CN2454185Y - 双燃烧室轮机动力型防撞汽车 - Google Patents

Abstract

一种采用新型动力的具有安全防撞性能的新型汽车。在单燃烧室轮机上,增加一个燃烧室,并设燃烧室进汽口、喷口自动启闭装置,增加叶栅,使两个燃烧室交替进气、点燃、喷发燃气。进而改善轮机性能,用以取代汽车汽缸活塞式发动机,以提高能量转换率、减小噪音。防撞装置是由装在车前端的应力箱及应力箱背部的“撞击力方向转换器”构成。汽车相撞时,应力箱前被撞击挤压,背部被撞击力经转换方向后伸出的活塞挤压而交形,释放撞击时产生的动量,以保证人车安全。

Description

双燃烧室轮机动力型防撞汽车

本实用新型是一种采用新型动力的，并具有安全防撞性能的新型汽车。

目前，国内外生产的汽车，动力均采用汽缸活塞式发动机。该种发动机在工作时，其四个冲程中仅有一个冲程在作功，且是由几个缸体的垂直运动转变为旋转运动的，因此机械损耗大、噪音大、效率低。现有具有直接旋转性能的单燃烧室轮机，只设有一个燃烧室，燃汽的燃烧与喷发采用间歇方式。相应轮周与叶栅的设置，也仅在半个轮周上装有叶栅，而另半个轮周为紧贴汽缸表面的圆弧形实体，用以封堵燃烧室喷口。这样，只有在这二分之一叶栅部旋经喷口时，燃烧室喷发燃汽作功，而旋转到另半周时，燃烧室不喷发燃汽，叶轮靠惯性旋转。可见单燃烧室轮机，每旋转一周，燃烧室燃烧并喷发一次燃汽，且作用在二分之一轮周上，因此要获得足够大的转矩与功率时，需要增大叶轮直经来实现。这样当以相同动力的单燃烧室轮机来取代现行汽车的汽缸活塞式发动机时，就存在着体积大、油耗高、效率低等问题，而无法实现。另外，目前生产的汽车，由于发动机外部构造形体所占空间，决定了汽车前部防撞安全装置，只能是保险杠，以及在高档轿车中为保护驾驶员人生安全所设置的充气气囊装置，这些都不能有效地解决汽车相撞后的人车安全问题。

本实用新型的目的，是提供一种新的适用于汽车的双燃烧室轮机，来取代现行汽车的汽缸活塞式发动机，进而降低机械能损耗，提高燃料利用率和减小噪音。同时设置一种新的液压应力安全防撞装置，当汽车在发生相撞事故后，使损失降到最低。

本实用新型技术方案包括两个部分，即“双燃烧室车用轮机”与装在车头前部的“液压应力箱汽车防撞装置”，现分述如下。

一、双燃烧室车用轮机

该轮机是由缸体(内设两个燃烧室)，叶轮旋转部分，高压室、气压机、燃烧室进气口启闭系统、燃烧室喷口启闭系统，以及油路、电路、润滑、冷却系统构成。技术特征是：它设置两个燃烧室，并进行交替进气(油气混合的高压气)、燃烧与喷发而驱动叶轮旋转作功。叶轮相应设置为沿轮周360度装置叶栅的全对称形叶轮。为了实现两个燃烧室交替进汽燃烧与喷发燃汽，设置了燃烧室进气口机械连动启闭装置，与燃烧室喷口机械连动启闭装置。主轴旋转通过燃烧室进气口启闭装置，A燃烧室进气口开启(B燃烧室进气口关闭)，此时A燃烧室喷口处于关闭状态，高压油汽进入A燃烧室，当气压与高压室相同时，A燃烧室进气口关闭，燃烧室喷口启闭系统使A燃烧室喷口打开，点火系统点火，A燃烧室油汽燃爆，高压燃汽喷向叶轮并使其旋转半周。主轴旋转到另半周时，燃烧室进气口启闭系统使B燃烧室进气口开启(A燃烧室进气口关闭)，此时B燃烧室喷口处于关闭状态，高压油气进入B燃烧室，当气压与高压室相同时，B燃烧室进气口关闭，燃烧室喷口启闭系统使B燃烧室喷口打开，同时B燃烧室点火系统点火，B燃烧室高压油气燃爆，高压燃汽喷向叶轮另半周，再使其旋转半周。在整个叶轮受燃气驱动旋转时，每二分之一叶轮(叶栅)承受一个相应燃烧室及喷口喷出的高压燃气。因而使整个叶轮在当两个燃烧室交替燃烧喷发高压燃汽时，不间断地受力旋转。与单燃烧室轮机相比，在轮机旋转一周或单位时间内增加了受力叶栅片数，因此在相同叶轮直径情况下，增加了轮机的旋转力矩，进而增加了功率输出。同时由于叶轮为对称性设置，燃汽喷发使叶轮受力也为均衡性的，因此减小了叶轮旋转时的振动与轮机运行中的噪音。

二、活塞应力箱防撞装置

该防撞装置是由应力箱、液压撞击力方向转换器、减振弹簧以及固定支架等相互连接而成。应力箱是由钢材焊接成的具有多支点的网状箱体，它安装在车头最前端，通过减振弹簧与车底盘连接。液压撞击力方向转换器是一个专门设计制作的箱体式液压器，液压器在同一平面上设置有两种运动方向相反的活塞，即受力活塞和施力活塞。通常受力活塞伸出液压器箱外，而施力活塞缩在液压器箱内。由一个受力活塞与一个施力活塞组成一组，位置相邻，内部油路相通，当其中受力活塞受外力向内挤压时，施力活塞由液体传递使其向外伸出。液压撞击力方向转换器就是由这样几组活塞在液压箱前端排列构成。该液压装置安装在应力箱里侧，并紧贴应力箱的背部、底部与车底盘钢性连接。液压器受力活塞从应力箱背后穿入应力箱前端，活塞端头利用钢板与应力箱前端固定，并处于同一平面上。施力活塞前端由钢板固定在应力箱背部。这样便构成一个整体防撞装置。当汽车发生正面撞击时，车前端应力箱受撞击力挤压变形，同时与应力箱前端相连的液压器受力活塞受力向后压缩，液压力通过液压油、油路通道向施力活塞传递，液压器内的施力活塞被压出。由于应力箱背部紧贴施力活塞前端并相互连接，因而应力箱背部被施力活塞挤压。汽车正面撞击后，由于应力箱前面被撞击挤压，背部又被正面撞击力经方向转换后由施力活塞再挤压，前后夹击，使应力箱钢质支架在应力集中点迅速弯曲变形，应力箱被损坏，同时将撞击时产生的能量释放出来，从而保证了汽车在发生正面相撞事故后的人车安全。

采用上述方案，有两个有益的效果。

一、双燃烧室轮机，在相同体积下较原单燃烧室轮机增加了功率输出，减少了噪音，因此能够取代现行汽车的汽缸活塞式发动机，从而克服汽缸活塞式发动机的缺陷，减少机械能损耗，提高能量转换率，减少噪音。

二、安装了新型活塞应力箱防撞装置后，在汽车发生正面相撞事故后，以损失应力箱为代价，释放撞击时产生的冲击动量，从而保证了驾驶员与车辆的人车安全。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型整体布局示意图。

图2是双燃烧室轮机实施例沿图3B-B线所切横剖面图。

图3是双燃烧室轮机实施例沿图2A-A线所切纵剖面图。

图4是安全防撞装置实施例沿图5B-B线所切剖面主视图。

图6是安全防撞装置实施例沿图4A-A线所切剖面左视图。

图中：1．缸体2．燃烧室3．燃烧室进气口4．燃烧室进气口启闭导槽5．燃气喷口6．燃烧室喷口启闭导槽7．主轴轴承8．废气排放口9．主轴10．叶轮11．叶栅12．叶栅档扳13．档板半圆凹槽14．凸轮15．高压气室16．气压机传动齿轮17．进气口启闭滑块18．滑块滑动槽19．摇杆铰接头20．摇杆21．摇杆密封半球22．摇杆复位弹簧23．喷口半圆启闭滑块24．滑块复位弹簧25．滑块弹性锁定键26．锁定键孔27．锁定键弹簧28．火花塞29．化油器30．空气滤清器31．气压机32．应力箱33．网状钢架34．撞击力方向转换器35．受力活塞36．施力活塞37．活塞头连接环38．液压箱39．液压油40．液压油通道41．减振弹簧42．固定支架43．双燃烧室车用轮机44．安全防撞装置。

在图1中用双燃烧室车用轮机(43)取代汽车中的气缸活塞式发动机，在车头前部装上安全防撞装置(44)。安全防撞装置前端(应力箱)用减振弹簧与车底盘连接，后壁(液压器)用固定支架与车身大架钢性连接。车体及其它零部件基本保持不变。

在图2、图3双燃烧室轮机实施例中，该双燃烧轮机是由缸体、叶轮旋转部分、高压气室、空气压缩机、燃烧室进气口启闭系统、燃烧室喷口启闭系统，以及油路、电路、润滑、冷却系统等几个部分构成。(一)缸体部分。缸体(1)是铸钢件，双燃烧室(2)设在缸体顶部。内侧设有进气口(3)，进气口外侧设启闭进气口的滑块导槽(4)，并与高压气室(15)相连，底部设有燃气喷口(5)，底部外侧开设有燃气喷口启闭滑块导槽(6)，以及锁定键孔(26)，顶侧上方装置火花塞(28)。旋转空间呈扁圆体，是为叶轮旋转提供密闭空间，它的上方设有燃气喷口，下方设废气排放口(8)。(二)叶轮旋转部分。叶轮(10)为整个轮周都装置叶栅(11)的全对称形叶轮。用叶栅承接高压燃气。叶栅两侧装设圆形叶栅档板(12)，叶栅档板与气缸内表面配合形成密闭空间。叶栅档板外侧二分之一圆周边缘上开设有凹槽(13)，与燃气喷口启闭装置配合来控制两个燃气喷口的交替开启和关闭。主轴(9)设在叶轮中心。主轴内侧装有凸轮(14)，用以与双燃烧室进气口启闭装置配合，控制双燃烧室进气口的交替启闭。主轴在凸轮外侧装有气压机传动齿轮(16)。主轴外侧用于动力输出。(三)高压气室。高压气室(15)，为扁方形箱体状，安装在燃烧室一侧。它一方面是高压气与油的混合空间，同时它也是构成燃烧室进气口启闭系统的重要装置。上侧方设孔与化油器(29)相连。下方设密封孔，从中穿过控制燃烧室进气口启闭的摇杆。外侧面固定气压机，并开孔接纳高压气流。(四)气压机。气压机(31)采用涡轮压缩机。安装在高压气室侧面，由主轴通过传动齿轮(16)带动。气压机进气口与空气滤清器(30)相连，出口与高压气室相通。(五)燃烧室进气口启闭系统。该系统由进气口启闭滑块(17)、摇杆(20)、摇杆复位弹簧(22)、主轴凸轮(14)以及高压气室(15)构成。进气口启闭滑块(17)装设在燃烧室外侧的横向导槽(4)内，可以左右滑动，用以开启和关闭两个燃烧室进气口。滑块(17)上在其中心竖直方向开设有滑动槽(18)，用以与摇杆铰接头(19)的滑动连接，使摇杆头运动轨迹由圆弧形变为水平运动。摇杆(20)从高压室(15)底部穿过，在接合处摇杆以设置的密封球(21)进行气室密封，摇杆与高压气室接合处是摇杆摆动支点。摇杆下端由复位弹簧与主轴凸轮接触。当主轴旋转时，凸轮压迫摇杆使摇杆摆动，摇杆铰接头在滑块中上下滑动，从而带动滑块延导槽左右往复运动，来开启和关闭两个燃烧室的进气口。(六)燃气喷口启闭系统。该系统由喷口半圆形启闭滑块(23)、滑块复位弹簧(24)、滑块弹性锁定键(25)以及叶栅档板凹槽(13)构成。滑块(23)呈半圆形，安装在叶轮旋转空间上部燃气喷口处开设的导槽(6)内，并可延槽滑动，用以开启和关闭两个燃烧室喷口。滑块末端设有压缩复位弹簧(24)以便滑块前行。滑块中(与运动方向垂直)设一弹性锁定键(25)，与叶栅档板凹槽配合使滑块滑动或闭锁。叶栅档板半圆凹槽(13)是在两个叶栅档板(12)外侧，在半个圆周上延圆周边缘开设宽为三分之一至二分之一档板厚深5-7mm的凹槽(另半圆不开槽)，用以拨动滑块(23)上的弹性锁定键(25)。在叶栅档板随叶轮旋转过程中，当不开槽半圆前沿转到滑块处并触动弹性锁定键(25)时，便带动其使滑块(23)延旋转方向在导槽(6)内移动，一个喷口被开启，复位弹簧(24)被压缩。当滑块(23)移到设定位置时，弹性锁定键(25)下斜面受力被向上推入导槽内原设定的锁定键孔(26)内，滑块(23)被锁定，此时另一喷口被关闭。当叶栅档板继续旋转到凹槽(13)处，弹性锁定键被弹向凹槽(13)，滑块(23)被释放，由滑块复位弹簧(24)将滑块(23)延导槽与旋转方向相反的方向弹出。从而开启已关闭的燃气喷口，并关闭另一喷口。随着叶栅档板旋转，又重复上述运动，使叶轮每旋转一周时，两个燃气喷口(5)分别开启和关闭一次。该轮机的油路、电路、润滑等系统与其它轮机以及内燃机相似。双燃烧室车用轮机的运转过程是：当旋转主轴(9)时，气压机(31)旋转，向高压气室(15)提供压缩空气，高压气流流入高压气室时负压使化油器(29)中汽油注入高压气室(15)，油气在其中混合。同时主轴凸轮(14)旋转压迫摇杆(20)使其摆动，摇杆铰接头(19)推动燃烧室进气口启闭滑块(17)右移，开启左侧进气口，关闭右侧进气口，同时叶轮(10)转动使叶栅开槽档板(12)的不开槽半圆(13)前沿推动燃气喷口弹性锁定键(25)带动燃气喷口启闭滑块(23)沿旋转方向移动，打开右侧燃气喷口(5)，(关闭左侧燃气喷口)，右侧燃烧室火花塞点火，右侧燃烧室高压油气燃爆，并经右侧燃气喷口喷向叶栅(11)，叶栅带动叶轮(10)并主轴(9)旋转半周，废气经排气口(8)排放。当凸轮(14)转到另一面(不凸部分接触摇杆)，摇杆复位弹簧(22)使摇杆(20)反方向摆动，摇杆铰接头(19)推动燃烧室进气口启闭滑块(17)向左移动，关闭左侧进气口，开启右侧进气口。同时，叶栅开槽挡板(12)转向开槽半圆(13)，弹性锁定键(25)弹出，燃烧室喷口半圆滑块(23)释放，并由复位弹簧(24)使半圆启闭滑块(23)逆旋转方向滑动，打开左侧燃气喷口(关闭右侧喷口)，左侧燃烧室火花塞点火，左侧燃烧室高压油气燃爆，并经左侧燃气喷口喷向叶栅(11)推动叶轮(10)旋转过另半周。以上这一过程不断地循环往复，高压油气不断地在两燃烧室交替点燃，并交替向叶栅喷出，使叶轮带动主轴不断旋转作功。

在图4、图6汽车安全防撞装置实施侧中：安全防撞装置(44)是由应力箱(32)、液压撞击力方向转换器(34)组装连接而成。应力箱是一个由钢材焊接成的具有多支点的网状箱体。液压撞击力方向转换器(34)是一个专门设计的箱体式液压器，该液压器在同一平面上设置两种运动方向相反的活塞-受力活塞(35)与施力活塞(36)，同时由一个受力活塞与一个施力活塞组成一组，内部油路相通。通常受力活塞(35)伸出液压箱(38)，而施力活塞(36)缩在液压箱(38)内，当受力活塞(35)受撞击力向液压箱压缩时，施力活塞(36)，被液压力从液压箱中推出。液压力方向转换器由上下左右对称的四组活塞构成。应力箱(32)与液压撞击力方向转换器(34)装配方式是：应力箱(32)在前，液压撞击方向转换器(34)在后并紧贴应力箱。每组活塞中的受力活塞(35)从应力箱(32)背后经应力箱预留孔中穿过应力箱，受力活塞前端头通过活塞头连接环(37)与应力箱前壁固定，并处于同一平面上。每组活塞中的施力活塞(36)缩在液压箱(38)内，施力活塞头紧贴应力箱背部并用活塞头连接环(37)与应力箱背部连接。这样便构成一个整体安全防撞装置(44)。当汽车发生正面撞击时，车前端应力箱(32)挤压变形，同时与应力箱前壁相连的撞击力方向转换器(34)的受力活塞(35)受力向后压缩，压力通过液压油(39)、液压油通道(40)向施力活塞(36)传递，使施力活塞(36)受力由液压箱伸出，并推挤应力箱(32)背部。应力箱(32)被前后撞击挤压变形损坏，以此来释放撞击时产生的能量。

Claims (6)

1．一种轮机动力防撞汽车，其特征是：车用轮机为双燃烧室设在汽缸顶部，并在一侧设双进气口与进气口滑块，摇杆以高压气室密封半球为支点，顶端与滑块绞连接，底端用复位弹簧与气缸固定，并与主轴凸轮在运转中接触，燃烧室底部设置喷口，并设启闭喷口的滑块与滑块锁定键，汽缸上设弹性锁定键孔，叶轮整周装设叶栅，叶栅两侧设圆形挡板，并在档板外侧二分之一圆周边缘开设凹槽，开槽半圆与不开槽半圆在动态中分别与滑块锁定键接触；防撞装置为汽车前端装设用钢架连接的多支点应力箱与多组反方向伸缩活塞的撞击力方向转换器装配连接。

2．根据权利要求1所述的汽车其特征是：摇杆顶端与滑块绞连接，绞接点在滑块内设的竖直槽内，进气口启闭滑块装置在缸体外壁的滑块导槽内。

3．根据权利要求1所述的汽车其特征是：双燃烧室喷口沿叶轮切线方向开口，燃烧室喷口圆弧形滑块设置在喷口外侧汽缸顶曲面的圆弧形导槽中，一端通过复位弹簧与汽缸固定，一端通过斜面锁定键与叶轮档板开槽与不开槽半圆在动态中分别接触，使滑块的位置由导槽一端移到另一端。

4．根据权利要求1所述的汽车其特征是：双燃烧室轮机的叶轮为整周装置叶栅的全对称形叶轮。

6．根据权利要求1所述的汽车其特征是：防撞装置由钢架连接的多支点箱体结构的应力箱和装在其背部的伸出的受力活塞杆穿过应力箱预留孔，端头与应力箱前端面连接，缩在缸体内的施力活塞端头紧贴应力箱背部并连接的液压撞击力方向转换器构成。

6．根据权利要求1所述的汽车其特征是：防撞装置的液压撞击力方向转换器是一个在同一平面上排列着两种不同方向伸缩的活塞的箱式液压器，即受力活塞杆通常伸出缸体外，施力活塞杆通常缩在缸体内。

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