运动,壳体内还设置有燃料系统、润滑系统、冷却系统以及点火系统。这种新型的装置转子和气缸是一体件,气缸排列为放射形,是以力偶矩作功,力矩是95系统内燃机的3、4倍,机械负荷小,运转平稳,外形尺寸并不超过同系列内燃,无凸轮,气门机构和减压机构配重件,可以实现高效节能,效率高,可广泛用作柴汽油的内燃机。

Description

节能复合式柴汽油内燃机

本实用新型涉及内燃机，特别是转子结构的内燃机。

旋转活塞式内燃机的活塞作为转子在特定型面气缸内绕转轴作旋转运动，它是近年来新发展的机型，特点是结构简单，体积小，振动小，重量轻，运动平稳，但它的效率低，浪费能源。

本实用新型的任务是：克服现有技术的不足，提出一种高效节能的柴汽油内燃机。

本实用新型的任务是以如下方式实现的：节能复合式柴汽油内燃机，它有一个外壳体，由圆形壳体、前后端盖构成，外壳体设有进气通道、泄气口、水套、燃气通道、燃气室，按在燃气室盖上有火花塞、喷油器，外壳体内装有内转子，由转子带动活塞连杆随同旋转，并在固定曲轴的作用下在气缸内往复运动，本机设置有燃料系统、润滑系统、冷却系统以及点火系统，柴汽油分别用两种燃气室盖。

本实用新型由于是以力偶作功，力矩是95系列机型的3、4倍(外形尺寸不超95系型)，无配重凸轮，气门机构和减压机构，这样，机械负荷小，运转平稳，可以实现高效节能，由于燃油供给柴汽油为直接喷射到燃气室内，并且三个气缸共用一个喷油器和一个火花塞，因此结构简单，效率高。

图1为本实用新型剖视图。

本实用新型的一个最佳实施例，如图，柴汽油内燃机的外壳体1由圆形壳体、前后端盖构成，外壳体设有进气通道4、泄气口5、水套6、燃气通道7、燃气室8，与壳体共同组成燃气室的燃气室盖9按在燃气室盖上有火花塞10、喷油器11，外壳体内的内转子2由气缸涡轮圈(气缸与涡轮圈为一体件)、前空心轴端盖、后轴端盖构成，转子内的曲轴连杆3由活塞、活塞销、连杆曲轴、固定支臂构成，柴汽油分别用两种燃气室盖(称柴油机燃气室盖和气油机燃气室盖)，用汽油机燃气室盖可实现汽油燃料要求的压缩比7-9，用柴油机燃气室盖可实现柴油燃料要求的压缩比19-22，燃料系统为一汽油直接喷射系统，所说的润滑系统由机油底壳、集滤器、机油泵、机油滤清器组成，采用压力与飞溅的方式润滑，冷却系统根据发动机的用途可以采用两种冷却形式，即复合冷却和风冷却两种，复合冷却装置由水泵、风扇、散热器、通风滤清器、通风管、通风机、通风减压器组成；而风冷却装置由风扇、外罩、通风滤清器、通风管、通风机、通风减压器组成，通风机吸气管通过减压器与发动机内相通，出气管与发动机进气管相接，在冷却系统中它起到通风吸热作用，在进气行程它起到补气、增压作用，点火系统由电源、高压线圈、分电器、火花塞组成。

在圆柱形壳体上，沿轴向设有两列进气口、燃气室通道(又称燃气喷口)、泄气口，其中心与转子上每列气缸中间缸和曲轴颈的中心相匹配，滑面封闭套筒、外圆锥面与壳体内锥面相配合(在滑面封闭套筒上也设有两列进气口、燃气通道、泄气口，其中心位置与壳体各口的位置相同)，各口相对应，在壳体端盖的作用下被压紧在壳体内，在壳体内与滑面封闭套筒成间隙配合设一转子，沿转子轴向设2列6个气缸，按轴向看相距互成60°，每列3个气缸，按圆周均布120°。

转子与滑面封闭套筒之间分别有压缩封闭环和燃气封闭环(又称曲面环)，各起着封闭作用。

曲轴安装在转子内，一端安装在转子后轴端盖的轴瓦内，另一端安装在空心轴端盖的轴瓦内，并穿过轴瓦和空心轴段于外部定位支臂连接，支臂的另一端固定在外壳体底脚凸起处，使其定位，因沿转子圆周均布两列气缸，所以安在转子内的曲轴在相应的位置设两个曲轴颈，两个曲轴颈在一条水平线上，每列三个气缸内的活塞分别通过连杆大头安装在同一曲轴颈上。转子的前后轴端盖分别安装在外壳体的前后端盖的轴承内并穿过轴承向外延伸，伸出后端盖的实心轴作为动力输出轴，通过安装在输出轴上的大齿盘供起动发动机传递起动机的动力，使发动机起动。

伸出前端盖的空心轴穿过齿轮室在齿轮室外安装三角皮带轮，在齿轮室内齿轮安在其上，发动机作功时转子旋转，后端输出功率，前端通过齿轮驱动机油泵、高压喷射泵、通风机、分电器，同时齿轮室外的三角皮带轮通过三角带带动水泵发电机工作，来满足发动机的需要。

该装置的工作过程是：1、用汽油作燃料时，该机是依靠转子旋转带动活塞连杆，在固定曲轴的作用下，使活塞在转子上的各气缸内做往复运动，完成进气、压缩任务，作功(爆发)的气体压力作用在涡轮上，泄气由转子的旋转将涡轮转到泄气口泄气，由于转子沿圆周旋转，并在一定的角度范围内完成进气、压缩、作功、泄气，所以对各循环过程用角度来说明，根据各循环角，在其外壳上设有进气口、进气通道、燃气通道口、燃气室(燃气室盖、喷油器和火花塞分别安装在其上)。泄气口在壳体内转子上沿轴向设两列气缸，以前列和后列划分两列气缸各沿圆周均布120°其位置是一定的，所以在壳体上沿圆周各工作口的关闭，由随转子转动的气缸顶封闭环来决定，活塞随转子旋转，在气缸内所到上下死点的位置是由调整曲轴转角来决定的。其工作过程以一列说明如图随着转子的旋转甲缸正处于进气阶段，在曲轴的作用下，活塞在上死点向下移动，空气不断从a、b、c、d进气口被吸入气缸，转子的转动使气缸经过进气口a到进气口d所转过的角，称进气角。

2、甲缸内的活塞到下死点时，进气口d还没被关闭，当活塞上行一定角度时，气缸顶封闭环关闭进气口d，气缸内进入压缩阶段，此时活塞随转子旋转在气缸内继续上行，当行到乙缸的位置时，空气压力明显开始上升，当转子转到气缸顶的封闭环，把燃气室的燃气通道打开，此时在气缸内，被压缩的空气以很高的压力冲进燃气室，这时气缸内的压力降低，同时以等量的汽油喷入燃气室，与冲进来的空气双方进行冲击混合，此时喷油落后进气2°左右，这时转子继续旋转，同时活塞也在气缸内向上死点移动，已经形成的可燃混合气被压缩，在气缸顶封闭环将要关闭燃气通道时火花塞点燃混合气，也就是丙缸的位置，从气缸顶封闭环关闭进气口d到关闭燃气室通道前，所经过的角度称压缩角，在压缩角内包括高压气过度角，也就是从打开燃气通道到关闭燃气通道前，这个角度称高压气过度角图中α表示，又称最终压缩角。

3、在气缸顶封闭环将要关闭燃气通道时，此时的压缩比7-9同时火花塞点燃混合气，在可燃气被点燃的一瞬间，气缸顶的封闭环关闭了燃气室与气缸的燃气通道(此时活塞即将下行，由于活塞顶部剩余高压气膨胀推动轮子，所以此时活塞下行无负荷)，这时燃气室内高温高压的燃气冲进刚刚转过来的涡轮室内，推动涡轮旋转，从而转子获得旋转的动力，设在转子上每段涡轮被燃气封闭环分为三段，当转子将一段段涡轮转至泄气口时，由于涡轮室内的高压气体与外部大气压力差的存在，所以由自身的压力分段把废气泄掉。从燃气被点燃到转子涡轮封闭环打开泄气口前，转过的这一段角度，称作功角，又称爆发角图中用β表示，转子的旋转使各段涡轮经过泄气口泄气到燃气封闭环关闭泄气口前，转过的角度称泄气角用γ表示。随转子的旋转气缸转过泄气口后，在曲轴的作用下，活塞在气缸内继续由上死点向下移动，即又进入进气阶段，从泄气口到进气口相隔这段角度，称进气过度角图中用ψ表示。这个角度的弧长小于气缸直径，在气缸经过这段角度时活塞在气缸内向下移动，气缸内不会产生过大负压。

用柴油作燃料，工作是这样的：1、随着转子的旋转，甲缸(如图)处于进气阶段，在固定曲轴的作用下，活塞在气缸内由上死点向下死点移动，气缸内产生负压，空气不断从a、b、c、d进气口被吸入气缸，由于转子的转动，使气缸经过进气口a到口d所转过的角度称进气角图中用φ表示。2、甲缸内的活塞到达下死点时，进气口d还没被关闭，当活塞随转子转动上行一定角度时，气缸顶封闭环关闭进气口d，这时气缸内进入压缩阶段，活塞在气缸内随转子的旋转，继续上行，到乙缸的位置时，空气的压力、温度开始明显上升，当转子转到气缸顶的封闭环，把燃气室的燃气通道打开时，此时在气缸内被压缩的空气以很高的压力冲进燃气室，形成急速回转涡流，这时气缸内的压力降低。当活塞在气缸内上行到上止点前曲轴的反向角19°时，柴油在喷油泵的作用下经高压油管、喷油器以雾状喷入燃气室，与正在急速回转的气流交锋，此时空气温度约500-700°，混合、燃烧。当活塞到达上止点时，也就是气缸顶封闭环将要关闭，燃气通道的位置(图丙)这时的压缩比19-22，在混合气燃烧的瞬间气缸顶的封闭环关闭燃气通道(此时活塞将下行)，使燃气室内的高压燃气冲出通道，冲击涡轮使转子获得旋转的动力(泄气过程与汽油的相同)。3、前面是对单缸而方，该发动机的结构是两列气缸，每列三个气缸，两列六个气缸，沿轴向互成60°，而每列三缸沿圆周均布120°所以转子转一周，每列三缸各工作一次，也就是说，转子每转120°两列各有一个气缸同时工作，形成二力合一，由于气缸是随转子旋转工作的，所以各工作固定角孔都设在壳体的相应位置，并以水平中心为基准来称各工作角。因该机沿轴向有两列气缸，我们把它分成前列和后列，沿圆周每列三个气缸的中心，不在同一中心线上，又分称中间缸和两侧缸，由于燃气通道中心与中间缸中心在同一中心线上，而两侧缸均在两侧，所以两侧缸在打开燃气室、燃气通道时，落后中间缸1°，在关闭燃气通道时提前1°，前列气缸、燃气室设在水平中心线以下后列缸的燃气室，设在水平中心线以上，每列三个气缸，拥有一个燃气室，用汽油时一个火花塞、一个喷油器。用柴油时用一个喷油器。

它的工作过程是：由于转子每转120°就有两个气缸，在相反的位置同时工作，也就是说，当转子每转120°就需要同时供给两个气缸各一次燃油一次火花。设计思想是，把燃料供给系、供六缸用的喷油泵或气油喷射系统分成两组，这样每组有三个单位，把三个单位高压油管合为一个油管通向喷油器，每组的任务各供给每列气缸燃料的供应，随发动机旋转每转120°两组同时各有一个单位分别供给两列的工作缸燃料(把喷油泵凸轮相应地分为两组，沿轴向看互成60°，每组三个凸轮，却互成120°)。点火系：把分电器断电凸轮设为3个凸轮互成120°，分电器盖上设三个旁插孔，插孔的位置按圆周均布120°，把三个插孔的高压线并联在一起，再分出两条线分别与两列气缸，燃气室盖上的火花塞连接，当分电器随发动机旋转，断电触点在凸轮的作用下，每转120°断电一次，分火头也相应的在每转120°与旁通孔内电极接触供给高压电，因三个旁通孔高压线是相联的，所以每次供电都有这两条导线分别供给两列燃气室盖上的火花塞，与发动机的燃料供给系相匹配。

Claims (4)

1、一种节能复合式柴汽油内燃机，它有一个外壳体，由圆形壳体、前后端盖构成，机体设置有燃料系统、润滑系统、冷却系统以及点火系统，其特征在于：外壳体设有进气通道、泄气口、水套、燃气通道、燃气室，按在燃气室盖上有火花塞、喷油器，外壳体内装有内转子，柴汽油分别用两种燃气室盖。

2、如权利要求1所述的柴汽油内燃机，其特征在于：所说的内转子的固定曲轴连杆机构由活塞、活塞销、连杆曲轴、固定支臂构成，内转子和气缸同为一体件，气缸排列为放射形。

3、如权利要求1所述的柴汽油内燃机，其特征在于：所说的冷却系统为一复合冷却装置，由水泵、风扇、散热器、通风滤清器、通风管、通风机、通风减压器组成，通风机吸气管通过减压器与发动机内相通，出气管与发动机进气管相接。

4、如权利要求1所述的柴汽油内燃机，其特征在于：所说的冷却系统为一风冷却装置，由风扇、外罩、通风滤清器、通风管、通风机、通风减压器组成，通风机吸气管通过减压器与发动机内相通，出气管与发动机进气管相接。